[实用新型]一种排量可调的齿轮式机油泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在涡轮增压汽油发动机内使用的齿轮式机油泵，属发动机技术领域。

背景技术

机油泵是整个发动机润滑系统的“心脏”，其作用是将具有合适压力的机油源源不断地输送到发动机需要润滑的各个部位。为了防止油路中某些部件(如机油滤清器)在冷起动等工况时因油压过高而爆裂，现有的机油泵内一般都设置了限压阀，将润滑系统的机油压力限制在一定的范围内(一般设定在400kPa～550kPa)。这就导致发动机在中高速工况(尤其是高速工况)下，将会有大量的带功机油通过限压阀泄回机油泵进油腔或油底壳中，白白浪费了发动机的驱动功率。研究表明，发动机在高转速工况下(比如5000r/min)，有大约50%的机油通过限压阀流回机油泵进油腔或油底壳，这将引起较大的能量浪费，如果可以想办法避免这部分能量的浪费，将会降低约1%～3%的CO2排放量。

为了改善燃油经济性，降低CO₂排放量，各厂家相继开发出了各种可变排量的机油泵，从结构形式上大体可以分为齿轮式、转子式和叶片式三种基本类型。但无论哪种类型的可变排量机油泵，都有以下几方面的局限性：1、调节范围较窄且不连续(目前常见的为一阶控制和二阶控制)；2、缸体和机油泵等需设计复杂的反馈油路，导致零部件制造工艺复杂；3、调节方式为液压执行，响应速度较慢。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构相对简单、排量调节范围较宽且可以连续调节的齿轮式机油泵。

本实用新型所述问题是由以下技术方案实现的：

一种排量可调的齿轮式机油泵，它包括齿轮泵和直线型步进电机，所述直线型步进电机固定在齿轮泵的外壳上，所述齿轮泵包括主动轴、主动齿轮、从动轴、缺圆滑块、从动齿轮、全圆滑块和回位弹簧，所述从动轴的一端与步进电机的动子相对并设置有环形凸台，另一端依次穿过与之同轴滑动连接的缺圆滑块、从动齿轮、全圆滑块和回位弹簧后插入外壳上的轴孔内；所述主动齿轮与主动轴同轴固接并与从动齿轮啮合，所述缺圆滑块的缺口与主动齿轮相对应。

上述排量可调的齿轮式机油泵，所述主动轴通过驱动链轮与发动机的曲轴连接。

上述排量可调的齿轮式机油泵，所述直线型步进电机为混合式丝杆步进电机。

本实用新型利用步进电机和回位弹簧驱动从动齿轮沿轴向移动，改变从动齿轮与主动齿轮在厚度方向上的啮合量，实现机油泵排量的调节。该机油泵不需要复杂的反馈油路，简化了油泵和缸体结构，实现了油泵排量的宽范围连续调节而且响应速度快，同传统机油泵相比，本实用新型可避免发动机驱动功率的浪费，降低CO2的排放量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的爆炸图；

图2是本实用新型的结构示意图。

图中各标号为：1、泵盖；2、从动轴；3、缺圆滑块；4、从动齿轮；5、全圆滑块；6、回位弹簧；7、泵体；8、主动齿轮；9、主动轴；10、环形凸台；11、驱动链轮；12、步进电机。

具体实施方式

传统齿轮泵的结构及工作原理：两个齿数相同的齿轮相互啮合，装在壳体内，齿轮与壳体的径向和端面间隙很小。主动轴与主动齿轮键连接，从动齿轮空套在从动轴上。工作时，主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。两齿轮旋转时，充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔，在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空，使油底壳内的机油在大气压力作用下进入进油腔，而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用，机油以一定压力被泵出。

参看图1，本实用新型包括外壳和齿轮泵，外壳由泵体7和泵盖1组成，齿轮泵由从动轴2、缺圆滑块3、从动齿轮4、全圆滑块5、回位弹簧6、主动齿轮8、主动轴9、驱动链轮11和步进电机12组成。

装配完成后，回位弹簧6处于压缩状态，从而迫使全圆滑块5、从动齿轮4、缺圆滑块3等紧密贴合，同时缺圆滑块3端面与机油泵盖1贴合，此时主动齿轮8与从动齿轮4处于全厚度啮合状态，机油泵的排量最大。

本实用新型的工作原理：

发动机工作时，机油压力传感器始终检测发动机主油道的机油压力，并将信号反馈给ECU；当主油道的机油压力大于预先写入ECU中的“机油压力—转速”曲线上的对应值时， ECU首先根据预先写入其中的数据计算出从动齿轮的基本位移量，然后结合机油温度等参数进行修正，并将结果输出给步进电机12；步进电机12接收ECU的指令信号后，控制其输出轴（动子）往缺圆滑块3方向移动相应的长度L，减小机油泵的排量以达到新的平衡；以上整个过程均为闭环控制，以确保发动机始终在合适的机油压力下工作。