[发明专利]可变排量叶片泵和调节其排量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及可变排量旋转泵，并且更具体地涉及这样一种类型的泵，其中排量调节的获得得益于调节环与泵转子之间的相对偏心率的变化，该相对偏心率的变化依赖于泵的运转状态，通过改变环与转子的相对位置而实现。

本发明还涉及一种调节所述泵的排量的方法。

本发明优选但不排他地应用于机动车辆发动机的润滑油用的泵。

背景技术

已知的是，在使润滑油在压力下在机动车辆的发动机内循环的泵中，其容量及因此的油的输送率取决于发动机的转速。因此，泵被设计成在速度低时提供足够的输送率，以确保同样在此条件下的润滑。如果泵具有固定的几何结构，在高转速时的输送率超过必要的输送率，由此发生了导致具有更高的燃料消耗的高功率吸收，以及由于在回路中产生的高压力而使组件受到较大的应力。

为了消除该缺点，已知的是提供一种泵，其具有在车辆的不同运转状态下允许输送率调节的系统，特别是通过排量调节。已知针对该目标有不同的解决方案，这些解决方案对于泵送元件的具体种类(外部或内部齿轮，叶片……)是特定的。然而，可确认一些普通排量调节系统的种类，并且在旋转叶片泵的情况下，其中一种系统基于外部调节环和转子之间的相对位置的变化，外部调节环也被称为“定子环”，转子在其内部偏心地旋转。因此得到了这些组件相对偏心的变化，并因此得到了泵的排量的变化。

这种调节是用不同的方式来实现的。因此，能够确认出：

-这样的泵，其中转子使外部环旋转，叶片的径向外端部铰接地连接到该外部环(“摆”泵)；

-这样的泵，其中定子环可横向移动到转子的旋转轴线；

-这样的泵，其中定子环围绕同一环的外部的轴线振荡；以及

-这样的泵，其中定子环可旋转地围绕位于同一环的内部且与转子的旋转轴平行的轴。

在这样的各种泵中，当定子环被移动以便改变排量时，有必要通过创建抵抗力并且通常由弹簧构成的装置来对抗其移动。这种对抗定子环的移动的装置产生如下的问题：

a)在移动过程中，当力和摩擦的不稳定平衡发生时的振动/噪音；

b)振动/压力脉动的产生，其依赖于旋转速度的变化的快速瞬变和/或压力阈值的调节的变化的快速瞬变；

c)在旋转速度的提高和降低之间进行的压力调节的滞后；

d)由于在支撑定子环的区域中的过度特定压力而造成的磨损。

为了缓解这样的问题，在通过定子环的旋转进行排量调节的泵的情况下，已经提出在定子环的外表面与腔室(定子环在其中旋转)的内表面之间夹设滚动元件的方案。显然，通过将滑动摩擦转变为滚动摩擦，对于定子环旋转的阻力(滞后依赖于该阻力)将减小。

US5,863,189中公开了一个例子，其中，定子环的外表面和腔室的内表面形成了圆形滚子轴承的内圈和外圈，其中，滚子由适当的圆形保持架以相同的相互距离保持。在这种已知的方案中，具有滚子的保持架沿所述表面的整个圆周延伸，并且仅可以通过侧杠杆臂致动，这使得其结构复杂。

此外，本申请人已经认识到，在泵运行过程中产生的机械力和流体(特别是，液压)力的分析表明，在这里所考虑的类型的泵中，这些力的合力作用在定子环的外表面与腔室(定子环在其中旋转)的内表面之间的接合区域的有限的区带中，并且因此，在这样的区带中，有必要防止不稳定平衡的产生或以明显方式对抗调节移动的平衡的产生。

发明内容

本发明的目的是，提供一种上述公开类型的具有可变排量的旋转式正排量泵，其消除了现有技术的缺点。

根据本发明，该目的是这样实现的：

-仅在调节环的外表面与腔室(所述环在其中移动)的内表面之间的接合区域的一部分上设置滚动元件，所述部分包括区带，在调节期间，在泵中产生的机械力和流体力的合力作用于该区带上，并且由于这样的合力的效果，在该区带上产生流体支撑轴承作用(fluidic support bearing)；并且

-滚动元件布置在所述表面之间的接合区域的所述部分中，从而在调节移动期间作为整体沿所述表面可移动，滚动元件的移动具有比由调节环执行的移动更小的幅度，从而使所述泵从最大排量状态过渡到最小排量状态。

优选地，调节移动是旋转，所述表面之间的接合区域的所述部分被配置为滚动轴承的扇形部，所述表面分别形成扇形部的内圈和外圈的区段，并且滚动元件布置在形成于调节环的外表面中的座内。