[发明专利]高效固定排量叶片泵

说明书

技术领域

本公开涉及用于自动变速器的液压泵，更具体地说，涉及用于自动变速器的高效固定排量叶片泵。

背景技术

本部分中的陈述只是提供与本发明相关的背景信息，并且可以构成现有技术，也可以不构成现有技术。

液压机动车变速器，即，具有通过离合器和制动器控制的多个行星齿轮组件的轿车和轻型卡车的自动变速器，通常包括专用液压泵，其向控制阀和致动器提供加压的变速器（液压）流体，致动器接合离合器和制动器且提供各种传动比或速度。

这种专用泵通常是固定排量泵，诸如叶片泵或齿轮泵，其由位于发动机与变速器之间的变矩器的毂或其他启动设备以发动机速度驱动。这些泵具有许多设计目的。由于以发动机速度持续地驱动泵，因此期望泵具有高效率。另外，由于泵通常安装为与发动机轴线同轴，所以期望尺寸小，尤其是期望轴向长度小，以不增加变速器的长度。这种同轴发动机驱动泵也必须是自吸式，并且必须在变速器流体具有高粘稠度的冷启动条件下很好地运行，因为直到液压产生，变速器才能换档到任何档位。

发明内容

本发明提供一种自动机动车变速器的固定排量叶片泵。叶片泵包括可以同轴（即，关于变速器的输入轴的轴线）或离轴（即，与变速器输入轴的轴线间隔开）布置的壳体，并且通过发动机驱动的链或齿轮系驱动。泵本身包括一对配流盘和泵体。泵体限定圆柱形室，其容纳转子，如果是同轴设计，则通过驱动柄、平面或花键将转子连接到变矩器的毂，如果是离轴设计，则将转子连接到短轴。转子离心布置在圆柱形室内，因此限定新月形泵送室。转子包括多个径向槽，这些径向槽容纳相同多个叶片。叶片的外端或边缘与圆柱形室的壁接触，叶片的内端或边缘与转子中凹处内布置的一对叶片环接触。因此叶片限制在泵送室的壁与环之间，当这些叶片和转子转动时该壁和环精确地确定这些叶片的径向位置。盘形弹簧或类似类型的预加载弹簧将配流盘压在泵体上。适当的入口（吸入）端口和出口（压力）端口分别向圆柱形室提供液压流体以及从圆柱形室收集液压流体。另外，后部配流盘的外（后）表面接触加压的被泵送的流体，因此产生的力使配流盘与泵体偏压到一起，进一步减少泄漏。

这种泵的结构和配置提供了高的泵效率。这个效率提高是本发明的固定排量叶片泵的若干方面导致的结果。首先，在其优选配置和布置中，它在变速器中是离轴安装的。以这种方式，驱动叶片转子的轴可以很小，为9-12毫米的量级，而不是设置在大得多的变矩器毂上，该毂有时可以是50毫米，这可明显增加泵的直径。离轴泵的总体的较小泵直径和部件尺寸减小了旋转和滑动摩擦，减少了旋转内部泄漏且允许更严格的公差，所有因素提高了操作效率。另外，离轴设计例如通过专用电动马达促进了其他驱动布置，当发动机在例如发动机起动-停止（ESS）应用中没有运行时该专用电动马达也能驱动该泵。

此外，离轴设计和必要的伴随驱动布置，诸如链轮和链或齿轮或齿轮系，允许旋转速度相对于发动机的旋转速度增加或减小。这是有用的，因为典型限制性（最小）泵流量发生在低r.p.m.（诸如发动机怠速速度），并且期望增加此速度，从而泵流量在低发动机速度时更大。然而，这种方法并不是没有缺陷，由于这样驱动泵，所以该泵在高发动机速度会达到可能不需要的速度和输出流量，并因此有导致过大噪声和更大的油流路径的风险。

由于当前的对变速器、动力系和机动车效率的重视且这种重视还将持续，所以若干其它工程方法可用于解决上述问题和相关问题。例如，可以通过提供与该泵（在此被称为在各种操作条件下提供变速器的变速器流体需求的主泵）一起工作的辅助泵来减小泵的排量和流体输出。优选地，辅助泵也是固定排量泵。可以通过机械装置（诸如链或链轮）以发动机速度或其他旋转速度驱动辅助泵。另选地，在混合动力系中，辅助泵可由电动马达或允许辅助泵在发动机和发动机驱动的泵都不操作时的仅电操作期间被驱动的其它装置驱动。另外，辅助泵可以是压电泵或其他类型的非旋转泵。

包括叶片环使得本发明的泵为自吸式的。保持紧公差减少了沿转子面以及与叶片的所有面和边缘相邻的内部泵泄漏，提高了体积效率。因此，泵可以布置在机油箱及其液面之上，或者在任何期望的离轴位置：在机油箱内，低于或高于额定液面或在机油箱上方或远离机油箱的另一位置。这种位置/安装的灵活性有利于在前轮驱动（FWD）和后轮驱动（RWD）的变速器和驱动系中使用本发明的泵。

减小的尺寸、紧公差和由此产生的自吸能力的另一方面是，由于精确地控制了叶片的径向移动，所以泵提供好的冷启动流量和压力。此外，这些益处是本发明的泵配置利用传统的变速器流体实现的。

因此，本发明的一方面提供了固定排量叶片泵。