[发明专利]润滑油叶片泵

说明书

本发明涉及用于为内燃机提供加压润滑油的可变润滑油叶片泵。

润滑油叶片泵为容积泵。润滑油叶片泵具有泵转子体，其保持在可移位的控制环内转动的可径向滑动叶片。控制环的壁和可滑动叶片、转子体限定了在泵送腔中转动的多个转动的泵送室。泵送腔被分隔成具有进入口的充填区域、具有排出口的排放区域和在充填区域和排放区域之间的中间区域。在转动方向上看，中间区域被布置在充填区域和排放区域之间。泵送室从充填区域开始转动，通过中间区域到达控制环内的排放区域。控制环是可径向移位的，其用于相对于静态转子轴提供可调节的偏心距。通过改变控制环的偏心距，控制环在高泵送量位置和低泵送量位置之间移动，从而调节泵的冲程。

泵包括将控制环推向高泵送量方向的预拉伸元件。控制室针对该预拉伸元件作用。如果转速增大，则控制室中的压力上升，使得将控制环推入到低泵送量方向，以使出口压力保持恒定。如果转速减小，则出口压力也减小，使得将控制环推入到高泵送量方向，其效果是仍然以与泵转子的转速或者引擎的转速无关的大致恒定的水平对润滑油进行加压。

由润滑油叶片泵泵送的润滑油是不可压缩的油。在冷启动动作中，现有技术的泵控制系统没有合适的功能，使得相对于引擎需求来说起动时间会太长。一个原因在于润滑油由于其低黏度而不能充填弹簧室的事实，使得控制环被迫使进入到低容量方向。现有的解决方案使用高刚度的预拉伸元件，其利用大的力迫使控制环进入到高容量方向。然而，该解决方案使得泵在其标准条件下的控制质量(即高温性能)退化。

本发明的一个目标在于提供具有改进的冷启动动作和在冷启动动作中具有降低的压力峰值的高效润滑油叶片。

利用具有权利要求1所述的特征的润滑油叶片泵解决了该目标。

用于为内燃机提供加压润滑油的润滑油叶片泵设置了具有泵转子的泵壳体，其中所述泵转子具有在可移位的控制环中转动的可径向滑动叶片。该布置限定了从充填区域转动到排放区域的多个泵送室，并且一起限定了泵送腔。设置在弹簧室中的预拉伸元件将控制环推向高泵送量方向。润滑油叶片泵还具有控制室，其中控制室中的润滑油压力使控制环抵抗预拉伸元件的预拉伸力向低泵送量方向移动。此外，润滑油叶片泵具有泵送腔出端口，润滑油通过该泵送腔出端口离开排放区域中的转动的泵送室。该泵送腔出端口能够设置在控制环中和/或在泵壳体中。润滑油从泵送腔出端口流到泵出口，以及从泵出口流到引擎。

润滑油叶片泵具有压力平衡通道，其用于在最后的排放阶段将润滑油从控制环和转子之间的泵送室区域直接排出到弹簧室中。压力平衡通道具有合适的形状和尺寸。

当泵送室出端口不再有效时，压力平衡通道的通道进入口的位置是特别有效的。由于进入弹簧室中的润滑油排放具有高的流体压力，因此控制环被推入到具有相应高压的高泵送量方向。

根据此特征，由于润滑油从最后的排放区域中的泵送室被排出到弹簧室中，因此显著地减小了在润滑油叶片泵的冷启动动作中的压力峰值。

该结构设计显著地改进了冷启动动作，从而缩短了起动时间，并且允许使用低刚度的预拉伸元件。利用该措施，能够显著地降低在冷启动动作中的高压力峰值而不会使泵的效率退化。这使得液压噪声降低并且使得泵的寿命更长。此外，压力平衡通道引起低的总控制压力，从而提高了总的泵效率。

压力平衡通道的一个次要效果是减小压力峰值，特别是在控制环处于其高泵送量位置时其最大偏心距处的压力峰值。这降低了液压噪声并且改进了泵的整体性能。

在本发明的一个优选实施例中，压力平衡通道设置在控制环中。泵送室和弹簧室之间的润滑油连接能够通过控制环中的一个或更多个孔来实现。压力平衡通道的进入口总是可与移动的控制环一起移动，而不会改变通道进入口的开口横截面。

根据本发明的一个优选实施例，压力平衡通道设置在泵壳体中。该结构是非常简单且紧凑的解决方案。通过在泵壳体中设置压力平衡通道，能够避免控制环中的通道，使得不削弱控制环。

优选地，从转动方向上看，压力平衡通道的进入口不与排放区域中的泵送腔出端口重叠。在泵送室最后的排出泵送阶段中，压力平衡通道和泵送腔出端口之间不存在流体连接。

预拉伸元件优选是机械弹簧。在一个优选的实施例中，弹簧是螺旋弹簧。螺旋弹簧是简单、廉价且可靠的。

优选地，弹簧室被设置为在预拉伸元件方向上与控制环协作的液压室。换言之，如果在弹簧室中存在相关的润滑油压力，则弹簧室维持预拉伸元件的效果。