[发明专利]一种齿轮式变量泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮式变量泵，特别涉及一种用作发动机机油泵的齿轮式变量泵。

背景技术

近年来，环境污染和能源紧缺等问题越来越严重，而汽车工业是能源消耗与环境污染的 重要来源。汽车可以通过提高发动机的综合性能、车身轻量化、制动能量回收等方法措施， 达到节能减排的目的。变排量机油泵在汽车上的使用，也可以达到汽车节能减排的目的。机 油泵是汽车润滑系统的重要组成部件，其功能是将机油升高到一定压力后，再输送到汽车发 动机的各摩擦零部件表面，通过连续提供润滑油以减小各零件的磨损，从而提高汽车发动机 工作的稳定性与使用寿命。传统的汽车发动机中使用齿轮式定量泵作为机油泵，随着发动机 转速的提高，机油泵的供油量线性增加，因此高转速时必须将多供给的润滑油通过限压阀泄 露掉。机油泵所需的动力由发动机提供，定量泵在高转速时会过度消耗发动机功耗。变排量 机油泵可以根据润滑系统的需要，合理地调节泵的排量，从而降低发动机的功耗消耗。根据 国外的研究报告可以得出，采用变排量机油泵的汽车发动机可以降低0.5％～2％的燃油消耗， 并且当发动机长期在高转速工况下工作时，采用可变排量机油泵的汽车能降低3％的燃油消 耗。

齿轮式变量泵常用于汽车发动机中，比如中国专利CN203384624U公布了一种可变排量 机油泵，该机油泵为一种齿轮式变量泵，包括外壳、设于外壳内腔中的主动齿轮和从动齿轮， 外壳内腔中还设有一与从动齿轮同轴连接的柱形滑块，柱形滑块与从动齿轮同轴连接并可与 从动齿轮一起轴向移动；通过改变从动齿轮与主动齿轮的啮合宽度可以改变每转排量，从而 实现变量调节。齿轮式变量泵在工作时，主动齿轮和从动齿轮的啮合的重叠系数大于1，即 必须同时有两对轮齿相啮合，主动齿轮和从动齿轮之间形成困油腔，困油腔的容积会随齿轮 的旋转而变化。困油腔的容积减小时，困油腔中的油液受到挤压而产生高压，并将油液从困 油腔中挤出，致使油液发热，而且，齿轮式变量泵的轴承等零件也会受力不均；当困油腔的 容积增加时，困油腔内会形成局部真空，困油腔中的油液会发生空蚀、噪声、振动和空化。 这就是齿轮泵的困油现象，困油现象会导致了齿轮泵的压力脉动。为了改善齿轮泵的工作性 能，就需要降低困油腔的压力脉动。

在齿轮式定量泵中，减轻齿轮泵困油现象的主要方法是在外壳内腔侧壁上开卸荷槽，卸 荷槽的设计是外啮合的齿轮式定量泵设计中最为重要的环节之一，卸荷槽的设计是否合理， 直接影响到齿轮泵的工作性能和使用寿命。卸荷槽主要形式有：1)相对主动齿轮和从动齿轮 中心连线对称布置的双矩形卸荷槽；2)相对主动齿轮和从动齿轮中心连线对称布置的双圆形 卸荷槽；3)相对主动齿轮和从动齿轮中心连线不对称布置的双卸荷槽。但这些卸荷槽开设在 主动齿轮和从动齿轮的两端盖板上，只能适用于主动齿轮和从动齿轮端面相对位置不变的情 况，对于变排量式齿轮泵，由于主动齿轮和从动齿轮的啮合宽度随着机油泵的转速变化而改 变，所以主动齿轮和从动齿轮的端面相对位置会发生变化，所以，由于定排量式齿轮泵和变 排量式齿轮泵的结构差异和工作方式的差异，齿轮式定量泵中的卸荷槽结构无法适用于变排 量齿轮泵，在目前的变量式齿轮泵中尚无解决困油现象的有效方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种齿轮式变量泵，能够释放困油腔中的压 力，减小压力脉动。

为了达到上述目的及相关目的，本发明的一种齿轮式变量泵采用如下技术方案：一种齿 轮式变量泵，包括外壳、设于外壳内腔中的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮相啮 合并形成困油腔，外壳内腔中还设有一柱形滑块，柱形滑块与从动齿轮同轴连接并可与从动 齿轮一起轴向移动，在柱形滑块上设有沿柱形滑块轴向延伸的卸荷槽，卸荷槽的一端延伸至 从动齿轮的端面并能与所述困油腔连通。

进一步地，柱形滑块上设有一段与主动齿轮的齿顶圆相配合的弧形面，在弧形面上设置 有所述卸荷槽。

进一步地，外壳上设有吸油口和排油口，所述卸荷槽设置在主动齿轮和从动齿轮的中心 连线与排油口之间。

进一步地，垂直于柱形滑块轴线的卸荷槽截面为卸荷槽的横截面，卸荷槽的横截面自靠 近从动齿轮端面的一端向另一端逐渐增大。

进一步地，卸荷槽的轴向长度大于或者等于主动齿轮与从动齿轮的最大啮合宽度与最小 啮合宽度之差。