用于控制流体泵附加损失的装置的制作方法

专利名称：用于控制流体泵附加损失的装置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种流体泵，并且尤其涉及一种用于控制流体泵中 附力口损失(parasitic losses)的装置。
背景技术：
在工业很宽的领域中大量的使用流体泵。其中一个需要流体泵的工 业是汽车工业。尤其是，燃烧发动机车辆包括发动机润滑系统，所述发 动机润滑系统设计为在修正温度和压力将轻油传送到发动机。该系统的 心脏是油泵，所述油泵通过简单的金属丝过滤网从油箱中泵送油以过滤 掉任何大的杂质，并且通过过滤器供给油以净化油。然后所述油纟皮泵送 到发动机的不同部件以辅助冷却和润滑，并且然后下落到发动^L曲轴箱 的底部——油箱，以继续这个过程。燃烧发动机车辆油泵中典型使用的 一种特殊类型的泵机构是摆线泵 (gerotor p確p )。 摆线泵是容积式泵(positive displacement p画p )， 其使用嵌套的内摆线齿轮元件作为其泵元件。内齿齿轮元件，也叫小齿 轮，与外齿齿轮元件相啮合并位于其内部，外齿齿轮元件也叫环形齿轮。 这些元件支承在泵壳体上以沿平行、水平的独立的中心线转动。在摆线 泵中，内部元件或外部元件都由电才几驱动，并且然后被电才几驱动的元件 再去驱动另一元件。这些齿轮元件彼此相对转动以产生泵吸作用。由于外部齿轮元件比内部齿轮元件多一个齿，并且两个元件都安装在彼此偏移的固定中心处，所以贯穿每次转动这一个齿的容量被打开和 关闭。随着带齿元件的转动，内部和外部齿轮元件的齿之间的腔室的尺
寸逐渐增大，通过每次大约180o的旋转直到其达到其最大尺寸一_相当于"缺齿"的最大容积。在循环的最初一半的过程中，逐渐增大的腔室暴露于泵壳体的进口，产生油流入其中的部分真空。在接下来的180o转 动的过程中，随着齿的啮合，腔室的尺寸逐渐减小，并且流体通过泵壳 体的排出口被迫排出。因此，泵元件的转动运动产生泵吸作用。油泵设计为传送比发动^L实际需要更大的油量和压力。例如，当内 部齿轮元件驱动摆线泵时，内部驱动元件与驱动轴结合从而在发动机运 行的同时油泵连续地运行。摆线泵将传送与输入动力的速度成比例的已 知的、预定量的流体。这样连续运行的油泵始终如一地向发动才几供给比 其实际需要更大的油量和油压力。油压被维持稳定，不需要的多余的油 压会被释放。油泵的这样连续地运行促进了附加损失并增加了对油泵及 其系统的附加磨损。使发动机和其部件以及其系统更有效和更耐用是本领域一直以来的 需求。发明内容本发明寻找通过只在需要时选择性地运行泵减少流体泵的附加损 失。当在此参考使用具有内燃机的摆线油泵的本发明的优选实施例说明 本发明时，应当理解本发明可以利用任何通过输入驱动轴提供动力的流 体泵。在一旦获得最小容量时本发明降低油压能力，因而将泵损失限制到 固定的水平。因此， 一旦获得最小油量和油压，输入动力供给从油泵解 脱离从而油泵不连续运行。限制输出流量有许多好处，例如，由于减小 高速运行时的汽蚀所以可增加转子的平均寿命，因为泵仅仅泵吸需要的 流量所以可减小热发生，由于减少被过滤的油量所以可延长过滤器的寿 命或者减小过滤器需要的尺寸。当油量和油压减小到最低水平时，输入 动力源重新与油泵啮合以使油泵运行直到达到阈值。根据本发明的用于降低流体泵附加损失的装置是这样实现的，通过 离合器元件使动力源驱动轴与驱动泵元件相连。离合器元件与驱动泵元 件啮合并摩擦地与驱动轴啮合，在达到或者超过预定液压时，离合器元
件释放驱动轴，从而驱动轴在离合器元件内部旋转，因而暂停抽吸作用。 当液压下降到低于预定液压时，离合器元件再次啮合驱动轴以重新开始 泵吸作用。


结合附图，通过参考以下详细说明可以更好地理解本发明目标和优点以及工作，其中图1示出了根据本发明一优选实施例的油泵组件。 图2示出了图1的油泵组件的局部截面图。图3示出了离合器元件15,泵驱动元件13以及泵从动元件12之间 的相互关系。图4示出了离合器毂或轴16与离合器元件15之间的相互关系。 图5示出了离合器元件15。图6示出了离合器元件和泵驱动元件的部件分解图。
具体实施方式
根据图1至图6所示的优选实施例现在将说明本发明。油泵组件10 总体上包括泵壳体11，从动泵元件12,驱动泵元件13,以及离合器元 件15。当发动机运行时，动力通过与发动机相连的驱动轴输入到油泵组 件10中以提供动力。输入动力的驱动轴(未示出)，如图4所示，既能够与摩擦地与离 合器元件15啮合的离合器毂16相连，驱动轴也能够直接与如图3中所 提供的离合器元件15摩擦地啮合。为了该说明书和权利要求书，驱动 轴以及任何与摩擦地与离合器元件相啮合的与驱动轴连接的元件都将称 为驱动轴。如图4所示，驱动轴被顺时针方向驱动并且与离合器元件15摩擦 地啮合从而以紧固离合器元件15。最好离^器元件15是沿驱动轴同轴 布置并且在驱动轴和驱动泵元件孔17之间环状的盘簧。因此，在驱动 轴转动期间，盘簧的紧固使得在驱动轴和离合器元件15之间产生了增 加的摩擦啮合并且因此在内部驱动元件13上产生作用力。在如图3中
最好地示出，离合器元件15在一端与泵驱动元件13相啮合，并且在另 一端与驱动轴摩擦地相啮合。泵驱动元件13转动并且通过结合的齿轮 齿驱动泵从动元件12以产生泵吸作用。油泵组件10运转以为发动机提供预定量和预定压力的油。当达到 预定的量和压力时，从动元件12向驱动元件13施加阻力，其依次向离 合器元件15的一端施加阻力。作用在离合器元件15 —端的阻力迫使离 合器元件15松开，引起离合器元件15不再与驱动轴摩擦接触。因此， 当达到预定的量和压力时，驱动轴相对离合器元件15滑动，因此驱动 轴在离合器元件15内部转动并且不提供使油泵的驱动泵元件13运转的 输入动力。当阻力变小时，即，油泵的量和压力减少至低于需要值时，离合器 件再次与驱动轴啮合，因此再次建立驱动驱动泵元件13所需的摩擦啮 合以重新开始泵吸作用。如图6中最好的示出，内部小齿轮孔17包括至少一个可以与盘簧 的一端啮合的凹口 19，从而以防止盘簧以第一转动方向转动。更好地， 内部小齿轮孔17包括多个可以与所述盘簧的一端啮合的凹口 19,从而 以防止盘簧以第一转动方向转动并且允许盘簧向着相反的转动方向回 转。因此，内部小齿轮13更容易装配在驱动轴上。最后，值的注意的是，在当前的优选实施例中，两个环状的支承件 25布置在内部小齿轮13的任一侧以保持在驱动轴和内部小齿轮孔l7之 间的盘簧15。然而，也可以使用其它结构来完成该功能。尽管参考优选实施例说明了本发明，然而本领域技术人员在根据阅 读和理解该说明书的基础上作出的其它实施例，j奮改和替换都落入所附 的权利要求的范围之内。
权利要求
1、 一种用于控制流体泵中的附加损失的装置，其中所述流体泵具有由驱动轴驱动的驱动泵元件，所述装置包括与所述驱动泵元件相啮合并且与所述驱动轴摩擦地啮合的离合器元 件；以及其中在达到或者超过预定的液压时，所述离合器元件释放所述驱动 轴，从而所述驱动轴在所述离合器元件内部转动因而暂停所述泵吸作 用，直到液压下降到低于所述预定液压并且所述离合器元件再次啮合所 述驱动轴以重新开始所述泵吸作用时。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述离合器元件包括盘簧。
3、 根据权利要求2所述的装置，其中，所述盘簧沿所述驱动轴同 轴设置。
4、 根据权利要求3所述的装置，其中，所述驱动泵元件包括用于 接收所述驱动轴的孔，所述盘簧在所述驱动轴和所述孔之间环状地设置。
5、 根据权利要求3所述的装置，其中，所述的流体是油。
6、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述的驱动泵元件包括用 于接收所述驱动轴的孔，所述的离合器元件在所述驱动轴和所述孔之间 环状地设置。
7、 根据权利要求6所述的装置，其中，所述的流体是油。
8、 一种泵组件，包括 泵壳体；位于所述从动泵元件内部并在其中可转动的驱动泵元件，所述的驱 动泵元件具有通过其中能够与驱动轴相连接的孔，所述驱动轴用于为所 述的驱动泵元件提供动力，其依次引起所述从动泵元件的转动，其中所 述驱动泵元件和所述乂人动泵元件之间的运动引起泵吸作用；离合器元 件，其与所述驱动泵元件相啮合并且与所述驱动轴可释放地相啮合；以 及其中在达到或者高于预定的油压时，所述离合器元件释放所述驱动 轴，从而所述驱动轴在所述离合器元件内部转动因而暂停所述泵吸作 用，直到液压下降到低于所述预定液压并且所述离合器元件再次与所述 驱动轴相啮合以重新开始所述泵吸作用时。
9、 根据权利要求8所述的泵部件，其中，所述可释放连接是摩擦 连接。
10、 根据权利要求9所述的泵部件，其中，所述离合器元件在所述驱动轴和所述孔之间环状地设置。
11、 根据权利要求10所述的泵部件，其中，所述离合器元件沿所的驱动轴同轴设置。
12、 根据权利要求11所述的泵部件，其中，所述离合器元件包括盘簧。
13、 根掂权利要求12所述的泵部件，其中，所述从动泵元件是外 部环形齿轮。
14、 根据权利要求13所述的泵部件，其中，所述驱动泵元件是内 部小齿轮。
15、 根据权利要求14所述的泵部件，其中，所述流体是油。
16、 一种用于内燃机的油泵组件，所述内燃机由所述内燃才几的驱动 轴驱动，所述组件包括具有进油口和出油口的泵壳体；位于所述壳体内并可沿第 一中心线转动的外部环形齿轮； 位于所述环形齿轮内部并可沿第二中心线转动的内部小齿轮，所述 第二中心线平行于并且不同于所述第一中心线，从而在所述环形齿轮和所述小齿轮之间形成月牙形的空穴，所述内部小齿轮具有通过其中能够 与驱动轴相连接的孔，所述驱动轴用于为所述内部小齿轮提供转动的输 入动力，其依次引起所述外部环形齿轮的转动，其—中内部和外部齿轮之间的运动引起油从所述进油口到所述出油口 的泵吸作用；离合器元件，其环状地设置在所述驱动轴和所述内部小齿轮孔之间 并且可释放地与所述驱动轴相连； 在低于预定油压时，所述离合器元件将来自所述驱动轴的输入动力 传递到所述内部小齿轮，以引起所述的泵吸作用；并且其中在达到或者 高于预定的油压时，所述离合器元件释放所述驱动轴，从而所述驱动轴 在所述离合器元件内部转动因而暂停所述泵吸作用，直到液压下降到低 于所述的预定液压并且所述离合器元件再次啮合所述驱动轴以重新开始 所述泵吸作用时。
17、 根据权利要求16所述的油泵部件，其中，所述离合器元件包括盘簧。
18、 根据权利要求17所述的油泵部件，其中，所述盘簧沿所述驱 动轴同轴设置。
19、 根据权利要求18所述的油泵部件，其中，所述内部小齿轮孔 包括至少一个凹口，这些凹口可以啮合所述盘簧的一端，从而以防止所 述盘簧以第 一转动方向转动。
20、 根据权利要求19所述的油泵部件，其中，所述的内部小齿轮 孔包括多个凹口，这些凹口可以啮合所述盘簧的一端，从而以防止盘簧 以第 一转动方向转动并且能够沿相反的转动方向回转。
全文摘要
一种用于降低流体泵附加损失的装置是由通过离合器元件使动力供给驱动轴与驱动泵元件相连接实现的。离合器元件啮合驱动泵元件并摩擦地啮合驱动轴，在达到或者超过预定液压时，离合器元件释放驱动轴，从而驱动轴在离合器元件内部转动，因而暂停泵吸作用。当液压下降到低于预定液压时，离合器元件再次啮合驱动轴从而重新开始泵吸作用。
文档编号F04C15/00GK101124406SQ200580011728
公开日2008年2月13日 申请日期2005年4月20日 优先权日2004年4月20日
发明者M·塞夫西克 申请人:金属达因有限责任公司