转子式机油泵及包括其的发动机和作业机械的制作方法

本实用新型涉及一种用在例如作业机械的发动机中的转子式机油泵。

背景技术：

在诸如装载机、推土机、挖掘机等的作业机械的发动机中常使用机油泵作为发动机润滑系统的关键零部件，其作用是将机油提升到一定压力后，强制压送到发动机零件的表面进行润滑。

机油泵按结构可分为齿轮式机油泵和转子式机油泵。转子式机油泵包括内、外转子，内、外转子同向不同步地旋转。在内、外转子的转动期间，内外转子之间的泵油腔的体积随着该转动不断变化，形成低压而产生吸力，把机油吸进泵油腔并经由机油泵的回油孔压送到发动机的润滑油道中。

一种内、外转子的转动方式是：内转子装在中心轴上，中心轴转动带动内转子进而带动外转子同向转动。随着技术的发展，也出现了由发动机凸轮轴上的驱动齿轮带动机油泵的传动齿轮，传动齿轮带动容纳在其中的外转子同步转动，进而外转子带动内转子转动以达到泵油效果的技术方案。

对于这种外转子由机油泵的齿轮带动而与齿轮同步转动、进而外转子带动内转子转动的结构而言，现有技术中为了保证外转子与齿轮的同步转动，采用了通过定位销将外转子固定在齿轮中的方案，同时为了防止定位销的窜动脱出，在齿轮的轮毂的外周面上、定位销孔的外侧套设环形弹簧。

然而，这种技术方案存在弹簧容易脱落、进而使得定位销也容易窜动脱落、从而导致机油泵损坏、发动机无法正常工作的危险，造成严重的后果并且结构复杂难以维护。

本实用新型旨在解决现有技术中存在的上述问题和/或其它问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种转子式机油泵，所述机油泵包括壳体、轴、齿轮、内转子和外转子；所述轴固定在所述壳体中；所述齿轮围绕所述壳体安装并与驱动轮啮合以接收传递到所述机油泵的动力；所述内转子套设在所述轴上并能相对于所述轴转动；所述外转子设置在所述内转子的径向外侧，以在所述内转子和所述外转子之间形成体积变化的泵油腔；其中所述外转子和内转子容纳在所述齿轮的轮毂中，并且所述外转子的外周面上形成有凹进部，所述轮毂的内周面上相应地形成有与所述凹进部互补地配合的突出部，以使得所述齿轮带动所述外转子同步转动。

作为示例，在所述外转子的外周面上形成有圆弧曲面形式的所述凹进部，并且在齿轮的所述轮毂的内周面上相应地形成有与所述凹进部的形状互补的所述突出部。

作为示例，所述外转子包括形成在其内周面上的多个凹齿，其中每个凹齿由两个相邻的径向向内突出的曲面轮廓面限定；其中所述圆弧曲面形式的凹进部在径向方向上与所述曲面轮廓面对应。

作为示例，所述凹进部为多个，并沿周向方向均布在所述外转子的外周面上。

作为示例，所述凹进部以及所述突出部被构造成相配合的花键。

作为示例，所述壳体至少部分地伸入到所述轮毂中，所述壳体的露出在所述轮毂外部的部分中设置有分别与发动机的油道相连通的进油孔和出油孔，并且所述壳体中形成有连通所述进油孔和所述出油孔的腔室，所述壳体、所述外转子和所述内转子在所述轮毂中相邻地布置以使得所述腔室与所述泵油腔相连通。

本实用新型还提供了一种发动机，其包括如上所述的转子式机油泵。

本实用新型还提供了一种作业机械，其包括如上所述的发动机。

本实用新型至少具有如下的有益效果：通过在外转子的外周面和齿轮轮毂的内周面上直接设置相配合的凹进部和突出部以实现其间的动力(转矩)传递，减少了泵的部件(例如现有技术中的多个定位销、固定定位销的弹簧)的数目，降低了结构的复杂性(例如可免于设置销孔以及弹簧所在的槽)和维护难度，并且形成了更可靠稳定的接合方式；进一步地，采用表面呈圆弧曲面形式的凹进部和突出部的接合，在传动时圆弧曲面形式的接合面使得力传递的角度更大，更便于齿轮和外转子之间的动力的传递；而且，外转子上的凹进部形成为在径向方向上与所述曲面轮廓面对应，使得可以尽量削弱由于形成凹进部而造成的外转子的强度的降低，并且给凹进部的深度留出更多的设计空间，进一步地，消除了接合部的设计受外转子尺寸限制的问题；采用花键的接合方式保证了外转子和齿轮之间稳定的同步转动。而且，机油泵的外壳的至少一部分设置在轮毂内的布置还降低了机油泄漏的可能性。

附图说明

图1示出根据本实用新型的转子式机油泵所应用的一种示例性作业机械的立体图。

图2示出根据本实用新型的第一种示例性实施例的转子式机油泵的立体分解示意图；

图3示出图2所示的转子式机油泵从另一角度观察的立体分解示意图；

图4示出图2所示的转子式机油泵在组装状态下的剖视示意图；

图5示出图2所示的转子式机油泵的仅示出齿轮和外转子的平面示意图；以及

图6示出根据本实用新型的第二种示例性实施例的转子式机油泵的立体分解示意图，其中为了简化仅示出了齿轮、外转子和内转子。

具体实施方式

图1示出了一种示例性的作业机械100。作业机械100可以是执行与特定行业(例如建筑、采矿、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境中工作的任何类型的机器，例如轮式装载机、机动平路机、液压挖掘机、轮式推土机、履带式挖掘机等。

作业机械100可包括主机架101、操作人员容纳空间(如驾驶室102)和作业机具103。作为示例，作业机具103可以是应用于装载机的铲斗。在作业机械100的下部布置有行走装置，用来支撑和移动作业机械100。作为示例，行走装置包括车轮104。

图1所示的作业机械100包括发动机(未示出)以驱动作业机械的运行。发动机的部件的润滑通过下文将要描述的转子式机油泵(图1中未示出)来进行。

图2和图3示出了根据本实用新型的第一种示例性实施例的转子式机油泵的立体分解示意图。该转子式机油泵包括壳体5，在将组装好的机油泵10整体放入到发动机机体中的油泵孔(未示出)中时，机油泵的进油孔与发动机机体的例如竖油道相连通，出油孔与机体的例如主油道相通，壳体5与油泵孔为过盈配合，从而定位在油泵孔中。机油泵还包括轴1，其例如通过螺母6固定在所述壳体5中，即轴1是固定的。内转子2套设在所述轴1上并能相对于所述轴1转动。机油泵进一步包括齿轮4，所述齿轮4围绕所述壳体5安装与发动机凸轮轴上的驱动齿轮轮系中的驱动轮啮合，以接收传递到所述机油泵的动力并转动。机油泵包括外转子3，套设在所述内转子2的径向外侧，以在所述内转子2和所述外转子3转动时在两者之间形成体积变化的泵油腔。在附图2-6中作为示例，示出了外转子3的内周面上的凹齿数目为五个，内转子2的凸齿数目为4个。然而本领域技术人员可以理解，内外转子的接合表面和接合方式也可以是其它轮廓和相应的接合方式。

其中，所述外转子3和内转子2容纳在所述齿轮4的轮毂中，并且所述外转子3的外周面上形成有凹进部32，所述轮毂的内周面上相应地形成有与凹进部32互补地配合的突出部42，以使得所述齿轮4带动所述外转子3同步转动，并通过外转子3的转动进一步地带动内转子2相对于轴1转动。

采用这种在外转子的外周面和齿轮轮毂的内周面上直接分别设置相配合的凹进部和突出部以防止两者之间相对转动进而实现其间的力传递和运动传递的方式，相对于现有技术而言，减少了泵的部件(例如多个定位销、固定定位销的弹簧)的数目，降低了结构的复杂性(例如免于设置销孔以及弹簧所在的槽)和维护难度，并形成了更可靠稳定的接合方式，保证齿轮和外转子之间的同步转动。

作为示例，该转子式机油泵还包括泵盖7，如图2-4所示，泵盖7安装在外转子3的轴向外侧，且泵盖7的一侧设置有调整垫片8，调整垫片8的一端设置有弹簧9，弹簧9设置在弹簧座12上，弹簧座12的一端安装有开口挡圈11。轴1的一端加工有挡圈槽，可压入开口挡圈11，另一端加工有螺纹以拧入螺母6，从而将机油泵各部件定位在轴1上。由于在该示例中，泵盖7由弹簧9压在内外转子表面，通过调整垫片8的厚度来调整弹簧的压紧力，保证机油泵既不会由于压紧力过大而导致内外转子运动时与泵盖7摩擦产生的热量过大，又不会由于压紧力过小而导致机油泄漏量大。本领域技术人员可以理解，转子式机油泵也可以包括上述部件之外的其它零部件。

作为示例，图2-5中示出的是外转子和齿轮的接合方式的第一种实施例。其中示出了在所述外转子3的外周面上形成有多个圆弧曲面形式的所述凹进部32(尤其参见附图5)，而在齿轮的所述轮毂的内周面上相应地形成有多个与所述凹进部32的形状互补的突出部42。

本领域技术人员可以理解，该处的“圆弧曲面形式”是指，尤其如图5所示，该凹进部32和相应的突出部42在垂直于轴向方向的横截面中均投射为一段圆弧。

在采用具有圆弧曲面形式的凹进部32的结构中，在传动时圆弧曲面形式的接合面使得力传递的角度更大，传递的扭矩更大，更便于动力的传递，从而达到齿轮4和外转子3之间更好的同步转动效果。

需要指出的是，外转子和齿轮的接合方式不限于图2-5中示出的这种结构和方式，例如在图6中示出根据本实用新型的第二种示例性实施例的转子式机油泵的立体分解示意图，其中为了简化仅示出了齿轮、外转子和内转子。所述外转子3的凹进部32以及所述齿轮4的突出部42被构造成相配合的花键，齿轮4内周面上的花键的齿作为突出部42，外转子3上花键的齿槽作为凹进部32，两者相互啮合，以保证齿轮4和外转子3同步转动。采用具有多个齿的花键的接合方式保证了齿轮4和外转子3之间稳定的同步转动。

作为示例，如图5中示出，所述外转子3包括形成在其内周面上的多个凹齿33，其中每个凹齿33由两相邻的径向向内突出的曲面轮廓面34限定；其中，凹进部32在径向方向上与所述曲面轮廓面34对应。由于如图5清楚地示出，曲面轮廓面34由于其径向向内突出的形状而在径向方向上所对应的材料厚度较厚，因此，将凹进部32形成在径向方向上与所述曲面轮廓面34对应的位置，可以尽量削弱由于形成凹进部32而造成的外转子3的强度的降低，并且给凹进部32的深度留出更多的设计空间。

进一步地，例如对于图6中示出的第二种示例性实施例，当这种结构应用在较小尺寸的机油泵中时，由于外转子3的尺寸相应地会比较小，在外转子3的凹齿33的底部与外转子的外周面之间的径向距离较小，如果进一步地在外转子的外表面上加工花键，可能会面临在外表面上加工花键之后由于外转子的壁较薄而导致外转子强度降低的问题。甚至会出现由于外转子的尺寸较小而导致难以在其外表面上加工花键的情况。

而采用图2-5中所示的凹进部32在径向方向上与所述曲面轮廓面34对应的技术方案可以避免该缺陷，其不存在受外转子尺寸限制的问题。

作为示例，所述凹进部32的数量与所述曲面轮廓面34的数量相同，并在径向方向上与所述曲面轮廓面34一一对应。采用这种结构可以最大限度地增加凹进部32的数量而同时又保证了外转子的强度。作为示例，多个所述凹进部32沿周向方向均布在所述外转子3的外周面上。作为示例，在垂直于轴向方向的横截面中，所述凹进部32所投射的弧长小于所述曲面轮廓面34所投射的弧长。这种设置方式避免造成凹进部32与凹齿33之间的过近的距离以及避免由此导致的降低外转子的厚度和强度。

然而，本领域技术人员可以理解，虽然上文给出了优选方案，但是凹进部32的设置位置也可以不与曲面轮廓面对应，例如也可以与凹齿33的齿底部对应，只要凹进部的深度设置为保证所需的外转子3的强度即可。同样道理，在保证外转子3的强度的情况下，凹进部32的弧长和/或数量也可以根据需要而设置。

应当说明的是，虽然在图2-5的实施例中，示出的外转子3的外周面上仅形成有凹进部32，然而本领域技术人员可以理解，也可以同时在该外周面上设置突出部或是只设置突出部，并相应地在轮毂的内周面上同时设置或是只设置与之配合的凹进部。

如图4所示，该机油泵的齿轮4的轮毂包括沿相反的方向延伸的第一轮毂43和第二轮毂44，其中所述外转子3和内转子2容纳在所述第一轮毂43内，所述壳体5的一部分容纳在所述第二轮毂44内。所述壳体5至少部分地伸入到所述轮毂中，壳体5的露出在所述轮毂外部的部分中设置有分别与发动机的油道相连通的进油孔52和出油孔(未示出)，并且壳体5中形成有连通所述进油孔和所述出油孔的腔室51。壳体5、外转子3和内转子2在所述轮毂中相邻地布置以使得所述腔室51与所述泵油腔相连通。在这种结构中，由于壳体5的一部分容纳在第二轮毂44中，并且腔室51与形成在内、外转子之间的泵油腔直接连通，相对于现有技术中的壳体与轮毂之间采用法兰连接的方式而言，降低了机油泄漏的可能性。

图6示出的是根据本实用新型的第二种示例性实施例的转子式机油泵的立体分解示意图，其中为了简化仅示出了齿轮4、外转子3和内转子2。其与第一种实施例的区别仅在于齿轮4和外转子3之间的接合方式不同，第二种实施例的作用原理与优点已在上文描述，在此不再赘述。

本实用新型还提出一种包括上述任一技术方案所描述的转子式机油泵的发动机。该发动机由此具有了各转子式机油泵的各种优点，以及良好的润滑性能和稳定可靠的质量。本实用新型还提出一种包括上述发动机的作业机械，该作业机械由此具备了上述转子式机油泵和发动机的各种优点。

工业实用性

根据本实用新型的转子式机油泵可尤其用在发动机中，例如作业机械(如推土机、装载机、挖掘机等)的发动机中。但不限于此，显然它能用在各种需要泵送液体的系统中。

以下以图2-5所示的实施例为例，描述本实用新型的转子式机油泵10的工作原理及使用流程：当将该机油泵安装在例如水冷式柴油发动机中时，首先将机油泵的各部件组装到轴1上，然后放置到发动机机体中用于机油泵的油泵孔中。其位置放置为使得机油泵的进油孔52与发动机机体的例如竖油道相通，出油孔与例如机体的横油道相通，壳体5与油泵孔为过盈配合，发动机运转时，发动机的曲轴齿轮驱动机油泵齿轮4运转，由于齿轮4的轮毂的内周面上设置的突出部42与外转子3的外周面上的凹进部32相互接合，机油泵齿轮4带动外转子3一体旋转，外转子3通过与内转子外轮廓的接合而带动内转子2转动，内转子2和外转子3之间的泵油腔的体积不断变化，从而将油底壳中的机油吸上来并泵送到横油道中。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。