可變排量葉片泵和調(diào)節(jié)其排量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可變排量旋轉(zhuǎn)泵，并且更具體地涉及這樣一種類型的泵，其中排量調(diào)節(jié)的獲得得益于調(diào)節(jié)環(huán)與泵轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)偏心率的變化，該相對(duì)偏心率的變化依賴于泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過(guò)改變環(huán)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置而實(shí)現(xiàn)。
[0002]本發(fā)明還涉及一種調(diào)節(jié)所述泵的排量的方法。
[0003]本發(fā)明優(yōu)選但不排他地應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油用的泵。
【背景技術(shù)】
[0004]已知的是，在使?jié)櫥驮趬毫ο略跈C(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)的泵中，其容量及因此的油的輸送率取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。因此，泵被設(shè)計(jì)成在速度低時(shí)提供足夠的輸送率，以確保同樣在此條件下的潤(rùn)滑。如果泵具有固定的幾何結(jié)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時(shí)的輸送率超過(guò)必要的輸送率，由此發(fā)生了導(dǎo)致具有更高的燃料消耗的高功率吸收，以及由于在回路中產(chǎn)生的高壓力而使組件受到較大的應(yīng)力。
[0005]為了消除該缺點(diǎn)，已知的是提供一種泵，其具有在車輛的不同運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下允許輸送率調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，特別是通過(guò)排量調(diào)節(jié)。已知針對(duì)該目標(biāo)有不同的解決方案，這些解決方案對(duì)于泵送元件的具體種類(外部或內(nèi)部齒輪，葉片……)是特定的。然而，可確認(rèn)一些普通排量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的種類，并且在旋轉(zhuǎn)葉片泵的情況下，其中一種系統(tǒng)基于外部調(diào)節(jié)環(huán)和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)位置的變化，外部調(diào)節(jié)環(huán)也被稱為“定子環(huán)”，轉(zhuǎn)子在其內(nèi)部偏心地旋轉(zhuǎn)。因此得到了這些組件相對(duì)偏心的變化，并因此得到了泵的排量的變化。
[0006]這種調(diào)節(jié)是用不同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，能夠確認(rèn)出:
[0007]-這樣的泵，其中轉(zhuǎn)子使外部環(huán)旋轉(zhuǎn)，葉片的徑向外端部鉸接地連接到該外部環(huán)(“擺”泵)；
[0008]-這樣的泵，其中定子環(huán)可橫向移動(dòng)到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線；
[0009]-這樣的泵，其中定子環(huán)圍繞同一環(huán)的外部的軸線振蕩；以及
[0010]-這樣的泵，其中定子環(huán)可旋轉(zhuǎn)地圍繞位于同一環(huán)的內(nèi)部且與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸平行的軸。
[0011]在這樣的各種泵中，當(dāng)定子環(huán)被移動(dòng)以便改變排量時(shí)，有必要通過(guò)創(chuàng)建抵抗力并且通常由彈簧構(gòu)成的裝置來(lái)對(duì)抗其移動(dòng)。這種對(duì)抗定子環(huán)的移動(dòng)的裝置產(chǎn)生如下的問(wèn)題:
[0012]a)在移動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)力和摩擦的不穩(wěn)定平衡發(fā)生時(shí)的振動(dòng)/噪音；
[0013]b)振動(dòng)/壓力脈動(dòng)的產(chǎn)生，其依賴于旋轉(zhuǎn)速度的變化的快速瞬變和/或壓力閾值的調(diào)節(jié)的變化的快速瞬變；
[0014]c)在旋轉(zhuǎn)速度的提高和降低之間進(jìn)行的壓力調(diào)節(jié)的滯后；
[0015]d)由于在支撐定子環(huán)的區(qū)域中的過(guò)度特定壓力而造成的磨損。
[0016]為了緩解這樣的問(wèn)題，在通過(guò)定子環(huán)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行排量調(diào)節(jié)的泵的情況下，已經(jīng)提出在定子環(huán)的外表面與腔室(定子環(huán)在其中旋轉(zhuǎn))的內(nèi)表面之間夾設(shè)滾動(dòng)元件的方案。顯然，通過(guò)將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，對(duì)于定子環(huán)旋轉(zhuǎn)的阻力(滯后依賴于該阻力)將減小。
[0017]US5, 863, 189中公開了一個(gè)例子，其中，定子環(huán)的外表面和腔室的內(nèi)表面形成了圓形滾子軸承的內(nèi)圈和外圈，其中，滾子由適當(dāng)?shù)膱A形保持架以相同的相互距離保持。在這種已知的方案中，具有滾子的保持架沿所述表面的整個(gè)圓周延伸，并且僅可以通過(guò)側(cè)杠桿臂致動(dòng)，這使得其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0018]此外，本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在泵運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械力和流體(特別是，液壓)力的分析表明，在這里所考慮的類型的泵中，這些力的合力作用在定子環(huán)的外表面與腔室(定子環(huán)在其中旋轉(zhuǎn))的內(nèi)表面之間的接合區(qū)域的有限的區(qū)帶中，并且因此，在這樣的區(qū)帶中，有必要防止不穩(wěn)定平衡的產(chǎn)生或以明顯方式對(duì)抗調(diào)節(jié)移動(dòng)的平衡的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的目的是，提供一種上述公開類型的具有可變排量的旋轉(zhuǎn)式正排量泵，其消除了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，該目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0021]-僅在調(diào)節(jié)環(huán)的外表面與腔室(所述環(huán)在其中移動(dòng))的內(nèi)表面之間的接合區(qū)域的一部分上設(shè)置滾動(dòng)元件，所述部分包括區(qū)帶，在調(diào)節(jié)期間，在泵中產(chǎn)生的機(jī)械力和流體力的合力作用于該區(qū)帶上，并且由于這樣的合力的效果，在該區(qū)帶上產(chǎn)生流體支撐軸承作用(fluidic support bearing);并且
[0022]-滾動(dòng)元件布置在所述表面之間的接合區(qū)域的所述部分中，從而在調(diào)節(jié)移動(dòng)期間作為整體沿所述表面可移動(dòng)，滾動(dòng)元件的移動(dòng)具有比由調(diào)節(jié)環(huán)執(zhí)行的移動(dòng)更小的幅度，從而使所述泵從最大排量狀態(tài)過(guò)渡到最小排量狀態(tài)。
[0023]優(yōu)選地，調(diào)節(jié)移動(dòng)是旋轉(zhuǎn)，所述表面之間的接合區(qū)域的所述部分被配置為滾動(dòng)軸承的扇形部，所述表面分別形成扇形部的內(nèi)圈和外圈的區(qū)段，并且滾動(dòng)元件布置在形成于調(diào)節(jié)環(huán)的外表面中的座內(nèi)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選特征，所述滾動(dòng)元件是安裝在起支撐和引導(dǎo)作用的保持架中的滾子或滾針，該保持架被設(shè)置成在座中移動(dòng)，以抵抗相對(duì)的彈性元件的作用，該彈性元件設(shè)置在保持架的一個(gè)端部和座的一個(gè)端部之間，其被預(yù)負(fù)荷以便在泵的最大排量或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)保持所述保持架與座的相對(duì)側(cè)端部的接觸。
[0025]本發(fā)明還提供了調(diào)節(jié)上述類型的泵的排量的方法，該方法包括以下步驟:
[0026]-在調(diào)節(jié)環(huán)的外表面與腔室(所述環(huán)在其中移動(dòng)以便調(diào)節(jié))的內(nèi)表面之間的接合區(qū)域的一部分上提供多個(gè)滾動(dòng)元件；這樣的部分包括區(qū)帶，在調(diào)節(jié)期間，在泵中產(chǎn)生的機(jī)械力和流體力的合力作用于該區(qū)帶上，并且由于這樣的合力的效果，在該區(qū)帶上產(chǎn)生流體支撐軸承作用；和
[0027]-在調(diào)節(jié)移動(dòng)期間，使?jié)L動(dòng)元件在所述表面之間的接合區(qū)域的所述部分中作為整體移動(dòng)，滾動(dòng)元件的移動(dòng)具有比由調(diào)節(jié)環(huán)執(zhí)行的移動(dòng)更小的幅度，從而使所述泵從最大排量狀態(tài)過(guò)渡到最小排量狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]本發(fā)明的上述和其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)以非限制性示例方式進(jìn)行的如下優(yōu)選實(shí)施例的描述并參考附圖而變得顯而易見(jiàn):
[0029]圖1是表示葉片泵的視圖，本發(fā)明可以應(yīng)用于其中，去掉了封蓋并且處于最大排量狀態(tài);
[0030]圖2是類似于圖1的視圖，示出了處于最小排量狀態(tài)的同一泵；
[0031]圖3示出了在排量調(diào)節(jié)開始時(shí)，在如圖1和圖2所示的泵的運(yùn)轉(zhuǎn)期間介入的在泵的最大排量狀態(tài)下的主要的力、它們的部分合力、以及總體合力的大小和方向；
[0032]圖4是類似于圖1的視圖，示出了在排量調(diào)節(jié)結(jié)束時(shí)，在最小排量狀態(tài)下的所述力、它們的部分合力、以及總體合力的大小和方向；
[0033]圖5和圖6分別示出了處于最大和最小排量狀態(tài)下的本發(fā)明的泵；
[0034]圖7是在圖5和圖6中所示的滾子承載保持架的放大的立體圖；和
[0035]圖8是本發(fā)明的泵的分解立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]僅以舉例的方式，在圖中考慮了一種泵，其排量變化是通過(guò)調(diào)節(jié)定子環(huán)(為簡(jiǎn)便起見(jiàn)下文中稱為“定子”)的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該旋轉(zhuǎn)圍繞與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸平行的軸進(jìn)行，而且所述定子的旋轉(zhuǎn)直接通過(guò)被泵送流體的壓力來(lái)控制。
[0037]參照?qǐng)D1、圖2和圖8，上述類型的泵I包括主體10，其具有適當(dāng)?shù)爻尚蔚目涨?0，在該空腔40中定子11被安裝成能沿著示出例子中的圓周的圓弧如箭頭A所表示的順時(shí)針?lè)较蜃杂尚D(zhuǎn)。附圖標(biāo)記B表示定子11的旋轉(zhuǎn)軸線。定子11具有腔室12，葉片轉(zhuǎn)子13收納于該腔室中。轉(zhuǎn)子鍵鎖在相對(duì)于腔室12的中心C偏離軸設(shè)置的軸14上。轉(zhuǎn)子13同樣可以以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子13以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，標(biāo)記41和42表示吸入和排出管道的端部。
[0038]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，定子11圍繞軸線B的旋轉(zhuǎn)使