具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子泵的制作方法
【專利摘要】具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子泵，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、連接軸、泵體以及與泵體固接的泵蓋，泵蓋上設(shè)有不對稱形狀的進油槽和出油槽，進油槽、出油槽分別與所述的封閉容積連通；所述的泵體上設(shè)有限壓閥；內(nèi)轉(zhuǎn)子外齒齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子內(nèi)齒齒數(shù)少一個，內(nèi)轉(zhuǎn)子的外齒齒廓和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒齒廓是一對共軛曲線，保持各齒均處于嚙合狀態(tài)；所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外壁面周向設(shè)有至少一列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，所述的外轉(zhuǎn)子內(nèi)壁面周向設(shè)有至少一列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是：內(nèi)轉(zhuǎn)子部分和外轉(zhuǎn)子采用基于仿生原理的非光滑表面，不會帶來附加設(shè)備和空間占用，也不會對流體造成污染，僅依靠直接改變壁面形狀，就能達(dá)到較好的減阻效果，降低能量損耗，綠色節(jié)能。
【專利說明】
具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種擺線轉(zhuǎn)子栗，尤其是一種具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗。
【背景技術(shù)】
[0002]擺線轉(zhuǎn)子栗因具有結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、脈動小以及容積效率高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于車輛、船舶裝備的潤滑系統(tǒng)中。現(xiàn)在許多高轉(zhuǎn)速的中大型內(nèi)燃機也普遍采用擺線轉(zhuǎn)子栗，這就要求栗供油量大，因此栗尺寸也大，栗齒增厚，油液填滿栗進油腔的時間也更長。
[0003]當(dāng)前節(jié)能減排已經(jīng)成為整個汽車行業(yè)進行技術(shù)升級的首選目標(biāo)，目前發(fā)動機的機油栗具有很大的節(jié)能潛力，機油栗在工作時，由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中存在相對的動靜干涉作用，使內(nèi)部流場呈現(xiàn)出三維非穩(wěn)態(tài)湍流，且油液黏度較大，輸送油液過程中的摩擦阻力勢必較大，栗軸功率有很大一部分用于克服表面摩擦阻力，所以減少輸送流動阻力，降低能量消耗意義重大。長期以來，人們一直在尋找減小粘性流體流動阻力的方法。仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)魚類等水生動物經(jīng)歷了近億年進化過程，生物體不僅包含機體對外部介質(zhì)的臨時調(diào)控，也包含相當(dāng)穩(wěn)固的對外界系統(tǒng)的適應(yīng)，形成了一種滿足自身生存需要的非光滑表面。研究表明鯊魚皮上的鱗脊可以使邊界層穩(wěn)定，減小快速游動阻力，其它鯨豚類動物的特殊非光滑表面結(jié)構(gòu)在游動時也可以起到減阻效果，受此啟發(fā)可以通過改變物體表面形態(tài)來改變近壁區(qū)流場，達(dá)到減小壁面摩擦阻力的目的；另外，當(dāng)內(nèi)外轉(zhuǎn)子處于嚙合過程中，因內(nèi)外轉(zhuǎn)子間存在間隙而形成一個的封閉空間，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這一封閉空間的體積發(fā)生變化，而液體的可壓縮性很小，使得封閉空間內(nèi)的液體壓力驟升，即困油壓力，遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)子栗的工作壓力，將導(dǎo)致栗的噪聲和壓力波動，影響栗的壽命;當(dāng)填充油液所需時間大于齒間容積在進油槽區(qū)域的逗留時間，油液來不及填充，齒間便轉(zhuǎn)過進油槽區(qū)域，便會出現(xiàn)油液填充不良而出現(xiàn)空化現(xiàn)象。空化現(xiàn)象在流體機械中極為廣泛，危害極大，一方面空化會降低擺線轉(zhuǎn)子栗的容積效率，使得擺線轉(zhuǎn)子栗的使用性能下降；另一方面氣泡的破裂也會引起較大壓力波動和振動，產(chǎn)生噪聲，使擺線轉(zhuǎn)子栗的環(huán)保性能下降。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對上述問題，提出了一種緩解擺線轉(zhuǎn)子栗內(nèi)的空化、困油現(xiàn)象，使轉(zhuǎn)子栗運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，振動噪聲小，壽命長，同時有效提高轉(zhuǎn)子栗的容積效率的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗。
[0005]本發(fā)明所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、連接軸、栗體以及與栗體固接的栗蓋，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子與裝入栗體腔體內(nèi)的所述外轉(zhuǎn)子嚙合裝配，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間齒間隙形成封閉容積;所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子與所述的連接軸過盈配合，所述的連接軸的兩端分別從栗蓋軸孔以及栗體軸孔穿出，其中連接軸從栗體軸孔穿出的一端為輸入端，連接軸從栗蓋軸孔穿出的一端為輸出端，其特征在于:所述的栗蓋上設(shè)有不對稱形狀的進油槽和出油槽，所述的進油槽、出油槽分別與所述的封閉容積連通;所述的栗體上設(shè)有限壓閥；內(nèi)轉(zhuǎn)子外齒齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子內(nèi)齒齒數(shù)少一個，內(nèi)轉(zhuǎn)子的外齒齒廓和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒齒廓是一對共軛曲線，保持各齒均處于嚙合狀態(tài);所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外壁面周向設(shè)有至少一列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，所述的外轉(zhuǎn)子內(nèi)壁面周向設(shè)有至少一列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)。
[0006]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。
[0007]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外壁設(shè)有四列沿內(nèi)轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，并且每列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)均以內(nèi)轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6°;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)圓心角為3°，每條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2_。
[0008]所述的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。
[0009]所述的外轉(zhuǎn)子外壁設(shè)有四列沿外轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，并且每列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)均以外轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6°;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)圓心角為3°，每條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2_。
[0010]栗蓋出油槽為弧形槽，并且所述的弧形槽的一端寬度大于另一端的寬度，并且栗蓋出油槽的大端出油區(qū)與小端出油區(qū)的封油線均為直線;栗蓋進油槽一端為齒形進油端，另一端為弧形進油端，其中齒形進油端的進油面積大于弧形進油端的進油面積，栗蓋進油槽的弧形進油端的封油線為直線，栗蓋進油槽的齒形進油端的封油線為曲線，其中所述的曲線由內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓的內(nèi)等距線、外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線和圓弧過渡線依次平滑順連。
[0011]所述的限壓閥包括限壓閥閥座、限壓閥閥芯、彈簧、螺釘和卸壓孔，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子嚙合形成的封閉容積在栗體上的投影位置設(shè)有限壓閥進口，所述限壓閥閥座安裝在限壓閥進口內(nèi)，并且限壓閥閥座其中一端部頂在限壓閥進口內(nèi)的臺階處，所述的閥芯通過螺釘壓緊在限壓閥閥座另一端;所述的彈簧的一端扣進限壓閥閥芯的凸臺上，彈簧的另一端安裝進限壓閥閥座內(nèi)部;所述卸壓孔設(shè)置在限壓閥閥座的側(cè)面。
[0012]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外齒個數(shù)為4個，所述的外轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒個數(shù)為5個。
[0013]工作原理:所述的外轉(zhuǎn)子在內(nèi)轉(zhuǎn)子的外側(cè)，栗體圍繞在外轉(zhuǎn)子外側(cè)，進油槽和出油槽與所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間形成的封閉容積相連接。發(fā)動機運行時，帶動轉(zhuǎn)子栗內(nèi)外轉(zhuǎn)子朝相同的方向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動，外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速比內(nèi)轉(zhuǎn)子每圈慢I個齒。內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓和外轉(zhuǎn)子的齒廓是一對共軛曲線，它能確保在油栗運轉(zhuǎn)時，不論內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到什么位置，各齒均處于嚙合狀態(tài)，從而在內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間形成于內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同個數(shù)的封閉容積。這些封閉容積的容積隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子朝順時針方向旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子中心線右側(cè)的各個封閉容積的容積由小變大，以致形成局部真空，將工作油從進油口吸入;在內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子中心線的左側(cè)的各個封閉容積有大變小，將工作油從出油口排出這就是擺線轉(zhuǎn)栗的工作過程。由于擺線轉(zhuǎn)子栗采用內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子，所以使油栗的結(jié)構(gòu)簡化。并且由于是齒輪帶動工作，也保證了機器在高速運行時的穩(wěn)定性。
[0014]而內(nèi)外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)工作原理:轉(zhuǎn)子栗內(nèi)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中存在相對的動靜干涉作用，使轉(zhuǎn)子栗內(nèi)部流場呈現(xiàn)出三維非穩(wěn)態(tài)湍流，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)流場存在大量流向渦；而設(shè)置在內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的非光滑表面可與順流向的反向旋轉(zhuǎn)渦對相互作用，產(chǎn)生第二渦群，第二渦群的產(chǎn)生和發(fā)展消弱了內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)的流向渦的強度，而流向渦對強度的減弱抑制了內(nèi)外轉(zhuǎn)子表面上低速帶條的形成并減弱了低速帶條運動的不穩(wěn)定性，即低速帶條緩慢向上抬升繼而震蕩的過程被減弱。轉(zhuǎn)子栗上的非光滑表面可以通過第二渦群生成來實現(xiàn)抑制湍流猝發(fā)，消弱湍流猝發(fā)的強度，內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的低速帶條向外層的猝發(fā)不會像光滑表面那么頻繁而劇烈，間歇時間較長而強度較弱的猝發(fā)減弱了湍流邊界層的發(fā)展和邊界層內(nèi)動量交換過程，相應(yīng)的速度脈動和壓力脈動的減小便導(dǎo)致了內(nèi)外轉(zhuǎn)子壁面摩擦阻力的減小，從而實現(xiàn)減阻效果。
[0015]本發(fā)明在栗蓋上加工非對稱油槽，由于進油槽的大端進油區(qū)的封油線不采用直線，而改為由三段曲線即內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓的內(nèi)等距線、外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線和圓弧過渡線光順連接，使得齒間容積能更早地與進油槽接通，最大限度地利用進油慣性，減少油液來不及填充進齒間容積的情況，從而改善轉(zhuǎn)子栗的空化特性。
[0016]限壓閥工作原理:限壓閥進口處于出油槽側(cè)，為高壓流體，再加上內(nèi)外轉(zhuǎn)子對嚙合封閉容積的擠壓，易使壓縮性很小的流體的壓力驟升，形成困油壓力。當(dāng)困油壓力大于限壓閥開啟壓力時，限壓閥閥座將向左移動，當(dāng)限壓閥閥座底部移動到卸壓孔的位置時，這部分困油流體將流出卸壓孔，使困油現(xiàn)象得到有效緩解。當(dāng)困油壓力下降到小于限壓閥開啟壓力時，限壓閥閥座在彈簧的彈力作用下將向右移動，直到重新封住限壓閥進口。其中，限壓閥的開啟壓力可由螺釘來調(diào)節(jié)，當(dāng)螺釘擰緊時，向內(nèi)壓緊限壓閥閥芯，進而壓緊彈簧，使彈簧對限壓閥閥座的彈力增加，只有當(dāng)高壓流體對限壓閥閥座底部的壓力大于彈簧對限壓閥閥座的彈力時才能開啟，此時開啟壓力增大。同理，當(dāng)螺釘擰松時，開啟壓力減小。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:1、內(nèi)轉(zhuǎn)子部分和外轉(zhuǎn)子采用基于仿生原理的非光滑表面，不會帶來附加設(shè)備和空間占用，也不會對流體造成污染，僅依靠直接改變壁面形狀，就能達(dá)到較好的減阻效果，降低能量損耗，綠色節(jié)能;2、栗蓋上的油槽部分采用非對稱油槽結(jié)構(gòu)，其中封油線采用曲線，相比于傳統(tǒng)的直線封油線，能更好地利用油液慣性，延長填充油液的時間，緩解空化現(xiàn)象;3、栗體上在內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合間隙形成的封閉容積處設(shè)有限壓閥，從而有效防止栗在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)困油現(xiàn)象，從而減小振動和噪聲。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的擺線轉(zhuǎn)子栗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的半圓形非光滑表面形態(tài)的平面投影圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的三角形非光滑表面形態(tài)的平面投影圖。
[0021 ]圖4是本發(fā)明的矩形非光滑表面形態(tài)的平面投影圖。
[0022]圖5是本發(fā)明的內(nèi)轉(zhuǎn)子非光滑表面的局部示意圖。
[0023]圖6是本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子非光滑表面的局部示意圖。
[0024]圖7是本發(fā)明的非對稱油槽平面投影圖。
[0025]圖8是本發(fā)明的栗體上限壓閥位置示意圖。
[0026]圖9是圖8中a-a方向剖視圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明
[0028]參照附圖:
[0029]實施例1本發(fā)明所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子4、連接軸2、栗體5以及與栗體固接的栗蓋I，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3與裝入栗體5腔體內(nèi)的所述外轉(zhuǎn)子4嚙合裝配，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子4之間齒間隙形成的封閉容積作為工作腔;所述內(nèi)轉(zhuǎn)子3加熱至250°C，用壓機壓入軸2中，使連接軸2與內(nèi)轉(zhuǎn)子3之間過盈聯(lián)接，所述的連接軸2的兩端分別從栗蓋I軸孔以及栗體5軸孔穿出，其中連接軸2從栗體5軸孔穿出的一端為輸入端，連接軸2從栗蓋I軸孔穿出的一端為輸出端，所述的栗蓋I上設(shè)有不對稱形狀的進油槽11和出油槽12，所述的進油槽11、出油槽12分別與所述的封閉容積連通;所述的栗體5上設(shè)有限壓閥6;內(nèi)轉(zhuǎn)子3外齒齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子4內(nèi)齒齒數(shù)少一個，內(nèi)轉(zhuǎn)子3的外齒齒廓和外轉(zhuǎn)子4的內(nèi)齒齒廓是一對共軛曲線，保持各齒均處于嚙合狀態(tài);所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3外壁面周向設(shè)有至少一列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)31，所述的外轉(zhuǎn)子4內(nèi)壁面周向設(shè)有至少一列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)41。
[0030]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)31為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。
[0031]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3外壁設(shè)有四列沿內(nèi)轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)31，并且每列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)31均以內(nèi)轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6°;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)的圓心角為3°，每條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2_。
[0032]所述的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)41為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。
[0033]所述的外轉(zhuǎn)子4外壁設(shè)有四列沿外轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)41，并且每列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)均以外轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6°;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)的圓心角為3°，每條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2_。
[0034]栗蓋出油槽12為弧形槽，并且所述的弧形槽的一端寬度大于另一端的寬度，并且栗蓋出油槽的大端出油區(qū)121與小端出油區(qū)122的封油線均為直線;栗蓋進油槽11 一端為齒形進油端111，另一端為弧形進油端112，其中齒形進油端111的進油面積大于弧形進油端的進油面積，栗蓋進油槽11的弧形進油端112的封油線為直線113，栗蓋進油槽11的齒形進油端111的封油線為曲線，其中所述的曲線由內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓的內(nèi)等距線114、外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線115和圓弧過渡線116依次平滑順連，其中內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓的內(nèi)等距線114與內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓相距I?2mm，外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線115與外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓相距I?2mm，保證封油效果。
[0035]所述的限壓閥6包括限壓閥閥座61、限壓閥閥芯62、彈簧63、螺釘64和卸壓孔65，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子3和外轉(zhuǎn)子4嚙合形成的封閉容積在栗體上的投影位置設(shè)有限壓閥進口 66，所述限壓閥閥座61安裝在限壓閥進口66內(nèi)，并且限壓閥閥座61其中一端部頂在限壓閥進口66內(nèi)的臺階處，所述的閥芯62通過螺釘64壓緊在限壓閥閥座61另一端;所述的彈簧63的一端扣進限壓閥閥芯62的凸臺上，彈簧63的另一端安裝進限壓閥閥座61內(nèi)部;所述卸壓孔65設(shè)置在限壓閥閥座61的側(cè)面。
[0036]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3外齒個數(shù)為4個，所述的外轉(zhuǎn)子4的內(nèi)齒個數(shù)為5個。
[0037]工作原理:所述的外轉(zhuǎn)子4在內(nèi)轉(zhuǎn)子3的外側(cè)，栗體5圍繞在外轉(zhuǎn)子4外側(cè)，進油槽11和出油槽12與所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子4之間形成的封閉容積相連接。發(fā)動機運行時，帶動轉(zhuǎn)子栗內(nèi)外轉(zhuǎn)子朝相同的方向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子3為主動，外轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)速比內(nèi)轉(zhuǎn)子每圈慢I個齒。內(nèi)轉(zhuǎn)子3的齒廓和外轉(zhuǎn)子4的齒廓是一對共軛曲線，它能確保在油栗運轉(zhuǎn)時，不論內(nèi)外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到什么位置，各齒均處于嚙合狀態(tài)，從而在內(nèi)轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子4之間形成于內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同個數(shù)的封閉容積。這些封閉容積的容積隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子朝順時針方向旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子中心線右側(cè)的各個封閉容積的容積由小變大，以致形成局部真空，將工作油從進油口吸入;在內(nèi)轉(zhuǎn)子3、外轉(zhuǎn)子4中心線的左側(cè)的各個封閉容積有大變小，將工作油從出油口排出這就是擺線轉(zhuǎn)栗的工作過程。由于擺線轉(zhuǎn)子栗采用內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子，所以使油栗的結(jié)構(gòu)簡化。并且由于是齒輪帶動工作，也保證了機器在高速運行時的穩(wěn)定性。
[0038]而內(nèi)外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)工作原理:轉(zhuǎn)子栗內(nèi)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中存在相對的動靜干涉作用，使轉(zhuǎn)子栗內(nèi)部流場呈現(xiàn)出三維非穩(wěn)態(tài)湍流，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)流場存在大量流向渦；而設(shè)置在內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的非光滑表面可與順流向的反向旋轉(zhuǎn)渦對相互作用，產(chǎn)生第二渦群，第二渦群的產(chǎn)生和發(fā)展消弱了內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)的流向渦的強度，而流向渦對強度的減弱抑制了內(nèi)外轉(zhuǎn)子表面上低速帶條的形成并減弱了低速帶條運動的不穩(wěn)定性，即低速帶條緩慢向上抬升繼而震蕩的過程被減弱。轉(zhuǎn)子栗上的非光滑表面可以通過第二渦群生成來實現(xiàn)抑制湍流猝發(fā)，消弱湍流猝發(fā)的強度，內(nèi)外轉(zhuǎn)子上的低速帶條向外層的猝發(fā)不會像光滑表面那么頻繁而劇烈，間歇時間較長而強度較弱的猝發(fā)減弱了湍流邊界層的發(fā)展和邊界層內(nèi)動量交換過程，相應(yīng)的速度脈動和壓力脈動的減小便導(dǎo)致了內(nèi)外轉(zhuǎn)子壁面摩擦阻力的減小，從而實現(xiàn)減阻效果。
[0039]曲線封油線工作原理:圖5中陰影部分是相比于直線封油線，采用曲線封油線能增加的進油面積，該陰影部分形狀齒形結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，能夠保證任意時刻都有一部分齒形進油槽與齒間容積接觸，使得齒間容積能更早地與進油槽接通，更大的進油槽面積能最大限度地利用進油慣性，使進油更加充分，減少油液來不及填充進齒間容積的情況，從而改善轉(zhuǎn)子栗的空化特性。同時因為能更充分地吸油，有利于提高栗的容積效率。
[0040]限壓閥工作原理:限壓閥進口處于出油槽側(cè)，為高壓流體，再加上內(nèi)外轉(zhuǎn)子對嚙合封閉容積的擠壓，易使壓縮性很小的流體的壓力驟升，形成困油壓力。當(dāng)困油壓力大于限壓閥開啟壓力時，限壓閥閥座將向左移動，當(dāng)限壓閥閥座底部移動到卸壓孔的位置時，這部分困油流體將流出卸壓孔，使困油現(xiàn)象得到有效緩解。當(dāng)困油壓力下降到小于限壓閥開啟壓力時，限壓閥閥座在彈簧的彈力作用下將向右移動，直到重新封住限壓閥進口。其中，限壓閥的開啟壓力可由螺釘來調(diào)節(jié)，當(dāng)螺釘擰緊時，向內(nèi)壓緊限壓閥閥芯，進而壓緊彈簧，使彈簧對限壓閥閥座的彈力增加，只有當(dāng)高壓流體對限壓閥閥座底部的壓力大于彈簧對限壓閥閥座的彈力時才能開啟，此時開啟壓力增大。同理，當(dāng)螺釘擰松時，開啟壓力減小。
[0041]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項】
1.具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、連接軸、栗體以及與栗體固接的栗蓋，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子與裝入栗體腔體內(nèi)的所述外轉(zhuǎn)子嚙合裝配，所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子之間齒間隙形成封閉容積作為工作腔;所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子與所述的連接軸過盈配合，所述的連接軸的兩端分別從栗蓋軸孔以及栗體軸孔穿出，其中連接軸從栗體軸孔穿出的一端為輸入端，連接軸從栗蓋軸孔穿出的一端為輸出端，其特征在于:所述的栗蓋上設(shè)有不對稱形狀的進油槽和出油槽，所述的進油槽、出油槽分別與所述的封閉容積連通;所述的栗體上設(shè)有限壓閥；內(nèi)轉(zhuǎn)子外齒齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子內(nèi)齒齒數(shù)少一個，內(nèi)轉(zhuǎn)子的外齒齒廓和外轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒齒廓是一對共軛曲線，保持各齒均處于嚙合狀態(tài);所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外壁面周向設(shè)有至少一列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，所述的外轉(zhuǎn)子內(nèi)壁面周向設(shè)有至少一列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。3.如權(quán)利要求2所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外壁設(shè)有四列沿內(nèi)轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，并且每列內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)均以內(nèi)轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6°;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)的圓心角為3°，每條內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2mm。4.如權(quán)利要求1所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)為條形凹槽，并且所述的條形凹槽的橫截面為半圓柱形、矩形或三角形。5.如權(quán)利要求4所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的外轉(zhuǎn)子外壁設(shè)有四列沿外轉(zhuǎn)子軸向排布的內(nèi)轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)，并且每列外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)均以外轉(zhuǎn)子軸線為中心周向排布，同一列相鄰兩條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)對應(yīng)的圓心角為6° ;并且相鄰的兩列對應(yīng)位置的外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)彼此錯開的分布，對應(yīng)圓心角為3°，每條外轉(zhuǎn)子仿生非光滑結(jié)構(gòu)單元長度為4?6mm，非光滑表面單元深度與內(nèi)外轉(zhuǎn)子間隙相當(dāng)，為0.1?0.2_。6.如權(quán)利要求1所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:栗蓋出油槽為弧形槽，并且所述的弧形槽的一端寬度大于另一端的寬度，并且栗蓋出油槽的大端出油區(qū)與小端出油區(qū)的封油線均為直線;栗蓋進油槽一端為齒形進油端，另一端為弧形進油端，其中齒形進油端的進油面積大于弧形進油端的進油面積，栗蓋進油槽的弧形進油端的封油線為直線，栗蓋進油槽的齒形進油端的封油線為曲線，其中所述的曲線由內(nèi)轉(zhuǎn)子擺線齒廓的內(nèi)等距線、外轉(zhuǎn)子圓弧齒廓內(nèi)等距線和圓弧過渡線依次平滑順連。7.如權(quán)利要求1所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的限壓閥包括限壓閥閥座、限壓閥閥芯、彈簧、螺釘和卸壓孔，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子嚙合形成的封閉容積在栗體上的投影位置設(shè)有限壓閥進口，所述限壓閥閥座安裝在限壓閥進口內(nèi)，并且限壓閥閥座其中一端部頂在限壓閥進口內(nèi)的臺階處，所述的閥芯通過螺釘壓緊在限壓閥閥座另一端;所述的彈簧的一端扣進限壓閥閥芯的凸臺上，彈簧的另一端安裝進限壓閥閥座內(nèi)部;所述卸壓孔設(shè)置在限壓閥閥座的側(cè)面。8.如權(quán)利要求7所述的具有非光滑表面的擺線轉(zhuǎn)子栗，其特征在于:所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子外齒個數(shù)為4個，所述的外轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒個數(shù)為5個。
【文檔編號】F04C2/10GK105822540SQ201610274258
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】牟介剛, 陳真富, 谷云慶, 范天星, 吳登昊, 周佩劍, 張韜, 唐佳新, 吳振興
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)