一種轎車可變排量動力轉向泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轎車可變排量動力轉向泵，包括具有空腔的泵體、限位套、可動定子、轉子、葉片、泵軸、出油口接頭、泵蓋和配流盤，限位套安裝在泵體的空腔內，可動定子通過銷軸活動地安裝在限位套內，可動定子與限位套之間形成兩個封閉的腔體C腔和D腔，出油口接頭的節(jié)流口兩側的系統(tǒng)壓力區(qū)和高壓區(qū)分別與D腔和C腔連通，通過D腔和C腔的壓力差推動可動定子擺動從而調節(jié)泵的排量，降低消耗發(fā)動機的功率、降低油液溫升、提高操控性及安全性。
【專利說明】—種轎車可變排量動力轉向栗
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及轎車轉向助力裝置領域，尤其涉及一種轎車可變排量動力轉向泵。
【背景技術】
[0002]動力轉向泵是轎車液壓轉向助力系統(tǒng)中的動力源，它的作用是為液壓轉向助力系統(tǒng)提供高壓油:在發(fā)動機的驅動下將機械能轉化成液壓能，并且通過動力轉向管路將高壓油輸送給動力轉向器。轎車對動力轉向泵的要求是:工作轉速通常在500-8000r/min，工作壓力不超過IOMpa ;直線行駛和高速行駛時為保證安全性和駕駛員的路感，希望能獲得較小的液壓轉向助力；怠速轉向和低速轉向時為避免轉向沉重，則希望能獲得較大的液壓轉向助力；同時希望動力轉向泵的尺寸小、重量輕、噪聲小。
[0003]發(fā)明專利CN02122794.2提出了一種可變排量泵，但該專利存在流量和壓力調節(jié)過于復雜的問題。發(fā)明專利CN200880004687.9提出的可變排量的雙葉片泵并不適用于轎車:利用流體的壓力直接來推動復位彈簧來調節(jié)流量，會造成轉向泵瞬間泄壓的問題，要應用于轎車則要求復位彈簧的彈簧剛度要做的非常大。實用新型專利CN02281172.9提出的汽車可變排量動力轉向泵C、D兩腔壓力差過大，要求復位彈簧的彈簧剛度要做的很大，并且轉子轉速不能很大，適用的轉速范圍為450-1000r/min，轉速非常低，同樣也不適用于轎車領域；同時流量調節(jié)采用流量控制閥進行調節(jié)，壓力調節(jié)采用壓力控制閥進行調節(jié)，采用兩套調節(jié)機構，調節(jié)過于復雜。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是一種降低消耗發(fā)動機的功率、降低油液溫升、提高操控性及安全性的轎車可變排量動力轉向泵。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:一種轎車可變排量動力轉向泵，包括具有空腔的泵體、限位套、可動定子、轉子、葉片、泵軸、泵蓋和配流盤，限位套安裝在泵體的空腔內，可動定子通過銷軸活動地安裝在限位套內，可動定子與限位套之間形成兩個封閉的腔體C腔和D腔；
[0006]轉子固定安裝在泵軸上，并裝入可動定子內，轉子上設有與可動定子相適配的葉片，轉子與可動定子之間形成吸油腔A腔和泵油腔B腔，A腔通過配流盤與進油口連通；
[0007]泵體內設有推動可動定子擺動的偏移裝置；
[0008]所述泵體內設有出油口接頭，所述出油口接頭內設有出油口，所述出油口內設有節(jié)流口，所述節(jié)流口兩側分別為系統(tǒng)壓力區(qū)和高壓區(qū)，所述高壓區(qū)通過高壓油道與B腔連通；
[0009]所述高壓區(qū)與C腔連通，系統(tǒng)壓力區(qū)與D腔連通；
[0010]所述泵體內還設有控制節(jié)流口開度的流量控制機構。
[0011]所述流量控制機構包括滑閥殼體，所述滑閥殼體可滑動地安裝在泵體的滑道內，滑閥殼體頭部設有伸入節(jié)流口的閥桿，所述閥桿頭部直徑大于尾部直徑，閥桿頭部直徑略小于節(jié)流口的孔徑；
[0012]滑閥殼體尾部設有回位彈簧，滑閥殼體頭部與高壓區(qū)連通。
[0013]所述滑閥殼體中部附近與滑道之間形成低壓區(qū)腔體，所述低壓區(qū)腔體通過泵體上的開孔與進油口連通。
[0014]系統(tǒng)壓力區(qū)與滑閥尾部腔體連通，滑閥尾部腔體與D腔連通。
[0015]所述滑閥殼體內還設有壓力調節(jié)機構，所述壓力調節(jié)機構包括設置在滑閥殼體內的泄流通道，所述泄流通道為階梯形孔，泄流通道內設有封堵階梯孔小孔的錐閥，所述錐閥通過壓緊彈簧壓緊在階梯孔的小孔上，泄流通道與滑閥殼體中部附近的低壓區(qū)腔體連通。
[0016]所述偏移裝置包括固定在泵體上的密封堵蓋、壓塊和調節(jié)彈簧，所述調節(jié)彈簧連接密封堵蓋和壓塊并使壓塊壓緊可動定子。
[0017]所述可動定子上與銷軸相對的一側通過密封墊與限位套密封。
[0018]所述限位套為橢圓形，所述轉子為圓形，所述限位套和轉子同心。
[0019]所述泵軸與轉子花鍵連接。
[0020]所述葉片有十個，在轉子外周均勻分布。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點在于，該可變排量動力轉向泵的排量是變化的:當轉向泵怠速或低速行駛時，轉向泵工作在排量最大狀態(tài)；當轉向泵高速行駛時，轉向泵工作在排量最小狀態(tài)。這樣可以顯著減小動力轉向泵對發(fā)動機功率的消耗，達到節(jié)能和降低油耗的作用。采用可變排量動力轉向泵，還有助于改善操穩(wěn)性能，達到低速轉向輕便，高速路感強烈的作用。同時由于排量的變化，可以顯著降低轉向泵內油液的溫升，使得葉片與轉子和可動定子的摩擦得到改善，可延長轉向泵的使用壽命和降低轉向泵的噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一種轎車可變排量動力轉向泵的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1的滑閥的結構示意圖；
[0024]圖3為圖1轎車可變排量動力轉向泵排量最小時的結構示意圖；
[0025]上述圖中的標記均為:1、可動定子，2、葉片，3、A腔，4、C腔，5、限位套，6、B腔，7、泵體，8、第一油道，9、高壓油道，10、出油口，11、出油口接頭，12、第二油道，13、系統(tǒng)壓力區(qū)，14、節(jié)流口，15、高壓區(qū)，16、第三油道，17、進油口，18、低壓區(qū)腔體，19、滑閥，20、第四油道，21、回位彈簧，22、密封墊，23、第五油道，24、泵軸，25、D腔，26、調節(jié)彈簧，27、密封堵蓋，28、壓塊，29、轉子，30、銷軸，31、閥桿，32、滑閥殼體，33、壓緊彈簧，34、泄壓口，35、錐閥，36、錐閥座。
【具體實施方式】
[0026]圖1為本發(fā)明一種轎車可變排量動力轉向泵的結構示意圖，包括具有空腔的泵體
7、限位套5、可動定子1、轉子29、葉片2、泵軸24、泵蓋和配流盤，限位套5安裝在泵體7的空腔內，可動定子I通過銷軸30活動地安裝在限位套5內，可動定子I與限位套5之間形成兩個封閉的腔體C腔4和D腔25 ;
[0027]轉子29固定安裝在泵軸24上，并裝入可動定子I內，轉子29上設有與可動定子I相適配的葉片2，轉子29與可動定子I之間形成吸油腔A腔3和泵油腔B腔6，A腔3通過配流盤與進油口 17連通；
[0028]泵體7內設有推動可動定子I擺動的偏移裝置；
[0029]泵體7內設有出油口接頭11，出油口接頭11內設有出油口 10，出油口 10內設有節(jié)流口 14，節(jié)流口 14兩側分別為系統(tǒng)壓力區(qū)13和高壓區(qū)15，高壓區(qū)15通過高壓油道9與B腔6連通；
[0030]高壓區(qū)15與C腔4連通，系統(tǒng)壓力區(qū)13與D腔25連通；
[0031]泵體7內還設有控制節(jié)流口 14開度的流量控制機構。
[0032]流量控制機構包括滑閥殼體32，滑閥殼體32可滑動地安裝在泵體7的滑道內，滑閥殼體32頭部設有伸入節(jié)流口 14的閥桿31，閥桿31頭部直徑大于尾部直徑，閥桿31頭部直徑略小于節(jié)流口 14的孔徑；
[0033]滑閥殼體32尾部設有回位彈簧21，滑閥殼體32頭部與高壓區(qū)15連通。
[0034]圖2為滑閥的結構示意圖，滑閥殼體32中部附近與滑道之間形成低壓區(qū)腔體18，低壓區(qū)腔體18通過泵體7上的開孔與進油口 17連通。系統(tǒng)壓力區(qū)13與滑閥尾部腔體連通，滑閥尾部腔體與D腔25連通?；y殼體32內還設有壓力調節(jié)機構，壓力調節(jié)機構包括設置在滑閥殼體32內的泄流通道，泄流通道為階梯形孔，泄流通道內設有封堵階梯孔小孔的錐閥35，錐閥35通過壓緊彈簧33壓緊在階梯孔的小孔上，泄流通道與滑閥殼體32中部附近的低壓區(qū)腔體18連通。
[0035]偏移裝置包括固定在泵體7上的密封堵蓋27、壓塊28和調節(jié)彈簧26，調節(jié)彈簧26連接密封堵蓋27和壓塊28并使壓塊28壓緊可動定子I。
[0036]可動定子I上與銷軸30相對的一側通過密封墊22與限位套5密封。限位套5為橢圓形，轉子29為圓形，限位套5和轉子29同心。泵軸24與轉子29花鍵連接。葉片2有十個，在轉子29外周均勻分布。
[0037]轉子29周向開有十個葉片槽用于放置葉片2，轉子29內徑與泵軸24通過花鍵配合傳遞扭矩。限位套5為橢圓形，固定在泵體7的內孔中?？蓜佣ㄗ覫與限位套5以定位銷軸30活動連接?？蓜佣ㄗ覫可在限位套5內繞銷軸30左右小角度擺動來實現(xiàn)可動定子I中心與轉子29中心的偏移?？蓜佣ㄗ覫的初始位置是靠銷軸30及可動定子偏移裝置(包括調節(jié)彈簧26、密封堵蓋27和壓塊28)的彈簧壓力將可動定子I壓緊在限位套5左側內表面上來實現(xiàn)定位。限位套5、可動定子1、轉子29兩側通過泵蓋和配流盤進行密封(泵蓋和配流盤圖示未畫出)。
[0038]在初始位置處，此時轉向泵排量最大，由于轉子29中心與可動定子I中心有一偏心距e (此時偏心距e最大)，使得轉子29在旋轉(順時針旋轉)過程中，葉片(2)在離心力和油液壓力作用下被壓在可動定子I的內表面上，工作容積(可動定子I與轉子29之間的體積)開始由小變大的部分會形成吸油腔(A腔3);工作容積(可動定子I與轉子29之間的體積)開始由大變小的部分會形成泵油腔(B腔6)。吸油腔(A腔3)工作容積由小變大，局部會形成真空，于是會將進油口 17中的油液(低壓油)吸入；泵油腔(B腔6)工作容積由大變小，于是會壓縮油液(高壓油)，經(jīng)出油口 10向外供油。
[0039]限位套5、可動定子1、銷軸30和密封墊22左側形成密封工作腔C腔4，右側形成密封工作腔D腔25。可動定子I中心的偏置正是通過C腔4和D腔25的壓力差與右側可動定子偏移裝置彈簧力的大小來實現(xiàn)的:當C腔4和D腔25的壓力差大于可動定子偏移裝置彈簧力，可動定子I便向右側移動；當C腔4和D腔25的壓力差小于等于可動定子偏移裝置彈簧力，可動定子I便始終處于左側初始位置。
[0040]轉向泵泵體7上部出油口 10內側開有一深孔，內側放置有滑閥19和彈簧21用于調節(jié)流量和限制壓力?；y19具體結構見圖2，由滑閥頭部31、滑閥殼體32、壓緊彈簧33、泄壓口 34、錐閥35和錐閥座36組成?；y19中部直徑略小處為低壓區(qū)腔體18，其通過控制油道(圖中未畫)與進油口 17相通。
[0041]出油口 10處的出油口接頭11內徑最小處為節(jié)流口 14，其直徑略大于滑閥頭部31的大徑。高壓區(qū)15通過高壓油道9及配油盤上的配油孔(圖中未畫)與轉子泵油腔(B腔6)相通，此處的油液為高壓油，定義此處的壓力為P1。根據(jù)小孔節(jié)流原理，當油液經(jīng)過節(jié)流口14后壓力會略有降低，定義此處的壓力為P2，此處P2的壓力才是轉向泵向外輸出的最終壓力，定義此處壓力為P2的區(qū)域為系統(tǒng)壓力區(qū)13。系統(tǒng)壓力區(qū)13通過控制第二油道12、控制第三油道16和控制第四油道20與滑閥19右側相通，滑閥19右側壓力為P3。高壓區(qū)15通過控制第一油道8與C腔4相通，C腔4的壓力為P4 ;滑閥19右側通過控制第五油道23與D腔25相通，D腔25的壓力也為P5。各壓力腔壓力大小為:P1 > P2 > P4 > P3 > P5。
[0042]可動定子調節(jié)原理:
[0043]當轉向泵怠速或低速行駛時，由于C腔4與D腔25的壓力差還不足以克服可動定子偏移裝置彈簧力的作用時，此時轉向泵可動定子I在可動定子偏移裝置彈簧力的作用下被壓向限位套5的左側，如圖1所示的初始位置，此時轉向泵排量最大。
[0044]當轉向泵高速行駛時，隨著轉速提高泵的流量增加，相應C腔4與D腔25的壓力差逐漸變大，當C腔4與D腔25的壓力差大于可動定子偏移裝置彈簧力的作用時，可動定子I便逐漸向右擺動，此時轉子29中心與可動定子I中心偏心距e逐漸減小，相應轉向泵的排量逐漸減小。當相應C腔4與D腔25的壓力差大于可動定子偏移裝置彈簧力作用到一定程度，即當轉子29中心與可動定子I中心偏心距e達到設定最小值emin時(通過設定調節(jié)彈簧26的彈簧剛度實現(xiàn))，此時可動定子I與轉子29之間的工作容積變化很小，此時轉向泵的排量最小，如圖3所示的位置。C腔4和D腔25的壓力差由節(jié)流口 14的小孔節(jié)流原理產(chǎn)生，節(jié)流口 14兩側的壓力差不會很大，能夠滿足轉子29高轉速的需求，不需要將調節(jié)彈簧26的剛度制作的很大。
[0045]當轉向泵再次降低速度，怠速或低速行駛時，C腔4與D腔25的壓力差便會逐漸減小，于是在定子偏移裝置彈簧力的作用，轉向泵又會回到如圖1所示的初始位置。
[0046]流量調節(jié)原理:
[0047]根據(jù)小孔節(jié)流原理，當油液流經(jīng)一個截面突然變化的小孔或縫隙時，在小孔或縫隙的前后端會產(chǎn)生壓力差。利用這個壓力差與回位彈簧力的大小控制滑閥19按要求移動，隨著滑閥19的移動，帶動閥桿31的直徑較大的頭部靠近節(jié)流口 14，節(jié)流口 14的開度發(fā)生變化，即節(jié)流口 14處的流量會發(fā)生改變，利用這個改變來控制輸出流量的大小。具體如下:初始位置滑閥19被回位彈簧21壓緊與出油口接頭11接觸。隨著轉向泵轉速的提高，轉向泵泵出的流量也越來越多，此時滑閥19左右兩側的壓力差也越來越大，當滑閥19左右兩側的壓力差大于回位彈簧21的彈簧力時，高壓油會將滑閥19推向右側，此時閥桿31的頭部大徑與節(jié)流口 14對齊來限制流量，同時高壓區(qū)15與低壓區(qū)腔體18接通，多余的流量直接流回進油口 17。[0048]壓力調節(jié)原理:
[0049]當轉向打到極限位置時，轉向泵內的油液無法排出，油泵壓力瞬間會變得很高，當這個壓力值大于壓緊彈簧33的彈簧力時，高壓油液會通過錐閥座36的內孔將錐閥35推開直接從泄壓口 34流回低壓區(qū)腔體18，從而限制了油泵的最大壓力值，保護整個系統(tǒng)安全。
[0050]采用上述的結構后，該可變排量動力轉向泵的排量是變化的:當轉向泵怠速或低速行駛時，轉向泵工作在排量最大狀態(tài)；當轉向泵高速行駛時，轉向泵工作在排量最小狀態(tài)。這樣可以顯著減小動力轉向泵對發(fā)動機功率的消耗，達到節(jié)能和降低油耗的作用。采用可變排量動力轉向泵，還有助于改善操穩(wěn)性能，達到低速轉向輕便，高速路感強烈的作用。同時由于排量的變化，可以顯著降低轉向泵內油液的溫升，使得葉片2與轉子29和可動定子I的摩擦得到改善，可延長轉向泵的使用壽命和降低轉向泵的噪聲。流量調節(jié)和壓力調節(jié)均通過滑閥19來控制，結構緊湊，調節(jié)方便。
[0051]上面結合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種轎車可變排量動力轉向泵，包括具有空腔的泵體(7)、限位套(5)、可動定子(I)、轉子(29)、葉片(2)、泵軸(24)、泵蓋和配流盤，限位套(5)安裝在泵體(7)的空腔內，可動定子(I)通過銷軸(30)活動地安裝在限位套(5)內，可動定子(I)與限位套(5)之間形成兩個封閉的腔體C腔(4 )和D腔(25 );轉子(29)固定安裝在泵軸(24)上，并裝入可動定子(I)內，轉子(29)上設有與可動定子(I)相適配的葉片(2)，轉子(29)與可動定子(I)之間形成吸油腔A腔(3)和泵油腔B腔(6)，A腔(3)通過配流盤與進油口( 17)連通； 泵體(7)內設有推動可動定子(I)擺動的偏移裝置； 其特征在于，所述泵體(7)內設有出油口接頭(11)，所述出油口接頭(11)內設有出油口( 10)，所述出油口( 10)內設有節(jié)流口( 14)，所述節(jié)流口( 14)兩側分別為系統(tǒng)壓力區(qū)(13)和高壓區(qū)(15)，所述高壓區(qū)(15)通過高壓油道(9)與B腔(6)連通； 所述高壓區(qū)(15)與C腔(4)連通，系統(tǒng)壓力區(qū)(13)與D腔(25)連通； 所述泵體(7)內還設有控制節(jié)流口(14)開度的流量控制機構。
2.如權利要求1所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述流量控制機構包括滑閥殼體(32)，所述滑閥殼體(32)可滑動地安裝在泵體(7)的滑道內，滑閥殼體(32)頭部設有伸入節(jié)流口(14)的閥桿(31)，所述閥桿(31)頭部直徑大于尾部直徑，閥桿(31)頭部直徑略小于節(jié)流口(14)的孔徑； 滑閥殼體(32)尾部設有回位彈簧(21)，滑閥殼體(32)頭部與高壓區(qū)(15)連通。
3.如權利要求2所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述滑閥殼體(32)中部附近與滑道之間形成低壓區(qū)腔體(18)，所述低壓區(qū)腔體(18)通過泵體(7)上的開孔與進油口(17)連通。
4.如權利要求3所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，系統(tǒng)壓力區(qū)(13)與滑閥尾部腔體連通，滑閥尾部腔體與D腔(25)連通。
5.如權利要求4所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述滑閥殼體(32)內還設有壓力調節(jié)機構，所述壓力調節(jié)機構包括設置在滑閥殼體(32)內的泄流通道，所述泄流通道為階梯形孔，泄流通道內設有封堵階梯孔小孔的錐閥(35)，所述錐閥(35)通過壓緊彈簧(33)壓緊在階梯孔的小孔上，泄流通道與滑閥殼體(32)中部附近的低壓區(qū)腔體(18)連通。
6.如權利要求5所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述偏移裝置包括固定在泵體(7 )上的密封堵蓋(27 )、壓塊(28 )和調節(jié)彈簧(26 )，所述調節(jié)彈簧(26 )連接密封堵蓋(27 )和壓塊(28 )并使壓塊(28 )壓緊可動定子(I)。
7.如權利要求1?6任一所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述可動定子(I)上與銷軸(30)相對的一側通過密封墊(22)與限位套(5)密封。
8.如權利要求7所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述限位套(5)為橢圓形，所述轉子(29)為圓形，所述限位套(5)和轉子(29)同心。
9.如權利要求8所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述泵軸(24)與轉子(29)花鍵連接。
10.如權利要求9所述的轎車可變排量動力轉向泵，其特征在于，所述葉片(2)有十個，在轉子(29)外周均勻分布。
【文檔編號】F04C15/00GK103573618SQ201310518043
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月26日 優(yōu)先權日:2013年10月26日
【發(fā)明者】李龍剛, 李朋龍, 沈岱武, 陶建濤 申請人:奇瑞汽車股份有限公司