專利名稱：潤(rùn)滑油泵及調(diào)節(jié)其泵送流量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油泵泵送流量的方法，該泵的泵送流量由泵出口處或在用戶所在的位置處的壓強(qiáng)來(lái)調(diào)節(jié)，以使當(dāng)壓強(qiáng)增加時(shí)，能有效地降低泵送流量。本發(fā)明還涉及一種能調(diào)節(jié)的潤(rùn)滑油泵，它有一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，以便能有效地降低泵送能力達(dá)到限制潤(rùn)滑油流量的目的。德國(guó)專利申請(qǐng)4011679號(hào)中，就介紹過(guò)這樣一種相應(yīng)的方法和相應(yīng)的泵，特別是針對(duì)藉壓強(qiáng)來(lái)調(diào)節(jié)的葉片泵。
在已知的裝置中，泵出口端的壓強(qiáng)作用在調(diào)節(jié)活塞上，而在活塞的另一面，則直接或間接地作用著一壓縮彈簧。活塞于是就使葉輪泵上可位移環(huán)的偏心度發(fā)生變化從而影響潤(rùn)滑油的流動(dòng)。泵及其調(diào)節(jié)裝置是這樣設(shè)計(jì)的當(dāng)泵出口處的壓縮增加時(shí)，活塞就推動(dòng)可位移環(huán)使其偏心度減小，以減少潤(rùn)滑油的流量來(lái)降低泵出口處的壓強(qiáng)。通過(guò)選用合適的壓縮彈簧與調(diào)節(jié)裝置的幾何形狀，這種泵的調(diào)節(jié)性能可在一個(gè)廣闊的范圍內(nèi)變動(dòng)。
本發(fā)明的使用范圍卻并不只限于葉片泵。本發(fā)明可用于所有能調(diào)節(jié)的泵，特別適用于用所謂的損失控制來(lái)調(diào)節(jié)的泵。在這種泵中，當(dāng)壓強(qiáng)超過(guò)預(yù)定值時(shí)，多余的潤(rùn)滑油即從一環(huán)繞用戶所在地的旁路分流走，因而減少的是流過(guò)系統(tǒng)的潤(rùn)滑油的有效流量，而不是被泵本身輸送的總流量。很自然，與其采用這樣一個(gè)系統(tǒng)，不如選用可控制的泵，它的泵送能力或潤(rùn)滑油流量可直接控制，而不僅僅是控制潤(rùn)滑油的有效流量。
術(shù)語(yǔ)“潤(rùn)滑油的有效流量是指在壓強(qiáng)下，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)用戶所在處，如相應(yīng)的輸入、輸出管線以及還可能包含的位于上游的輔助設(shè)備如油過(guò)濾器等的潤(rùn)滑油的體積。
至于那些雖被泵送、但從油槽出來(lái)經(jīng)過(guò)例如旁路管線又回輸?shù)接筒廴サ哪切┯蛣t不應(yīng)計(jì)入潤(rùn)滑油的有效流量中。還有，經(jīng)過(guò)旁路管線排走的油，使泵出口端的壓強(qiáng)以及整個(gè)系統(tǒng)的壓強(qiáng)降低，但由此并不能達(dá)到能量的節(jié)省。若想有效地降低能耗，只有在一開(kāi)頭就實(shí)現(xiàn)按需要來(lái)定輸送量，就像在可調(diào)節(jié)的葉片泵或具有多級(jí)控制系統(tǒng)的固定位移泵中的情況那樣。
這樣一種潤(rùn)滑油泵特別適用于為各種內(nèi)燃機(jī)中須潤(rùn)滑的諸位置供應(yīng)潤(rùn)滑油，特別是適用于各種機(jī)動(dòng)交通運(yùn)輸工具。
一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)引擎對(duì)潤(rùn)滑油的需求量或最低需求量，隨眾多的因素而定。起主導(dǎo)作用的因素通常是引擎的工作溫度及/或有關(guān)的需潤(rùn)滑的場(chǎng)所及潤(rùn)滑油的工作溫度。當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，通常充潤(rùn)滑劑之用的油粘度較高，而通過(guò)需潤(rùn)滑場(chǎng)所處狹窄的空隙硬擠送進(jìn)去也挺費(fèi)勁。同時(shí)，一臺(tái)冷的內(nèi)燃機(jī)引擎對(duì)潤(rùn)滑油的需求也不會(huì)很高，這是因?yàn)槠涓骰顒?dòng)部件還都處于“冷態(tài)”，彼此間的間隙通常較小，而油的粘度又高，所以只能壓過(guò)少量的油。
正是著眼于此，過(guò)去的辦法是把潤(rùn)滑油泵的有效泵送流量調(diào)節(jié)到在泵的出口側(cè)，其壓強(qiáng)不得超過(guò)預(yù)定的最大壓強(qiáng)。這么調(diào)節(jié)的目的是當(dāng)引擎還較“冷”時(shí)，其中的油就很粘稠，如引擎與潤(rùn)滑油泵的軸是直接連著又徑直啟動(dòng)的話，潤(rùn)滑油泵出口側(cè)的壓強(qiáng)會(huì)因油流經(jīng)須潤(rùn)滑部位的流動(dòng)阻力很大，而在剛開(kāi)始啟動(dòng)后上升得很快。這樣一個(gè)過(guò)高的壓強(qiáng)值就有使?jié)櫥到y(tǒng)中的個(gè)別部件如油過(guò)濾器損壞的危險(xiǎn)。正是這一擔(dān)心，通常在調(diào)節(jié)中要對(duì)壓強(qiáng)值有所限制，其措施或者是將輸送來(lái)的過(guò)剩的潤(rùn)滑油通過(guò)一個(gè)旁路管系排走，或者是直接限制通過(guò)泵輸送的油流量，以使被輸送的潤(rùn)滑油在不超過(guò)某一預(yù)定的壓強(qiáng)值的情況下，安全地流過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)。隨著溫度的升高，油在潤(rùn)滑系統(tǒng)中流動(dòng)的阻力也就下降，潤(rùn)滑油的流量就會(huì)漸增，其原因之一，就是壓強(qiáng)下降到略低于允許的極限值，于是潤(rùn)滑油的有效流量或泵送流量也就相應(yīng)地增加了。這種可調(diào)控泵通常是這樣來(lái)調(diào)節(jié)的使輸出壓強(qiáng)大致維持不變，而潤(rùn)滑油流量則可隨潤(rùn)滑系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力而改變。
人們以前認(rèn)為，借助這樣一種控制方式，就能把內(nèi)燃機(jī)處于“冷”態(tài)及“溫?zé)帷睜顟B(tài)時(shí)，對(duì)潤(rùn)滑的不同要求充分地考慮進(jìn)去，并予以兼顧了?？紤]到成本，為內(nèi)燃機(jī)服務(wù)的潤(rùn)滑油泵通常是這樣設(shè)計(jì)的無(wú)論轉(zhuǎn)速如何變化，它們均能可靠地滿足(留有一定的安全余量)引擎在最高工作溫度下、以及潤(rùn)滑油在可接受的最低粘度下(＝臨界潤(rùn)滑條件)對(duì)潤(rùn)滑油的需求量。決定潤(rùn)滑油的流量、須看在引擎空轉(zhuǎn)而又很熱、而相應(yīng)的油粘度又低時(shí)，引擎對(duì)潤(rùn)滑油的需求量有多大而定。即使在此情況下，當(dāng)泵軸是如前所述直接連接在引擎上(通常的連接法)時(shí)，泵應(yīng)仍能提供一定量的最低潤(rùn)滑油流量，為此，就應(yīng)能提供一定的、最低油壓。
另一個(gè)臨界狀態(tài)是引擎既熱、轉(zhuǎn)速又高的情況。這時(shí)需要的油壓遠(yuǎn)高于低轉(zhuǎn)速時(shí)所需的油壓。對(duì)這一工況的壓力調(diào)節(jié)，從實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō)，只是以相應(yīng)的保險(xiǎn)儲(chǔ)備油來(lái)調(diào)節(jié)而已。
在目前已知的這種調(diào)節(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上，因壓強(qiáng)總是居高不下只在高溫又兼低轉(zhuǎn)速的情況下，壓強(qiáng)才破例地降低一些。很明顯，對(duì)極大多數(shù)正常工況而言，系統(tǒng)中泵送的油量以及保持的油壓均比相應(yīng)工況下的實(shí)際需求(最小的油需求量或最小的油壓)高出很多。如果持續(xù)將壓強(qiáng)維持不變，那么當(dāng)溫度變化時(shí)，就出現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)對(duì)潤(rùn)滑油的所謂的需求曲線，這些曲線示意地表示在

圖1上。
油泵的容積效率通常隨溫度的降低而提高，這是因?yàn)樾孤┑膿p失變小了。同時(shí)，引擎對(duì)潤(rùn)滑油的需求，也因溫降而減少。由此引出的推論是當(dāng)處于溫度比油泵最高工作溫度低的其它任何工況時(shí)，亦即在引擎的任何其它轉(zhuǎn)速下，潤(rùn)滑油的供應(yīng)量都大于引擎的實(shí)際需要量。圖1所示的引擎潤(rùn)滑油的流量，并不表示在給定轉(zhuǎn)速與給定溫度下、引擎實(shí)際需要的潤(rùn)滑油應(yīng)有的最小流量；而只是表示在該給定溫度與轉(zhuǎn)速下，當(dāng)壓強(qiáng)固定不變時(shí)，引擎得到了多少潤(rùn)滑油。泵入這些多余的、本不需要的潤(rùn)滑油，自然也要消耗能量的。
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)出一種調(diào)控潤(rùn)滑油泵的方法，以及一種與此方法相應(yīng)的節(jié)能潤(rùn)滑油泵。就上述方法而言，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的手段是通過(guò)檢測(cè)溫度與/或轉(zhuǎn)速的變動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑油有效流量的附加調(diào)節(jié)或限制，而這種附加的調(diào)節(jié)或限制是與依壓強(qiáng)而作的調(diào)節(jié)相互獨(dú)立無(wú)關(guān)的。
按本發(fā)明而提出的方法中，潤(rùn)滑油流量還能通過(guò)溫度控制而隨溫度的增加而增加。
關(guān)于一開(kāi)始提到的、優(yōu)選的可控潤(rùn)滑油泵，本發(fā)明的目標(biāo)是這樣實(shí)現(xiàn)的提供一個(gè)調(diào)節(jié)裝置，該裝置含有一個(gè)溫度傳感器和或一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器以及一個(gè)調(diào)節(jié)部件，用以按溫度或/及轉(zhuǎn)速的變化而削減潤(rùn)滑油的有效流量，這種調(diào)節(jié)與可能采用的按壓強(qiáng)變動(dòng)而作的調(diào)節(jié)無(wú)關(guān)。
本發(fā)明中用的詞“與可能的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)無(wú)關(guān)”并不一定意味著在任何工況下溫度或轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)對(duì)壓強(qiáng)的調(diào)節(jié)毫無(wú)影響，或不受可能的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)的影響；而只意味著溫度及/或轉(zhuǎn)速在潤(rùn)滑油流量的調(diào)節(jié)中是作為額外的獨(dú)立參數(shù)來(lái)使用的，而油壓強(qiáng)的變動(dòng)正是源出于這種調(diào)節(jié)。
因而潤(rùn)滑油流量不僅受到這樣的調(diào)節(jié)，即在用戶所在處或在某些可能位于上游或下游的裝置所在處的壓強(qiáng)不得超過(guò)某一預(yù)定的最大壓強(qiáng)；而且對(duì)油流量的進(jìn)一步限制也將隨溫度及/或轉(zhuǎn)速而作調(diào)整，因而在泵出口側(cè)或在壓強(qiáng)測(cè)量點(diǎn)(為泵的調(diào)節(jié)而配置的)處的壓強(qiáng)，當(dāng)系統(tǒng)對(duì)潤(rùn)滑油的需求是小的，例如當(dāng)轉(zhuǎn)速較低或從適當(dāng)配置的測(cè)溫點(diǎn)測(cè)得的溫度值并不高，從而不需在較高壓強(qiáng)下供應(yīng)潤(rùn)滑油時(shí)，也能維持在遠(yuǎn)比預(yù)定的最大壓強(qiáng)低很多的水平上，而這種較高的壓強(qiáng)特別對(duì)處于臨界工況或需更小流量的情況(參圖2)是必要的。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，相應(yīng)于本發(fā)明的潤(rùn)滑油泵是一臺(tái)可調(diào)節(jié)的葉片?？烧{(diào)葉片泵的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)其中潤(rùn)滑油的流量可以通過(guò)機(jī)械地移動(dòng)它們的可位移環(huán)而相對(duì)簡(jiǎn)單地來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣，雖說(shuō)泵的軸可以是直接聯(lián)接到引擎軸上，卻仍能與引擎無(wú)關(guān)地對(duì)潤(rùn)滑油流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。自然，也可以用其它調(diào)節(jié)裝置，例如潤(rùn)滑油泵的轉(zhuǎn)速可以用調(diào)節(jié)部件按壓強(qiáng)及/或溫度的變化來(lái)控制。為此，潤(rùn)滑油泵就須配備有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)設(shè)備了。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例中，采用一個(gè)帶有熱動(dòng)開(kāi)關(guān)(例如雙金屬片)的楔狀物作為調(diào)節(jié)部件，楔的一側(cè)與可位移環(huán)相接，這樣，當(dāng)楔發(fā)生移動(dòng)時(shí)，可位移環(huán)也就隨之而移動(dòng)了。
當(dāng)調(diào)節(jié)部件的一部分或調(diào)節(jié)部件自身可以采用例如一片雙金屬片時(shí)，而這樣一塊雙金屬片還可以，如果愿意的話，設(shè)計(jì)并安排得與可位移環(huán)直接接觸，并可按雙金屬片自身溫度的變化而使環(huán)發(fā)生相應(yīng)的位移。
對(duì)于熟悉此技術(shù)的技術(shù)人員，自然還有其它的測(cè)量傳感器或控制方法可選用，例如，可以借助電氣元件來(lái)完成測(cè)量與控制。電阻器就是這種其電性能隨溫度而變化的一種電氣元件，測(cè)量時(shí)，把電阻器裝在一個(gè)控制回路中，電阻器遂給出一個(gè)電信號(hào)作為輸出，從而使調(diào)節(jié)部件產(chǎn)生與電信號(hào)相應(yīng)的位移。
這樣一個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)特殊情況是，例如，一個(gè)階梯形的活塞，在該活塞的一個(gè)階梯面上為調(diào)節(jié)壓強(qiáng)而作用著泵的輸出壓強(qiáng)(或用戶所在處的壓強(qiáng))。在該階梯形活塞的另一階梯面上借助一個(gè)受溫度或轉(zhuǎn)速控制的閥門(mén)，可以作用著一個(gè)隨轉(zhuǎn)速或溫度而變的壓強(qiáng)。
當(dāng)溫度或轉(zhuǎn)速較低時(shí)，此閥門(mén)可以例如是開(kāi)著的，這樣，在該階梯形活塞的第二個(gè)階梯面上就會(huì)有壓強(qiáng)作用，這就使階梯形活塞發(fā)生較大的位移，于是可位移環(huán)就被調(diào)節(jié)到只產(chǎn)生一個(gè)較小的潤(rùn)滑油流量以及一個(gè)相對(duì)較低的工作壓強(qiáng)。當(dāng)處于較高溫度或較高轉(zhuǎn)速的情況時(shí)，經(jīng)過(guò)溫度或轉(zhuǎn)速的調(diào)控，此閥門(mén)就會(huì)關(guān)上，這樣，壓強(qiáng)就只作用在階梯形活塞的一個(gè)面積較小的活塞面上，于是泵就被調(diào)節(jié)到一個(gè)較大流量，較高輸出壓強(qiáng)的工況。
相應(yīng)的作調(diào)節(jié)與控制用的元件，應(yīng)該是越簡(jiǎn)單越好，以免使泵變得太復(fù)雜。此原則主要是對(duì)用于標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)合，例如供內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑用的潤(rùn)滑泵適用。對(duì)引擎或更一般的講對(duì)要求潤(rùn)滑的系統(tǒng)而言，倘若它們的工況變化范圍很大，那么可以，也有理由對(duì)潤(rùn)滑油的量作更昂貴的溫度調(diào)節(jié)，只要這筆額外增支的調(diào)節(jié)費(fèi)用能被由此而來(lái)的節(jié)油及節(jié)能收益所補(bǔ)償。
本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，特性及適用范圍在下文對(duì)諸優(yōu)先實(shí)施例結(jié)合附圖作介紹時(shí)就會(huì)看到了。在諸附圖中圖1表示引擎的潤(rùn)滑油流量，在各個(gè)不同的溫度下，是如何隨引擎的轉(zhuǎn)速而變化的，圖2表示一臺(tái)引擎必須有的最小油壓是如何隨引擎轉(zhuǎn)速而變化的，圖3表示聯(lián)系圖2的最小壓強(qiáng)曲線而得到的引擎(潤(rùn)滑油)流量，圖4表示的是一臺(tái)葉輪泵的可位移環(huán)是如何通過(guò)一個(gè)楔狀物而受溫度調(diào)控的動(dòng)作原理，圖5表示如何通過(guò)一個(gè)雙金屬元件對(duì)可位移環(huán)隨著溫度的變動(dòng)而作調(diào)控的，圖6表示如何通過(guò)一個(gè)電氣控制元件，根據(jù)溫度的變動(dòng)而對(duì)可位移作調(diào)控的，以及圖7表示的是一臺(tái)含有一個(gè)階梯形活塞的葉輪泵，該活塞集壓力調(diào)控元件與溫度調(diào)控元件的雙重功能于一身。
圖1畫(huà)出了一臺(tái)引擎的4條所謂的潤(rùn)滑油流量曲線，其對(duì)應(yīng)的溫度分別是T1＝25℃，T2＝50℃，T3＝90℃與T4＝130℃。曲線表示的是潤(rùn)滑油流量或引擎消耗的潤(rùn)滑油量(單位升/分鐘)隨引擎轉(zhuǎn)速(單位轉(zhuǎn)/分鐘)而變化的情況。從每條曲線的形狀可看出，在壓強(qiáng)不變時(shí)，轉(zhuǎn)速增加，潤(rùn)滑油的流量也增加；但并不是成正比例增加的。而從圖1中4條曲線(各對(duì)應(yīng)不同的溫度)的不同形狀，還能發(fā)現(xiàn)在一給定的轉(zhuǎn)速下，低溫時(shí)引擎需要的油遠(yuǎn)少于高溫下需要的。
圖1所示的流經(jīng)引擎的(潤(rùn)滑油)流量都是在通向引擎的輸油線路中的壓強(qiáng)保持在同一數(shù)值(例如5bar)下得到的。
這一壓強(qiáng)值是這樣控制確定在臨界狀況下，例如在對(duì)油量需求最大時(shí)，即在溫度最高而轉(zhuǎn)速也最高時(shí)，(在這一壓強(qiáng)值的驅(qū)動(dòng)下)仍能用接受粘度的潤(rùn)滑油來(lái)滿足引擎對(duì)潤(rùn)滑油的需求。
從圖2就不難看出潤(rùn)滑系統(tǒng)中潤(rùn)滑油的最小油壓通常隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，一直增到約5bar為止。自然，曲線的準(zhǔn)確形狀和數(shù)值會(huì)因引擎的尺寸與類(lèi)型、以及潤(rùn)滑系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)的不同而變化很大，所以此處給出的數(shù)據(jù)只應(yīng)看作是供示意用的例子，而不應(yīng)對(duì)本發(fā)明的主要實(shí)質(zhì)內(nèi)容強(qiáng)加任何限制。先有技術(shù)的泵通常是這么設(shè)計(jì)的不管溫度是多少，基本上也不管轉(zhuǎn)速是多少，總把泵的壓強(qiáng)維持在這樣一個(gè)數(shù)值上，這個(gè)數(shù)值就是在臨界工況下，泵應(yīng)為有關(guān)的潤(rùn)滑系統(tǒng)提供的、作為最小油壓的壓強(qiáng)值，例如前文曾提到的5bar。通常使用的葉片泵能不費(fèi)勁地就產(chǎn)生的這數(shù)值高得多的輸出壓強(qiáng)。在這種泵中，只有壓強(qiáng)限制才在實(shí)踐中被采用了，它使壓強(qiáng)保持不變，然而只選了一個(gè)限制壓強(qiáng)值，該值比臨界工況下最小油壓中的最大者還大出一個(gè)安全余量來(lái)，此值在較低的轉(zhuǎn)速下即可達(dá)到。
由壓力限制而規(guī)定的最大壓強(qiáng)會(huì)很快就達(dá)到，特別是在溫度較低時(shí)，而在此情況下，不可調(diào)控泵大多處于低轉(zhuǎn)速區(qū)卻泵送遠(yuǎn)大于引擎要求的油量。
以傳統(tǒng)方式調(diào)控的泵只會(huì)始終如一地按已調(diào)好的最大壓強(qiáng)來(lái)供應(yīng)與之相應(yīng)的潤(rùn)滑油，但這個(gè)最大壓強(qiáng)值只是在高轉(zhuǎn)速時(shí)為保證潤(rùn)滑油供應(yīng)充分而才要求的最小油壓值。在所有其它的工況下，對(duì)壓強(qiáng)以及潤(rùn)滑油流量的需求可能都不會(huì)這么大。特別是對(duì)于低轉(zhuǎn)速與低工作溫度的情況，節(jié)約的潛力頗大，例如，借助于一種隨轉(zhuǎn)速及溫度而變的調(diào)控，引擎的潤(rùn)滑油壓顯然可以調(diào)節(jié)到比通常系統(tǒng)的極限值要低的水平，這是因?yàn)槌Ｓ孟到y(tǒng)中的調(diào)節(jié)系統(tǒng)只是著眼于保護(hù)對(duì)壓強(qiáng)敏感的部件不受損壞而作調(diào)節(jié)的。若油壓按圖2所示的變化時(shí)，泵送潤(rùn)滑油流量或流經(jīng)引擎的潤(rùn)滑油流量曲線就如圖3中虛線所示的變化；而由圖可見(jiàn)，即使在工作溫度較高而轉(zhuǎn)速較低時(shí)，仍有相當(dāng)?shù)墓?jié)約潛力可供挖掘。這樣一類(lèi)工況在例如用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交通工具跑城鎮(zhèn)運(yùn)輸(town traffic)時(shí)，就經(jīng)常存在。把在這些工況下泵送給引擎的潤(rùn)滑油量減下來(lái)而仍然完全能充分滿足潤(rùn)滑的需要，這樣一項(xiàng)措施，就使?jié)櫥捅脤?duì)能量的需求，因而也就是對(duì)引擎總能量的需求降了下來(lái)。本發(fā)明的重要目標(biāo)之一也就由此而得以實(shí)現(xiàn)。把壓強(qiáng)調(diào)控與溫度調(diào)控結(jié)合起來(lái)，只有為確保引擎得到充分的潤(rùn)滑油供應(yīng)所需的能量才是必須支付的能量。在實(shí)踐中應(yīng)用這些技術(shù)的例子，表示在圖4一圖7中。
圖4示意地表示了一臺(tái)含有一個(gè)可位移環(huán)2的葉片泵，圖中還畫(huà)出了一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)可位移環(huán)2相對(duì)于泵軸6的偏心度大小的溫度控制器。溫度控制器3有一個(gè)溫度傳感器或?qū)囟让舾械脑?，一塊楔形物5以及一根彈簧7，它們配置成一排，且與可位移環(huán)緊挨著。溫度控制器3位于例如泵的殼體內(nèi)并與被泵送的潤(rùn)滑油直接接觸(這些油穿過(guò)經(jīng)向的孔流入可位移環(huán)中，并且還可以穿過(guò)殼體上軸向的孔而流出)。溫度敏感元件4因而大體上就能與潤(rùn)滑油的溫度相同。在最簡(jiǎn)單的情況下，元件4可以是例如這樣一種元件，它在我們感興趣的溫度變動(dòng)范圍內(nèi)具有很高的熱膨脹能力(例如是一團(tuán)氣體)。若溫度增高，元件4就會(huì)膨脹，從而就會(huì)反抗彈簧7的彈力而把楔5推向右方，這樣，可位移環(huán)2就有可能繞樞軸8而向上方擺動(dòng)了。為此，就不妨配置例如一條壓縮彈簧9，使之作用在可位移環(huán)2上的一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)(偏度)的凸出部分10上，從而將環(huán)緊貼著楔的側(cè)面向上移動(dòng)，于是泵的性能就按期望得到了調(diào)整，即潤(rùn)滑油流量按溫度的增加而增加?？晌灰骗h(huán)2的位置相對(duì)于泵軸6是這樣安排的可位移環(huán)相對(duì)于泵軸6的偏心度、隨環(huán)2繞樞軸8而向上位移的增加而增加，即當(dāng)楔5右移時(shí)，偏心度也就增加。反之，當(dāng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)的溫度下降或較低時(shí)，楔5就由右移向左，可位移環(huán)2就在楔5側(cè)面的作用下頂著彈簧9的反抗而被推向下方。借助于適當(dāng)?shù)膶?dǎo)軌，就可使楔5不能在垂直于調(diào)節(jié)路徑的方向上發(fā)生移動(dòng)。
圖5所示的葉片泵5和圖4所示的泵大體上相同，不同處只是調(diào)控裝置3被一條片簧或雙金屬片4′所取代，這后者4′既具有溫度傳感器的功能又兼有調(diào)控元件的功能。隨著溫度的增加，雙金屬片4′中的兩塊金屬片(而它們又是緊緊“束縛”在一起的)各自膨脹的程度也不同，按照這兩金屬元件事先設(shè)計(jì)好的相互配置情況，雙金屬片4′的曲率就會(huì)增加或減少，而可位移環(huán)2相對(duì)于泵軸的偏心度也就會(huì)相應(yīng)地減少或增加。
圖6表示了一個(gè)以電氣控制的溫度調(diào)節(jié)器來(lái)充當(dāng)調(diào)控部件5的情況。當(dāng)溫度由一個(gè)溫度傳感器測(cè)得，并隨即轉(zhuǎn)換成一個(gè)控制訊號(hào)時(shí)，調(diào)控部件5就將可位移向期待的方向移動(dòng)，即其偏心度隨潤(rùn)滑油溫度的增加而增加。有關(guān)可位移環(huán)2受彈簧9的預(yù)應(yīng)力的其余細(xì)節(jié)，以及可位移環(huán)2，樞軸8與泵軸6之間的相對(duì)位置安排，可以大致與按圖4的實(shí)施例一樣。
圖7中表示了使葉片泵的可位移環(huán)發(fā)生位移的又一種方法。它將依賴于壓強(qiáng)的調(diào)節(jié)，依賴于溫度的調(diào)節(jié)，以及可能還作的依賴于轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)都托付給了同一個(gè)調(diào)節(jié)部件5一一個(gè)具有階梯形狀的活塞。例如，泵的輸出壓強(qiáng)P2持久地作用在階梯形活塞5的第一個(gè)輔面11上，于是就有了最大壓強(qiáng)限制的功能。此外，活塞5的第二個(gè)臺(tái)階面12上則作用著壓強(qiáng)P1，最簡(jiǎn)單的一種安排是讓壓強(qiáng)P1與壓強(qiáng)P2相等，即從同一個(gè)場(chǎng)所引出來(lái)的。在一條通往壓力腔的輸送管線上的某處裝著一個(gè)控制閥門(mén)13，由此管線可以將壓力引來(lái)并作用在臺(tái)階面12上，閥門(mén)13可以根據(jù)溫度及/或轉(zhuǎn)速的情況“開(kāi)”或者“關(guān)”。處于低轉(zhuǎn)速與/或低溫的情況，閥門(mén)13可以(比如)開(kāi)啟，這樣一來(lái)，在面積11與12上都作用著一個(gè)壓強(qiáng)，于是對(duì)抗彈簧9的總的力(向下)就比只有壓強(qiáng)作用在面積11上時(shí)的力要大。而可位移環(huán)與葉片泵的軸則是這樣配置的若圖7中的調(diào)節(jié)部件或階梯形活塞5向下移動(dòng)，則可位移環(huán)的偏心度就會(huì)減小。當(dāng)溫度與/或轉(zhuǎn)速增加時(shí)，閥門(mén)13就會(huì)關(guān)閉，于是只在面積11上才作用著壓強(qiáng)，在彈簧9的作用下、可位移環(huán)就會(huì)再向增大偏心度的方向發(fā)生位移，從而使葉片泵的泵送能力加大。如前已述，可以把閥門(mén)設(shè)計(jì)得既可隨溫度也可隨轉(zhuǎn)速的變化情況而開(kāi)或關(guān)，這樣，除了可以得到最大壓強(qiáng)的限制以及潤(rùn)滑油流量的調(diào)節(jié)這兩個(gè)好處之外，還能額外得到隨引擎溫度與/或轉(zhuǎn)速的變化而對(duì)潤(rùn)滑油流量再附加上一個(gè)限制的好處。
雖說(shuō)由于添加了調(diào)節(jié)元件而使泵的設(shè)計(jì)變得略為復(fù)雜了些，但這種泵在節(jié)能上的成就可以輕易地補(bǔ)償這一小缺點(diǎn)；而且對(duì)圖5所示的實(shí)施例來(lái)說(shuō)，它使得按本發(fā)明而作的附加調(diào)節(jié)變得在實(shí)踐上也非常簡(jiǎn)單了。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)控潤(rùn)滑油泵的泵送能力的方法，包括可借助泵出口處的壓強(qiáng)或用戶所在處的壓強(qiáng)而將有效泵送流量調(diào)??；其特征在于該方法還包括借助于檢測(cè)溫度與/或轉(zhuǎn)速，對(duì)泵送流量進(jìn)行附加的、獨(dú)立的限制。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于隨著溫度與/或轉(zhuǎn)速的增加，由溫度調(diào)控所允許的潤(rùn)滑油流量也會(huì)增加。
3.一種可調(diào)控的潤(rùn)滑油泵，特別是葉片泵，它包括一個(gè)受壓強(qiáng)控制的調(diào)節(jié)裝置(2)，其特征是該泵還包括有一個(gè)帶有檢測(cè)轉(zhuǎn)速和/或溫度用的傳感器(4)的調(diào)控裝置(3)以及一個(gè)調(diào)節(jié)部件(5)，從而除了壓強(qiáng)調(diào)節(jié)裝置外，該泵還可按溫度或轉(zhuǎn)速的情況調(diào)控泵中潤(rùn)滑油的有效流量。
4.按權(quán)利要求3的泵，其特征在于它是一臺(tái)可調(diào)控的葉片泵。
5.按權(quán)利要求4的潤(rùn)滑油泵，其特征在于其中用以調(diào)節(jié)的部件是一可移動(dòng)的楔狀物，楔的側(cè)面與葉片泵中的可移動(dòng)環(huán)緊貼著。
6.按權(quán)利要求3—5中的任一項(xiàng)要求的潤(rùn)滑油泵，其特征在于其中的溫度探測(cè)器是一個(gè)雙金屬片，它還能起到一個(gè)調(diào)節(jié)部件的作用。
7.按權(quán)利要求3—6中任一項(xiàng)要求的潤(rùn)滑油泵，其特征在于泵的調(diào)節(jié)元件是電氣控制的。
8.按權(quán)利要求3—7中任一項(xiàng)要求的潤(rùn)滑油泵，其特征在于泵的調(diào)節(jié)部件是一個(gè)階梯形的活塞，在該活塞的至少一部分面積上，作用著一通過(guò)一個(gè)受溫度與/或轉(zhuǎn)速控制的閥門(mén)，控制的壓強(qiáng)。
全文摘要
一種控制潤(rùn)滑油泵排量的方法，它通過(guò)出口或用戶處的壓強(qiáng)來(lái)調(diào)節(jié)排量，從而當(dāng)壓強(qiáng)增加時(shí)使排量減小。這種可調(diào)排量潤(rùn)滑油泵特別是葉片泵有一壓力控制部件。為使泵的總耗能減低，本發(fā)明提出一種附加獨(dú)立的通過(guò)檢測(cè)溫度和轉(zhuǎn)速控制排量的方法和一種這樣的潤(rùn)滑油泵，其中控制部件(3)有一測(cè)溫和/或測(cè)速傳感器(4)以及一調(diào)控件(5)，這樣除了通過(guò)壓強(qiáng)調(diào)控外，還可根據(jù)溫度和轉(zhuǎn)速調(diào)控潤(rùn)滑油泵的有效排量。
文檔編號(hào)F04C14/22GK1117307SQ9419105
公開(kāi)日1996年2月21日 申請(qǐng)日期1994年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月30日
發(fā)明者維·拉赫曼, 波多·斯提克, 邁克·維爾海姆 申請(qǐng)人:梅塞德斯奔馳公司