專利名稱：用于內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)的泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其是用于汽車的內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)的泵。
背景技術(shù)：
US 2007 0224067 Al公開了一種用于內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)，其帶有容積可變的機油泵，在該機油泵中使用泵排出壓力來預(yù)緊滑閥的位置，并且由此改變泵的偏心率，且因此改變泵的容積。通過相對于泵排出壓力改變泵容積，可以根據(jù)發(fā)動機流量需求控制泵排出壓力。泵的壓力調(diào)節(jié)特征曲線通過校準(zhǔn)反應(yīng)彈簧測得，該反應(yīng)彈簧平衡了作用在滑閥上的液壓力。潤滑系統(tǒng)也具有一個閥，其根據(jù)發(fā)動機速度接通。在發(fā)動機速度較低時該閥被打開， 以便將形式為機油的潤滑劑引入第二泵腔。在發(fā)動機速度較高時該閥被關(guān)閉，此時第二泵腔被排空。因為閥是電動操縱的，所以潤滑系統(tǒng)的泵、閥和配屬電纜需要占用一定的空間。值得追求的是減少內(nèi)燃機的燃料消耗。這至少可以部分通過減輕部件質(zhì)量和/或減小部件實現(xiàn)。因此也值得追求的是，減小潤滑系統(tǒng)的空間需求，從而減輕重量，和/或優(yōu)化潤滑系統(tǒng)的空間需求，以便可以在同一空間內(nèi)安裝附加的部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，優(yōu)化內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)的所需空間和/或縮小內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)。該技術(shù)問題按本發(fā)明解決。在本發(fā)明的一個實施例中提供了一種用于內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)的泵，其包括共同定義出泵空腔的一個外殼和一個頂蓋，在該泵空腔中布置有用于泵送潤滑系統(tǒng)的潤滑劑的泵機構(gòu)。此外，泵具有一個用于調(diào)節(jié)流入或流出泵調(diào)節(jié)室的潤滑劑流量的調(diào)節(jié)閥，其中，該調(diào)節(jié)閥集成在頂蓋或外殼內(nèi)。因此，調(diào)節(jié)閥既沒有與泵分隔開地布置，也沒有例如用螺栓連接在泵的外殼上，而是直接集成在泵的頂蓋內(nèi)。這種布置的優(yōu)點是，相比于分開的部件布置，可以減少泵和調(diào)節(jié)閥的所需空間。此外，相對于調(diào)節(jié)閥連接在外殼上或布置在外殼內(nèi)的結(jié)構(gòu)而言，泵的制造被簡化， 因為一方面頂蓋具有簡單的板狀形狀，另一方面頂蓋可以作為單件很好地用澆鑄方法制造。因此，用于在外殼內(nèi)和/或頂蓋內(nèi)為閥和泵空腔之間的進(jìn)口和出口制造通孔的其它加工步驟不再是必需的，因為這些孔直接在澆鑄方法中成型。調(diào)節(jié)閥可以是一個分配閥(khaltventil)，其中，接通該分配閥以便調(diào)節(jié)流入或流出調(diào)節(jié)室的潤滑劑的流量。調(diào)節(jié)閥可以是一個比例閥，其中，可以增大或減小流入或流出調(diào)節(jié)室的潤滑劑的流量，以便調(diào)節(jié)該流量。在一種實施例中，調(diào)節(jié)閥是電磁操縱閥。這種閥與電源相連，以便可以選擇性地接通閥。電磁操縱閥也可以根據(jù)內(nèi)燃機的運行條件接通，因為它由于通電可以被發(fā)動機控制單元控制。
在一種實施例中，電磁操縱閥具有一個內(nèi)部布置有電磁操縱裝置的閥外殼和一個閥體。閥體可以通過電磁操縱裝置移動，以便調(diào)節(jié)潤滑劑的流量。閥體尤其可以由軟磁的材料構(gòu)成，并且操縱裝置可以具有線圈，在電流流過線圈時，線圖形成磁場。由線圖形成的磁場致使軟磁的閥體移動，以便打開或關(guān)閉閥，并且調(diào)節(jié)通過泵的潤滑劑的流量。在一種實施例中，這樣設(shè)計頂蓋，使得其具有用于容納調(diào)節(jié)閥的閥體的閥空腔。頂蓋可以這樣成型，使得除了其作為頂蓋的功能外它也設(shè)有閥空腔。閥空腔具有至少一個進(jìn)口和至少一個出口，潤滑劑可以通過所述進(jìn)口流入所述閥空腔并且可以通過所述出口流出所述閥空腔。閥體可以在空腔內(nèi)移動，用于打開和關(guān)閉所述進(jìn)口和/或所述出口，并且調(diào)節(jié)流入或流出泵調(diào)節(jié)室的潤滑劑的流量。在一種實施例中，調(diào)節(jié)閥是三通閥，因此潤滑劑可以從泵的第一控制室選擇性地被導(dǎo)入調(diào)節(jié)室或第二控制室，或者潤滑劑可以從調(diào)節(jié)室或從第二控制室導(dǎo)入油底殼中。可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速將潤滑劑導(dǎo)入第二控制室。在本實施例中，閥空腔具有三個開口。潤滑劑可以通過第一開口從第一控制室進(jìn)入閥空腔。第二開口使?jié)櫥瑒牡谝豢刂剖彝ㄟ^閥空腔進(jìn)入第二控制室。第三開口使?jié)櫥瑒牡诙刂剖伊魅胗偷讱ぁ４送?，頂蓋可以具有法蘭，其上連接了閥外殼，其中，閥外殼可以通過密封件連接在法蘭上。若調(diào)節(jié)閥可電激活，閥外殼還可以具有電纜接口，由此可以為調(diào)節(jié)閥供給來自外部電源的電能。在一種實施例中，這樣設(shè)計調(diào)節(jié)閥，使得其根據(jù)內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速受到操縱，以便根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)潤滑劑流出泵的排出壓力。例如調(diào)節(jié)閥可以在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時打開并且在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于預(yù)設(shè)的邊界值時關(guān)閉，從而確保內(nèi)燃機中的潤滑劑壓力根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速可變。原則上泵可以在帶有集成調(diào)節(jié)閥的外殼和頂蓋內(nèi)部具有任意的泵機構(gòu)。在一種實施例中，泵是一種可變?nèi)莘e式葉片泵。例如在US 2007 0224067 Al中公開了一種這樣的泵。 通過可變?nèi)莘e式葉片泵可以特別準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)形成的排出壓力。在一種實施例中，帶有可變?nèi)莘e的泵或葉片泵具有多個體積可變的泵腔。泵腔由滑動葉片定義，該滑動葉片由轉(zhuǎn)子承載。轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地支承在外殼內(nèi)，以便將潤滑劑從進(jìn)口向著處于壓力下的出口泵送。轉(zhuǎn)子可以由內(nèi)燃機驅(qū)動。此外，泵可以具有用于控制容積的滑閥，其中，滑閥通過旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地與外殼壁相連。滑閥在內(nèi)部與葉片嚙合，其中，各泵腔的體積在滑閥旋轉(zhuǎn)時可變。帶有可變?nèi)莘e的泵或葉片泵還可以具有彈性元件，如一個或多個彈簧，其將滑閥沿一個方向預(yù)緊。潤滑劑在泵腔內(nèi)沿一個方向在所述滑閥上施加一個力，該方向與所述彈性元件預(yù)緊所述滑閥的方向相反。在本發(fā)明的一種實施例中，說明了一種帶有按前述實施例中任一項所述的泵的汽車內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)。如上面已經(jīng)提到的，內(nèi)部集成了調(diào)節(jié)閥的頂蓋可以由成型的單件構(gòu)成，其提供了泵頂蓋的功能以及閥空腔和必要時用于調(diào)節(jié)閥的閥外殼的法蘭。頂蓋可以是鋁鑄件。因此，在另一種實施例中說明了一種用于內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)的泵的頂蓋，其中，頂蓋具有用于容納調(diào)節(jié)閥的閥體的閥空腔。該閥空腔具有至少一個進(jìn)口和至少一個出口，潤滑劑可以通過所述進(jìn)口流入所述閥空腔，并且可以通過所述出口流出所述閥空腔。頂蓋的邊緣可以具有一個或多個可在其中放置螺栓的鉆孔，使得頂蓋可以借助螺栓與外殼固定。在另一種實施例中，頂蓋還具有法蘭，其上可以連接調(diào)節(jié)閥的閥外殼。例如閥外殼可以通過密封件，例如0型密封圖連接在法蘭上，以便可以更換閥。在這種情況下，法蘭也可以具有一個用于密封件的相應(yīng)的槽。


在此借助附圖進(jìn)一步闡述實施例。在附圖中圖1示出用于內(nèi)燃機潤滑系統(tǒng)的、帶有集成的調(diào)節(jié)閥的泵的立體俯視圖；圖2示出圖1中泵的頂蓋的立體俯視圖；圖3示出圖2中頂蓋的下側(cè)的立體視圖；圖如示出圖1的泵的立體俯視圖，其中沒有示出頂蓋；圖4b示出圖如的泵的俯視圖；圖5示出按本發(fā)明的一種實施例的頂蓋的橫剖面；圖6示出圖1的調(diào)節(jié)閥的立體視圖；圖7示出對比泵的立體視圖，其中調(diào)節(jié)閥布置在外殼中。
具體實施例方式圖1示出了一種用于只部分示出的內(nèi)燃機3的潤滑系統(tǒng)2的泵1，尤其是機油泵的立體俯視圖。泵1具有集成的調(diào)節(jié)閥4。圖2示出圖1中泵1的頂蓋7的立體俯視圖，并且圖3示出圖2中頂蓋7的下側(cè)的立體視圖。相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。泵1具有一個帶有外殼壁6的外殼5和一個頂蓋7，該頂蓋與外殼5或外殼壁6通過多個螺栓四相連。外殼壁6和頂蓋7的內(nèi)表面定義出泵空腔8，其內(nèi)布置有泵送潤滑系統(tǒng)2的潤滑劑的泵機構(gòu)9。潤滑劑通常是機油。調(diào)節(jié)閥4也稱為所謂的控油閥，并且在本實施例中是一個電磁操縱分配閥。調(diào)節(jié)閥4布置在泵1的頂蓋7上。調(diào)節(jié)閥4是三通閥。圖6示出了調(diào)節(jié)閥4的立體視圖，并且圖5示出了頂蓋7以及集成在頂蓋7中的調(diào)節(jié)閥4的橫剖面。如圖5的橫剖面中所示，調(diào)節(jié)閥4具有帶線圈11 的電磁操縱裝置10，該線圈可用一個未示出的外部電源通過電纜16激活。連接電源時線圈 11形成磁場，從而在閥空腔13內(nèi)移動磁性的閥體12。閥空腔13具有第一開口 14，機油可以通過該第一開口從泵1的第一控制室沈進(jìn)入閥空腔。閥空腔13具有第二開口 15，機油可以通過該第二開口流入泵1的第二控制室 27。閥空腔13具有第三開口 30，機油可以通過該第三開口從第二控制室27流入一個未示出的油底殼。因此在操縱調(diào)節(jié)閥4時，潤滑系統(tǒng)的機油可以選擇性地導(dǎo)入泵1的第二控制室27， 或者機油可以從泵1的第二控制室27流入油底殼，從而排空第二控制室27。
調(diào)節(jié)閥4直接布置在泵1的頂蓋7上，使得其與頂蓋7集成。頂蓋7尤其這樣成型，使得其形成閥空腔13。此外，頂蓋這樣成型，使得閥空腔具有法蘭17，其上連接了調(diào)節(jié)閥4的閥外殼18，使得閥體12布置在閥空腔13之內(nèi)，而內(nèi)部布置有電磁操縱裝置10的閥外殼18則布置在頂蓋7和泵1之外。在閥外殼18和法蘭17之間可以具有密封件28，以便將電磁操縱裝置10相對于機油密封。頂蓋7可以是單件，其可以通過澆鑄方法由鋁或鋁合金制成。圖如示出圖1中泵1的立體俯視圖，其中省去了頂蓋7。圖4b示出了圖如中泵 1的示意性俯視圖。在圖如和4b中可以看到泵機構(gòu)。圖如和4b示出，本實施例的泵1是一個帶有可變?nèi)莘e的葉片泵。帶有可變?nèi)莘e的葉片泵1在不同的發(fā)動機運行狀態(tài)中在很窄的期望壓力范圍內(nèi)進(jìn)行改善的泵排出流動壓力的調(diào)節(jié)。葉片泵1具有帶多個滑動葉片20的轉(zhuǎn)子19，該轉(zhuǎn)子在外殼5內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地布置在固定軸21上。轉(zhuǎn)子19可以通過內(nèi)燃機的橫軸-六角軸傳動(Querachsen-Sechskantwellen antrieb)或另一種通過內(nèi)燃機驅(qū)動的合適的驅(qū)動器件來驅(qū)動?；瑒尤~片20在內(nèi)部與滑閥22嚙合，以便在滑閥22內(nèi)部定義出多個泵腔23?；y 22通過旋轉(zhuǎn)軸M可旋轉(zhuǎn)地與外殼壁6相連并且是可旋轉(zhuǎn)的，以便改變泵腔23的容積。泵 1的容積與滑閥22相對于轉(zhuǎn)子19的軸21的偏心率成正比。泵1在靜止?fàn)顟B(tài)時，滑閥22被擠壓至相對轉(zhuǎn)子19具有最大偏心率的位置中。若泵運轉(zhuǎn)并且滑閥22位于該位置中，則泵的容積處于其最大值。當(dāng)滑閥22旋轉(zhuǎn)離開具有最大偏心率的位置時，泵的容積減小，并且總的來說泵的輸出流量較少。當(dāng)滑閥22的中心旋轉(zhuǎn)至與轉(zhuǎn)子19的軸21對齊的位置中時，滑閥22的偏心率為0% (也就是其最大偏心率的100% )并且泵1運轉(zhuǎn)的容積為0。泵1還具有一個未在圖中示出的進(jìn)油通道，其設(shè)有進(jìn)口并且在外殼5的進(jìn)入側(cè)形成。一個同樣未在圖中示出的壓力油輸出通道設(shè)有出口，并且在相對置的外殼輸出側(cè)形成。 進(jìn)入通道和輸出通道優(yōu)選與泵腔23在轉(zhuǎn)子19的相對置的下側(cè)和上側(cè)上接通，以便防止氣體進(jìn)入泵腔23。轉(zhuǎn)子19在一定偏心率水平上的旋轉(zhuǎn)使泵腔23膨脹。這種腔體積的變化又使泵腔減壓，從而使機油被通過進(jìn)入通道抽入泵腔23，并且當(dāng)泵腔收縮時，輸入通道被從泵腔23中推出(ausgesto β en)。泵1具有位于滑閥22的外側(cè)和外殼壁6之間的第一控制室 26，并且具有同樣在滑閥22的外側(cè)和外殼壁6之間形成的第二控制室27。第二控制室27 布置在第一控制室沈的旁邊，并且可以在操縱調(diào)節(jié)閥4時被選擇性地填充或排空。因此， 存在三條可能的油路徑A、B和C。路徑A導(dǎo)引油從第一控制室沈通過第二開口 15進(jìn)入調(diào)節(jié)閥。路徑B導(dǎo)引機油從第一控制室沈經(jīng)過調(diào)節(jié)閥4進(jìn)入第二控制室27。第三路徑C導(dǎo)引機油從第二控制室27通過第三開口 30進(jìn)入油底殼，以便排空第二控制室。因此，調(diào)節(jié)閥 4是三通閥。在本實施例中是彈簧的彈性元件25布置在外殼壁6和滑閥22之間。彈性元件25 與滑閥22嚙合，并且朝第一控制室沈的方向擠壓滑閥22。彈性元件25反作用于由第一控制室沈和相鄰的第二控制室27中的油作用在滑閥22上的力。根據(jù)內(nèi)燃機的發(fā)動機轉(zhuǎn)速操縱調(diào)節(jié)閥。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時為調(diào)節(jié)閥4通電，以便填充第二控制室27。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時不為調(diào)節(jié)閥4通電，因此其保持無電流，由此機油從第二控制室27導(dǎo)入油底殼中。圖7示出對比泵1'，其同樣具有帶葉片泵的泵機構(gòu)、滑閥22'和三通調(diào)節(jié)閥4'， 其中，葉片泵具有兩個控制室26' ,27'。在對比泵1'中，調(diào)節(jié)閥4'集成在泵1'的外殼 5'并且尤其在外殼壁6'中。調(diào)節(jié)閥4'具有帶電纜16'的閥外殼18'，以便給未示出的操縱裝置的未示出的線圈供電，調(diào)節(jié)閥4'具有閥體12'，其布置在外殼壁6'中的閥空腔 13'內(nèi)。油的三個流動方向在圖7中用箭頭A、B和C示出。這些流動方向與圖1至6中泵1的流動方向相同。箭頭A表示從第一控制室沈‘到閥空腔13'的流動。箭頭B表示從閥空腔13'到第二控制室27'的流動，其中，機油被從第一控制室導(dǎo)入第二控制室。箭頭C示出機油從第二控制室27'到油底殼中的流動，以便排空第二控制室27'。附圖標(biāo)記清單1 泵2潤滑系統(tǒng)3內(nèi)燃機4調(diào)節(jié)閥5 外殼6夕卜殼壁7 頂蓋8泵空腔9泵機構(gòu)10電磁操縱裝置11 線圈12 閥體13閥空腔14 第一開口15 第二開口16 電纜17 法蘭18閥外殼19 轉(zhuǎn)子20滑動葉片21轉(zhuǎn)子軸22 滑閥23 泵腔M滑閥旋轉(zhuǎn)軸25彈性元件26第一控制室27第二控制室28密封件
29 螺栓30第三開口1'對比泵4'對比閥5'外殼6'外殼壁12'閥體13'閥空腔16'電纜18'閥外殼22'滑閥26'第一控制室27'第二控制室。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(3)的潤滑系統(tǒng)O)的泵(1)，包括一個外殼(5)和一個頂蓋(7)，其共同定義出泵空腔(8)，在該泵空腔中布置有用于泵送所述潤滑系統(tǒng)O)的潤滑劑的泵機構(gòu)(9)，一個用于調(diào)節(jié)通過所述泵(1)的潤滑劑流量的調(diào)節(jié)閥G)，其中，所述調(diào)節(jié)閥(4)集成在所述頂蓋(7)或所述外殼(5)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的泵(1)，其中，所述調(diào)節(jié)閥⑷是一個電磁操縱閥。
3.按權(quán)利要求2所述的泵(1)，其中，所述閥(4)具有一個內(nèi)部布置有電磁操縱裝置 (10)的閥外殼(18)，并且具有一個可借助該電磁操縱裝置(10)移動的閥體(12)，用于調(diào)節(jié)潤滑劑的流量。
4.按權(quán)利要求2或3所述的泵(1)，其中，所述頂蓋(7)具有用于容納所述調(diào)節(jié)閥⑷ 的閥體(12)的閥空腔(13)，該閥空腔具有至少一個進(jìn)口(14)和至少一個出口(15)，潤滑劑可以通過所述進(jìn)口流入所述閥空腔(1 并且可以通過所述出口流出所述閥空腔(13)， 其中，所述閥體(12)可以在所述閥空腔(13)內(nèi)移動，用于打開和關(guān)閉所述進(jìn)口(14)和/ 或所述出口(15)。
5.按權(quán)利要求3或4所述的泵(1)，其中，所述頂蓋(7)還具有一個法蘭(17)，在該法蘭上連接了所述閥外殼(18)。
6.按權(quán)利要求5所述的泵(1)，其中，所述閥外殼(18)通過密封件(3 連接在所述法蘭(17)上。
7.按權(quán)利要求3至6之一所述的泵(1)，其中，所述閥外殼(18)還具有一個電纜接口。
8.按權(quán)利要求1至7之一所述的泵(1)，其中，所述調(diào)節(jié)閥(4)設(shè)計成，根據(jù)所述內(nèi)燃機(3)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速受到操縱，以便調(diào)節(jié)從所述泵(1)流出的潤滑劑的排出壓力。
9.按權(quán)利要求1至8之一所述的泵(1)，其中，所述泵(1)是一個可變?nèi)莘e式葉片泵。
10.按權(quán)利要求9所述的泵(1)，其中，所述泵(1)具有多個體積可變的、由滑動葉片 (20)定義的泵腔(23)，所述滑動葉片由一個可旋轉(zhuǎn)地支承在所述外殼(5)內(nèi)的轉(zhuǎn)子(19) 所支承，以便將潤滑劑從所述進(jìn)口(14)泵送到所述出口(15)。
11.按權(quán)利要求10所述的泵(1)，其還具有一個用于控制容積的滑閥(22)，其中，該滑閥0 通過旋轉(zhuǎn)軸04)可旋轉(zhuǎn)地與所述外殼(5)的壁(6)連接，并且在內(nèi)部與所述滑動葉片00)嚙合，其中，各泵腔的體積在所述滑閥0 旋轉(zhuǎn)時可變。
12.按權(quán)利要求11所述的泵(1)，其還具有一個將所述滑閥0 沿一個方向預(yù)緊的彈性元件(25)，其中，在所述泵腔內(nèi)的潤滑劑沿著與所述彈性元件0 預(yù)緊所述滑閥 (22)方向相反的方向在所述滑閥02)上施加作用力。
13.一種汽車內(nèi)燃機(3)的潤滑系統(tǒng)O)，帶有按權(quán)利要求1至12之一所述的泵(1)。
14.一種用于內(nèi)燃機(3)的潤滑系統(tǒng)(2)的泵⑴的頂蓋(7)，其中，該頂蓋(7)具有用于容納調(diào)節(jié)閥⑷的閥體(12)的閥空腔(13)，其中，該閥空腔(13)具有至少一個進(jìn)口 (14)和至少一個出口(15)，潤滑劑可以通過所述進(jìn)口流入所述閥空腔(13)并且可以通過所述出口流出所述閥空腔(13)。
15.按權(quán)利要求14所述的頂蓋(7)，其中，該頂蓋(7)還具有一個法蘭(17)，在該法蘭上可以連接所述調(diào)節(jié)閥的閥外殼(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(3)的潤滑系統(tǒng)(2)的泵(1)，包括一個外殼(5)和一個頂蓋(7)，其共同定義出泵空腔(8)，在該泵空腔中布置有用于泵送潤滑系統(tǒng)(2)的潤滑劑的泵機構(gòu)(9)。泵空腔(8)具有至少一個進(jìn)口(14)和至少一個出口(15)。此外，泵(1)具有一個用于調(diào)節(jié)通過泵(1)的潤滑劑流量的、集成在頂蓋(7)內(nèi)的調(diào)節(jié)閥(4)。
文檔編號F16N13/22GK102251825SQ20111009857
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者喬爾格.齊維克勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司