RU2548534C2

RU2548534C2 - Модуль масляного насоса с корпусом модуля масляного насоса

Info

Publication number: RU2548534C2
Application number: RU2011120149/06A
Authority: RU
Inventors: Георг ЦВИКЛЕР; Вольф-Дитрих БИККЕР; Манфред ХОЛЬЦХОЙЗЕР
Original assignee: ДЖИ ЭМ ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИ ОПЕРЕЙШНЗ, ЭлЭлСи, US
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2015-04-20
Also published as: GB2480510A; RU2011120149A; GB2480510B; DE102010022134A1; CN102251824A; GB201017271D0; US20110283966A1

Abstract

Изобретение относится к системе смазки двигателя внутреннего сгорания. Модуль масляного насоса (1) установлен в масляном поддоне (4) двигателя (5) внутреннего сгорания под коленчатым валом (6). В корпусе (1) модуля масляного насоса установлены все подвижные детали масляного насоса (7) и компенсирующего момент импульса вала (8). Ротор (9) масляного насоса (7) установлен в корпусе (3) модуля масляного насоса на валу (10) ротора, отделенном от компенсирующего вала (8). Вал (10) ротора в корпусе (3) модуля масляного насоса механически соединен с компенсирующим валом (8) с помощью цилиндрической зубчатой передачи (11). Изобретение обеспечивает синхронность между компенсирующим валом (8) и коленчатым валом (6) двигателя внутреннего сгорания. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к модулю масляного насоса с корпусом модуля масляного насоса. Модуль масляного насоса установлен в масляном поддоне двигателя внутреннего сгорания под коленчатым валом. В корпусе модуля масляного насоса установлены все подвижные детали масляного насоса и балансирного вала момента импульса.

Из US 6601557 В1 известен комбинированный модуль масляного насоса и компенсации момента импульса для установки в масляной ванне двигателя с поступательно движущимися поршнями, причем вращающийся компенсирующий момент импульса вал для уравновешивания (компенсации) неуравновешенных сил момента импульса двигателя с поступательно движущимися поршнями имеет на противоположных концах противовесы.

Кроме того, из US 6205970 В1 известно, что корпус масляного насоса для сокращения числа компонентов и срока изготовления при сборке может формоваться вместе с корпусом компенсирующих момент импульса валов. Принципиальная схема такого модуля масляного насоса в двигателе внутреннего сгорания показана на фиг.3. Кроме того, на фиг.4 изображено поперечное сечение масляного насоса согласно уровню техники, ротор которого зафиксирован без возможности проворота на одном из компенсирующих момент импульса валов.

На фиг.3 изображена принципиальная схема известного модуля масляного насоса, у которого от цилиндров 31, 32, 33 и 34 четырехцилиндрового двигателя на принципиальной схеме видны только шатуны, которые взаимодействуют с помощью подшипников 16 скольжения с коленчатым валом 6 и в моторном отделении 17, обозначенном здесь в виде блока штриховой с тремя точками линией.

За пределами моторного отделения 17 коленчатый вал 6 содержит зубчатый венец 28 цепного привода 13, приводящего во вращение с помощью ведущей звездочки 12 цепного привода первый компенсирующий момент импульса вал 29 под коленчатым валом 6 с двумя противовесами 23 и 24. На этом первом компенсирующем валу 29 установлена цилиндрическая зубчатая передача 11 с передаточным отношением 1:1, приводящая во вращение второй компенсирующий момент импульса вал 35, на котором в масляном поддоне 4 установлен ротор 9 масляного насоса 7, причем всасывающее отверстие 14 масляного насоса 7 погружено в масляную ванну.

Поскольку компенсирующие валы 29 и 35 вращаются с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал 6, а ротор 9 на компенсирующем валу 35 зафиксирован без проворота, масляный насос 7 работает с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал 6.

Кроме того, на фиг.4 изображено поперечное сечение части модуля 2 масляного насоса согласно уровню техники, в которой установлен масляный насос 7 со своим ротором 9. При этом ротор 9 зафиксирован на втором компенсирующем момент импульса валу 35, на котором установлены также противовесы 23 и 24. Компенсирующий вал 35 установлен на подшипниках 36 и 37 скольжения, причем подшипник 36 скольжения установлен между ротором 9 масляного насоса 7 и цилиндрическим зубчатым колесом 38 цилиндрической зубчатой передачи 11, а второй подшипник 37 скольжения - между первым передним противовесом 23 и вторым задним противовесом 24.

Этот известный модуль 2 масляного насоса вместе со своим корпусом 3 расположен под коленчатым валом под углом α таким образом, что всасывающее отверстие 14 масляного насоса 7 расположено в масляной ванне 15, а противовесы 23 и 24 вращаются выше уровня 39. Даже если на фиг.4 корпус 40 масляного насоса прифланцован к корпусу 41 второго компенсирующего вала 35, уровень техники этого документа показывает вначале, что корпусы 40 и 41 могут формоваться в качестве корпусов 3 масляного насоса. Однако остается тот недостаток, что число оборотов ротора 9 масляного насоса 7 отрицательным образом привязано к числу оборотов компенсирующего момент импульса вала 35.

Задачей изобретения является устранение этого недостатка в уровне техники и создание такого модуля масляного насоса, в котором число оборотов ротора масляного насоса не привязано к числу оборотов компенсирующих момент импульса валов.

Эта задача решается с помощью предмета независимого пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты выполнения изобретения вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно одному из вариантов выполнения изобретения модуль масляного насоса изготавливается с корпусом модуля масленого насоса. Модуль масляного насоса расположен в масляном поддоне двигателя внутреннего сгорания под коленчатым валом. В корпусе модуля масляного насоса установлены все подвижные детали масляного насоса и компенсирующего момент импульса вала. Ротор масляного насоса расположен в корпусе модуля масляного насоса на валу ротора, отделенном от компенсирующего момент импульса вала. Вал ротора в корпусе модуля масляного насоса механически соединен с компенсирующим момент импульса валом с помощью цилиндрической зубчатой передачи.

Благодаря валу ротора, не зависящему, соответственно, отделенному от компенсирующего момент импульса вала, ротор масляного насоса может иметь оптимизированное число оборотов. Это число оборотов может быть больше или меньше числа оборотов коленчатого вала. Пластинчатый насос, регулирующий объемный поток, может быть использован в качестве масляного насоса, в котором эксцентриситет между корпусом пластин и валом ротора может регулироваться в зависимости от давления масла в основном потоке масла двигателя с помощью соответствующей гидравлической обратной связи. С помощью электромеханического маслораспределительного клапана в корпусе модуля масляного насоса может быть подключена дополнительная регулировочная камера, благодаря которой объемный поток и давление масла могут быть уменьшены. Все необходимые для этого подвижные детали могут быть интегрированы в корпус модуля масляного насоса.

В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, чтобы на валу ротора за пределами корпуса модуля масляного насоса была установлена ведущая звездочка цепного привода, находящаяся в механической связи с коленчатым валом через цепной привод.

Тем самым на вал ротора непосредственно через передачу цепного привода предпочтительным образом передается оптимальное число оборотов ротора, не зависящее от числа оборотов, необходимого для компенсирующих момент импульса валов. Кроме того, предусмотрено, чтобы всасывающее отверстие масляного насоса было погружено в масляную ванну масляного поддона.

Как уже упоминалось, в корпусе модуля масляного насоса расположен двухступенчатый масляный насос с основной регулировочной камерой и расширительной регулировочной камерой. Наряду с подшипниками скольжения двигателя и других компонентов с помощью этого двухступенчатого масляного насоса смазываются также подшипники скольжения и/или качения в корпусе модуля масляного насоса. Модуль масляного насоса содержит приводной вал, на котором за пределами корпуса модуля масляного насоса расположена без возможности проворота ведущая звездочка цепного привода. Приводной вал содержит между двумя подшипниками вала внутри корпуса модуля масляного насоса ведущее зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи для компенсирующего момент импульса вала. Это ведущее зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи выполнено таким образом, что оно вместе с ведомым зубчатым колесом, установленным на компенсирующем момент импульса валу, обеспечивает повышающую или понижающую передачу, заставляющую компенсирующий вал вращаться с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал в случае трехцилиндрового двигателя или с удвоенным числом оборотов в случае четырехцилиндрового двигателя.

При этом два противовеса, установленных на компенсирующем момент импульса валу между двумя подшипниками вала, обеспечивают компенсацию дисбалансов импульсов крутящего момента двигателя внутреннего сгорания с поршнями. Для этого компенсирующий момент импульса вал установлен в корпусе модуля масляного насоса в качестве ведомого вала с ведомым зубчатым колесом напротив вала ротора с ведущим зубчатым колесом. Следовательно, ведомое зубчатое колесо компенсирующего момент импульса вала сцепляется в этом корпусе модуля масляного насоса с ведущим зубчатым колесом вала ротора масляного насоса, а не наоборот, как в уровне техники.

Кроме того, передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи, расположенной в корпусе модуля масляного насоса, рассчитано таким образом, чтобы с учетом передаточного отношения цепного привода, расположенного за пределами корпуса модуля масляного насоса, число оборотов компенсирующего момент импульса вала было равно числу оборотов коленчатого вала в случае трехцилиндровых двигателей или было вдвое больше него в случае четырехцилиндровых двигателей.

Таким образом, с помощью этого модуля масляного насоса создается возможность предусматривать по-разному число оборотов ротора масляного насоса по сравнению с числом оборотов коленчатого вала относительно компенсирующего момент импульса вала, так чтобы число оборотов ротора масляного насоса определялось повышающим или понижающим передаточным отношением цепного привода.

В другом варианте выполнения изобретения для трехцилиндрового двигателя число оборотов ротора масляного насоса следует предусматривать меньше числа оборотов коленчатого вала трехцилиндрового двигателя. Таким образом, этот модуль масляного насоса, предпочтительно, используется в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, содержащем три цилиндра.

Ниже изобретение более подробно поясняется со ссылкой на приложенные чертежи.

Фиг.1 - принципиальная схема модуля масляного насоса согласно одному из вариантов выполнения изобретения;

фиг.2 - принципиальная схема модуля масляного насоса на фиг.1 во взаимодействии с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания;

фиг.3 - принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания с модулем масляного насоса согласно уровню техники;

фиг.4 - схематическое поперечное сечение частичной области модуля масляного насоса 2 на фиг.3.

На фиг.1 изображена принципиальная схема модуля 1 масляного насоса согласно одному из вариантов изобретения. Модуль 1 масляного насоса содержит корпус 3 масляного насоса, в котором установлены все подвижные детали масляного насоса 7 и компенсирующего момент импульса вала 8. Ротор 9 масляного насоса установлен в корпусе 3 масляного насоса на отделенном от компенсирующего момент импульса вала 8 валу 10 ротора, выполненном в качестве приводного вала 18. Вал 10 ротора в корпусе 3 масляного насоса с помощью цилиндрической зубчатой передачи 11 находится в механической связи с компенсирующим момент импульса валом 8.

Это означает, что вал 10 ротора как приводной вал 18 приводит во вращение компенсирующий момент импульса вал 8 с его противовесами 23 и 24. Для этого компенсирующий вал 8 в виде выходного вала 27 содержит ведомое зубчатое колесо 22 цилиндрической зубчатой передачи 11. В то время как вал 10 ротора в виде приводного вала 18 с помощью ведущей звездочки 12 цепного привода, установленной за пределами корпуса 3 модуля масляного насоса, и цепного привода 13 приводится во вращение от коленчатого вала, компенсирующий момент импульса вал, установленный на подшипниках 25 и 26 вала, вращается с числом оборотов, задаваемым цилиндрической зубчатой передачей 11.

Следовательно, цилиндрическая зубчатая передача 11 может иметь передаточное отношение, не равное 1:1, и тем самым компенсировать передаточное отношение цепного привода 13, так что между компенсирующим валом 8 и коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания обеспечивается необходимая синхронность. Кроме того, цилиндрическая зубчатая передача 11 обеспечивает изменение направления вращения компенсирующего момент импульса вала относительно направления вращения коленчатого вала.

Преимущество этого модуля масляного насоса состоит, с одной стороны, в том, что число оборотов ротора 9 масляного насоса 7 может быть индивидуализировано и оптимизировано. С другой стороны, возможен компактный корпус 3 масляного насоса, собирающийся, например, из двух половин корпуса масляного насоса, благодаря чему могут быть уменьшены затраты на отдельные корпусы масляного насоса и корпусы компенсирующих момент импульса валов, поскольку, с одной стороны, возможно меньше деталей, а с, другой стороны, меньше также и вес. С помощью цилиндрической зубчатой передачи, установленной в корпусе масляного насоса, не только снова компенсируется разница между числами оборотов вала ротора и коленчатого вала, но и одновременно достигается также необходимое изменение направления вращения компенсирующего момент импульса вала.

В то время как подшипниковая опора приводного вала посредством подшипника 19 расположена между ведущей звездочкой 12 цепного привода, установленной за пределами корпуса 3 масляного насоса, и ведущим зубчатым колесом 21 цилиндрической зубчатой передачи 11, второй подшипник 20 приводного вала 18 находится между ведущим зубчатым колесом 21 цилиндрической зубчатой передачи 11 и масляным насосом 7. Для опоры компенсирующего момент импульса вала 8 предусмотрено два подшипника 25 и 26 вала, между которыми установлены ведомое зубчатое колесо 22 цилиндрической зубчатой передачи 11 и оба противовеса 23 и 24.

На фиг.2 изображена принципиальна схема модуля 1 масляного насоса на фиг.1 во взаимодействии с коленчатым валом 6 трехцилиндрового двигателя 30, имеющего три цилиндра 31, 32 и 33, от которых здесь показаны только шатуны, взаимодействующие с подшипниками 16 скольжения коленчатого вала 6. За пределами корпуса коленчатого вала на коленчатом валу 6 установлена звездочка 28 цепной передачи, соединенная через цепной привод 13 с ведущей звездочкой 12 цепного привода для вала 10 ротора. В то время как область моторного отделения 17 двигателя 5 внутреннего сгорания обведена штриховой с тремя точками линией, цепной привод 13 за пределами моторного отделения 17 обозначен штриховой с четырьмя точками линией. Модуль 1 масляного насоса в корпусе 3 насоса, обозначенный штрихпунктирной линией, соответствует фиг.1, причем компоненты с одинаковыми функциями обозначены одинаковыми позициями и особо не рассматриваются.

Благодаря фиг.2 еще раз подтверждается то, что с помощью цепного привода 13 для привода ротора в насосе 7 возможна любая повышающая или понижающая передача, тем более что с помощью цилиндрической зубчатой передачи 11 при изменении направления вращения относительно коленчатого вала 6 для компенсирующего вала 8 открывается возможность выравнивания числа оборотов с числом оборотов коленчатого вала 6.

Фиг.3 и 4 уже рассматривались вначале, так что повторение в этом месте является излишним.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

1 - модуль масляного насоса (вариант выполнения)

2 - модуль масляного насоса (уровень техники)

3 - корпус модуля масляного насоса

4 - масляный поддон

5 - двигатель внутреннего сгорания

6 - коленчатый вал

7 - масляный насос

8 - компенсирующий момент импульса вал

9 - ротор

10 - вал ротора

11 - цилиндрическая зубчатая передача

12 - ведущая звездочка цепного привода

13 - цепной привод

14 - всасывающее отверстие

15 - масляная ванна

16 - подшипник скольжения в моторном отделении

17 - моторное отделение

18 - приводной вал

19 - подшипник приводного вала

20 - подшипник приводного вала

21 - ведущее зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи

22 - ведомое зубчатое колесо цилиндрической зубчатой передачи

23 - противовес

24 - противовес

25 - подшипник компенсирующего вала

26 - подшипник компенсирующего вала

27 - выходной вал или компенсирующий момент импульса вал

28 - зубчатый венец

29 - первый компенсирующий момент импульса вал

30 - трехцилиндровый двигатель

31 - цилиндр

32 - цилиндр

33 - цилиндр

34 - цилиндр

35 - второй компенсирующий момент импульса вал

36 - подшипник скольжения

37 - подшипник скольжения

38 - цилиндрическое зубчатое колесо

39 - уровень в масляной ванне

40 - корпус масляного насоса

41 - корпус компенсирующего момент импульса вал

Claims

1. Модуль масляного насоса с корпусом (3) модуля масляного насоса, причем модуль (1) масляного насоса расположен в масляном поддоне (4) двигателя (5) внутреннего сгорания под коленчатым валом (6), а в корпусе (3) модуля масляного насоса установлены все подвижные детали масляного насоса (7) и компенсирующего момент импульса вала (8), причем ротор (9) масляного насоса (7) расположен в корпусе (3) модуля масляного насоса на валу (10) ротора, отделенном от компенсирующего момент импульса вала (8), и причем вал (10) ротора в корпусе (3) модуля масляного насоса механически соединен с компенсирующим момент импульса валом (8) с помощью цилиндрической зубчатой передачи (11).

2. Модуль масляного насоса по п. 1, причем на валу (10) ротора за пределами корпуса (3) модуля масляного насоса установлена ведущая звездочка (12) цепного привода, находящаяся в механической связи с коленчатым валом (6) через цепной привод (13).

3. Модуль масляного насоса по п. 1, причем всасывающее отверстие (14) масляного насоса (7) погружено в масляную ванну (15) масляного поддона (4).

4. Модуль масляного насоса по п. 1, причем масляный насос (7) является двухступенчатым масляным насосом для питания подшипников (16) скольжения в моторном отделении (17).

5. Модуль масляного насоса по п. 1, причем модуль (1) масляного насоса имеет приводной вал (18), на котором за пределами корпуса (3) модуля масляного насоса расположена без возможности проворота ведущая звездочка (12) цепного привода, и 14
причем приводной вал (18) содержит между двумя подшипниками (19, 20) вала внутри корпуса (3) модуля масляного насоса ведущее зубчатое колесо (21) цилиндрической зубчатой передачи (11) для компенсирующего момент импульса вала (8).

6. Модуль масляного насоса по п. 1, причем на компенсирующем момент импульса валу (8) между двумя подшипниками (25, 26) вала расположено два противовеса (23, 24), компенсирующие дисбаланс импульсов крутящего момента двигателя (5) внутреннего сгорания.

7. Модуль масляного насоса по п. 1, причем компенсирующий момент импульса вал (8) установлен в корпусе (3) модуля масляного насоса в качестве ведомого вала (27) с ведомым зубчатым колесом (22) напротив вала (10) ротора с ведущим зубчатым колесом (21).

8. Модуль масляного насоса по п. 7, причем ведомое зубчатое колесо (22) компенсирующего момент импульса вала (8) сцепляется в корпусе (3) модуля масляного насоса с ведущим зубчатым колесом (21) вала (10) ротора масляного насоса (7).

9. Модуль масляного насоса по п. 1, причем передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи (11), расположенной в корпусе (3) модуля масляного насоса, рассчитано таким образом, чтобы с учетом передаточного отношения цепного привода (13), расположенного за пределами корпуса (3) модуля масляного насоса, число оборотов компенсирующего момент импульса вала (8) для трехцилиндровых двигателей было равно числу оборотов коленчатого вала (6), а для четырехцилиндровых двигателей - вдвое больше числа оборотов коленчатого вала (6).

10. Модуль масляного насоса по п. 2, причем число оборотов 15
ротора (9) масляного насоса (7) определяется повышающим или понижающим передаточным отношением цепного привода (13).

11. Модуль масляного насоса по п. 1, причем для трехцилиндрового двигателя (30) число оборотов ротора (9) масляного насоса (7) меньше числа оборотов коленчатого вала (6) трехцилиндрового двигателя (30).