齿轮泵 |
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| 申请号 | CN201710073813.7 | 申请日 | 2017-02-10 | 公开(公告)号 | CN107061258A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 斯太尔动力; | 发明人 | 布朗伯格·托马斯; 阿斯兰·奥斯曼艾玛; 阿尔顿多夫·迈克尔; | ||||
| 摘要 | 根据一个 实施例 ，所述 齿轮 泵 包括与第二齿轮 啮合 的第一齿轮以及壳体，齿轮在该壳体中被 支撑 。所述壳体包括至少部分地邻接所述第一齿轮的第一侧面的第一空隙以及至少部分地邻接所述第一齿轮的第二侧面的第二空隙。所述齿轮泵还包括被构造成将 流体 引向齿轮的流体引入通道，其中至少一个偏转器布置在流体引入口内，使得入射流体流朝向第一空隙以及第二空隙转移。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种齿轮泵，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 齿轮泵技术领域背景技术[0002] 齿轮泵使用齿轮(齿轮)的啮合来通过流体位移泵送流体。齿轮泵是用于液压应用的最常见类型的泵之一。例如，在内燃机中使用的油泵通常实施为齿轮泵。齿轮泵也广泛用于化工设备中以泵送高粘度流体。基本上存在两种不同类型的齿轮泵，即使用两个外部正齿轮的外部齿轮泵和使用一个外部正齿轮和一个内部正齿轮的内部齿轮泵。 [0003] 当齿轮旋转时，齿轮齿在泵的引入侧(吸入侧)上脱离啮合，从而产生空隙和相应的吸力。空隙由流体填充，流体由齿轮输送到泵的出口侧(压力侧)，其中齿轮的啮合使流体移位。机械间隙很小(大约几十微米的量级)，并且紧密间隙与旋转速度一起有效地防止流体回漏。通常，齿轮和壳体的刚性设计会考虑到非常高的压力和泵送高粘性流体的能力。 [0004] 外齿轮泵通常设计成使得在引入侧，流体(例如油)沿径向方向朝向齿轮流动(径向流入)。在这方面，术语“径向”和“轴向”是指齿轮的旋转。特别地，当两个啮合齿轮的两个啮合齿在泵的引入侧将要脱离啮合时，上述空隙还没有与引入通道形成径向连接，并且流体的路径仍然被齿轮的齿阻挡。同时，两个啮合齿之间的体积(尚未填充流体)变大，这导致该体积中的压力下降。当两个齿最终分离时，上述空隙和引入口之间的径向连接突然打开，这可能导致局部压力的突然增加，并且在最坏的情况下导致空化。所产生的压力变化可能阻碍流体流入空隙，降低泵的容积效率，并增加不期望的泄漏。特别地，打开齿的突然压降可能会通过小的密封间隙(间隙密封)从泵的压力侧吸入油，这引起额外的泄漏。 发明内容[0006] 本文描述了一种齿轮泵。根据一个实施例，所述齿轮泵包括与第二齿轮啮合的第一齿轮以及壳体，齿轮在该壳体中被支撑。所述壳体包括至少部分地邻接所述第一齿轮的第一侧面的第一空隙以及至少部分地邻接所述第一齿轮的第二侧面的第二空隙。所述齿轮泵还包括被构造成将流体引向齿轮的流体引入通道，其中至少一个偏转器布置在流体引入口内，使得入射流体流朝向所述第一空隙以及所述第二空隙转移。 [0007] 在一个实施例中，所述偏转器成形并定位成使得所述入射流体流被分成第一部分和至少第二部分，其中所述流体流的所述第一部分朝向所述第一空隙转移，并且所述流体流的所述第二部分朝向所述第二空隙转移。所述偏转器可以成形为使得防止所述入射流体流沿径向方向直接流向所述齿轮的圆周表面。所述偏转器可以是壳体的一体部件或者安装到引入通道或壳体的内表面的单独部件。另一个偏转器可以布置成将所述流体流的所述第一部分引向所述第一空隙。 [0008] 所述第一空隙可以由形成在壳体的盖的内表面中的凹部形成。所述第二空隙可以由形成在壳体的内表面中的凹部形成。另外或可替代地，所述第二空隙可由形成在所述引入口内与所述第一齿轮的所述第二侧面相邻的凹陷形成。在各种实施例中，所述第一和所述第二空隙在齿轮的相对侧上与齿轮轴向相邻。 [0009] 在一些实施例中，形成流体引入口的管道相对于形成流体出口的管道倾斜(不共线)。所述引入通道可以至少部分地布置在壳体的内部中。另外或可替代地，所述引入通道可以至少部分地由外部附接到壳体的管道形成。附图说明 [0010] 参照以下附图和描述可以更好地理解本发明。附图中的元件未必按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理。此外，在图中，相同的附图标记表示相应的部件。在附图中： [0011] 图1示出了示例性齿轮泵的等轴剖视图。 [0012] 图2示出了图1的齿轮泵的另一个剖视图。 [0013] 图3示意性地示出了齿轮泵的第一实施例，该图示出了齿轮泵的引入侧，其中流体基本上在径向方向上通过引入口。 [0014] 图4示意性地示出了齿轮泵的第二实施例，该图示出了齿轮泵的引入侧，其中流体基本上在轴向方向上通过引入口。 [0015] 图5A和图5B示出齿轮泵的第三实施例的(A)等轴剖视图和(B)另一个剖视图。 [0016] 图6示出了图5的实施例的泵壳体的盖。 具体实施方式[0017] 以下描述涉及作为齿轮泵的说明性示例的油泵。这种油泵可以例如用作内燃系统的润滑系统的一部分。然而，应当理解，根据本文所述的实施例实现的齿轮泵可容易地用于非汽车应用中，并且还用于泵送除油之外的流体。 [0018] 图1示出了一个示例性的齿轮泵1，其可以用于将油例如从油箱泵送到内燃机的气缸盖。图1示出了齿轮泵的壳体10，其包括壳体盖11。图1是穿过泵的引入部分的剖视图，使得引入通道12的内部以及被支撑在壳体10内的两个齿轮中的一个(第一齿轮20)是可见的。在形成泵的引入通道12的管道中，设置有挡板30，其将流入的油引向齿轮。箭头示意性地指示流入油的方向。由于挡板，油到达齿轮，部分在齿轮的下侧面处(基本沿轴向方向)，部分(基本沿径向方向)在齿轮的周向侧。 [0019] 图2示出了图1所示的示例性泵的另一剖视图。在图2中，盖11已被移除以允许从顶部观察齿轮泵1的壳体10。图2示出了两个啮合的齿轮(第一齿轮20和第二齿轮21)以及在泵的压力侧上形成出口13的管道的一部分。如上所述，当齿轮20、21的两个接合的齿脱离时，可能发生突然的压力下降，导致泄漏增加和效率降低。此外，挡板30(也参见图1)产生一种“瓶颈”，其节流可用于使油朝向齿轮通过的横截面积。除此之外，靠近齿轮(即，在齿轮20的下侧面下方的空隙15中)的油流可能引起由相对于齿轮运动的油流的反向运动造成的湍流。 [0020] 为了改善这种情况，形成油引入通道12的管道可以被设计成使得流入的油被转移到空隙中，所述空隙位于齿轮20、21中的至少一个的轴向上的左侧和右侧。所述转移通过设置在齿轮泵的引入通道12内的偏转器或偏转器系统来实现。空隙可以由盖11和壳体10中的凹部形成。至少一个空隙可以由邻近齿轮20的侧面的引入通道12中的凹陷形成。偏转器将入射油流向所述空隙转移，由此首先在空隙内产生动态压力，其次，防止入射油流从径向方向直接到达齿轮20、21的圆周表面。 [0021] 图3示出了实现上述概念的一个简单示例性实施例。图3是示出支撑在具有可移除壳体盖11的壳体10中的齿轮泵的齿轮20的剖视图。形成油引入通道12的管道基本上沿径向方向(垂直于齿轮的旋转轴A)延伸。第一凹部15a设置在盖11中，第二凹部15b设置在壳体10中。两个凹部形成空隙，所述空隙位于齿轮20的左侧和右侧(当沿径向方向观察时)并且至少部分地邻接齿轮20的下(左)侧和上(右)侧面16a、16b。偏转器31布置在引入通道12内。如上所述，偏转器31被设计成使其将(径向)入射油流朝向由凹部15a和15b形成的空隙转移，从而在齿轮的两侧的空隙中产生动态压力(即，齿轮的轴向上方和轴向下方)。 [0022] 图4示出了实现上述概念的另一简单实施例。图4是示出了支撑在具有可移除壳体盖11的壳体10中的齿轮泵的齿轮20的剖视图。与图3的先前示例相反，形成油引入通道12的管道基本上沿轴向方向(平行于齿轮的旋转轴A)延伸。与前述示例类似，在盖11中设置第一凹部15a，并且在壳体10中设置第二凹部15b，其中两个凹部形成至少部分地邻接齿轮20(和图4中未示出的第二齿轮21)的侧面16a、16b的空隙。第二凹部15b也可以被认为是在邻近齿轮20的侧面16b的引入通道12中的凹陷。偏转器31布置在引入通道12内，并且在本示例中，偏转器31被设计成使得其将(轴向)入射油流朝向由凹部15a和15b形成的空隙转移。偏转器的效果实际上与图3的先前示例中的相同。在这两种情况下，入射油流“分”成两部分，其中一部分被转移到第一凹部15a，而另一部分被转移到第二凹部15b。 [0023] 图5示出了实现本文所述概念的另一个示例性齿轮泵。图5A和图5B是同一实施例的不同剖视图(关于不同的截面)。在两个视图中，剖面穿过泵的引入通道12，以便使引入通道12的内部可视化。因此，图5示出了支撑在包括盖11的壳体10中的齿轮20。驱动齿轮22布置在壳体10的外部并且机械地联接到齿轮20。类似于前述示例，凹部15a设置在盖11的内表面中，以形成至少部分地邻接齿轮20的上侧面的空隙(即，空隙在齿轮20的轴向上方)。凹陷15b'在壳体10的内部的引入通道12中形成另外的空隙。另外的空隙邻接齿轮20的下表面(即，空隙在齿轮20的轴向下方)。类似于前述示例，至少一个偏转器31布置在引入通道12中。在本示例中，布置在引入通道12的下部中的第一偏转器31被设计成将入射油流分成两部分，其中入射油流的第一(下)部分沿着偏转器31的下表面转移到空隙15b'，并且其中入射油流的第二(上部)部分沿着偏转器31的上表面转移到凹部15a。根据本示例，另一个偏转器32布置在盖11的内表面上。偏转器32成形为使得入射油流的上部被有效地引导到齿轮 20、21上方的凹部15a，而不引起太多的湍流。 [0024] 在本文描述的示例中，第一偏转器31布置在齿轮泵的流体引入通道12中，其中流体引入通道12在壳体10的内部。也就是说，在泵的吸入侧上形成流体引入通道12的管道主要通过壳体10的内部的特定成形而形成。然而，应当理解，通常，流体引入口的至少一部分可以由单独的部件形成，该单独的部件在壳体10的外部并且在齿轮泵的组装期间附接到壳体10。 [0025] 在所有实施例中，偏转器31可以是壳体10的一体部分。壳体可以由例如铸铁或铸铝制成。也就是说，偏转器31和壳体10的主要部分可以是一体。在引入通道12中形成空隙的凹部15b或凹陷15b'可以通过使用适当成形的铸模或使用随后的磨削加工工艺来制造，例如通过将凹部铣削为铸造壳体10。或者，偏转器31可以是在组装期间安装在齿轮泵的引入通道12中的单独部件。从而，偏转器31可以旋拧、焊接或胶合到引入通道12的内表面。通常，偏转器31本身可以是一体的或由接合以形成偏转器31的两个或更多个构件组成。在任何实施例中，偏转器可以具有任何几何形状并且安装在任何位置，只要偏转器31的形状和位置使得入射流体流被分成第一部分和至少第二部分，其中流体流的第一部分朝向第一空隙(凹部15a)转移，并且流体流的第二部分朝向第二空隙(凹部15b或凹陷15b'，参见图3至图6)转移。 [0026] 图6示出了盖11的一个示例。从图6中可以看出，盖11的内表面可以包括套筒，其分别形成齿轮20、21的滑动轴承25、26的一部分。盖11的内表面还包括形成在齿轮20、21的轴向上方的空隙的凹部15a(参见图5B)。此外，图6示出了布置在盖11的内表面上的第二偏转器32。在本示例中，偏转器32是盖11的一体部分，其中盖11和偏转器32一体地制成。例如，盖11以及壳体10的主体可以由铸铁或铸铝制成。然而，凹部15a也可以通过随后的磨削加工工艺来制造，例如将凹部铣削为铸件盖11。 [0027] 虽然已经参照一种或多种实施方式示出并描述了本发明，但是在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所示示例进行变化和/或修改。特别地，参照由上述元件或结构(单元、组件、装置、电路、系统等)执行的各种功能，用于描述这些元件的术语(包括参照“装置”)旨在(除非另外指明)与实现所述元件的描述的功能的任何元件或结构对应(例如，也就是说在功能上等效)，即使在结构上不等效于实现本文说明的发明的实例性实施方式的功能的公开的结构。 [0028] 此外，虽然本发明的特定的特征可能只参照几个实施方式中的一个被公开，但是这个特征可以和任何给定或特定的应用所期望并对自己有利的其他实施方式的一个或多个其他特征相结合。此外，就在详细描述和权利要求书中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“备有”这样的术语或变体旨在是包含性的，方式类似于术语“包括”。 |
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