扫气离心式挡板泵
技术领域
本公开涉及一种扫气离心式挡板泵。
背景技术
减少的排气管进气和改进的行驶里程等多种因素促进了混合动力车辆技术。混合动力技术依靠内燃机和电机来驱动车辆。有多种配置的混合动力传动系统可供使用。在一种这样的配置中，电机串联布置在内燃机和变速器之间。
动力传动系统中的许多部件(包括变速器、内燃机和电机)都需要润滑、冷却或两者都需要；每个部件都需要有供应和存储系统。例如，在变速器的情况下，变速器润滑油润滑变速器，并使变速器保持冷却，以及在自动变速器系统的情况下，利用自动变速器润滑油来传递动力。泵用于从主油底壳向变速器供应变速器润滑油。主泵例如包括泵壳体，并且由内燃机经由齿轮系或其他传动机构(例如，皮带或皮带轮)通过位于泵壳体外部的齿轮来驱动。齿轮通常由挡板保护，其可以防止碎屑损坏齿轮。内燃机单独用发动机润滑油来润滑，发动机润滑油也由泵供应，通常来自位于曲轴箱底部的主发动机油底壳。此外，内燃机使用各种冷却剂来冷却，诸如散热器冷却剂，其通常包括从其自身的泵和油底壳的独立系统供应的防冻液。另外，电机和电池可能需要冷却，从而需要另一组泵和油底壳，这取决于电机的冷却方式。每个系统的各种油底壳和泵可能会增加车辆的重量和复杂性。
因此，尽管现有的变速器润滑油泵达到了其预期目的，但是仍需要一种用于使变速器润滑油循环通过混合动力发动机系统的新的和改进的系统和方法。
发明内容
根据若干方面，本公开涉及一种扫气离心式挡板泵。该扫气离心式挡板泵包括：包含泵壳体的主泵；位于泵壳体外部的与主泵联接的齿轮；以及限定内部空间的连接至主泵壳体的挡板。齿轮至少部分地位于挡板的内部空间内。扫气离心式挡板泵还包括限定在挡板的内部空间中的储液器、限定在挡板中的邻近该储液器的进口、限定在挡板中的开口以及由挡板限定的包括出口的细长通道。在挡板中限定的开口暴露了齿轮的一部分，并且细长通道将挡板的内部空间与出口连接起来。
在本公开的另一方面，挡板由第一挡板件连接第二挡板件而形成。
在本公开的另一方面，第一挡板件和第二挡板件通过过盈配合连接在一起。
在本公开的另一方面，第二挡板件连接至泵。
在本公开的另一方面，细长通道由第一挡板件和第二挡板件限定。
在本公开的另一方面，挡板限定了内侧壁，内侧壁至少部分地与齿轮的外周同心，并且在第一侧壁和齿轮的外周之间限定了第一间隙。
在本公开的另一方面，挡板包括第一内表面，齿轮包括第一表面，并且在挡板的第一内表面和齿轮的第一表面之间限定了第二间隙。
在本公开的另一方面，挡板包括与第一内表面相对的第二内表面，齿轮包括与第一齿轮面相对的第二表面，并且在挡板的第二内表面和齿轮的第二表面之间限定了第三间隙。
在本公开的另一方面，内燃机通过齿轮系联接至齿轮，其中，齿轮系与齿轮的暴露部分接合。
在本公开的另一方面，进口联接至副油底壳，并且出口联接至主油底壳。
在本公开的另一方面，主泵联接至主油底壳和电机。
在本公开的另一方面，主泵联接至变速器。
在本公开的另一方面，齿轮包括表面，并且该表面包括从其延伸的多个叶片。
根据若干方面，本公开涉及一种用于在混合动力发动机中循环变速器润滑油的系统。该系统包括：包含进口和出口的电机、通过第一通道联接至电机进口的主油底壳、通过第二通道联接至电机出口的副油底壳、以及将主油底壳连接至第一通道的主泵，主泵包括泵壳体并且齿轮位于泵壳体外部。该系统还包括扫气泵，该扫气泵包括齿轮以及连接至泵壳体的限定内部空间的挡板，其中，齿轮的至少一部分位于内部空间内，限定在挡板中的进口将挡板的内部空间联接至副油底壳，并且从挡板延伸的细长通道将挡板的内部空间联接至主油底壳。
在本公开的另一方面，该系统还包括内燃机，其中内燃机联接至齿轮。
在本公开的其它方面，内燃机联接至电机。
在本公开的其它方面，主泵联接至变速器，并且变速器联接至电机。
根据若干方面，本公开涉及一种通过混合动力发动机使变速器润滑油循环的方法。该方法包括：利用连接到主泵的齿轮驱动主泵，其中主泵包括泵壳体，并且齿轮位于泵壳体的外部，以及利用主泵将变速器润滑油从主油底壳供应给电机。该方法还包括：将来自该电机的变速器润滑油收集到副油底壳中，以及利用扫气泵将变速器润滑油从副油底壳中泵入主油底壳中，该扫气泵包括齿轮和齿轮位于其中的挡板。
在本公开的其它方面，齿轮由内燃机驱动。
在本公开的其它方面，该方法还包括：利用主泵将变速器油从主油底壳供应给联接至电机的变速器。
根据本文提供的描述，其它适用的领域将变得显而易见。应当理解的是，该描述和具体实例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1A是根据示例性实施例的混合动力传动系统的示意图；
图1B是根据示例性实施例的用于混合动力发动机的变速器润滑油循环系统的示意图，该混合动力发动机包括与主泵集成的扫气离心式挡板泵，其中，实线表示流体通道，双虚线表示传递动力的机械或液压联轴器；
图2是根据示例性实施例的与主泵集成的扫气泵的透视图；
图3是根据示例性实施例的安置在扫气泵的第一挡板件中的齿轮的前视图，其中第二挡板件被移除；
图4是根据示例性实施例的图2中包括齿轮和挡板的扫气泵的截面图；
图5是第二挡板件的内视图；
图6是根据示例性实施例的包括从齿轮的表面突出的多个叶片的齿轮；
图7是根据示例性实施例的扫气泵的后视图；以及
图8是根据示例性实施例的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明内容、应用或用途。
如上所述，混合动力发动机技术既依靠内燃机也依靠电机来驱动车辆。有多种配置的混合动力车辆传动系统可供使用。图1A示出了具有串联混合动力传动装置的混合动力发动机10的配置。电机12串联布置在内燃机14和变速器16之间。内燃机14联接至电机12，并且驱动电机12来发电。电机12又联接至变速器16并驱动变速器16。可以理解的是，内燃机14可以直接或间接地联接至电机12。在示出的方面中，内燃机14通过内燃机14中的曲轴联接至转矩变换器22或离合器，转矩变换器22或离合器又联接至电机12。类似地，电机12可以直接或间接地联接至变速器16。如图所示，变速器16联接至电机12。变速器16联接至差速器24，差速器24又联接至车轮26、28。如本领域普通技术人员将理解的，上述各种联轴器包括机械联轴器、液压联轴器或机械联轴器和液压联轴器的组合。
还包括电池18以向电机12提供电力或存储由电机12产生的电力。提供各种电子设备20(诸如脉冲控制逆变器)以控制存储和/或提供来自电池18的电力供应。电池18、电子设备20和电机12通过导线彼此联接。在可选方面，可以采用混合动力传动系统的其他布置，包括并联混合动力传动系统。此外，这些系统可选地包括一个以上的电机。
现在参见图1B，其示出了变速器润滑油回路100的一个方面。变速器润滑油120被输送到变速器116，并且用作润滑剂并帮助冷却变速器116。在包括自动变速器润滑油120的方面中，变速器润滑油120也用作液压流体，使电力便于从电机112传递到变速器116。主泵118经由与主泵118和变速器连接的第一通道130将变速器润滑油120从主油底壳122输送至变速器116。此外，变速器润滑油120还经由第一通道130输送到电机112和电机壳体132，以冷却电机112。在各方面中，电机壳体132包括一个或多个通道134，其在电机壳体132中围绕电机部件承载变速器润滑油120。此外或可选地，变速器润滑油可以通过电机的部件，诸如通过转子135。第一通道130例如连接至限定在电机壳体132中的一个或多个电机进口136，并且第二通道140联接至限定在电机壳体132中的一个或多个电机出口138。变速器润滑油120通过电机出口138离开电机壳体132，并流经第二通道140进入上部副油底壳142。然后，由与主泵118集成在一起的扫气泵200通过附加通道144将变速器润滑油120从副油底壳142输送到主油底壳122。
在各方面中，如图2至5所示，扫气泵200是离心式挡板泵，其包括联接至主泵118的传动齿轮202以及覆盖齿轮202的一部分的挡板204。齿轮202围绕中心轴线CA旋转，并且用作将变速器润滑油从挡板204中排出的叶轮。如图2所示，齿轮202联接至在泵壳体203外部的主泵118。在各方面中，齿轮202包括花键内孔210，其中花键212与传动轴216上的花键214配合，传动轴216进入泵壳体203以驱动主泵118(诸如齿轮泵)中的泵机构。可以理解的是，代替或除了花键212、214，可以在齿轮202的内孔210与传动轴216之间设置其他机械旋转联锁装置。
再次参见图2至5，挡板204限定了内部空间218，齿轮202的至少一部分位于内部空间218中。在各方面中，挡板204由第一挡板件222和第二挡板件224形成。两个挡板件222和224连接在一起，并且在特定方面，该连接防止变速器润滑油从内部空间218中泄漏出来。在各方面中，在挡板件222、224之间形成过盈配合，诸如卡扣配合或压入配合。例如，第一挡板件222包括突出部226，突出部226与在第二挡板件224中形成的底切228互锁。在各方面中，挡板204通过注射成型或其它成型技术由热塑性材料(诸如尼龙6)成型。在其他方面，该热塑性材料表现出在负50摄氏度至150摄氏度范围内的使用温度。此外，可以在挡板件222、224周围或之间设置密封件(未示出)以防止泄漏。
挡板204进一步限定了开口230，该开口暴露了齿轮202的一部分。开口230位于靠近齿轮202的挡板204的顶部232处。储液器236位于挡板204的底部234附近，其中挡板204的曲率与齿轮202的曲率不同，并且在齿轮202与挡板204的内侧壁231之间的距离d1比齿轮202和邻近储液器236任一侧242、244的挡板204之间的距离d2、d3大。如图所示，在储液器236任一侧上的距离d2、d3是相同的。然而，可以理解的是，可选地，距离d2、d3可以不同。此外，可以理解的是，内侧壁231的至少一部分在与邻近本文稍后描述的出口258的储液器236的相邻一侧242处与齿轮202外围262同心，这为泵送变速器流体提供了第一间隙C1。在各方面中，距离d2和距离d3分别在1mm至6mm的范围内(包括其中的所有值和范围)，并且距离d1在3mm至20mm的范围内(包括其中的所有值和范围)。
如图2和5所示，在挡板204的底部234和储液器236的附近形成进口250。进口250联接至第二通道140(在图1B中示出)。如图所示，进口250形成在第二挡板件224中。进口250可包括从该挡板的前表面254延伸的倾斜的圆柱形突起252。此外，进口250可具有在2mm至5mm范围内的第一直径DIA1，包括其中的所有值和范围。
另外，如图2、3和5所示，挡板204包括从挡板204的一侧255向上延伸的细长通道256。如图7所示，细长通道256限定了出口258，通过该出口258排出变速器润滑油120。细长通道256将挡板240的内部空间218与出口258连接起来。如图所示，细长通道256也由第一挡板件222和第二挡板件224形成；然而，可选地也可以采用第三挡板件。如图所示，细长通道256向上延伸超过邻近齿轮202的挡板204的其余部分的顶部232。
现在参见图3和4，齿轮202包括围绕该齿轮的外围262形成的多个齿260。齿轮202还包括围绕齿轮202的中心轴线CA定位的多个孔264。这些孔264可以减轻齿轮202的重量。可以理解的是，在可选方面，可以省略孔264。此外，尽管图中所示的是孔264在齿轮前表面268周围与齿轮202的中心轴线CA的径向距离r1相同，但是孔264可以在齿轮前表面268周围以不同的半径定位。另外，可以存在任何数量的具有相同尺寸或不同尺寸的孔，包括1至20个孔。
图6示出了齿轮202'的另一实施例，齿轮202'包括从齿轮202'的前表面268'突出的多个叶片270'。图6示出了从齿轮202'的前表面268'突出的六个弧形叶片270'；然而，可以理解的是，可以存在少于6个或多于6个的叶片，使得从齿轮202'的前表面268'突出的叶片数量可以在3至30个的范围内。还可以理解的是，参见图4，该叶片可以从齿轮202的后表面280突出。
再次参见图4，在齿轮202的后表面280与第一挡板件222的内表面282之间存在第二间隙C2。另外，在齿轮202的前表面268和第二挡板件224的内表面284之间存在第三间隙C3。该第一间隙和该第二间隙可以相同或不同。分别在齿轮202的每个面268、280与挡板204的内表面284、282之间的最小距离处，第二间隙C2和第三间隙C3可以分别选自1mm至6mm的范围，包括其中的所有值和范围。此外，在齿轮202的每个面268、280上，每个间隙C2、C3的尺寸可增加0.25mm至3mm。
还应注意的是，图4示出了一个方面，其中第二挡板件224限定了碗状件286，其在第二挡板件224的内表面284处凹入，并且在第二挡板件224的外部第一面354处凸出。这在传动轴216延伸穿过齿轮202的方面为传动轴216提供了间隙。
现在参见图7，第一挡板件222包括在其中限定的开口90以容纳传动轴216(如图3和4所示)。此外，第一挡板件222包括与齿轮202的中心轴线CA(如图4所示)间隔开的两个开口292、294(也如图4所示)，该两个开口292、294容纳机械紧固件(未示出)以将挡板204固定到主泵118上。
在图8中示出了使变速器润滑油120循环通过混合动力发动机10的方法300，并且参照图1至图7对其进行了描述。在框302中，主泵118由扫气泵200齿轮202驱动；齿轮202由内燃机114驱动。在框304中，变速器润滑油120由主泵118通过第一通道130供应给电机112和变速器116。在框306中，变速器润滑油120从电机112流过第二通道140，并且被收集在副油底壳142中。然后，在框308中，扫气泵200将变速器润滑油120从副油底壳142泵入主油底壳122。
本公开的扫气离心式挡板泵提供了若干优点。在这些优点中，包括利用变速器润滑油冷却电机和主泵的能力。在这些优点中，还包括将变速器润滑油从副油底壳转移到主油底壳的能力。在这些优点中，还包括通过允许单个部件在两个不同的方向泵送变速器润滑油来减少该混合动力发动机中的部件总数。在这些优点中，又包括通过修改挡板将现有泵转换为本文描述的两用泵的能力。鉴于这种具有修改现有设计的能力，该扫气泵设计为变速器润滑油的输送提供了一种成本相对较低且风险较低的可选方案。
本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不脱离本公开的要点的变型旨在落入本公开的范围内。不应将这些变型视为脱离本发明的精神和范围。
