具有非光滑表面的摆线转子泵制造技术

技术编号:14807140 阅读:48 留言:0更新日期:2017-03-15 01:09
具有非光滑表面的摆线转子泵,包括内转子、外转子、连接轴、泵体以及与泵体固接的泵盖,泵盖上设有不对称形状的进油槽和出油槽,进油槽、出油槽分别与所述的封闭容积连通;所述的泵体上设有限压阀;内转子外齿齿数比外转子内齿齿数少一个,内转子的外齿齿廓和外转子的内齿齿廓是一对共轭曲线,保持各齿均处于啮合状态;所述的内转子外壁面周向设有至少一列内转子仿生非光滑结构,所述的外转子内壁面周向设有至少一列外转子仿生非光滑结构。本发明专利技术的有益效果是:内转子部分和外转子采用基于仿生原理的非光滑表面,不会带来附加设备和空间占用,也不会对流体造成污染,仅依靠直接改变壁面形状,就能达到较好的减阻效果,降低能量损耗,绿色节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种摆线转子泵,尤其是一种具有非光滑表面的摆线转子泵
技术介绍
摆线转子泵因具有结构紧凑、运转平稳、脉动小以及容积效率高等优点被广泛应用于车辆、船舶装备的润滑系统中。现在许多高转速的中大型内燃机也普遍采用摆线转子泵,这就要求泵供油量大,因此泵尺寸也大,泵齿增厚,油液填满泵进油腔的时间也更长。当前节能减排已经成为整个汽车行业进行技术升级的首选目标,目前发动机的机油泵具有很大的节能潜力,机油泵在工作时,由于内外转子旋转过程中存在相对的动静干涉作用,使内部流场呈现出三维非稳态湍流,且油液黏度较大,输送油液过程中的摩擦阻力势必较大,泵轴功率有很大一部分用于克服表面摩擦阻力,所以减少输送流动阻力,降低能量消耗意义重大。长期以来,人们一直在寻找减小粘性流体流动阻力的方法。仿生学研究发现鱼类等水生动物经历了近亿年进化过程,生物体不仅包含机体对外部介质的临时调控,也包含相当稳固的对外界系统的适应,形成了一种满足自身生存需要的非光滑表面。研究表明鲨鱼皮上的鳞脊可以使边界层稳定,减小快速游动阻力,其它鲸豚类动物的特殊非光滑表面结构在游动时也可以起到减阻效果,受此启发可以通过改变物体表面形态来改变近壁区流场,达到减小壁面摩擦阻力的目的;另外,当内外转子处于啮合过程中,因内外转子间存在间隙而形成一个的封闭空间,随着转子转动,这一封闭空间的体积发生变化,而液体的可压缩性很小,使得封闭空间内的液体压力骤升,即困油压力,远高于转子泵的工作压力,将导致泵的噪声和压力波动,影响泵的寿命;当填充油液所需时间大于齿间容积在进油槽区域的逗留时间,油液来不及填充,齿间便转过进油槽区域,便会出现油液填充不良而出现空化现象。空化现象在流体机械中极为广泛,危害极大,一方面空化会降低摆线转子泵的容积效率,使得摆线转子泵的使用性能下降;另一方面气泡的破裂也会引起较大压力波动和振动,产生噪声,使摆线转子泵的环保性能下降。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题,提出了一种缓解摆线转子泵内的空化、困油现象,使转子泵运转稳定,振动噪声小,寿命长,同时有效提高转子泵的容积效率的具有非光滑表面的摆线转子泵。本专利技术所述的具有非光滑表面的摆线转子泵,包括内转子、外转子、连接轴、泵体以及与泵体固接的泵盖,所述的内转子与装入泵体腔体内的所述外转子啮合装配,所述的内转子、外转子之间齿间隙形成封闭容积;所述的内转子与所述的连接轴过盈配合,所述的连接轴的两端分别从泵盖轴孔以及泵体轴孔穿出,其中连接轴从泵体轴孔穿出的一端为输入端,连接轴从泵盖轴孔穿出的一端为输出端,其特征在于:所述的泵盖上设有不对称形状的进油槽和出油槽,所述的进油槽、出油槽分别与所述的封闭容积连通;所述的泵体上设有限压阀;内转子外齿齿数比外转子内齿齿数少一个,内转子的外齿齿廓和外转子的内齿齿廓是一对共轭曲线,保持各齿均处于啮合状态;所述的内转子外壁面周向设有至少一列内转子仿生非光滑结构,所述的外转子内壁面周向设有至少一列外转子仿生非光滑结构。所述的内转子仿生非光滑结构为条形凹槽,并且所述的条形凹槽的横截面为半圆柱形、矩形或三角形。所述的内转子外壁设有四列沿内转子轴向排布的内转子仿生非光滑结构,并且每列内转子仿生非光滑结构均以内转子轴线为中心周向排布,同一列相邻两条内转子仿生非光滑结构对应的圆心角为6°;并且相邻的两列对应位置的内转子仿生非光滑结构彼此错开的分布,对应圆心角为3°,每条内转子仿生非光滑结构单元长度为4~6mm,非光滑表面单元深度与内外转子间隙相当,为0.1~0.2mm。所述的外转子仿生非光滑结构为条形凹槽,并且所述的条形凹槽的横截面为半圆柱形、矩形或三角形。所述的外转子外壁设有四列沿外转子轴向排布的内转子仿生非光滑结构,并且每列外转子仿生非光滑结构均以外转子轴线为中心周向排布,同一列相邻两条外转子仿生非光滑结构对应的圆心角为6°;并且相邻的两列对应位置的外转子仿生非光滑结构彼此错开的分布,对应圆心角为3°,每条外转子仿生非光滑结构单元长度为4~6mm,非光滑表面单元深度与内外转子间隙相当,为0.1~0.2mm。泵盖出油槽为弧形槽,并且所述的弧形槽的一端宽度大于另一端的宽度,并且泵盖出油槽的大端出油区与小端出油区的封油线均为直线;泵盖进油槽一端为齿形进油端,另一端为弧形进油端,其中齿形进油端的进油面积大于弧形进油端的进油面积,泵盖进油槽的弧形进油端的封油线为直线,泵盖进油槽的齿形进油端的封油线为曲线,其中所述的曲线由内转子摆线齿廓的内等距线、外转子圆弧齿廓内等距线和圆弧过渡线依次平滑顺连。所述的限压阀包括限压阀阀座、限压阀阀芯、弹簧、螺钉和卸压孔,所述内转子和外转子啮合形成的封闭容积在泵体上的投影位置设有限压阀进口,所述限压阀阀座安装在限压阀进口内,并且限压阀阀座其中一端部顶在限压阀进口内的台阶处,所述的阀芯通过螺钉压紧在限压阀阀座另一端;所述的弹簧的一端扣进限压阀阀芯的凸台上,弹簧的另一端安装进限压阀阀座内部;所述卸压孔设置在限压阀阀座的侧面。所述的内转子外齿个数为4个,所述的外转子的内齿个数为5个。工作原理:所述的外转子在内转子的外侧,泵体围绕在外转子外侧,进油槽和出油槽与所述的内转子、外转子之间形成的封闭容积相连接。发动机运行时,带动转子泵内外转子朝相同的方向旋转,内转子为主动,外转子的转速比内转子每圈慢1个齿。内转子的齿廓和外转子的齿廓是一对共轭曲线,它能确保在油泵运转时,不论内外转子转到什么位置,各齿均处于啮合状态,从而在内转子、外转子之间形成于内转子齿数相同个数的封闭容积。这些封闭容积的容积随着转子的旋转而不断变化,当转子朝顺时针方向旋转时,内转子、外转子中心线右侧的各个封闭容积的容积由小变大,以致形成局部真空,将工作油从进油口吸入;在内转子、外转子中心线的左侧的各个封闭容积有大变小,将工作油从出油口排出这就是摆线转泵的工作过程。由于摆线转子泵采用内啮合的转子,所以使油泵的结构简化。并且由于是齿轮带动工作,也保证了机器在高速运行时的稳定性。而内外转子仿生非光滑结构工作原理:转子泵内外转子旋转过程中存在相对的动静干涉作用,使转子泵内部流场呈现出三维非稳态湍流,内外转子间隙内流场存在大量流向涡;而设置在内外转子上的非光滑表面可与顺流向的反向旋转涡对相互作用,产生第二涡群,第二涡群的产生和发展消弱了内外转子本文档来自技高网
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【技术保护点】
具有非光滑表面的摆线转子泵,包括内转子、外转子、连接轴、泵体以及与泵体固接的泵盖,所述的内转子与装入泵体腔体内的所述外转子啮合装配,所述的内转子、外转子之间齿间隙形成封闭容积作为工作腔;所述的内转子与所述的连接轴过盈配合,所述的连接轴的两端分别从泵盖轴孔以及泵体轴孔穿出,其中连接轴从泵体轴孔穿出的一端为输入端,连接轴从泵盖轴孔穿出的一端为输出端,其特征在于:所述的泵盖上设有不对称形状的进油槽和出油槽,所述的进油槽、出油槽分别与所述的封闭容积连通;所述的泵体上设有限压阀;内转子外齿齿数比外转子内齿齿数少一个,内转子的外齿齿廓和外转子的内齿齿廓是一对共轭曲线,保持各齿均处于啮合状态;所述的内转子外壁面周向设有至少一列内转子仿生非光滑结构,所述的外转子内壁面周向设有至少一列外转子仿生非光滑结构。

【技术特征摘要】
1.具有非光滑表面的摆线转子泵,包括内转子、外转子、连接
轴、泵体以及与泵体固接的泵盖,所述的内转子与装入泵体腔体内的
所述外转子啮合装配,所述的内转子、外转子之间齿间隙形成封闭容
积作为工作腔;所述的内转子与所述的连接轴过盈配合,所述的连接
轴的两端分别从泵盖轴孔以及泵体轴孔穿出,其中连接轴从泵体轴孔
穿出的一端为输入端,连接轴从泵盖轴孔穿出的一端为输出端,其特
征在于:所述的泵盖上设有不对称形状的进油槽和出油槽,所述的进
油槽、出油槽分别与所述的封闭容积连通;所述的泵体上设有限压阀;
内转子外齿齿数比外转子内齿齿数少一个,内转子的外齿齿廓和外转
子的内齿齿廓是一对共轭曲线,保持各齿均处于啮合状态;所述的内
转子外壁面周向设有至少一列内转子仿生非光滑结构,所述的外转子
内壁面周向设有至少一列外转子仿生非光滑结构。
2.如权利要求1所述的具有非光滑表面的摆线转子泵,其特征
在于:所述的内转子仿生非光滑结构为条形凹槽,并且所述的条形凹
槽的横截面为半圆柱形、矩形或三角形。
3.如权利要求2所述的具有非光滑表面的摆线转子泵,其特征
在于:所述的内转子外壁设有四列沿内转子轴向排布的内转子仿生非
光滑结构,并且每列内转子仿生非光滑结构均以内转子轴线为中心周
向排布,同一列相邻两条内转子仿生非光滑结构对应的圆心角为6°;
并且相邻的两列对应位置的内转子仿生非光滑结构彼此错开的分布,
对应的圆心角为3°,每条内转子仿生非光滑结构单元长度为
4~6mm,非光滑表面单元深度与内外转子间隙相当,为0.1~0.2mm。
4.如权利要求1所述的具有非光滑表面的摆线转子泵,其特征
在于:所述的外转子仿生非光滑结构为条形凹槽,并且所述的条形凹
槽的横截面为半圆柱形、矩形或三角形。
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【专利技术属性】
技术研发人员:牟介刚陈真富谷云庆范天星吴登昊周佩剑张韬唐佳新吴振兴
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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