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聚通 发表于 2015-1-27 18:26:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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(二)供油油泵的结构与工作原理
油泵是自动变速器中最重要的总成之一,它通常安装在变矩器的后方,由变矩器壳后
端的轴套驱动。在变速器的供油系统中,常用的油泵有内啮合齿轮泵、转子泵和叶片泵。由
于自动变速器的液压系统属于低压系统,其工作油压通常不超过2MPa,所以应用最广泛的
仍然是齿轮泵。
1、内啮合齿轮泵的结构与工作原理
内啮合齿轮泵主要由外齿齿轮、内齿齿轮、月牙形隔板,泵壳、泵盖等组成,图1-20
所示为典型的内啮合齿轮泵及其主要零件的外形。液压泵的齿轮紧密地装在泵体的内腔里,
外齿齿轮为主动齿轮,内齿齿轮为从动齿轮,两者均为渐开线齿轮;月牙形隔板的作是将外
齿齿轮和内齿齿轮隔开。内齿和外齿齿轮紧靠着月牙形隔板,但不接触,有微小的间隙。泵
体是铸造而成的,经过精加工,泵体内有很多油道,有进油口和出油口,有的还有阀门或电
磁阀。泵盖也是一个经精加工的铸件,也有很多油道。泵盖和泵体用螺栓连接在一起。
图1-20  典型的齿轮泵
1-月牙形隔板2-驱动齿轮(外齿轮)3-被动齿轮(内齿轮)4-泵体5-密封环6-固定支
承7-油封8-轴承。
内啮合齿轮泵的工作原理如图1-21所示。月牙形隔板将内齿轮与外齿轮的之间空出的
容积分隔成两个部分,在齿轮旋转时齿轮的轮齿由啮合到分离的那一部分,其容积由小变大,
称为吸油腔;齿轮由分离进入啮合的那一部分,其容积由大变小,称为压油腔。由于内、外
齿轮的齿顶和月牙形隔板的配合是很紧密的,所以吸油腔和压油腔是互相密封的。当发动机
运转时,变矩器壳体后端的轴套带动小齿轮和内齿轮一起朝图中顺时针方向运转,此时在吸
油腔内,由于外齿轮和内齿轮不断退出喷合,容积不断增加,以致形成局部真空,将油盘中
的液压油从进油口吸入,且随着齿轮旋转,齿间的液压油被带到压油腔;在压油腔,由于小
齿轮和内齿轮不断进入啮合,容积不断减少,将液压油从出油口排出。油液就这样源源不断
地输往液压系统。
图1-21  内啮合齿轮泵
1-小齿轮2-内齿轮3-月牙形隔板4-吸油腔5-压油腔6-进油道7-出油道。
油泵的理论泵油量等于油泵的排量与油泵转速的乘积。内啮合齿轮泵的排量取决于外
齿齿轮的齿数、模数及齿宽。油泵的实际泵油量会小于理论泵油量,因为油泵的各密封间隙
处有一定的泄漏。其泄漏量与间隙的大小和输出压力有关。间隙越大、压力越高,泄漏量就
越大。
内啮合齿轮泵是自动变速器中应用最为广泛的一种油泵,它具有结构紧凑、尺寸小、
重量轻、自吸能力强、流量波动小、噪音低等特点。各种丰田汽车的自动变速器一般都采用
这种油泵。
2、摆线转子泵的结构与工作原理
摆线转子泵由一对内啮合的转子、泵壳和泵盖等组成(如图1-22所示)。内转子为外齿
轮,其齿廓曲线是外摆线;外转子为内齿轮,齿廓曲线是圆弧曲线。内外转子的旋转中心不
同,两者之间有偏心距e。一般内转子的齿数为4、6、8、10等,而外转子比内转子多一个
齿。内转子的齿数越多,出油脉动就越小。通常自动变速器上所用摆线转子泵的内转子都是
10个齿。
图1-22  摆线转子泵
1-驱动轴2-内转子3-外转子4-泵壳5-进油腔6-出油腔e-偏心距
发动机运转时,带动油泵内外转子朝相同的方向旋转。内转子为主动齿,外转子的转
速比内转子每圈慢一个齿。内转子的齿廓和外转子的齿廓是一对共轭曲线,它能保证在油泵
运转时,不论内外转子转到什么位置,各齿均处于啮合状态,即内转子每个齿的齿廓曲线上
总有一点和外转子的齿廓曲线相接触,从而在内转子、外转子之间形成与内转子齿数相同个
数的工作腔。这些工作腔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、外转子中心线的左侧的各个工作腔的容积由大变小,将液压油从出油口排出。这就
是转子泵的工作过程。
摆线转子泵的排量取决于内转子的齿数、齿形、齿宽以内外转子的偏心距。齿数越多,
齿形、齿宽及偏心距越大,排量就越大。
摆线转子泵是一种特殊齿形的齿形的内啮合齿轮泵,它具有结构简单、尺寸紧凑、噪
音小、运转平稳、高速性能良好等优点;基制点是流量脉动大,加工精度要求高。
3、叶片泵的结构与工作原理
叶片泵由定子、转子、叶片、壳体及泵盖等组成,如图1-23所示。转子由变矩器壳体
后端的轴套带动,绕其中心旋转;定子是固定不动的,转子与定子不同心,二者之间有一定
的偏心距。
图1-23  叶片泵
1-转子2-定位环3-定子4-叶片  A-进油口B-出油口。
当转子旋转时,叶片在离心力或叶片底部的液压油压力的作用下向外张开,紧靠在定
子内表面上,并随着转子的转动,在转子叶片槽内作往复运动。这样在每两个相邻叶片之间
便形成密封的工作腔。如果转子朝顺时针方向旋转,在转子与定子中心连线的右半部的工作
腔容积逐渐减小,将液压油从出油口压出。这就是叶片泵的工作过程。
叶片泵的排量取决于转子直径、转子宽度及转子与定子的偏心距。转子直径、转子宽
度及转子与定子的偏心距越大,叶片泵的排量就越大。
叶片泵具有运转平稳、噪音小、泵油油量均匀、容积效率高等优点,但它结构复杂,
对液压油的污染比较敏感。
4、变量泵的结构与工作原理
上述三种油泵的排量都是固定不变的。所以也称为定量泵。为保证自动变速器的正常
工作,油泵的排量应足够大,以便在发动机怠速运转的低速工况下也能为自动变速器各部分
提供足够大的流量和压力的液压油。定量泵的泵油量是随转速的增大而正比地增加的。当发
动机在中高速运转时,油泵的泵油量将大大超过自动变速器的实际需要,此时油泵泵出的大
部分液压油将通过油压调节阀返回油底壳。由于油泵泵油量越大,其运转阻力也越大,因此
这种定量泵在高转速时,过多的泵油量使阻力增大,从而增加了发动机的负荷和油耗,造成
了一定的动力损失。
为了减少油泵在高速运转时由于泵油量过多而引起的动力损失,上述用于汽车自动变
速器的叶片泵大部分都设计成排量可变的型式(称为变量泵或可变排量式叶片泵)。这种叶
片泵的定子不是固定在泵壳上,而是可以绕一个销轴作一定的摆动,以改变定子与转子的偏
心距,如图1-24所示。从而改变油泵的排量。
图1-24  变量泵
1-泵壳2-定子3-转子4-叶片 5-进油口  6-滤网7-回位弹簧8-销轴9-反
馈油道10-出油口11-卸压口
在油泵运转时,定子的位置由定子侧面控制腔内来自油压调节阀的反馈油压来控制。
当油泵转速较低时,泵油量较小,油压调节阀将反馈油路关小,使反馈压力下降,定子在回
位弹簧的作用下绕销轴向顺时针方向摆动一个角度,加大了定子与转子的偏心距,油泵的排
量随之增大;当油泵转速增高时,泵油量增大,出油压力随之上升,推动油压调节阀将反馈
油路开大,使控制腔内的反馈油压上升,定子在反馈油压的推动下绕销轴朝逆时针方向摆动,
定子与转子的偏心距减小,油泵的排量也随之减小,从而降低了油泵的泵油量,直到出油压
力降至原来的数值。
定量泵的泵油量和发动机的转速成正比,并随发动机转速的增加而不断增加;变量泵
的泵油量在发动机转速超过某一数值后就不再增加,保持在一个能满足油路压力的水平上,
从而减少了油泵在高转速时的运转阻力,提高了汽车的燃油经济性。
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