用于老化发动机的油泵的制作方法

1.本发明总体上涉及油泵，并且例如涉及一种用于老化发动机的油泵。


背景技术：

2.内燃机需要润滑系统来润滑运动零件并去除热量。在一些内燃机中，润滑系统可包括油泵和回油泵，油泵经由一个或多个油道将油分配到整个发动机，回油泵收集废油并将废油返回到油泵以进一步分配。发动机，特别是用于重型机械的发动机，在使用寿命的后期可能经历低油压。这种低油压是润滑系统缺乏满足在发动机寿命期间由发动机磨损产生的增加的油流需求的能力的结果。这种低油压条件可能不利地影响发动机磨损、发动机冷却能力和总体发动机性能。
3.尽管较大容量的油泵可被认为是用于增加老化发动机中的油压的解决方案，但这种方法在改造应用中常常是困难的。特别地，增大油泵的容量可导致油泵的容量达到或超过回油泵的容量。当这种情况发生时，回油泵不能以足以满足油泵需求的速率将废油返回到润滑系统，从而将空气引入到油中。在这种情况下，空气可降低油的功效，并导致增加的发动机磨损和发动机损坏。
4.在2007年11月6日授予staley等人的美国专利第7,290,991号(
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991专利
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)中公开了双供油泵的一种尝试。特别地，
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991专利公开了一种油泵组件，其具有容纳在公共壳体内的第一和第二泵机构。如果需要，泵机构可以具有不同的排量或流量。如
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991专利所述，第一和第二泵机构通过壳体的入口吸入油，并将油朝相应的出口排出。
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991专利指出，当油泵出口压力在发动机运行期间在出口处增加时，减压阀在相应的压力控制设置下打开。这些阀将过量的油流引导至共用的贮存器。
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991专利指出，这在发动机的出口和连接通道中保持规定的油压，并限制了泵气蚀的可能性。
5.虽然
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991专利的双供应油泵试图在油泵的出口处保持规定的油压，但是
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991专利没有解决对由发动机随时间的磨损引起的系统压力损失的补偿。特别地，
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991专利没有解决在保持油泵的容量小于回油泵的容量的同时补偿系统压力损失。如上所述，当油泵的容量接近回油泵的容量时，可能导致在油中夹带空气，从而使发动机性能恶化、磨损、损坏等。
6.本发明的油泵解决了上述的一个或多个问题和/或本领域中的其它问题。


技术实现要素：

7.根据一些实现方式，用于发动机的油泵可以包括第一泵机构，第一泵机构配置成向发动机的主润滑通道供应油；以及第二泵机构，第二泵机构配置成向发动机的活塞冷却通道供应油，第一泵机构设计成用于第一类型的发动机并且第二泵机构设计成用于第二类型的发动机，并且第一类型的发动机具有比第二类型的发动机更大量的气缸。
8.根据一些实现方式，发动机可以包括主发动机部件，主发动机部件由主润滑通道供应油；活塞-气缸部件，其由活塞冷却通道供油；以及油泵，其具有：第一泵机构和第二泵机构，第一泵机构配置成向主润滑通道供应油，第二泵机构配置成向活塞冷却通道供应油，
第一泵机构设计成用于另一类型的发动机，第二泵机构设计成用于发动机，并且另一类型的发动机具有比发动机更大量的气缸。
9.根据一些实现方式，一种用于发动机的润滑系统可以包括主润滑通道，其配置成向发动机的主发动机部件供应油；活塞冷却通道，其配置成向所述发动机的活塞-气缸部件供应油；油泵，其具有：第一泵机构和第二泵机构，第一泵机构配置成向主润滑通道供应油，第二泵机构配置成向活塞冷却通道供应油，第一泵机构设计成用于第一类型的发动机，第二泵机构设计成用于第二类型的发动机，并且第一类型的发动机具有比第二类型的发动机更大量的气缸；以及回油泵，其配置成将废油返回到油泵，回油泵设计用于第二类型的发动机。
附图说明
10.图1是示例油泵的图。
11.图2是包括在图1的油泵中的示例双泵机构的图。
12.图3是图1的油泵的截面图。
13.图4是具有采用图1的油泵的润滑系统的示例发动机的图。
具体实施方式
14.本发明涉及油泵。油泵可普遍应用于任何使用内燃机的机器。术语
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机器
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可指执行与诸如采矿、建造、耕作、运输或任何其它工业等工业相关联的操作的任何机器。作为一些实例，机器可以是车辆、机车、反铲装载机、冷刨机、轮式装载机、压实机、发电机、伐木归堆机、林业机械、传送器、收割机、挖掘机、工业装载机、钳式装载机、物料搬运机、自行式平地机、铺管机、道路取料机、滑移装载机、滑移机、伸缩臂叉车、拖拉机、推土机、平土机或其他地上设备、地下设备或水上设备。此外，一个或多个机具可连接到机器并由内燃机驱动。
15.图1是示例油泵100的图。油泵100可将油分配到与油泵100相关联的发动机。如本文所用，
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油
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可指用于润滑发动机的任何天然或合成油或其它润滑剂。油泵100可包括双泵机构，双泵机构向发动机的相应区域加压并供应油。此外，双泵机构可以不同的流量供应油。例如，双泵机构可以包括高容量泵机构和低容量泵机构。
16.如图1所示，油泵100可包括第一壳体102(例如，金属铸件)和第二壳体104(例如，金属铸件)，它们与端板106一起限定油泵的壳体。第一壳体102和第二壳体104各自可以限定容纳泵机构(例如，双泵机构之一)的内部腔室。
17.第一壳体102可包括第一入口108，第二壳体104可包括第二入口110。第一入口108和第二入口110可以通过共用软管(未示出)例如歧管来供应油，共用软管具有供应第一入口108的第一支路和供应第二入口110的第二支路。第一壳体102可以包括与第一入口108相对的第一出口(未示出)，并且第二壳体104可以包括与第二入口110相对的第二出口(未示出)。油(例如，加压油)可以经由第一出口离开第一壳体102，并且油可以经由第二出口离开第二壳体104。第一出口和第二出口可以具有类似的尺寸，形状，并且分别位于第一壳体102和第二壳体104上，如图1所示，分别用于第一入口108和第二入口110。
18.油泵100可包括为双泵机构提供动力的输入驱动齿轮112。诸如发动机的动力源(未示出)可以向输入驱动齿轮112提供动力输入。
19.如上所述，提供图1作为实例。其它实例可不同于关于图1所描述的实例。
20.图2是油泵100的示例双泵机构的图。如图2所示，双泵机构可通过由输入驱动齿轮112驱动的驱动轴114接收动力。双泵机构还可包括与驱动轴114平行的静止轴116，静止轴116附接到油泵100的壳体。静止轴116可通过安全接线的螺栓附接以防止螺栓移动。
21.双泵机构可包括第一泵机构118。第一泵机构118可以是高容量泵机构。在这种情况下，第一泵机构118可以将油供应到主润滑通道，主润滑通道将油供应到发动机的主要部件(如图4所示)。第一泵机构118可以包括一组齿轮(例如，齿轮泵)。例如，第一泵机构118可以包括一组两个齿轮(例如，作为一对)或一组四个齿轮(例如，作为两对)。齿轮组中的齿轮可包括斜齿轮齿。在一些实现方式中，组齿轮中的齿轮可以由钢构成，例如硬化钢。第一泵机构118可包括设置在驱动轴114上的第一驱动齿轮120和设置(例如，自由浮动)在静止轴116上并由第一驱动齿轮120驱动的第一从动齿轮122。第一从动齿轮120可以包括单个齿轮，或者可以包括两个附接的齿轮120a和120b。齿轮120a和120b可以关于将齿轮120a和120b分开的平面对称。第一从动齿轮122可以包括单个齿轮，或者可以包括两个齿轮(例如，两个附接的齿轮)122a和122b。齿轮122a和122b可以关于将齿轮122a和122b分开的平面对称。
22.双泵机构可包括第二泵机构124。第二泵机构124可以是低容量泵机构(即，相对于第一泵机构118)。在这种情况下，第二泵机构124可以将油供应到活塞冷却通道，活塞冷却通道将油供应到发动机(例如，图4中所示的发动机142)的活塞-气缸部件。第二泵机构124可以包括一组齿轮(例如，齿轮泵)。例如，第二泵机构124可以包括一组两个齿轮(例如，作为一对)。齿轮组中的齿轮可包括斜齿轮齿。在一些实现方式中，组齿轮中的齿轮可以由钢构成，例如硬化钢。第二泵机构124可包括设置在驱动轴114上的第二驱动齿轮126和设置(例如，自由浮动)在静止轴116上并由第二驱动齿轮126驱动的第二从动齿轮128。
23.第一泵机构118可以设计用于第一类型的发动机，并且第二泵机构124可以设计用于第二类型的发动机。例如，第一泵机构118可以具有设计用于(例如，适合于)第一类型的发动机(例如，在使用第一类型的发动机之前)的容量，并且第二泵机构可以具有设计用于(例如，适合于)第二类型的发动机(例如，在使用第二类型的发动机之前)的容量。换言之，第一泵机构118可以具有设计成满足针对第一类型发动机规定的油压要求(例如，针对主发动机部件的油压要求)的容量，并且第二泵机构124可以具有设计成满足针对第二类型发动机规定的油压要求(例如，针对活塞-气缸部件的油压要求)的容量。
24.第一类型的发动机可具有比第二类型的发动机更大量的气缸，使得第一类型的发动机具有比第二类型的发动机更大的最大动力输出。在这种情况下，第一类型的发动机可具有大于2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20或24个气缸，并且第二类型的发动机可分别具有2、3、4、5、6、8、10、12、14、16、18、20或24个气缸或更少。作为实例，第一类型的发动机可具有多于16个气缸，而第二类型的发动机可具有16个气缸或更少。例如，第一类型的发动机可以具有20个气缸，第二类型的发动机可以具有16个气缸。
25.因此，第一驱动齿轮120和第一从动齿轮122可以具有比第二驱动齿轮126和第二从动齿轮128更大的齿轮宽度(例如，在沿着驱动轴114或静止轴116的轴向方向上)。例如，第一驱动齿轮120与第二驱动齿轮126的齿轮宽度比可以在大约2.75∶1至3.25∶1的范围内。作为实例，比率可以是大约3∶1。
26.此外，第一泵机构118可以具有比第二泵机构124更大的流量(例如排量)。例如，第一泵机构118的流量可以在大约260至300加仑每分钟(gpm)的范围内，而第二泵机构124的流量可以在大约80至120gpm的范围内。作为另一实例，第一泵机构118的流量与第二泵机构124的流量之比可以在大约2.5∶1至4∶1的范围内。作为实例，比率可以在约2.5∶1至3∶1的范围内。本文所述的范围可包括为范围指定的端点。
27.如图2所示，第一泵机构118和第二泵机构124可以由分隔板130分离。分隔板130可以是第一壳体102和/或第二壳体104(如图1所示)的端壁。可替代地，分隔板130可以设置在第一壳体102和/或第二壳体104之间(例如，当第一壳体102和第二壳体104不具有端壁时)。分隔板130可以隔离(例如，基本上隔离)第一壳体102和第二壳体104，使得第一泵机构118可以产生与由第二泵机构124产生的流量不同的流量。
28.在一些实现方式中，第二泵机构124可以与隔板132相关联。隔板132可以邻接分隔板130。隔板132可具有允许第二驱动齿轮126和第二从动齿轮128的齿轮宽度减小的特定宽度，以便产生期望的流量。
29.如上所述，提供图2作为实例。其它实例可不同于关于图2所描述的实例。
30.图3是油泵100的截面图。如图3所示，第一驱动齿轮120可通过第一键134附接到驱动轴114，第二驱动齿轮126可通过第二键136附接到驱动轴114。第一键134和第二键136可以是半圆键。如图3所示，第一驱动齿轮120的第一齿轮120a可以通过第一键134附接到驱动轴114，并且第一驱动齿轮120的第二齿轮120b可以附接到第一齿轮120a。第二齿轮120b可以通过销138附接到第一齿轮120a。此外，驱动轴114可以使用螺母140相对于第二壳体104设置(例如，自由浮动)。螺母140可扭转到特定值。
31.如上所述，提供图3作为实例。其它实例可不同于关于图3所描述的实例。
32.图4是具有示例润滑系统的示例发动机142的图。如图4所示，发动机142可包括主发动机部件144和活塞-气缸部件146。主发动机部件144可以与发动机142的曲轴和主轴承(未示出)相关联。活塞-气缸部件146可以与多个活塞(未示出)相关联，每个活塞由气缸容纳。多个活塞可与曲轴连接。
33.发动机142可以是在此描述的第二类型的发动机。例如，发动机142可具有比第一泵机构118所设计的发动机少的气缸数量。发动机142可以是老化的发动机(例如，已经经历发动机零件磨损的发动机，由此导致油压低于与发动机的油压要求相关的阈值)。例如，发动机142可以是重建发动机，可以具有自首次使用以来大于阈值年龄(例如，5岁、10岁、15岁等)的年龄，可以具有大于阈值里程(例如，100,000英里、200,000英里等)的关联里程，和/或类似的。发动机142的部件(例如，主发动机部件144的零件)可以具有比发动机142使用之前的零件更大的间隙(例如，由于磨损)。例如，曲轴的零件(例如曲轴和主轴承)可以具有比使用发动机142之前的曲轴的零件更大的间隙。
34.如图4进一步所示，润滑系统可包括油泵100、主润滑通道148、活塞冷却通道150、集油槽152、回油泵154和过滤器156。主润滑通道148可以包括作为润滑系统的第一回路的一部分的一个或多个软管、导管和/或类似物。活塞冷却通道150可以包括作为润滑系统的第二回路的一部分的一个或多个软管、导管和/或类似物。第一泵机构118可以将油供应到主润滑通道148，并且主润滑通道148可以将油分配到主发动机部件144(例如，经由主发动机部件144中的一个或多个通路)。第二泵机构124可以将油供应到活塞冷却通道150，并且
活塞冷却通道150可以将油分配到活塞-气缸部件146(例如，经由指向活塞-缸组件146的一个或多个喷嘴)。
35.供应到主发动机部件144和/或活塞-气缸部件146的废油可收集在集油槽152中。回油泵154可将废油从集油槽152返回到油泵100。例如，回油泵154可以经由过滤器156将废油从集油槽152返回到油泵100。过滤器156可配置成在废油返回到油泵100之前从废油中去除颗粒。此外，过滤器156可以与油冷却器和/或滤器相关联，所述油冷却器和/或滤器在废油返回到油泵100之前处理废油。
36.回油泵154可以设计用于在此描述的第二类型的发动机。回油泵154可以具有比第一泵机构118和第二泵机构124的组合流量更大的流量。特别地，回油泵154可以具有比第一泵机构118和第二泵机构124的组合流量大至少5％、大至少7％、大至少10％等的流量。例如，回油泵154可以具有在大约425至475gpm范围内的流量。作为实例，回油泵154可以具有大约450gpm的流量。
37.如上所述，提供图4作为实例。其它实例可不同于关于图4所描述的实例。
38.工业实用性
39.所公开的油泵100可用于需要提高油压的任何发动机，例如由于使用发动机而经历零件磨损的发动机。这样，油泵100可向老化的发动机提供在发动机的最佳范围内的油压，从而减少发动机磨损并延长发动机的使用寿命。此外，所公开的油泵100提供了一种用于老化发动机的改装，其将油泵100的容量保持在小于回油泵154的容量。这样，油泵100可以在不更换回油泵154的情况下改装到老化的发动机，从而提高发动机和回油泵154的使用寿命。例如，油泵100可以改装到具有回油泵154的老化的16缸发动机，回油泵154设计成与16缸发动机一起使用，同时将油泵100和回油泵154的相对容量保持在最佳范围内，并且不需要为了实现最佳范围而更换回油泵154。
40.如本文所用，冠词
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一(a)
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和
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一个(an)
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旨在包括一个或多个项目，并且可以与
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一个或多个(one or more)
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互换使用。此外，如本文所用，术语
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具有(has)
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、
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具有(have)
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、
″
具有(having)
″
等旨在为开放式术语。此外，短语
″
基于
″
旨在表示
″
至少部分地基于
″
。
41.上述公开提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实现方式限于所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，或者可以从实现方式的实践中获得修改和变化。本说明书仅被认为是示例，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实现方式的公开。虽然以下列出的每个从属权利要求可以直从属于仅一个权利要求，但是各种实现方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。