[实用新型]一种复合材料变量机油泵活塞轴总成

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车发动机润滑油系统技术领域，具体地说，它涉及的是一种复合材料变量机油泵活塞轴总成。

背景技术

目前，汽车发动机润滑机油泵已经开始应用变量机油泵，变量机油泵是采用液压推动并结合电控技术控制移动单元中齿轮的啮合位置，从而实现在不同压力下流量变化输出的功能。为达到变量目的在变量机油泵中有一个移动单元总成，当润滑系统压力较低时在压力弹簧作用下主动齿轮和从动齿轮处于全啮合状态，此时机油泵输出的压力最大。当系统压力过高时高压机油通过调节通道作用在后部活塞面上，此压力大于弹簧压力从而使从动齿轮向压力弹簧方向沿轴向移动，此时从动齿轮与主动齿轮处于部分啮合状态，降低了机油泵的输出压力，同时也减少了机油泵的驱动功率，达到了节能目的。

由于变量机油泵在工作中要求从动齿轮需频繁地在活塞孔中进行轴向往复运动，因此需要一种活塞、轴与从动齿轮组合(移动单元)在一起才能满足此要求，为保证齿轮啮合精度，活塞轴与活塞孔的径向间隙要求较小，因此要求移动单元在高温下具有较高的尺寸稳定性，同时具备重量轻、耐磨性好、摩擦系数低、耐油性好、膨胀系数小、易加工等特性。

而现有的铝合金材料活塞与齿轮组合成的移动单元，在实际使用中移动单元在轴向运动时经常发生卡死现象导致机油泵变量功能失效，主要原因是铝合金材料在高低温下的尺寸稳定性不能满足要求，膨胀量较大使活塞外圆与活塞内孔的工作间隙消失导致卡死。

发明内容

本实用新型的目的针对上述现有技术的问题，提供一种结构简单，重量轻，强度高，尺寸稳定，耐磨性能好，摩擦系数低的一种复合材料变量机油泵活塞轴总成。

为此目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种复合材料变量机油泵活塞轴总成，其特征在于：轴基体一端镶嵌在复合材料轴套内，复合材料轴套上设有含油槽、齿合面、润滑槽。

所述的含油槽宽度为1mm-3mm，深度1mm-3mm，一端设有45角坡度。

本实用新型具有如下特点：1、结构简单重量轻，PESU复合材料密度为1.5g/cm³，铝合金材料的密度为2.7g/cm³，重量降低了44％；2、强度高，PESU复合材料拉伸强度接近100MPa，达到甚至超过纯铝的强度(80-100MPa)；3、尺寸稳定，PESU复合材料在150℃润滑油中浸泡200小时，尺寸的变化为0.042％，小于产品要求的0.05％；4、耐磨性好、摩擦系数低，摩擦系数为0.1-0.4；5、易成型、易切削，注塑时易脱模，可快速成型，便于打磨、切削；6、高低温性能：PESU复合材料的热变形温度可达到220℃，可在-87℃到180℃内长期稳定使用，或在-87℃到150℃内循环变换使用，性能可靠，不会出现开裂及力学性能明显变化等现象。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型侧视示意图。

图中标号：1.含油槽；2.齿合面；3.润滑槽；4.轴基体；5.复合材料轴套。

具体实施方式

一种复合材料变量机油泵活塞轴总成，合金钢轴基体[4]一端镶嵌在复合材料轴套[5]内，为了保证活塞外圆表面有充足的润滑油并防止油中的杂质磨损活塞内孔表面，在复合材料轴套[5]上设有含油槽[1]，为保证主动齿轮与从动齿轮间能实现轴向相对位移，从而实现变量的功能，在复合材料轴套[5]上设有齿合面[2]，为保证从动齿轮的二个端面在工作中与活塞端面间能够实现充分的润滑，防止从动齿轮在工作中发生卡死卡滞现象，在复合材料轴套[5]上设有润滑槽[3]。

所述的含油槽[1]宽度为2mm，深度2mm，一端设有45角坡度。

复合材料轴套[5]主要由四部分混合而成，主体材料为聚醚砜70％，加上10％的石墨(CF)、10％的碳纤维(C)、10％的聚四氟乙烯(PTFE)。

其中聚醚砜为基体材料，具有价格适中、冲击强度高、耐高温、耐蠕变性良好、流动性好、加工性好等优点；它既有较高的热变形温度又有比聚碳酸酯等更低的表观粘度(260℃下熔流指数达53cm，而一般的聚砜为15cm，聚碳酸酯23cm，改性聚苯醚38cm)。熔融流动性好，粘度随切变速度之增加而迅速降低，因此加工性能好，成型周期短，制品内应力小等。CF和PTFE混合后可以降低材料冷流变性和线膨胀系数，提高耐磨性，使其成为制作无油润滑活塞环、轴承的理想材料。从而保证较高的尺寸稳定性，同时也能提高复合材料的耐磨性和降低摩擦系数；C的加入能显著提高复合材料的强度，上述四种材料混合后能够满足对移动单元的产品要求。

复合材料由于粘度大、流动性不好等因素给具体的注塑过程造成了很大的困难，需采用如下方法：1、采用高粘度注塑机，增加扭矩，保证复合材料充分熔合均匀；2、增加注塑压力，由通常的100Pa提高到130Pa，解决复合材料粘度过大导致的注塑困难；3、在注塑模具和浇口位置的设计上保证不产生死角，提高了混合料的流动性；4、为保证产品密度均匀及较高的强度，在浇口的设计中保证浇口与产品之间留有适当的冷料储备空间。