用于scr系統(tǒng)的內(nèi)嚙合齒輪泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種內(nèi)嚙合齒輪泵，其特別用于SCR系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 選擇性催化還原（SCR)系統(tǒng)是用來(lái)減少內(nèi)燃機(jī)特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣中的氮 氧化物（NOx)的有效手段。SCR系統(tǒng)通常使用液態(tài)的SCR反應(yīng)物作為還原劑，其典型地為尿 素溶液。該還原劑通常在發(fā)動(dòng)機(jī)下游、催化器上游被噴射到廢氣中，并經(jīng)過(guò)在催化器中發(fā)生 的一系列反應(yīng)而將NO xR化為氮?dú)夂退?，?shí)現(xiàn)污染物的減少。
[0003] 在SCR系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)尿素溶液的精確定量噴射，可靠而耐用的流體泵是至關(guān)重 要的。這種泵不僅要滿足輸送低粘度溶液工況時(shí)的低泄露要求，而且要避免因摩擦升溫過(guò) 高而導(dǎo)致泵的性能退化，同時(shí)尺寸必須足夠小，以滿足在車輛的有限空間中進(jìn)行安裝的要 求。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中已存在用于SCR系統(tǒng)的流體泵。
[0005] 例如，CN 102654125 A公開(kāi)了一種容積式流體泵，其包括馬達(dá)、內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子和外齒 輪轉(zhuǎn)子。內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)繞軸線旋轉(zhuǎn)，且具有多個(gè)向外延伸的齒。外齒輪轉(zhuǎn)子具有 與內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子的齒接合的多個(gè)向內(nèi)延伸的齒，使得當(dāng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，外齒輪轉(zhuǎn)子被驅(qū) 動(dòng)繞第二軸線旋轉(zhuǎn)。內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子和外齒輪轉(zhuǎn)子中的至少一個(gè)由塑料齒輪制成。內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)子 齒和外齒輪轉(zhuǎn)子齒的尖端之間的間隙在10和30微米之間。
[0006] 再例如，CN 203146313 U公開(kāi)了一種內(nèi)嚙合齒輪泵，其包括前端蓋、齒圈、齒輪、和 軸。其中，齒輪為主動(dòng)件，通過(guò)軸進(jìn)行定位，齒輪上設(shè)置有可連接外部動(dòng)力的撥叉；齒圈為從 動(dòng)件，與前端蓋間隙配合；齒圈與齒輪具有相互嚙合并經(jīng)齒根修形并清根的圓弧齒形。齒輪 和齒圈的材料均為含碳纖維、石墨、聚四氟乙烯的特種工程塑料。
[0007] 然而，上述兩種齒輪泵均基于Gerotor (又稱為G-轉(zhuǎn)子）原理，其雖然能夠滿足小 型化的要求，但卻對(duì)流體中的污物十分敏感，因而現(xiàn)實(shí)的矛盾往往在于：為提高容污能力， 需要增大內(nèi)、外齒輪轉(zhuǎn)子齒尖端之間的間隙，但該間隙增大則又容易導(dǎo)致泄漏，因此較難兼 顧。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的首要目的是提供一種內(nèi)嚙合齒輪泵，其能夠在保證低泄露的同時(shí)提 高容污能力，從而滿足SCR系統(tǒng)的噴射需求。
[0009] 本實(shí)用新型的該目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種內(nèi)嚙合齒輪泵，其包括：電 機(jī)；磁力聯(lián)軸器組件，包括電機(jī)端磁力聯(lián)軸器，和泵端磁力聯(lián)軸器；后端蓋，其與所述泵端 磁力聯(lián)軸器大致同軸地設(shè)置；外蓋，其上設(shè)置有泵入口端和泵出口端，所述外蓋與所述后端 蓋鄰近；具有外齒的齒輪轉(zhuǎn)子，其被容納在所述外蓋與所述后端蓋之間，并由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng) 圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)；具有內(nèi)齒的齒圈轉(zhuǎn)子，其被容納在所述外蓋與所述后端蓋之間，并與所 述齒輪轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)內(nèi)嚙合，使得當(dāng)所述齒輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述齒圈轉(zhuǎn)子繞不同于第一軸線的 第二軸線旋轉(zhuǎn)；和軸，其穿過(guò)所述齒輪轉(zhuǎn)子的中心，并且兩端分別由所述泵端磁力聯(lián)軸器和 所述外蓋支承，從而限定出所述第一軸線；
[0010] 其中，所述齒輪轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為10,所述齒圈轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為11 ;所述齒輪轉(zhuǎn)子的外 齒的半個(gè)齒的齒形曲線在以齒輪中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中表示為：
[0011] Y1= 0. 3162x ^-L 3895Xl2+0. 7771Xl+9. 5775,
[0012] 所述齒圈轉(zhuǎn)子的內(nèi)齒的半個(gè)齒的齒形曲線在以齒圈中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的直角坐標(biāo) 系中表不為：
[0013] y2= -0· 2179χ 23+0· 8686χ22-0· 3275χ2+8· 992，
[0014] 其中X1的范圍是從Omm到2. 53mm，χ 2的范圍是從Omm到2. 95mm。
[0015] 可選地，所述齒輪轉(zhuǎn)子和所述齒圈轉(zhuǎn)子均由PEEK塑料制成。
[0016] 可選地，所述軸由鎢鈷類硬質(zhì)合金制成。
[0017] 可選地，所述外蓋中設(shè)有腔，所述齒圈轉(zhuǎn)子以間隙配合的方式被容納在所述腔中 并從而限定出所述第二軸線，所述腔與所述齒輪轉(zhuǎn)子及所述齒圈轉(zhuǎn)子之間的軸向間隙在 10-40微米之間。
[0018] 可選地，所述軸與所述外蓋過(guò)盈配合。
[0019] 可選地，所述泵端磁力聯(lián)軸器的前端包括多個(gè)用于傳遞轉(zhuǎn)矩的突起，所述齒輪轉(zhuǎn) 子上設(shè)有與所述突起的形狀和位置匹配的凹槽，所述突起以形狀配合的方式容納在所述凹 槽中。
[0020] 可選地，外齒和內(nèi)齒的尖端之間的間隙在10-60微米之間，優(yōu)選在35-60微米之 間，外齒齒頂和內(nèi)齒齒根之間的間隙在100-150微米之間。
[0021] 本實(shí)用新型通過(guò)內(nèi)、外齒輪的特定齒形保證了所述齒輪泵的大流量、長(zhǎng)嚙合、傳動(dòng) 穩(wěn)定、無(wú)脈動(dòng)的特定；并且，通過(guò)內(nèi)、外齒輪的特定齒形特性，所述齒輪泵能夠在較大的尖端 間隙的情況下實(shí)現(xiàn)微泄漏甚至無(wú)泄漏，而較大的間隙提高了容污能力、減小了摩擦，從而保 證了泵的耐用性；上述可選特征則進(jìn)一步確保了本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵在耐用性、密 封性、以及緊湊性等方面的有利特性。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 以下將參照附圖對(duì)根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述。圖 中：
[0023] 圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵的優(yōu)選實(shí)施方式的側(cè)視圖；
[0024] 圖2為圖1的齒輪泵的剖視圖；
[0025] 圖3為圖1的齒輪泵的分解視圖；
[0026] 圖4為圖1的齒輪泵中的處于裝配位置中的齒輪轉(zhuǎn)子、齒圈轉(zhuǎn)子及外蓋的透視 圖；
[0027] 圖5為用于根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵的齒輪、齒圈的優(yōu)選齒形曲線的示意 圖；
[0028] 圖6為在圖5中所標(biāo)出的齒輪的半個(gè)外齒A的齒形曲線的放大示意圖；以及
[0029] 圖7為在圖5中所標(biāo)出的齒圈的半個(gè)內(nèi)齒B的齒形曲線的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1-3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵。圖1的側(cè)面圖簡(jiǎn)要地示出了齒輪 泵的外形，該齒輪泵在總體上可分為泵主體101和泵頭102,其中泵主體101部分中包括實(shí) 現(xiàn)泵送功能的各元件，這些元件將在下面詳細(xì)描述；泵頭102部分用于與外部輸送管路連 接，例如在SCR系統(tǒng)中分別與尿素桶及噴射部分連通。
[0031] 根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)嚙合齒輪泵的詳細(xì)結(jié)構(gòu)在圖2和3中示出。所述齒輪泵包括 電機(jī)11，其作為該泵的動(dòng)力元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)后面將詳細(xì)描述的泵送組件以實(shí)現(xiàn)泵送功能。為 將電機(jī)11的動(dòng)力傳遞至泵送組件，優(yōu)選采用磁力聯(lián)軸器組件，所述磁力聯(lián)軸器組件包括可 分離的兩個(gè)部分，即電機(jī)端磁力聯(lián)軸器7,和泵端磁力聯(lián)軸器5。當(dāng)電機(jī)端磁力聯(lián)軸器7跟 隨電機(jī)11旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)端磁力聯(lián)軸器7中布置的磁體通過(guò)磁力帶動(dòng)泵端磁力聯(lián)軸器5中布 置的磁體，從而使得泵端磁力聯(lián)軸器5以同樣的轉(zhuǎn)速跟隨旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給 泵送組件。
[0032] 泵送組件主要包括后端蓋4、外蓋1、軸16、以及一對(duì)內(nèi)嚙合的齒輪轉(zhuǎn)子15和齒圈 轉(zhuǎn)子2,所述齒輪轉(zhuǎn)子15和齒圈轉(zhuǎn)子2容納在所述后端蓋4和所述外蓋1之間。其中，所 述后端蓋4與所述泵端磁力聯(lián)軸器5大致同軸地設(shè)置，所述泵端磁力聯(lián)軸器5的一部分穿 過(guò)后端蓋4的中心孔以便與齒輪轉(zhuǎn)子15以傳遞扭矩的方式進(jìn)行連接。所述外蓋1位于泵 頭102處，或者其構(gòu)成所述泵頭102。所述外蓋1上設(shè)有泵入口端和泵出口端。所述外蓋1 與所述后端蓋4鄰近，并以流體密封的形式被相對(duì)于彼此固定。為實(shí)現(xiàn)所述流體密封，二者 之間優(yōu)選形成直接的面接觸，或者替代地，二者之間也可以設(shè)置密封圈等常規(guī)密封件。齒輪 轉(zhuǎn)子15具有外齒，也即，其為外齒輪。當(dāng)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述齒輪轉(zhuǎn)子15圍繞第一軸線旋 轉(zhuǎn)。齒圈轉(zhuǎn)子2具有內(nèi)齒，也即，其為內(nèi)齒圈。齒輪轉(zhuǎn)子15與齒圈轉(zhuǎn)子2之間形成內(nèi)嚙合 傳動(dòng)，從而當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)子15旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒圈轉(zhuǎn)子2被驅(qū)動(dòng)圍繞第二軸線旋轉(zhuǎn)，其中，所述第二軸 線不同于所述第一軸線，例如，二者之間偏移一定的徑向距離。軸16穿過(guò)所述齒輪轉(zhuǎn)子15 的中心，并且兩端分別由所述泵端磁力聯(lián)軸器5和所述外蓋1支承。齒輪轉(zhuǎn)子15圍繞旋轉(zhuǎn) 的所述第一軸線由所述軸16限定，并且齒輪轉(zhuǎn)子15和泵端磁力聯(lián)軸器5均與軸16滑動(dòng)地 配合以便可圍繞軸16旋轉(zhuǎn)。為防止軸16跟隨齒輪轉(zhuǎn)子15或泵端磁力聯(lián)軸器5 -起旋轉(zhuǎn)， 所述軸16優(yōu)選被過(guò)盈壓入所述外蓋1中。
[0033] 軸16的材料可選擇任何耐磨、耐腐蝕的金屬或合金材料。優(yōu)選地，軸16由鎢鈷類 硬質(zhì)合金制成，其中含有8%的鈷和92%的碳化鎢。其它的材料，諸如不銹鋼、包覆有耐磨 塑料的合金鋼等也可以使用。
[0034] 為將齒