CN102116279A - 4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，以解决现有4.5ml/r排量的超高压双联径向柱塞泵存在的主要摩擦副零件损坏快，效率低和寿命短的问题。本发明定子装在主油泵传动轴上，滑靴上设有第一静压平衡槽和第二静压平衡槽，在壳体上设有电液比例调速阀和溢流阀，主泵左端设有补油泵；所述定子外表面上设有滑靴，滑靴上设有柱塞和往复弹簧，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套中设有吸油阀和排油阀；吸油阀由球阀芯、阀座、弹簧组成，排油阀由排油球阀芯、排油阀座、排油弹簧组成。本发明结构简单，工作寿命长，总效率高，噪声低、体积小和工作系统温度低。

Description

4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵。

背景技术

目前世界上只有德国BOSCH公司有4.5ml/r排量的超高压双联径向柱塞泵，它仍属于超高压小排量液压泵，其结构特征和主要技术性能指标是：体积偏长，工艺性较好，压力可达160Mpa，转速3000r.p.m，噪声76dB，总效率60％，寿命2000-3000h，并且有主要摩擦副零件易更换的特点，是当今世界比较最新的一种超高压径向柱塞泵，由于是节能和减少污染的动力源，所以世界各国如韩国、中国、英国、美国等一些欧洲国家大部分从德国BOSCH公司进口。但其结构复杂，价格昂贵。

我国汽车工业环保要求柴油机必须采用电喷供油系统，用柴油机供油系统改为电喷供油系统，急需大量这种动力源，还有消防、20T以上重载车辆、坦克、核潜艇和救灾用的100T以上千斤顶等都需这种规格的动力源。据统计，每年进口近10万台左右，还有逐年增加的趋势。目前我国还没有这种产品，长期依赖进口，不仅进口高达30000元/台，而且维修零售价高达十几倍，进口周期长，而该泵存在主要摩擦副零件损坏快，效率低和寿命短的缺陷，严重影响生产和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、效率高、寿命长、节能、减小环境污染和应用场合更加广泛的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，以解决现有4.5ml/r排量的超高压双联径向柱塞泵存在的主要摩擦副零件损坏快，效率低和寿命短的问题。

本发明由传动轴、偏心轴、定子、滑靴、柱塞、柱塞套、吸油阀、排油阀、泵体和泵盖组成密封工作容积，定子装在主油泵传动轴上，滑靴上设有第一静压平衡槽和第二静压平衡槽，在壳体上设有电液比例调速阀和溢流阀，主泵左端设有补油泵；所述定子外表面上设有滑靴，滑靴上设有柱塞和往复弹簧，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套中设有吸油阀和排油阀；吸油阀由球阀芯、阀座、弹簧组成，排油阀由排油球阀芯、排油阀座、排油弹簧组成。

在所述柱塞的头端设有与小孔相通的孔。所述滑靴上设有与滑靴静压室相通的阻尼器，在所述第一静压平衡槽和第二静压平衡槽之间设有引油槽，在第二静压平衡槽处设有出油槽。所述定子的内圆设有滑动轴承。所述传动轴上设有中部滑动轴承、尾部滑动轴承。所述传动轴上分别设有与中心孔相通的一对第二阻尼器和一对第三阻尼器。

本发明的结构特征之一是柱塞部分装在柱塞套中，柱塞套上装有吸油阀和排油阀，柱塞、吸油阀和排油阀三位一体，主泵左端设一补油泵，在主泵左端壳体上设有用于调节柱塞泵流量的电液比例节流阀，控制主泵的流量适应工作负载的需要，还设有用于调节补油泵压力的溢流阀，控制补油泵压力。

本发明对泵的主要摩擦副，传动轴上的偏心轴(转子)与定子采用静压平衡技术及压力补偿方法以及油膜润滑的方法来解决磨损和发热，使偏心轴(转子)在旋转过程中，转子曲轴外表面和定子内表面滑动轴承之间有一定的油膜润滑和静压支撑，同时定子外表面和滑靴这对摩擦副，从柱塞中心孔引进高压油进入滑靴静压室，定子对滑靴有很大的反推力，并且也有油膜润滑和一定的静压支撑，减小了定子和转子的径向力，同时滑靴在定子表面上滑动时，有油膜润滑，大大减小了这对摩擦副的磨损，且移动灵活，使设在滑靴上的柱塞在往复运动过程中，侧向力大幅降低。

本发明4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵是国内外首创的规格产品，其主要技术性能指标可达到：压力可达160-180Mpa，转速3000r.p.m，噪声可将至75dB以下，总效率83％，寿命5000h以上。使整个泵运转平稳并且使壳体温度保持在48℃以下，(在额定压力和额定流量下，运转4小时)与国外同类产品双联泵比(国外没有此规格的单级泵)，本发明结构简单，主要技术性能高于国外同类产品的先进水平。具有泵的工作寿命长，总效率高(国外同类产品是总效率只有60％)，噪声低、体积小和工作系统温度低等特点，因而应用场合更加广泛。如汽车工业柴油机电喷系统、石油化工机械设备、消防、救灾、移石修路、核潜艇、军事用装甲车、步兵战车、坦克、重型运输车、船舶、重型机械、水利水电工程和各类大型机械设备拆装工具等都急需这种超高压径向柱塞泵。据初步调查统计，我国每年要产8-10台，每年节资或创汇15亿多元，而且可以逐渐占领国际市场，发展前景广阔。

附图说明  图1是本发明结构示意图；

图2是本发明柱塞套的结构示意图；

图3是本发明柱塞的结构示意图；

图4是本发明滑靴的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是本发明传动轴的结构示意图；

图7是本发明定子的结构示意图；

图8是图7的侧视图。

具体实施方式

下面的实施方式可以进一步说明本发明但不以任何方式限制本发明。

以图1为标准，图中的左右分别为主泵的左右来加以描述，本发明由传动轴3、偏心轴10、定子2、滑靴5、柱塞4、柱塞套7、吸油阀8、排油阀9、泵体1和泵盖12组成密封工作容积，定子2装在主油泵传动轴3上，滑靴5上设有第一静压平衡槽5.4和第二静压平衡槽5.5，在壳体1上设有电液比例调速阀25和溢流阀26，主泵左端设有补油泵24；定子2外表面上设有滑靴5，滑靴5上设有柱塞4和往复弹簧6，柱塞4外部套接柱塞套7。

图2示出了柱塞套的结构，柱塞套7中设有吸油阀8和排油阀9；吸油阀8由球阀芯8.1、阀座8.2、弹簧8.3组成，排油阀9由排油球阀芯9.1、排油阀座9.2、排油弹簧9.3组成。本发明柱塞套7既是柱塞4的导向套，又将柱塞4、吸油阀8和排油阀9组成三位一体的新结构，它不仅结构紧凑，阀的启闭响应时间短，使泵的转速大幅提高，由于吸排油阀是球阀式，解决了锥阀因加工等因素造成阀的泄露量大，解决了泵的容积效率低等难题。国外同类产品的总效率只有60％，本发明结构形式的泵，总效率可达80％，泵的使用寿命长，且容易制造，拆装方便。

图3示出了本发明柱塞的结构，柱塞4的头端设有与小孔4.1相通的孔4.2。小孔4.1的直径为1mm，孔4.2的直径为0.2mm。

图4和图5示出了本发明滑靴的结构，采取静压支撑润滑办法，滑靴5上设有与滑靴静压室5.2相通的阻尼器5.1，同时在滑靴底部，在第一静压平衡槽5.4和第二静压平衡槽5.5之间设有引油槽5.3，在第二静压平衡槽5.5处设有出油槽5.6。

图6示出了本发明传动轴的结构，采取自动润滑控制系统，传动轴3上设有中部滑动轴承14、尾部滑动轴承21。传动轴3上分别设有与中心孔3.4相通的一对第三阻尼器3.3和一对第二阻尼器3.2及一个阻尼器3.1分别向尾部滑动轴承21、滑动轴承2.1及中部滑动轴承14提供润滑液。

图7示出了本发明定子的结构，定子2的内圆设有滑动轴承2.1，定子外部设有3个圆周等分的滑动光滑平面2.2，在3个光滑平面2.2与滑靴5之间形成了一对摩擦副，滑靴5在定子光滑平面2.2上运动近似椭圆轨迹，这对摩擦副磨损是关键，我们采用了铜合金耐磨材料解决了该摩擦的磨损和发热等问题，提高了泵的使用寿命。

本发明工作过程如下：将补油泵输出的部分压力油通过传动轴3上的第一阻尼器3.1进入中心孔3.4孔道中，再通过两个第二阻尼器3.2和两个第三阻尼器3.3分别进入滑动轴承2.1和尾部滑动轴承21中，同时也进入圆环形静压润滑槽3.5、3.6和3.7内，这样在偏心轴旋转过程中使整个中部滑动轴承14、滑动轴承2.1和尾部滑动轴承21内圆表面始终有润滑油润滑，且使滑动轴承对定子2有一定的反推力，平衡了柱塞4滑靴5和定子2对滑动轴承部分径向载荷，不仅减小了泵的发热，而且增加了泵使用寿命。由于定子2与传动轴3上的偏心轴转子设有偏心，当传动轴3上的偏心轴旋转时，定子2上下运动，同时还有微量摆动，柱塞4在柱塞套7中上下运动，而柱塞4和滑靴5承受的径向载荷，作用在定子2表面上，且滑靴5还要做近似椭圆运动。补油泵24从吸油口PH吸入油液后，其排出低压油经过壳体1内部流道并通过电液比例调速阀25进入环形油室28；压力油从孔4.1进入，通过4.2小孔引入柱塞底部，再通过滑靴5上的阻尼器5.1进入滑靴静压室5.2，滑靴静压室5.2与定子2这对摩擦副，因高压油通过引油槽5.3到二个圆形槽第一静压平衡槽5.4和第二静压平衡槽5.5内，再从出油槽5.6流出，形成开环控制，偏心轴在旋转过程中若柱塞4和滑靴5处于高压区时，这对摩擦副就有高压油润滑和静压支撑，这对摩擦副若处于低压区，则仍有低压油润滑，并且由于滑靴静压室5.2和第一静压平衡槽5.4和第二静压平衡槽5.5上面的高压油对滑靴5和柱塞4有一反推力，平衡一大部分滑靴5对定子2的压紧力，这样不仅解决了滑靴5对定子2这对摩擦副的磨损，同时也找到了合适的压紧力系数，从而泵在运转过程中减少了发热，降低噪声，增加了使用寿命，同时对材料要求不是那么苛刻，解决了加工工艺和材料的难题。柱塞4下腔容积增大为吸油，随着传动轴3上偏心轴转子旋转，柱塞4下腔容积减小，柱塞4下腔油液通过孔道及排油阀9和排油口Ps排出油，该泵共3个柱塞，每个柱塞的工作如上相同，这样当传动轴3上偏心轴转子旋转一周时，就形成吸、排油一次，即是该泵的排量q，该泵的流量Q＝nq，泵的泄油通过泄油口11排出，补油泵24的压力由溢流阀26调定，进入主泵的流量由比例调速阀25控制，因此该泵在一定流量范围内可以通过比例调速阀25调节，实现计算机控制系统所需的流量大小。

由于柱塞4底部和滑靴静压室5.2有油膜润滑和静压支撑，大大减小了滑靴5和定子2的磨损和发热，并且使柱塞4在柱塞套7中容易自动对中运动，从而减小了柱塞4和柱塞套7这对摩擦副的侧向力，同时由于柱塞4底部的滑靴静压室5.2有高压油作用，油压的反推力也抵消了部分柱塞的径向载荷。本发明电液比例调速阀可控制泵的流量并可实现计算机控制溢流阀可控制补油泵的压力，这样就解决了超高压径向泵在高速运转下吸油不足等问题，从而提高超高压泵的性能指标。

Claims (6)

1.一种4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，由传动轴、偏心轴、定子、滑靴、柱塞、柱塞套、吸油阀、排油阀、泵体和泵盖组成密封工作容积，定子装在主油泵传动轴上，滑靴上设有第一静压平衡槽和第二静压平衡槽，在壳体上设有电液比例调速阀和溢流阀，主泵左端设有补油泵；其特征在于：所述定子(2)外表面上设有滑靴(5)，滑靴(5)上设有柱塞(4)和往复弹簧(6)，柱塞(4)外部套接柱塞套(7)，柱塞套(7)中设有吸油阀(8)和排油阀(9)；吸油阀(8)由球阀芯(8.1)、阀座(8.2)、弹簧(8.3)组成，排油阀(9)由排油球阀芯(9.1)、排油阀座(9.2)、排油弹簧(9.3)组成。

2.根据权利要求1所述的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于：在所述柱塞(4)的头端设有与小孔(4.1)相通的孔(4.2)。

3.根据权利要求1或2所述的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于：所述滑靴(5)上设有与滑靴静压室(5.2)相通的阻尼器(5.1)，在所述第一静压平衡槽(5.4)和第二静压平衡槽(5.5)之间设有引油槽(5.3)，在第二静压平衡槽(5.5)处设有出油槽(5.6)。

4.根据权利要求3所述的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于：所述定子(2)的内圆设有滑动轴承(2.1)。

5.根据权利要求4所述的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于：所述传动轴(3)上设有中部滑动轴承(14)、尾部滑动轴承(21)。

6.根据权利要求5所述的4.5ml/r超高压电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于：所述传动轴(3)上分别设有与中心孔(3.4)相通的一对第二阻尼器(3.2)和一对第三阻尼器(3.3)。

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