CN1025754C - 低噪声轴向柱塞泵的配流盘 - Google Patents

Abstract

本发明是一种新型的轴向柱塞泵的配流盘，配流盘采用非对称结构，即排油配流槽的周向包角小于吸油配流槽的周向包角。本发明可降低泵的噪声并可提高配流副的使用寿命。

Description

本发明是液压机械中的一种低噪声轴向柱塞泵的新型配流盘。

图1是本发明的配流盘在泵中的装配简图，图2是本发明的配流盘的结构示意图，图3是图2所示的配流盘的Ⅰ-Ⅰ向的剖视图，图4是本发明的配流盘的几何原理，柱塞7的吸油和排油运动的上、下死点连线为Y-Y′轴，两个配流槽11、15相邻端部之间的两个间隔平面12、12′的包角的平分线分别为ON、ON′，ON及ON′与Y-Y′的夹角称为错配角，图4中减振槽（孔）14、14′在圆周方向的包角等于闭死角。

轴向柱塞泵的配流盘的配流噪声是轴向柱塞泵的主要噪声源。现有技术中的轴向柱塞泵配流方法是基于高压腔中无配流冲击的思想，配流盘采用对称偏转式结构，即吸油配流槽的包角等于排油配流槽的包角，两错配角的转向均与转子的旋转方向相同。

由于采用上述现有技术的配流方法及配流盘结构，在实际运行中，当柱塞的油缸脱离排油配流槽进入排油配流槽到吸油配流槽之间的间隔平面（释压区）时，被封闭在油缸中的油液的初始体积远远小于油缸脱离吸油配流槽进入吸油配流槽到排油配流槽之间的间隔平面（即升压区）时在油缸中被封闭的油液的初始体积，油缸转过升压区的闭死角，油压从吸油压力升至排油压力，则油缸转过释压区闭死角，必然会发生过释压现象;并且由于轴向柱塞泵的转子受力不平衡，使转子端面与配流盘的工作表面之间形成不均匀的楔形密封间隙，楔角随泵的载荷的增大而增大，使进入封闭释压区油缸的油压因该间隙产生超常泄漏而提前失压，失压后的油缸继续进行封闭机械膨胀会造成严重的过释压现象。又因油液的弹性模数很大，过释压使油缸中产生很大的真空度，这种瞬时的真空使油液产生出气穴，当含有气穴的油液被带到排油配流槽时，气穴破碎形成气蚀振动，产生出强烈的噪声。现有技术采用对称偏转式配流盘在油缸释压时，随着油泵排量减小，封闭的机械膨胀量减小，而被封闭的油液初始体积却增大了，不能自动适应，存在欠释压力，形成配流冲击。

本发明的目的是通过采用非对称的配流盘结构消除在配流过程中产生气穴的可能性，从而消除气蚀噪声，当油泵变工况运行时使油缸升压和释压数值与油泵的工作压力自动适应，消除配流冲击噪声，并提高配流副的使用寿命。

本发明是一种低噪声轴向柱塞泵的配流盘，在其工作表面上开有一个吸油配流槽11和排油配流槽15，分别在吸油配流槽11和排油配流槽15的端部开有减振槽（孔）14、14′，本发明的特征是配流盘上的两个配流槽采用非对称几何分布，即排油配流槽的周向包角小于吸油配流槽的周向包角，从吸油配流槽11到排油配流槽15之间的上错配角φ0的偏转方向与转子6的旋转方向相同，从排油配流槽15到吸油配流槽11之间的下错配角的偏转方向与转子6的旋转方向相反，为负值，即－φ0。

如图1所示，转轴1驱动转子6沿逆时针方向转动，转子6上的一组油缸5嵌装着柱塞7，柱塞7由弹簧和油压通过滑履8顶紧斜盘9，随着转子6旋转，滑履8沿斜盘9表面滑动，柱塞7的油缸5在配流盘4上滑动，在柱塞7相对于缸体外伸时，柱塞7的底部相对于油缸5之间的空间增大，实现吸油行程;柱塞7相对于缸体外伸到上死点后，转入图1中的下方位置，斜盘9迫使柱塞7相对于缸体内缩，柱塞7的底部与油缸5之间的空间缩小，实现排油行程;当柱塞7内缩到下死点后，转为外伸，进入吸油行程，在泵底部的变量柱塞10上下移动，改变斜盘9的倾角，从而调节油泵的排量。油缸5的油窗口在配流盘4上的投影13、13′是油缸5进入闭死升压区和闭死释压区的初始位置时的投影，配流盘4用定位销孔16和定 位销3固定在泵体2上。当柱塞7处于吸油行程时，油缸5通过吸油配流槽11吸入油液，当柱塞7处于排油行程时，油缸5通过排油配流槽15将油液排入高压管路。油缸5脱离吸油配流槽11进入升压区时在配流盘4上的投影为13。油缸5的窗口被间隔平面12封闭，当柱塞7随转子6继续旋转时，由于封闭机械压缩的作用及通过减振槽（孔）14将排油配流槽15中的高压油引入油缸5中使油缸5中原有的低压油体积压缩，压力升高，直到柱塞7转至其油缸5的窗口在配流盘4上的投影13的前缘弧线与排油配流槽15的边缘相切，油缸5中的油压升至排油压力，柱塞7继续旋转到油缸5与排油配流槽15接通时，油缸5中的油压与排油配流槽15中的油压相等，不会产生配流冲击。当柱塞7的排油行程未结束，即柱塞7随转子6旋转至下死点之前的位置时，油缸5的窗口便与排油配流槽15相脱离，此时油缸5的窗口的投影的位置在13′处，柱塞7随转子6旋转继续进行排油行程，其微量的排油量和油缸5中的油液膨胀量均由减振槽14′引及吸油配流槽11中，直到油缸5窗口的投影的前缘弧线与吸油配流槽11的边缘相切时，油缸5中的油压由排油压力降至吸油压力，因此不会产生配流冲击。由于油缸5中的油液在由排油配流槽15到吸油配流槽11的释压过程中无封闭的机械膨胀过程，所以不论在正常理想工况或在受载荷干扰的工况下，均不会出现因配流原因而产生附加真空度和引发气穴，产生噪声。因本发明的油缸5的释压区在柱塞排油行程末端，所以当油泵排量减小时，油缸5中的被封闭的油液初始体积增大，油液释压膨胀量增大，但油缸剩余的排油量减小，减振槽（孔）14′的负荷可保持不变，油缸5无欠释压力，从而消除了配流噪声。

图4为本发明的配流盘的几何原理图，图中逆时针方向为转子6的旋转方向，取为角度的正方向，ON、ON′与死点轴Y-Y′的夹角称为错配角，其中ON与Y-Y′轴所夹的上错配角为逆时针方向偏转，为正值，记为φ0，ON′与Y-Y′轴所夹的下错配角为顺时针方向偏转，为负值，记为-φ0。间隔平面12、12′的周向包角等于油缸5的窗口在配流盘4上的投影的周向包角与闭死角△φ之和，对于零遮盖度的具体结构减振槽（孔）14、14′的周向包角等于闭死角。排油配流槽15的周向包角小于吸油配流槽11的周向包角。

本发明的配流盘4的最佳实施例是：上错配角φ0＝5°，下错配角为-φ0，即-5°。本发明对于恒压变量泵，可使其油缸的升压和释压数值在全排量调节范围内与油泵的额定工作压力的差值＜2～5%。

本发明经实验验证，通过消除气穴振动和配流冲击使转子运转稳定，提高了容积效率，配流副高压区的范围减小了十分之一，改善了转子的平衡性能，并减小了配流面的比压及〔PV〕值，提高了配流盘的耐磨性、使用寿命可提高50%;在轴向柱塞泵的噪声对比测试中，本发明的配流方法及配流盘在额定工况下运行，可使泵的噪声下降6～10dB（A）。

Claims (1)

1、一种低噪声轴向柱塞泵的配流盘，在其工作表面上开有一个吸油配流槽11和排油配流槽15，分别在吸油配流槽11和排油配流槽15的端部开有减振槽(孔)14、14’，本发明的特征在于，排油配流槽的周向包角小于吸油配流槽的周向包角，从吸油配流槽11到排油配流槽15之间的上错配角φ0的偏转方向与转子6的旋转方向相同，从排油配流槽15到吸油配流槽11之间的下错配角的偏转方向与转子6的旋转方向相反，为负值，即-φ0。

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