CN1043366A - 回转式容积泵或马达及其用途 - Google Patents

Abstract

回转式容积泵或马达包括带有进、出油口的壳体，装在壳体内的转轴上可随之转动的回转件以及用于和回转件配合在壳体内构成高，低油腔的密封件。其中至少一个密封件可相对于回转件在一个与回转件液密贴合而构成所述高、低压油腔的第一位置和一个远离回转件而无法构成高、低压油腔的第二位置间运动，以便有选择地形成所述高、低压油腔和有选择地改变此两油腔间的密封度，从而有控制地改变泵或马达自身的效应。

Description

本申请是1986年9月24日提交的中国专利申请No.86106471的一个分案申请。

本发明涉及回转式容积泵或马达及其用途。

众所周知，任何一种回转式容积泵或马达都具有回转件和与之相配合以构成密封工作腔的密封件。以齿轮泵为例，通常它具有一对啮合的齿轮和轴向以及经向密封件，如果不设置密封件或让某一密封件失效，那么即使泵的输入轴带动此对啮合的齿轮在泵壳内旋转，在泵的输出口也得不到压力流体，此时可以认为泵不具备泵效应。从另一方面看，只有当密封件与齿轮适当配合，在泵壳内构成两个彼此具有一定的密封度的压油腔和吸油腔（或统称为高、低压油腔）时，泵的输出口才能排出较输入口压力高的压力流体，这时的泵才发挥出它的泵效应。更具体地说，当密封件与齿轮充分贴合，在泵壳内构成两个彼此静态不透流体的密封的高、低压油腔时，泵的效应就达到最大，输出压力也就最高;而当密封件渐渐地与齿轮脱离，使高、低压油腔的密封度逐渐下降时，泵的效应也就逐渐减弱直至完全消失，相应地，泵的输出压力也就逐渐降低，直至等于输入口的流体压力。由于马达与泵在结构上类同而只是使用方式不同，故采取同样的措施就可改变马达的效应，从而改变马达的输出功率（输出扭矩和转速）。

上述事实为人们揭示出这样一个道理，即只要控制回转式容积泵或马达的密封件与回转件的接合程度，就能有效地控制泵或马达效应的改变，从而在不改变输入功率的情况下，仅依靠泵或马达的自身结构，就可以简便地改变其输出功率。

然而，在先有技术中，由于回转式容积泵的回转件与密封件间的相对位置通常都是固定的，所以不能随意地调节泵或马达的效应，故为了改变泵或马达的输出功率，通常都要通过改变其排量或由辅助的元件或回路来实现，这样就使得整个系统复杂化、成本升高、占地增大，当系统的输入端与输出端通过管路和阀门连通而短路时，系统对原动机并非空载，而仍要消耗使液体在短路回路中运行的动力。

为此，本发明的目的就是提供一种其自身的泵或马达效应可以随意改变的回转式容积泵或马达，以及由这种泵或马达所构成的传动和制动装置，以及静液传动系统。

根据本发明的回转式容积泵或马达，包括一个带有进、出油口的壳体、安装在壳体内的转轴上可随之转动的回转件、以及用于和回转件配合在壳体内构成至少一个高压油腔和一个低压油腔的密封件，其特征是：至少一个密封件可相对于回转件在一个与回转件液密贴合而构成所述高、低压油腔的第一位置和一个远离回转件而根本无法构成所述高、低压油腔的第二位置之间运动，以便有选择地在壳体内构成所述高、低压油腔，和有选择地改变所述高、低压油腔之间的静态密封度，从而有控制地改变所述泵或马达自身的效应。更具体地说，当所述密封件运动到第一位置时，泵或马达的效应为最大;当它运动到第二位置时，泵或马达的效应完全消失，此时实际上泵或马达的进、出油口在壳体内直接连通。当所述密封件从第一位置向第二位置或反之从第二位置向第一位置运动时，泵或马达的效应则分别相应地逐渐减弱或逐渐增强。

由于本发明的回转式容积泵或马达自身的效应是可变的，故可称这种泵或马达为变效泵或变效马达，而可将其中可运动的密封件称为变效应，变效件可以是轴向或径向密封件。

下面结合附图对本发明的最佳实施例进行详细说明。

图1是根据本发明的一种外啮合齿轮变效泵或马达的径向剖面示意图;

图2是根据本发明的一种内啮合齿轮变效泵或马达的径向剖面示意图;

图3是根据本发明的另一种外啮合齿轮变效泵或马达的径向剖面示意图。

为了说明上的便利，仅以图1至图3所示的变效马达为例进行说明，而变效泵由于与变效马达的结构类同，故不对其重复说明。

首先参照图1，标号1K和2K表示一对啮合转动的外齿轮，标号3K所指的阴影区表示高压流体的进口，标号4K表示一个径向密封件，标号5K表示马达的壳体，而标号6K所指的阴影区表示流体出口。如图所示，径向密封件4K装在一根滑杆上，可沿径向前后移动。当径向密封件4K位于图1中实线所示位置，且通过进口3K向壳体5K中供给高压流体时，由于此时径向密封件4K与齿轮1K和2K的齿顶保持一定间隙，故输入的高压流体就会通过这一间隙以及齿轮齿顶与壳体内壁间的间隙直接流向出口6K并由此排出，也即此时径向密封件4K并没有起到通常的密封作用，它没能和相应的轴向密封件（未示出）以及齿轮的齿顶一起在壳体中构成两个密封隔开的腔室。因此，此时马达中的齿轮不能由高压流体驱动旋转，即其输出功率为零，这时我们可以称此马达的效应为零，相应地把此时径向密封件4K所处的位置称为零效应位置。当径向密封件4K从零效应位置逐渐向齿轮1K和2K推近时，由于径向密封件4K与齿轮齿顶的间隙越来越小，则使得由进口输入的高压流体通过所述间隙泄漏到出口6K的阻力逐渐加大，这样越来越高的流体压力就会推动齿轮逐渐加快地旋转，因此，马达的输出功率是逐渐增大的。此时，我们就称马达的效应是逐渐增强的。当径向密封件4K运动到与齿轮齿顶充分贴合时，就在壳体内构成了两个具有静态不透流体的良好密封性的隔开的腔室，高压流体通过径向齿顶间隙的泄漏量被减至最小，因此马达的输出功率达到最大。此时称马达的效应达到最大，相应地称此时径向密封件4K所处的位置为全效应位置。相反地，当径向密封件4K由全效应位置逐渐地向离开齿轮1K和2K的方向运动时，也即朝其零效应位置运动时，马达的输出功率逐渐下降，也即马达的效应逐渐减弱。

现在参照图2，标号1P表示一个内齿轮，标号2P表示一个与内齿轮1P相啮合的外齿轮，标号5P和6P所指的阴影区分别表示流体的进口和出口。与上例不同的是，径向密封件4P安装在转轴3P上，可随之一同转动。图2所示的径向密封件4P正处在全效应位置，当它逆时针转动直至其零效应位置时，马达的效应相应地逐渐减弱直至完全消失。

最后参照图3。在壳体8q中设有三个串联啮合的外齿轮1q、4q和5q，并如图所示地设置两个可在径向平面内滑动的径向密封件2q和7q。标号3q和6q所指的阴影区分别表示流体进口和出口。当两径向密封件处于图3所示位置时，即径向密封件2q处于全效应位置而径向密封件7q处于零效应位置时，在从进口3q输入的高压流体的推动下，三个齿轮1q、4q和5q分别沿图中箭头所示方向转动。相反地，如果径向密封件7q处于全效应位置而径向密封件2q处于零效应位置时，则三个齿轮1q、4q和5q分别沿与图中箭头所示相反的方向转动。由此可见，仅通过控制径向密封件2q、7q与相应的齿轮对的脱离和贴合，就可以改变马达的转动方向。

虽然上面仅就本发明的三个具体实施例进行了说明，但是本发明的变效原理对于任何容积泵或马达都是适用的。例如，对于柱塞泵来说，若将部分缸壁作为变效件的话，就可形成变效柱塞泵。

上面描述的本发明的变效泵或马达有着广泛的应用领域。例如，用本发明的变效马达驱动车辆是十分有利而方便的。在这种情况下，在车辆起步阶段，可通过使变效件从零效应位置逐渐向全效应位置运动而逐渐地增大马达的输出功率，以实现平稳、迅速的起步以及起步后的加速;当变效件运动到零效应位置时，马达的输出功率为零，则马达中的齿轮在车轮轴的转动惯性带动下一起空转，这相当于空档滑行;而在制动时，通过关闭进、出油口并将变效件向全效应位置推动，由此借助于封闭在壳体中的油的体积的不可压缩性而使齿轮逐渐停转。通过控制变效件向全效位置的运动速度以及变效件的最终位置，就可以控制油在变效件隔开的两个腔室间的泄漏程度，由此控制制动性能使之达到最佳而不致出现车轮抱死现象。利用图3所示的变效马达，通过转换两变效件的位置，就可以简便地控制车辆正向或反向行驶以及制动。

如果用一个变量泵驱动本发明的变效马达或用本发明的变效泵驱动变量马达而构成一静液传动系统的话，则更有利于发挥本发明的变效泵或马达的优越性。这种系统具有良好的无级变速和自变扭矩的性能，它可取代目前的液力偶合器、液力变矩器及柱塞式静液传动系统。

Claims (16)

1、一种回转式容积泵或马达、包括一个带进、出油口的壳体，安装在壳体内的转轴上可随之转动的回转件，以及用于和回转件配合在壳体内构成至少一个高压油腔和一个低压油腔的密封件，其特征是：至少一个密封件可相对于回转件在一个与回转件液密贴合而构成所述高、低压油腔的第一位置和一个远离回转件而无法构成所述高、低压油腔的第二位置之间运动，以便有选择地在壳体内构成所述高、低压油腔，和有选择地改变所述高、低压油腔之间的密封度，从而有控制地改变所述泵或马达的效应。

2、根据权利要求1的泵或马达，其特征是：所述回转件是两个彼此外啮合的齿轮。

3、根据权利要求1的泵或马达，其特征是：所述回转件包括一个内齿轮和一个与之内啮合的外齿轮。

4、根据权利要求1的泵或马达，其特征是：所述回转件包括三个串联外啮合的齿轮。

5、根据权利要求2的泵或马达，其特征是：所述密封件包括在所述齿轮的轴向侧提供密封的轴向密封件和在所述齿轮的径向侧提供密封的径向密封件。

6、根据权利要求5的泵或马达，其特征是：所述可在第一和第二位置间运动的密封件为所述径向密封件。

7、根据权利要求6的泵或马达，其特征是：所述径向密封件是一个可在第一和第二位置间直线运动的密封块。

8、根据权利要求3的泵或马达，其特征是：所述密封件包括在齿轮的轴向侧提供密封的轴向密封件和设置在所述内、外齿轮之间用于提供径向密封的径向密封件。

9、根据权利要求8的泵或马达，其特征是：所述可在第一和第二位置间运动的密封件为所述的径向密封件。

10、根据权利要求9的泵或马达，其特征是：所述径向密封件是一个可在第一和第二位置间转动的密封块。

11、根据权利要求4的泵或马达，其特征是：所述密封件包括在所述齿轮的轴向侧提供密封的轴向密封件和在齿轮的径向侧提供密封的径向密封件。

12、根据权利要求11的泵或马达，其特征是：所述可在第一和第二位置间运动的密封件是所述径向密封件。

13、根据权利要求12的泵或马达，其特征是：所述径向密封件包括两个分别与两对啮合齿轮相配合并可在第一和第二位置间直线运动的密封块。

14、根据权利要求13的马达，用作为一种传动和制动装置，通过控制所述密封块在第一和第二位置间的运动，来控制其输出轴的输出转速、输出功率、转动方向以及停转。

15、根据权利要求1至13中任意一项的马达，用作为一种传动和制动装置，通过控制可在第一和第二位置间运动的密封件的运动，来控制其输出轴的输出转速和输出功率，同时通过控制马达进、出油口的闭合，就可以对所述输出轴实施有控制的制动。

16、根据权利要求1至13中任意一项的泵或马达，分别用于和液压马达或液压泵一起构成静液传动系统。