CN200952456Y - 轴向变量柱塞泵 - Google Patents

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李春合
马贵臣
陈大跃
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Abstract

本实用新型涉及一种轴向变量柱塞泵，在柱塞泵上安装调节器，调节器包括调节柱塞、导板、反馈杆和节流阀等，通过变量头改变斜盘倾角进行变量控制，装在泵壳体上的调节器通过内部油路通道对柱塞泵进行恒功率控制；通过内部控制油路和调节器内的台阶柱塞对两个柱塞泵进行总功率控制；通过装在端盖上的比例电磁阀及内部控制油路对柱塞泵进行变功率控制。本实用新型能最大限度的发挥原动机最大功率、功率密度高、可进行多种控制功能，特别是可以进行总恒功率控制，解决了背景技术中轴向变量柱塞泵输出压力低、两路输入双路输出、结构复杂、不能进行总功率控制、浪费能源、不能最大限度地发挥发动机的功率的技术问题。

Description

轴向变量柱塞泵
技术领域
本实用新型涉及一种柱塞泵，尤其涉及一种轴向变量柱塞泵。
背景技术
轴向变量柱塞泵属一种液压元件，具有将原动机的机械能转换成工作液体的压力能的能力。轴向变量柱塞泵，其广泛应用于液压传动系统中。现有的双联轴向变量柱塞泵是斜盘式轴向柱塞变量串联双泵，存在的不足之处是：输出压力低、两路输入双路输出、结构复杂、不能进行总功率控制，浪费能源；应用在工程车辆(挖掘机、摊铺机、平地机、混凝土搅拌车，起重机等)上不能最大限度地发挥发动机的功率，即匹配性较差，若采用多泵系统则动力分配结构复杂，难以保证实际工况的要求，不能满足现代工程机械的需要。
发明内容
本实用新型目的是提供一种恒功率输出的轴向变量柱塞泵，其解决了背景技术中轴向变量柱塞泵输出压力低、两路输入双路输出、结构复杂、不能进行总功率控制、浪费能源、不能最大限度地发挥发动机的功率的技术问题。
本实用新型第一种技术解决方案是：
一种轴向变量柱塞泵，包括柱塞泵2、伺服活塞6和变量头7；所述柱塞泵2包括壳体26、端盖28和传动轴20，在端盖28和壳体26组成的空间内设置有配油盘27和缸体25，所述配油盘27安装在端盖28上，在配油盘27和缸体25组成的空间内设置有滑靴柱塞组件24、滑靴板19、斜盘4、托架3和回油腔33，所述滑靴柱塞组件24包括柱塞22和滑靴21，所述滑靴21和滑靴板19相接，所述滑靴板19贴在斜盘4上，所述斜盘4与托架3相接，其特殊之处是：所述轴向变量柱塞泵还包括调节器5，所述调节器5包括调节柱塞11、导板10、反馈杆9和节流阀13，节流阀13包括阀芯34、入口30、出口31和回油口32，调节柱塞11包括一个多台阶柱塞14、平衡弹簧8，导板10的一端部和壳体26铰接，中部与反馈杆9铰接，另一端部与多台阶柱塞14铰接；反馈杆9顶端与节流阀13的阀芯34铰接、中部与导板10铰接、底部与变量头7铰接；柱塞泵2的出油口分别与多台阶柱塞14的油室、伺服活塞6的小端、节流阀13的入口30相通，节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；节流阀13的回油口32与回油腔33相通。
上述轴向变量柱塞泵还可包括电磁阀15，所述电磁阀15安装在端盖28上，其输出油路与多台阶柱塞14的电磁阀油室37相通。
上述轴向变量柱塞泵还可包括先导泵1，所述先导泵1是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在柱塞泵2上。
本实用新型第二种技术解决方案是：
一种轴向变量柱塞泵，包括前柱塞泵23、后柱塞泵29、两个伺服活塞6和两个变量头7；所述前柱塞泵23、后柱塞泵29分别包括壳体26、端盖28和传动轴20，在端盖28和壳体26组成的空间内设置有配油盘27和缸体25，所述配油盘27安装在端盖28上，在配油盘27和缸体25组成的空间内设置有滑靴柱塞组24件、滑靴板19、斜盘4、托架3和回油腔33，所述滑靴柱塞组件24包括柱塞23和滑靴21，所述滑靴21和滑靴板19相接，所述滑靴板19贴在斜盘4上，所述斜盘4与托架3相接，其特殊之处是：所述轴向变量柱塞泵还包括前泵调节器17和后泵调节器16，所述前泵调节器17和后泵调节器16分别包括调节柱塞11、导板10、反馈杆9和节流阀13，节流阀13包括阀芯34、入口30、出口31和回油口32，调节柱塞11包括一个多台阶柱塞14、平衡弹簧8，导板10的一端部和壳体26铰接，中部与反馈杆9铰接，另一端部与多台阶柱塞11铰接；反馈杆9顶端与节流阀13的阀芯34铰接、中部与导板10铰接、底部与变量头7铰接；前柱塞泵23的输出油路分别与后泵调节器16的多台阶柱塞14的后油室36、前泵调节器17的多台阶柱塞14的前油室35、前泵调节器16的伺服活塞6的小端、前泵调节器16的节流阀13的入口30相通，前泵调节器16的节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；后柱塞泵29的输出油路分别与前泵调节器17的多台阶柱塞14的后油室36、后泵调节器16的多台阶柱塞14的前油室35、后泵调节器16的伺服活塞6的小端、后泵调节器16的节流阀13的入口30相通，后泵调节器16的节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；节流阀13的回油口32与回油腔33相通。
上述轴向变量柱塞泵还可包括电磁阀15，所述电磁阀15安装在端盖28上，其输出油路分别与前柱塞泵23和后柱塞泵29的多台阶柱塞14的电磁阀油室37相通。
上述轴向变量柱塞泵还可包括先导泵1，所述先导泵1是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在后柱塞泵29上。
上述前柱塞泵23和后柱塞泵29的两个壳体26通过端盖28串联，所述端盖28上设置有公共吸油口。
本实用新型具有如下优点：
1、能最大限度的发挥原动机最大功率。因为本实用新型采用调节器来改变前后柱塞泵的输出流量，保证前后柱塞泵的输出总功率不变，可保证发动机长期工作在最大功率下，因为发动机工作在最大功率时效率最高，所以本实用新型可最大限度发挥发动机的高效率。因发动机长期工作在高效率状态下，所以本实用新型具有节能环保的优点。
2、功率密度(功率重量比)高。本实用新型两个柱塞泵共用一个公共端盖，共用一个吸油口，减少了产品重量，且两个柱塞泵作为一个产品进行了结构和油路的优化设计，在同等功率的条件下，功率密度(功率重量比)显著提高。
3、多种控制功能，特别是可以进行总恒功率控制。该泵是缸体旋转，通过变量头改变斜盘倾角进行变量的轴向柱塞泵。装在泵壳体上的调节器通过内部油路通道对柱塞泵进行恒功率控制；通过内部控制油路和调节器内的台阶柱塞对两个柱塞泵进行总功率控制；通过装在端盖上的比例电磁阀及内部控制油路对柱塞泵进行变功率控制。
附图图面说明
图1是包括一个柱塞泵的轴向变量柱塞泵的结构示意图；
图2是包括两个柱塞泵的轴向变量柱塞泵的结构示意图；
图3是轴向变量柱塞泵的调节器结构示意图；
图4是轴向变量柱塞泵的液压原理图；
其中：1-先导泵，2-柱塞泵，3-托架，4-斜盘，5-调节器，6-伺服活塞，7-变量头，8-平衡弹簧，9-反馈杆，10-导板，11-调节柱塞，13-节流阀，14-多台阶柱塞，15-电磁阀，16-后泵调节器，17-前泵调节器，19-滑靴板，20-传动轴，21-滑靴，22-柱塞，23-前柱塞泵，24-滑靴柱塞组件，25-缸体，26-壳体，27-配油盘，28-端盖，29-后柱塞泵，30-入口，31-出口，32-回油口，33-回油腔，34-阀芯，35-前油室，36-后油室，37-电磁阀油室。
具体实施方式
本实用新型包括一个柱塞泵和一个调节器的轴向变量柱塞泵的结构见图1，包括柱塞泵2、伺服活塞6、调节器5、电磁阀15、先导泵1和变量头7；柱塞泵2包括壳体26、端盖28和传动轴20，在端盖28和壳体26组成的空间内设置有配油盘27和缸体25，配油盘27安装在端盖28上，在配油盘27和缸体25组成的空间内设置有滑靴柱塞组件24、滑靴板19、斜盘4、托架3和回油腔33；滑靴柱塞组件24包括柱塞22和滑靴21，滑靴21和滑靴板19相接，滑靴板19贴在斜盘4上，斜盘4与托架3相接；调节器5的具体结构见参图3，包括调节柱塞11、导板10、反馈杆9和节流阀13，节流阀13包括阀芯34、入口30、出口31和回油口32，调节柱塞11包括一个多台阶柱塞14、平衡弹簧8，导板10的一端部和壳体26铰接，中部与反馈杆9铰接，另一端部与多台阶柱塞14铰接，反馈杆9顶端与节流阀13的阀芯34铰接、中部与导板10铰接、底部与变量头7铰接；柱塞泵2的出油口分别与多台阶柱塞14的油室、伺服活塞6的小端、节流阀13的入口30相通，节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；节流阀13的回油口32与回油腔33相通；电磁阀15安装在端盖28上，其输出油路与多台阶柱塞14的电磁阀油室37相通；先导泵1是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在柱塞泵2上。
本实用新型包括两个柱塞泵和两个调节器的轴向变量柱塞泵的结构见图2，包括前柱塞泵23、后柱塞泵29、两个伺服活塞6、两个变量头7、电磁阀15、端盖28、先导泵1、前泵调节器17和后泵调节器16；前柱塞泵23、后柱塞泵29分别包括壳体26和传动轴20，前柱塞泵23和后柱塞泵29的两个壳体26通过端盖28串联，端盖28上设置有公共吸油口；在端盖28和壳体26组成的空间内设置有配油盘27和缸体25，配油盘27安装在端盖28上，在配油盘27和缸体25组成的空间内设置有滑靴柱塞组件24、滑靴板19、斜盘4、托架3和回油腔33；滑靴柱塞组件24包括柱塞23和滑靴21，滑靴21和滑靴板19相接，滑靴板19贴在斜盘4上，斜盘4与托架3相接；前泵调节器17和后泵调节器16分别包括调节柱塞11、导板10、反馈杆9和节流阀13，前调节器或后调节器的具体结构与图3中结构相同，节流阀13包括阀芯34、入口30、出口31和回油口32，调节柱塞11包括一个多台阶柱塞14、平衡弹簧8，导板10的一端部和壳体26铰接，中部与反馈杆9铰接，另一端部与多台阶柱塞11铰接；反馈杆9顶端与节流阀13的阀芯34铰接、中部与导板10铰接、底部与变量头7铰接；前柱塞泵23的输出油路分别与后泵调节器16的多台阶柱塞14的后油室36、前泵调节器17的多台阶柱塞14的前油室35、前泵调节器16的伺服活塞6的小端、前泵调节器16的节流阀13的入口30相通，前泵调节器16的节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；后柱塞泵29的输出油路分别与前泵调节器17的多台阶柱塞14的后油室36、后泵调节器16的多台阶柱塞14的前油室、后泵调节器16的伺服活塞6的小端、后泵调节器16的节流阀13的入口30相通，后泵调节器16的节流阀13的出口31与伺服活塞6的大端相通；节流阀13的回油口32与回油腔33相通；电磁阀15安装在端盖28上，其输出油路分别与前柱塞泵23和后柱塞泵29的多台阶柱塞14的电磁阀油室37相通；先导泵1是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在后柱塞泵29上。
本实用新型包括两个柱塞泵和两个调节器的轴向变量柱塞泵的液压原理见图4，其中，A1接前柱塞泵输出油路，A2接后柱塞泵输出油路，A3为先导泵输出油路，并与Psv相接为电磁阀控制油路供油，B1接轴向变量柱塞泵输入油路，B3接先导泵输入油路。轴向变量柱塞泵是缸体旋转，通过变量头改变斜盘倾角进行变量控制的。装在壳体上的调节器通过内部油路通道对柱塞泵进行恒功率控制；通过内部控制油路和调节器内的多台阶柱塞对两个柱塞泵进行总功率控制；通过装在端盖上的电磁阀(比例电磁阀)及内部控制油路对轴向变量柱塞泵进行变功率控制。当前柱塞泵或后柱塞泵的压力升高时，前柱塞泵输出压力和后柱塞泵输出压力分别作用于多台阶柱塞的两个环形面(前油室和后油室)上时，前柱塞泵输出压力同时作用在伺服活塞小端和节流阀入口，当这两个液压推力大于平衡弹簧的预紧力时，台阶柱塞右移，带动导板摆动，拉动节流阀的阀芯右移，使节流阀入口和出口接通，从而前柱塞泵的输出油与伺服活塞大端接通，因大小端的面积差，产生液压力差，将该伺服活塞右移，使斜盘的摆角减小，从而流量减小，伺服活塞右移同时，带动反馈杆旋转，使节流阀的阀芯左移，把节流阀入口和出口断开，从而将前柱塞泵的和活塞大端之间的油路关闭，使斜盘摆角固定在相应位置上，泵的流量也不再改变，压力停止升高。同理，当前柱塞泵输出压力或后柱塞泵输出压力降低，作用于多台阶柱塞上的液压推力减小，导板在平衡弹簧的作用下左移，伺服活塞大端与回油腔接通，伺服活塞在小端液压力作用下往左移，带动斜盘摆角变大，流量变大。伺服活塞左移同时，带动反馈杆旋转，使节流阀的阀芯右移，把节流阀出口和回油口断开，从而将回油腔和活塞大端之间的油路关闭，使斜盘摆角固定在相应位置上，泵的流量也不再改变，压力停止降低。

Claims (8)

1、一种轴向变量柱塞泵，包括柱塞泵(2)、伺服活塞(6)和变量头(7)；所述柱塞泵(2)包括壳体(26)、端盖(28)和传动轴(20)，在端盖(28)和壳体(26)组成的空间内设置有配油盘(27)和缸体(25)，所述配油盘(27)安装在端盖(28)上，在配油盘(27)和缸体(25)组成的空间内设置有滑靴柱塞组件(24)、滑靴板(19)、斜盘(4)、托架(3)和回油腔(33)，所述滑靴柱塞组件(24)包括柱塞(22)和滑靴(21)，所述滑靴(21)和滑靴板(19)相接，所述滑靴板(19)贴在斜盘(4)上，所述斜盘(4)与托架(3)相接，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵还包括调节器(5)，所述调节器(5)包括调节柱塞(11)、导板(10)、反馈杆(9)和节流阀(13)，节流阀(13)包括阀芯(34)、入口(30)、出口(31)和回油口(32)，调节柱塞(11)包括一个多台阶柱塞(14)、平衡弹簧(8)，导板(10)的一端部和壳体(26)铰接，中部与反馈杆(9)铰接，另一端部与多台阶柱塞(14)铰接；反馈杆(9)顶端与节流阀(13)的阀芯(34)铰接、中部与导板(10)铰接、底部与变量头(7)铰接；柱塞泵(2)的出油口分别与多台阶柱塞(14)的油室、伺服活塞(6)的小端、节流阀(13)的入口(30)相通，节流阀(13)的出口(31)与伺服活塞(6)的大端相通；节流阀(13)的回油口(32)与回油腔(33)相通。
2、根据权利要求1所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵包括电磁阀(15)，所述电磁阀(15)安装在端盖(28)上，其输出油路与多台阶柱塞(14)的电磁阀油室(37)相通。
3、根据权利要求1或2所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵包括先导泵(1)，所述先导泵(1)是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在柱塞泵(2)上。
4、一种轴向变量柱塞泵，包括前柱塞泵(23)、后柱塞泵(29)、两个伺服活塞(6)和两个变量头(7)；所述前柱塞泵(23)、后柱塞泵(29)分别包括壳体(26)、端盖(28)和传动轴(20)，在端盖(28)和壳体(26)组成的空间内设置有配油盘(27)和缸体(25)，所述配油盘(27)安装在端盖(28)上，在配油盘(27)和缸体(25)组成的空间内设置有滑靴柱塞组件(24)、滑靴板(19)、斜盘(4)、托架(3)和回油腔(33)，所述滑靴柱塞组件(24)包括柱塞(23)和滑靴(21)，所述滑靴(21)和滑靴板(19)相接，所述滑靴板(19)贴在斜盘(4)上，所述斜盘(4)与托架(3)相接，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵还包括前泵调节器(17)和后泵调节器(16)，所述前泵调节器(17)和后泵调节器(16)分别包括调节柱塞(11)、导板(10)、反馈杆(9)和节流阀(13)，节流阀(13)包括阀芯(34)、入口(30)、出口(31)和回油口(32)，调节柱塞(11)包括一个多台阶柱塞(14)、平衡弹簧(8)，导板(10)的一端部和壳体(26)铰接，中部与反馈杆(9)铰接，另一端部与多台阶柱塞(11)铰接；反馈杆(9)顶端与节流阀(13)的阀芯(34)铰接、中部与导板(10)铰接、底部与变量头(7)铰接；前柱塞泵(23)的输出油路分别与后泵调节器(16)的多台阶柱塞(14)的后油室(36)、前泵调节器(17)的多台阶柱塞(14)的前油室(35)、前泵调节器(16)的伺服活塞(6)的小端、前泵调节器(16)的节流阀(13)的入口(30)相通，前泵调节器(16)的节流阀(13)的出口(31)与伺服活塞(6)的大端相通；后柱塞泵(29)的输出油路分别与前泵调节器(17)的多台阶柱塞(14)的后油室(36)、后泵调节器(16)的多台阶柱塞(14)的前油室(35)、后泵调节器(16)的伺服活塞(6)的小端、后泵调节器(16)的节流阀(13)的入口(30)相通，后泵调节器(16)的节流阀(13)的出口(31)与伺服活塞(6)的大端相通；节流阀(13)的回油口(32)与回油腔(33)相通。
5、根据权利要求4所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵包括电磁阀(15)，所述电磁阀(15)安装在端盖(28)上，其输出油路分别与前柱塞泵(23)和后柱塞泵(29)的多台阶柱塞(14)的电磁阀油室(37)相通。
6、根据权利要求4或5所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述轴向变量柱塞泵包括先导泵(1)，所述先导泵(1)是一个齿轮泵或叶片泵，其串联在后柱塞泵(29)上。
7、根据权利要求6所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述前柱塞泵(23)和后柱塞泵(29)的两个壳体(26)通过端盖(28)串联，所述端盖(28)上设置有公共吸油口。
8、根据权利要求4或5所述的轴向变量柱塞泵，其特征在于：所述前柱塞泵(23)和后柱塞泵(29)的两个壳体(26)通过端盖(28)串联，所述端盖(28)上设置有公共吸油口。
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