CN212898814U - 叠柱式二维活塞单体泵 - Google Patents

Abstract

叠柱式二维活塞单体泵，包括由端盖、主泵体和辅泵体共同围成的泵体内腔，泵体内腔设有花轴、滚珠排、泵芯组件和圆柱滚轮；辅泵体的外壁面设有用于吸油的辅泵体环形槽，主泵体的外壁面设有用于排油的主泵体环形槽，泵芯组件包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括活塞环内轨道、活塞环外轨道和活塞环，同心环组件包括同心环内轨道、同心环外轨道、第一同心环和第二同心环；活塞环、第一同心环、第二同心环和主泵体围合成左右两个工作容腔，活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴上并随花轴转动，同时在圆柱滚轮的约束下进行方向相反的轴向往复运动。本实用新型大幅增加了泵排量，改善了油液吸入特性，提高了运行稳定性和使用寿命。

Description

叠柱式二维活塞单体泵

技术领域

本实用新型涉及液压泵技术领域，尤其涉及叠柱式二维活塞单体泵。

背景技术

功重比一般是指动力设备能够产生的功率与其设备重量之比。相较于机械传动和电气传动，液压传动以其显著的高功重比优势而广泛应用于包括工程机械、航空航天和工业制造等领域。液压泵作为液压系统的能源动力元件，是实现机械能转化的液压核心部件，并且向着高压化、大流量、高速化和轻量化的方向不断发展。进一步提升液压泵功重比，满足液压系统的发展需要，能够提高整个液压系统的能源利用效率，对于液压技术的持续发展和液压系统的应用扩展都具有显著的意义。

柱塞泵同其他形式的液压泵相比，更易于在保持较高容积效率的基础上实现高压化和大流量，大量应用于航空航天和工程机械等高压重载的场合。

传统柱塞泵按其多个柱塞的排布形式可分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵，均是利用柱塞在柱塞腔内的往复运动，实现容腔大小变化以完成吸油和排油过程，但是传动轴每转动一周，单个柱塞只能完成一次吸、排油过程，其多柱塞单冲程的工作方式难以平衡液压泵体积重量和排量之间的矛盾，限制了其功重比的提升。同时由于传统柱塞泵内部运动部件多，构造较为复杂，高速运动时不仅转动惯量大，而且由于泵体结构中滑动摩擦副较多，零件磨损和发热也会加剧，直接影响使用寿命和耐久度。由于以上种种不足，限制了柱塞泵更加广泛的应用。

专利文献CN205895515U提出了一种新型结构的液压泵，其利用柱塞转动的同时进行轴向移动实现单柱塞多冲程的吸、排油功能，将配流功能集成在柱塞上，简化了结构，大幅减少了滑动摩擦副数量，具有体积小、重量轻、排量大、容积效率高的优点。因其核心原理是在工作时有两个维度的运动，被称为二维(2D)活塞泵。然而，二维(2D)活塞泵在运行稳定性和重载荷等方面仍有不足之处，如启动初期自吸能力还有欠缺，现有结构也难以继续增加冲程数量来增大排量从而进一步提升功重比。

发明内容

为克服上述问题，本实用新型提供一种叠柱式二维活塞单体泵，结构紧凑，重量轻，容积效率高，能够显著增加单位时间冲程数量以实现大排量，并通过自增压改善油液吸入特性。

本实用新型采用的技术方案是：叠柱式二维活塞单体泵，包括沿轴心线依次且同轴设置的端盖、辅泵体和主泵体，辅泵体的左端面固定安装有端盖，辅泵体的右端与主泵体的左端固定连接，端盖、主泵体和辅泵体共同围成泵体内腔，泵体内腔设有花轴、滚珠排、泵芯组件和圆柱滚轮；

定义端盖所在的一端为左端，轴向是所述的中心轴方向或平行于所述中心轴的方向，周向是围绕所述的中心轴方向，内侧是靠近轴心线的方向，外侧是远离轴心线的方向；

所述主泵体为双层筒状结构，包括由内而外依次套合的内筒和外筒，内筒的左端有部分露出外筒并伸入至辅泵体内，内筒的右端与外筒之间连接有第一环形圈，且内筒、第一环形圈和外筒连为一个整体；主泵体的壁面沿与第一环形圈相对应的位置周向均布有若干用于排油的油道长通孔，油道长通孔自外筒、第一环形圈斜向贯穿至内筒的中部；主泵体的外壁面沿与油道长通孔相对应的位置周向设有主泵体环形槽，油道长通孔沟通主泵体环形槽；

所述辅泵体为单层筒状结构，辅泵体与内筒的左端之间设有第二环形圈，辅泵体与第二环形圈连为一个整体；辅泵体的壁面沿周向均布有若干用于吸油的油道短通孔，油道短通孔位于靠近第二环形圈左端的位置，辅泵体的外壁面沿与油道短通孔相对应的位置周向设有辅泵体环形槽，油道短通孔沟通辅泵体环形槽；第一环形圈沿周向间隔设有若干主泵体滚轮腔，第二环形圈沿周向间隔设有若干辅泵体滚轮腔，油道短通孔有部分与辅泵体滚轮腔连通，主泵体滚轮腔和辅泵体滚轮腔以相位相同的方式配置；

主泵体滚轮腔靠近辅泵体滚轮腔的一侧还开设有滚轮吸油槽，主泵体滚轮腔和辅泵体滚轮腔沟通滚轮吸油槽；主泵体滚轮腔内的上下两端设有轴向的滚轮移动槽；主泵体内筒的壁面沿周向开有与油道长通孔间隔均布的若干油道内孔，滚轮吸油槽沟通油道内孔；

所述圆柱滚轮成对安装在主泵体滚轮腔和辅泵体滚轮腔中，圆柱滚轮包括圆柱滚圈和轴承，圆柱滚圈与泵芯组件的轨道相匹配；安装在辅泵体滚轮腔内的圆柱滚轮的圆柱滚圈中安装有滚轮轴，安装在主泵体滚轮腔内的圆柱滚轮的圆柱滚圈中安装有球头滚轮轴，球头滚轮轴能沿滚轮移动槽轴向移动，并通过紧靠相邻的圆柱滚轮和泵芯组件的轨道进行轴向约束；

所述花轴的轴心线与辅泵体和主泵体的轴心线重合，花轴分为圆柱段和十字轴段，其中圆柱段穿设端盖，十字轴段上设有两组相位差度的轴向翼缘，相邻轴向翼缘之间形成滑动槽；

所述泵芯组件包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括一组活塞环长键，活塞环长键的外侧套设有活塞环，活塞环长键的左右两端分别通过卡槽和台阶同轴设有活塞环内轨道和活塞环外轨道，并通过螺栓固定连接；一组活塞环长键对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴轴向滑动；活塞环表面间隔均布有开口方向相反的左U型配流槽、右U型配流槽各若干个，其槽宽与间隔距离相等且与主泵体的油道内孔和油道长通孔的内径相匹配；

活塞环内轨道和活塞环外轨道轴心线方向的投影呈圆环状，活塞环外轨道的内径大于活塞环内轨道的外径；活塞环内轨道和活塞环外轨道朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓所述曲面沿凸轮轴向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；活塞环内轨道和活塞环外轨道的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即活塞环内轨道曲面最高点轴向对应活塞环外轨道曲面最低点；

所述同心环组件包括一组同心环长键，同心环长键的左端安装有第一同心环和同心环外轨道，同心环长键的右端安装有第二同心环和同心环内轨道；一组同心环长键，对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴轴向滑动；同心环内轨道和同心环外轨道轴心线方向的投影呈圆环状，同心环外轨道的外径大于同心环内轨道的内径；同心环内轨道和同心环外轨道朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓曲面沿轴心线方向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；同心环内轨道和同心环外轨道的凸轮轮廓曲面曲面以半个周期相位差相对布置，即同心环内轨道曲面最高点轴向对应同心环外轨道曲面最低点；

所述活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴上，活塞环长键与轴向翼缘之间、同心环长键与轴向翼缘之间均设有滚珠排；同心环外轨道套设在活塞环内轨道的外侧，活塞环外轨道套设在同心环内轨道的外侧；活塞环外轨道的曲面最高点轴向对应同心环外轨道曲面最高点；活塞环组件和同心环组件随花轴转动的同时，在圆柱滚轮的约束下进行轴向往复运动，且方向相反；

所述凸轮轮廓曲面的周期、油道短通孔、油道长通孔、主泵体滚轮腔、辅泵体滚轮腔、油道内孔、左U型配流槽和右U型配流槽的数量均相等；

所述活塞环、第一同心环和主泵体之间围合成左闭腔，活塞环、第二同心环和主泵体之间围合成右闭腔；活塞环、第一同心环、第二同心环和主泵体都为间隙配合；主泵体环形槽通过油道长通孔与左闭腔、右闭腔沟通，辅泵体环形槽通过油道短通孔与泵体内腔沟通，泵体内腔中充盈有油液，泵体内腔通过油道内孔与左闭腔、右闭腔沟通；

所述泵芯组件以轴心线旋转时，左闭腔和右闭腔的容积大小随活塞环组件和同心环组件方向相反的往复运动而发生周期性变化，并依次与油道长通孔、油道内孔沟通，连续从辅泵体环形槽吸油，向主泵体环形槽排油。

进一步，所述端盖与辅泵体之间设有密封圈，花轴圆柱段的端面上开设有花键孔，端盖通过台阶和挡圈固定在花轴圆柱段，并通过U型密封圈密封。

进一步，所述主泵体和辅泵体互相嵌合，并通过螺柱连接。

进一步，所述凸轮轮廓曲面为等加等减速凸轮轮廓曲面。

进一步，所述凸轮轮廓曲面的周期、油道短通孔、油道长通孔、主泵体滚轮腔、辅泵体滚轮腔、油道内孔、左U型配流槽和右U型配流槽的数量均为5个。

本实用新型的有益效果是：

1)排量增加。通过增加圆柱滚轮数量，大幅增加单位时间工作容腔的吸排油次数。通过活塞环组件和同心环组件同时进行方向相反的轴向往复运动，工作容腔轴向变化的最大距离达到等加等减速凸轮轨道冲程的两倍。因此同等外形尺寸条件下，本实用新型的结构更加紧凑，排量更大。

2)吸入特性改进。成对圆柱滚轮在非对称的滚轮腔内高速相向转动，利于改善吸入特性，产生自增压效果，还有利于实现动压支承，减少滚轮磨损。

3)使用寿命增加。单体泵结构简单，滑动摩擦副大幅减少，传动部件在油液中浸润，有利于润滑和冷却，减少磨损。一侧圆柱滚轮可轴向移动，实现轨道与滚轮磨损的轴向补偿。

4)配合泵壳易于实现液压泵的模块化。便于检修、替换和组合，进一步增加整机使用寿命和运维成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是辅泵体和主泵体的结构示意图。

图3a是活塞环组件的爆炸图。

图3b是同心环组件的爆炸图。

图4a是安装在主泵体滚轮腔内的圆柱滚轮的结构示意图。

图4b是安装在辅泵体滚轮腔内的圆柱滚轮的结构示意图。

图5是滚珠排与花轴的结构示意图。

图6a-6e为本实用新型示例旋转一个周期的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照附图，叠柱式二维活塞单体泵，包括沿轴心线依次且同轴设置的端盖3、辅泵体5和主泵体6，辅泵体5的左端面固定安装有端盖3，辅泵体5的右端与主泵体6的左端互相嵌合，并通过螺柱固定连接，端盖3、主泵体6和辅泵体5共同围成泵体内腔，泵体内腔设有花轴1、滚珠排2、泵芯组件4和圆柱滚轮7；端盖3与辅泵体5之间设有密封圈，花轴1圆柱段的端面上开设有花键孔，端盖3通过台阶和挡圈固定在花轴1圆柱段，并通过U型密封圈密封。

定义端盖3所在的一端为左端，轴向是所述的中心轴方向或平行于所述中心轴的方向，周向是围绕所述的中心轴方向，内侧是靠近轴心线的方向，外侧是远离轴心线的方向；

所述主泵体6为双层筒状结构，包括由内而外依次套合的内筒和外筒，内筒的左端有部分露出外筒并伸入至辅泵体5内，内筒的右端与外筒之间连接有第一环形圈，且内筒、第一环形圈和外筒连为一个整体；主泵体6的壁面沿与第一环形圈相对应的位置周向均布有5个用于排油的油道长通孔A5，油道长通孔A5自外筒、第一环形圈斜向贯穿至内筒的中部；主泵体6的外壁面沿与油道长通孔A5相对应的位置周向设有主泵体环形槽A6，油道长通孔A5沟通主泵体环形槽A6；

所述辅泵体5为单层筒状结构，辅泵体5与内筒的左端之间设有第二环形圈，辅泵体5与第二环形圈连为一个整体；辅泵体5的壁面沿周向均布有5个用于吸油的油道短通孔A7，油道短通孔A7位于靠近第二环形圈左端的位置，辅泵体5的外壁面沿与油道短通孔A7相对应的位置周向设有辅泵体环形槽A9，油道短通孔A7沟通辅泵体环形槽A9；第一环形圈沿周向间隔设有5个主泵体滚轮腔A1，第二环形圈沿周向间隔设有5个辅泵体滚轮腔A8，油道短通孔A7有部分与辅泵体滚轮腔A8连通，主泵体滚轮腔A1和辅泵体滚轮腔A8以相位相同的方式配置；

主泵体滚轮腔A1靠近辅泵体滚轮腔A8的一侧还开设有滚轮吸油槽A3，主泵体滚轮腔A1和辅泵体滚轮腔A8沟通滚轮吸油槽A3；主泵体滚轮腔A1内的上下两端设有轴向的滚轮移动槽A2；主泵体6内筒的壁面沿周向开有与油道长通孔A5间隔均布的5个油道内孔A4，滚轮吸油槽A3沟通油道内孔A4；

所述圆柱滚轮7成对安装在主泵体滚轮腔A1和辅泵体滚轮腔A8中，圆柱滚轮7包括圆柱滚圈41和轴承42，圆柱滚圈41与泵芯组件4的轨道相匹配；安装在辅泵体滚轮腔A8内的圆柱滚轮7的圆柱滚圈41中安装有滚轮轴44，安装在主泵体滚轮腔A1内的圆柱滚轮7的圆柱滚圈41中安装有球头滚轮轴43，球头滚轮轴43能沿滚轮移动槽A2轴向移动，并通过紧靠相邻的圆柱滚轮7和泵芯组件4的轨道进行轴向约束；

所述花轴1的轴心线与辅泵体5和主泵体6的轴心线重合，花轴1分为圆柱段和十字轴段，其中圆柱段穿设端盖3，十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，相邻轴向翼缘之间形成滑动槽；

所述泵芯组件4包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括一组活塞环长键32，活塞环长键32的外侧套设有活塞环33，活塞环长键32的左右两端分别通过卡槽和台阶同轴设有活塞环内轨道31和活塞环外轨道34，并通过螺栓固定连接；一组活塞环长键32对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴1轴向滑动；活塞环33表面间隔均布有开口方向相反的左U型配流槽A10a、右U型配流槽A10b各5个，其槽宽与间隔距离相等且与主泵体6的油道内孔A4和油道长通孔A5的内径相匹配；

活塞环内轨道31和活塞环外轨道34轴心线方向的投影呈圆环状，活塞环外轨道34的内径大于活塞环内轨道31的外径；活塞环内轨道31和活塞环外轨道34朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，该凸轮轮廓曲面为5个周期的等加等减速凸轮轮廓曲面；活塞环内轨道31和活塞环外轨道34的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即活塞环内轨道31曲面最高点轴向对应活塞环外轨道34曲面最低点；

所述同心环组件包括一组同心环长键37，同心环长键37的左端安装有第一同心环36和同心环外轨道35，同心环长键37的右端安装有第二同心环38和同心环内轨道39；一组同心环长键37，对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴1轴向滑动；同心环内轨道39和同心环外轨道35轴心线方向的投影呈圆环状，同心环外轨道35的外径大于同心环内轨道39的内径；同心环内轨道39和同心环外轨道35朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，该凸轮轮廓曲面为5个周期的等加等减速凸轮轮廓曲面；同心环内轨道39和同心环外轨道35的凸轮轮廓曲面曲面以半个周期相位差相对布置，即同心环内轨道39曲面最高点轴向对应同心环外轨道35曲面最低点；

所述活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴1上，活塞环长键32与轴向翼缘之间、同心环长键37与轴向翼缘之间均设有滚珠排2；同心环外轨道35套设在活塞环内轨道31的外侧，活塞环外轨道34套设在同心环内轨道39的外侧；活塞环外轨道34的曲面最高点轴向对应同心环外轨道35曲面最高点；活塞环组件和同心环组件9随花轴1转动的同时，在圆柱滚轮7的约束下进行轴向往复运动，且方向相反；

所述活塞环33、第一同心环36和主泵体6之间围合成左闭腔A11，活塞环33、第二同心环38和主泵体6之间围合成右闭腔A12；活塞环33、第一同心环36、第二同心环38和主泵体6都为间隙配合；主泵体环形槽A6通过油道长通孔A5与左闭腔A11、右闭腔A12沟通，辅泵体环形槽A9通过油道短通孔A7与泵体内腔沟通，泵体内腔中充盈有油液，泵体内腔通过油道内孔A4与左闭腔A11、右闭腔A12沟通；

所述泵芯组件4以轴心线旋转时，左闭腔A11和右闭腔A12的容积大小随活塞环组件8和同心环组件9方向相反的往复运动而发生周期性变化，并依次与油道长通孔A5、油道内孔A4沟通，连续从辅泵体环形槽A9吸油，向主泵体环形槽A6排油。

具体的工作原理为：所述叠柱式二维活塞单体泵，油液从环形槽A9经油道短通孔A7充盈泵体内腔，经滚轮腔A1和滚轮腔A8沟通滚轮吸油槽A3，进入油道内孔A4。泵芯组件4以如图6a所示方向作周向旋转，以如图6b时为运动部件的零位初始位置，其随后各组件运动规律如图6c～6e。

如图6b初始0度，左U型配流槽A10a和油道内孔A4沟通的第一配流窗口处于打开临界，右U型配流槽A10b和油道长通孔A5沟通的第二配流窗口处于打开临界。活塞环外轨道34的等加等减速曲面最高点与辅泵体5中的圆柱滚轮7相抵，同心环内轨道39的等加等减速曲面最低点与辅泵体5中的圆柱滚轮7相抵。同时，活塞环内轨道31的等加等减速曲面最低点与主泵体6中的圆柱滚轮7相抵，同心环外轨道35的等加等减速曲面最高点与主泵体6中的圆柱滚轮7相抵。随着泵芯组件4的周向旋转，由于圆柱滚轮7的约束，活塞环组件8开始沿轴向等加速度向右移动，同心环组件9开始沿轴向等加速度向左移动。第一配流窗口和第二配流窗口打开，且开度逐渐加大。左闭腔A11容积开始扩大，油液通过第一配流窗口自油道内孔A4被吸入。右闭腔A12容积开始缩小，油液通过第二配流窗口从油道长通孔A5排出。

如图6c，泵芯组件4周向旋转18度，活塞环组件和同心环组件达到轴向行程中位，第一配流窗口和第二配流窗口开度达到最大。随着泵芯组件4继续旋转，活塞环组件8开始沿轴向等减速度继续向右移动，同心环组件9开始沿轴向等减速度继续向左移动，第一配流窗口和第二配流窗口开度逐渐减小，左闭腔A11容积继续扩大并吸入油液，右闭腔A12容积继续缩小并排出油液。

如图6d，泵芯组件4周向旋转36度，活塞环组件和同心环组件达到轴向行程向左移动的终端，左闭腔A11容积达到最大，右闭腔A12容积达到最小，第一配流窗口和第二配流窗口关闭，左闭腔A11吸油过程结束，右闭腔A12排油过程结束。该时刻左U型配流槽A10a和油道长通孔A5沟通的第三配流窗口处于打开临界，左U型配流槽A10b和油道内孔A4沟通的第四配流窗口处于打开临界。活塞环外轨道34的等加等减速曲面最低点与辅泵体5中的圆柱滚轮7相抵，同心环内轨道39的等加等减速曲面最高点与辅泵体5中的圆柱滚轮7相抵。同时，活塞环内轨道31的等加等减速曲面最高点与主泵体6中的圆柱滚轮7相抵，同心环外轨道35的等加等减速曲面最低点与主泵体6中的圆柱滚轮7相抵。随着泵芯组件4继续周向旋转，活塞环组件8开始沿轴向等加速度向左移动，同心环组件9开始沿轴向等加速度向右移动。第三配流窗口和第四配流窗口打开，且开度逐渐加大。左闭腔A11容积开始缩小，油液通过第三配流窗口从油道长通孔A5排出。右闭腔A12容积开始扩大，油液通过第四配流窗口自油道内孔A4吸入。

如图6e，泵芯组件4周向旋转54度，活塞环组件和同心环组件达到轴向行程中位，第三配流窗口和第四配流窗口开度达到最大。随着泵芯组件4继续旋转，活塞环组件8开始沿轴向等减速度继续向左移动，同心环组件9开始沿轴向等减速度继续向右移动，第三配流窗口和第四配流窗口开度逐渐减小，左闭腔A11容积继续缩小并排出油液，右闭腔A12容积继续扩大并吸入油液。

泵芯组件4周向旋转72度时，各运动部件位置和运动趋势与初始0度时相同，左闭腔A11容积达到最小，第三配流窗口关闭，左闭腔A11排油过程结束。右闭腔A12容积达到最大，第四配流窗口关闭，右闭腔A12吸油过程结束。泵芯组件4继续旋转将开始重复上述周期运动。

泵芯组件4旋转72度，左闭腔A11和右闭腔A12各完成1次吸排油过程。如此，以5周期轨道为例，泵芯组件4旋转1周360度共能完成10次吸排油过程。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：包括沿轴心线依次且同轴设置的端盖(3)、辅泵体(5)和主泵体(6)，辅泵体(5)的左端面固定安装有端盖(3)，辅泵体(5)的右端与主泵体(6)的左端固定连接，端盖(3)、主泵体(6)和辅泵体(5)共同围成泵体内腔，泵体内腔设有花轴(1)、滚珠排(2)、泵芯组件(4)和圆柱滚轮(7)；

定义端盖(3)所在的一端为左端，轴向是所述的轴心线方向或平行于所述轴心线的方向，周向是围绕所述的轴心线的方向，内侧是靠近轴心线的方向，外侧是远离轴心线的方向；

所述主泵体(6)为双层筒状结构，包括由内而外依次套合的内筒和外筒，内筒的左端有部分露出外筒并伸入至辅泵体(5)内，内筒的右端与外筒之间连接有第一环形圈，且内筒、第一环形圈和外筒连为一个整体；主泵体(6)的壁面沿与第一环形圈相对应的位置周向均布有若干用于排油的油道长通孔(A5)，油道长通孔(A5)自外筒、第一环形圈斜向贯穿至内筒的中部；主泵体(6)的外壁面沿与油道长通孔(A5)相对应的位置周向设有主泵体环形槽(A6)，油道长通孔(A5)沟通主泵体环形槽(A6)；

所述辅泵体(5)为单层筒状结构，辅泵体(5)与内筒的左端之间设有第二环形圈，辅泵体(5)与第二环形圈连为一个整体；辅泵体(5)的壁面沿周向均布有若干用于吸油的油道短通孔(A7)，油道短通孔(A7)位于靠近第二环形圈左端的位置，辅泵体(5)的外壁面沿与油道短通孔(A7)相对应的位置周向设有辅泵体环形槽(A9)，油道短通孔(A7)沟通辅泵体环形槽(A9)；第一环形圈沿周向间隔设有若干主泵体滚轮腔(A1)，第二环形圈沿周向间隔设有若干辅泵体滚轮腔(A8)，油道短通孔(A7)有部分与辅泵体滚轮腔(A8)连通，主泵体滚轮腔(A1)和辅泵体滚轮腔(A8)以相位相同的方式配置；

主泵体滚轮腔(A1)靠近辅泵体滚轮腔(A8)的一侧还开设有滚轮吸油槽(A3)，主泵体滚轮腔(A1)和辅泵体滚轮腔(A8)沟通滚轮吸油槽(A3)；主泵体滚轮腔(A1)内的上下两端设有轴向的滚轮移动槽(A2)；主泵体(6)内筒的壁面沿周向开有与油道长通孔(A5)间隔均布的若干油道内孔(A4)，滚轮吸油槽(A3)沟通油道内孔(A4)；

所述圆柱滚轮(7)成对安装在主泵体滚轮腔(A1)和辅泵体滚轮腔(A8)中，圆柱滚轮(7)包括圆柱滚圈(41)和轴承(42)，圆柱滚圈(41)与泵芯组件(4)的轨道相匹配；安装在辅泵体滚轮腔(A8)内的圆柱滚轮(7)的圆柱滚圈(41)中安装有滚轮轴(44)，安装在主泵体滚轮腔(A1)内的圆柱滚轮(7)的圆柱滚圈(41)中安装有球头滚轮轴(43)，球头滚轮轴(43)能沿滚轮移动槽(A2)轴向移动，并通过紧靠相邻的圆柱滚轮(7)和泵芯组件(4)的轨道进行轴向约束；

所述花轴(1)的轴心线与辅泵体(5)和主泵体(6)的轴心线重合，花轴(1)分为圆柱段和十字轴段，其中圆柱段穿设端盖(3)，十字轴段上设有两组相位差90度的轴向翼缘，相邻轴向翼缘之间形成滑动槽；

所述泵芯组件(4)包括活塞环组件和同心环组件，活塞环组件包括一组活塞环长键(32)，活塞环长键(32)的外侧套设有活塞环(33)，活塞环长键(32)的左右两端分别通过卡槽和台阶同轴设有活塞环内轨道(31)和活塞环外轨道(34)，并通过螺栓固定连接；一组活塞环长键(32)对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴(1)轴向滑动；活塞环(33)表面间隔均布有开口方向相反的左U型配流槽(A10a)、右U型配流槽(A10b)各若干个，其槽宽与间隔距离相等且与主泵体(6)的油道内孔(A4)和油道长通孔(A5)的内径相匹配；

活塞环内轨道(31)和活塞环外轨道(34)轴心线方向的投影呈圆环状，活塞环外轨道(34)的内径大于活塞环内轨道(31)的外径；活塞环内轨道(31)和活塞环外轨道(34)朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓所述曲面沿凸轮轴向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；活塞环内轨道(31)和活塞环外轨道(34)的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即活塞环内轨道(31)曲面最高点轴向对应活塞环外轨道(34)曲面最低点；

所述同心环组件包括一组同心环长键(37)，同心环长键(37) 的左端安装有第一同心环(36)和同心环外轨道(35)，同心环长键(37)的右端安装有第二同心环(38)和同心环内轨道(39)；一组同心环长键(37)，对称设置在十字轴段的滑动槽内，并能沿花轴(1)轴向滑动；同心环内轨道(39)和同心环外轨道(35)轴心线方向的投影呈圆环状，同心环外轨道(35)的外径大于同心环内轨道(39)的内径；同心环内轨道(39)和同心环外轨道(35)朝向相对的轴向端面上分别设有凸轮轮廓曲面，凸轮轮廓曲面沿轴心线方向的投影呈圆环形，并带有轴向的周期性起伏；同心环内轨道(39)和同心环外轨道(35)的凸轮轮廓曲面以半个周期相位差相对布置，即同心环内轨道(39)曲面最高点轴向对应同心环外轨道(35)曲面最低点；

所述活塞环组件和同心环组件同轴且相对的嵌套于花轴(1)上，活塞环长键(32)与轴向翼缘之间、同心环长键(37)与轴向翼缘之间均设有滚珠排(2)；同心环外轨道(35)套设在活塞环内轨道(31)的外侧，活塞环外轨道(34)套设在同心环内轨道(39)的外侧；活塞环外轨道(34)的曲面最高点轴向对应同心环外轨道(35)曲面最高点；活塞环组件和同心环组件(9)随花轴(1)转动的同时，在圆柱滚轮(7)的约束下进行轴向往复运动，且方向相反；

所述凸轮轮廓曲面的周期、油道短通孔(A7)、油道长通孔(A5)、主泵体滚轮腔(A1)、辅泵体滚轮腔(A8)、油道内孔(A4)、左U型配流槽(A10a)和右U型配流槽(A10b)的数量均相等；

所述活塞环(33)、第一同心环(36)和主泵体(6)之间围合成左闭腔(A11)，活塞环(33)、第二同心环(38)和主泵体(6)之间围合成右闭腔(A12)；活塞环(33)、第一同心环(36)、第二同心环(38)和主泵体(6)都为间隙配合；主泵体环形槽(A6)通过油道长通孔(A5)与左闭腔(A11)、右闭腔(A12)沟通，辅泵体环形槽(A9)通过油道短通孔(A7)与泵体内腔沟通，泵体内腔中充盈有油液，泵体内腔通过油道内孔(A4)与左闭腔(A11)、右闭腔(A12)沟通；

所述泵芯组件(4)以轴心线旋转时，左闭腔(A11)和右闭腔(A12)的容积大小随活塞环组件(8)和同心环组件(9)方向相反的往复运动而发生周期性变化，并依次与油道长通孔(A5)、油道内孔(A4)沟通，连续从辅泵体环形槽(A9)吸油，向主泵体环形槽(A6)排油。

2.如权利要求1所述的叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：所述端盖(3)与辅泵体(5)之间设有密封圈，花轴(1)圆柱段的端面上开设有花键孔，端盖(3)通过台阶和挡圈固定在花轴(1)圆柱段，并通过U型密封圈密封。

3.如权利要求1所述的叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：所述主泵体(6)和辅泵体(5)互相嵌合，并通过螺柱连接。

4.如权利要求1所述的叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：所述凸轮轮廓曲面为等加等减速凸轮轮廓曲面。

5.如权利要求1所述的叠柱式二维活塞单体泵，其特征在于：所述凸轮轮廓曲面的周期、油道短通孔(A7)、油道长通孔(A5)、主泵体滚轮腔(A1)、辅泵体滚轮腔(A8)、油道内孔(A4)、左U型配流槽(A10a)和右U型配流槽(A10b)的数量均为5个。

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