[发明专利]转子流体机械变容机构

说明书

技术领域

本发明涉及液动或气动动力机，特别是转子流体机械变容机构。

背景技术

目前的各类流体旋转变容机构运动方式有：螺旋运动方式、齿轮啮合运动方式和偏心轮旋转的方式，这几类运动方式都有各种各样的优缺点，但其优缺点是相对的。

流体机械是工农业生产中广泛使用的机械，并得到了充分的发展，在科学与技术不断发展的过程当中，现实生产中对能耗的减少及环境的保护要求，都使得对流体机械的技术和经济要求越来越高，因此，人们不断在已有的机械机构上对零件的具体结构设计、加工工艺以及材料等方面进行完善，以进一步提高其各项经济技术指标。

变容式内燃机、压缩机、泵、马达以及由此洐生出的其它如计量装置等流体机械其工况各不同，并各自行成了独立的技术领域，然而，它们的主要执行机构都是容积类机构，即它们的主要执行机构都是具有产生周期变化闭合容腔的功能的机构。对转子式流体机械机构实现的突破，其所具有的某些优良特性吸引人们创造出各种各样的转子变容类机械，以高速旋变容转机械取代低速往复变容机械是符合现代机器的设计方向。常见的旋转变容机械包括叶片式泵或马达变容机构、齿轮式泵或马达变容机构、偏心旋转式变容机构（单作用叶片式、滑片式或揉动机构），罗茨式等。

叶片泵根据其作用次数的不同，可分为单作用和双作用两种。单作用叶片泵的特点是：转子每转一周完成吸、排油各一次，双作用叶片泵的特点是：转子每转一周完成吸、排油各二次。双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流量均匀性好，转子体所受径向液压力基本平衡，双作用叶片泵一般为定量泵，单作用叶片泵一般为变量泵。叶片泵的特点是：结构紧凑，工作压力较高，流量脉动小，工作平稳，噪声小，体积小，重量轻，寿命较长轴承使用寿命长，耐久性好，容积效率较高，工作压力较高，叶片泵的缺点是：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，叶片容易咬死、工作可靠性较差，结构较复杂，制造工艺要求比较高，调速范围小，最高转速较低，因叶片甩出力、吸油速度和磨损等因素的影响，泵的转速不能太大，也不宜太小，如果转速太高，由于其吸油速度太快，会产生气穴现象，反而吸不进油，或吸油不连续，转速低时，因离心力不够，叶片不能紧贴在定子内表面，不能形成密封良好的封闭容积，从而吸不上油。泵的结构比齿轮泵复杂，叶片泵与齿轮泵、柱塞泵比较，其噪音是最低的，机床行业用的比较多，大多都是采用这种泵，叶片泵在机床、工程机械、船舶、压铸及冶金行业中得到广泛应用。叶片液压马达最大的优点是体积小、惯性小，动作灵敏，允许换向频率很高、甚至可在几毫秒内换向，但最大的弱点是泄漏较大，机械特性较软，不能在较低转速下工作，调速范围不能很大，因此适用于低转矩，高转速及对惯性要求较小，对机械特性要求不严的场合，由于变量叶片液压马达结构较复杂，相对运动部件多、泄漏较大，容积效率低，机械特性软及调节不便等原因，叶片液压马达一般都制成定量式的，即一般叶片液压马达都是双作用式的定量液压马达。

柱塞泵是容积泵效率高，能用于液气两种介质，但往复运动有很大惯性的缺陷，只限低速，结构很复杂易损，单缸压力、流量波动很大，柱塞泵(液压马达)由于构成密封工作腔的构件—柱塞和缸体内孔均为圆柱表面，加工方便，容易得到较高的配合精度，密封性好，故容积效率高，工作压力高，同时这种泵只要改变柱塞的行程就可以很方便的改变其流量，易于实现变量，因此，柱塞泵适用于高压、大流量、大功率的液压系统和流量需要调节的场合。

齿轮泵的特点是：造价低，结构简单，体积小，质量轻，工艺性好，价格便宜，自吸能力强，对油液污染不敏感，转速范围大，维护方便，工作可靠，用于低压系统，对工作介质清洁度要求低，有径向作用力（存在内漏），自吸性能好，压力脉动大；它的缺点是困油现象严重，径向不平衡力大，泄漏大，流量脉动大，噪声较高，和齿轮泵一样，齿轮液压马达由于密封性差，容积效率较低，所以输入的油压不能过高，因而不能产生较大的转矩，并且转速和转矩都随着齿轮啮合情况而脉动。齿轮液压马达多用于高转速低转矩的液压系统，齿轮泵一般都可以直接作液压马达使用，即齿轮泵与齿轮液压马达二者是可互换使用。

罗茨式变容机械属于旋转变容机构，机构内装有两个相反方向同步旋转的双叶形或多叶形的转子，转子间、转子与壳内壁之间均保持一定的间隙，作用原理有点类似齿轮泵，而偏心旋转变容方式是指偏心安装的转子在容腔中的旋转来实现变容的方式。

发明内容