[发明专利]一种数字式径向柱塞变量泵

说明书

技术领域

本发明属于液压技术领域，涉及一种径向柱塞泵，具体涉及一种可通过电脉冲信号频率控制实现流量精细调节的数字式径向柱塞变量泵。

背景技术

径向柱塞泵在液压领域有着广泛的应用。因为这种柱塞泵不仅结构简单、成本低廉，而且抗污染能力强，即使在恶劣的环境下也可以稳定的工作很长时间。现有的径向柱塞泵一般都是在进出油口设置单向阀，由于进出油口单向阀并未同时开启，便形成了密封油腔。同时密封油腔内的柱塞组件沿其轴线做往复运动，密封油腔的容积便会产生周而复始的大小变化，从而达到吸油和排油的目的。同时径向柱塞泵为了实现输出排量大小的调节，在上述结构基础上加入了变量机构，这些变量机构主要用来改变柱塞组件的运动行程或者运动规律。这种变量式径向柱塞泵的缺点在于变量机构复杂而且可靠性差，导致其单位功率的重量和体积较大。

为了实现径向柱塞泵输出排量的可调节性，国内外许多专家对于变量机构做了大量研究，例如授权公告号为CN104819115A的变量柱塞泵是利用步进电机驱动变量机构改变转子的偏心距从而改变柱塞组件的运动行程，这种变量泵缺点已在上文提及，且机械传动时会存在非线性因素对系统输出产生干扰。又如授权公告号为CN104929885A的变量泵，利用两个高速开关阀进行配流，通过在排液过程中延迟关闭进油口高速开关阀的关闭实现泵排量的改变。该发明将高速开关阀安装在泵体内，整个泵体体积较大，故只在一定程度上简化了机构。在排量的调节机制上既要考虑高速开关阀的开关频率，同时又有延时时间，故其控制策略较为冗杂。不仅如此，其进油口单向阀经常要处于反向开启的状态，这对设计工作提出了很高的要求。总而言之，这些研究效果有限，反而会使得制造成本增高，技术经济指标不合理，故这些变量机构的应用未能得到推广。因此，如何设计一种结构简单有效且易于控制的数字式径向柱塞变量泵是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有变量式径向柱塞泵变量机构复杂，且排量调节机制繁琐的不足，提供了一种可通过电脉冲信号调节排量的数字式径向柱塞变量泵。本发明是一种利用高速开关阀实现排量脉宽调制的变量泵；是一种可通过改变多个高速开关阀控制信号脉冲频率来调整输出排量的径向柱塞泵；是一种可根据液压回路负载需求，实时匹配调整泵输出功率的节能型柱塞变量泵。

本发明包括转轴组件、柱塞组件、前盖板、后盖板、后盖、泵罩和变量机构；所述的转轴组件包括中心转轴和偏心传动件；中心转轴输入动力，并驱动偏心传动件偏心转动。

所述的柱塞组件包括柱塞杆、复位弹簧、柱塞缸和单向阀；所述的柱塞杆与柱塞缸的柱塞腔构成滑动副；所述的复位弹簧套置在柱塞杆上，将柱塞杆贴紧于偏心传动件上；所述柱塞缸的圆筒端端面开有沉孔，沉孔的孔壁设有内螺纹；柱塞缸的圆筒端开设多个沿周向均布的溢流孔，且圆筒端外圆面设有外螺纹；所述的溢流孔为径向孔，两端分别开口于圆筒的内外壁；所述柱塞缸的进油口均安装有单向阀；多个柱塞组件沿着周向均布。

所述的前盖板通过轴承支承在靠近中心转轴的动力输入端处；前盖板的侧面与柱塞缸的方形筒端侧面贴紧并固定；前盖板在内部开有单向通道，单向通道的入口与柱塞缸出油口连通；所述的后盖板通过轴承支承在远离中心转轴的动力输入端处，并与柱塞缸的方形筒端及前盖板固定。所述的泵罩套在柱塞组件外；泵罩的两端分别与前盖板和后盖固定；所述泵罩在周向上开设有与柱塞组件数量相等的螺纹孔，与各个柱塞缸圆筒端的外螺纹连接；所述的后盖开设有进油口。

所述的变量机构包括高速电磁阀和闭合弹簧；每个柱塞组件对应设有一个变量机构。所述高速电磁阀的滑阀一端与衔铁焊接，另一端与柱塞缸的柱塞腔构成滑动副，且滑阀位于柱塞缸柱塞腔的一端开设有溢流通道；所述的溢流通道设有与溢流孔数量相等的溢流出口在周向位置与多个溢流孔一一对应；溢流通道的溢流入口将柱塞缸的柱塞腔与所有溢流出口连通。所述闭合弹簧的两端分别与滑阀端面和柱塞缸柱塞腔内的限位阶梯面接触，实现滑阀的复位。高速电磁阀的安装座与柱塞缸的沉孔通过螺纹连接；滑阀在初始位置时，柱塞腔处于密闭状态。