[发明专利]旋转式轴向柱塞泵

说明书

本发明与旋转式液压装置有关，更具体地说与旋转式轴向柱塞液压泵和液压马达的出、入口的定时有关。

为了方便起见，本发明将结合其实施在一轴向变排液量柱塞泵的最佳实施例来进行说明，但是可以理解本发明的原理也同样可适用于所谓斜轴式的柱塞泵以及相似结构的液压马达。

常规的轴向变排液量柱塞泵包含有一壳体，在壳体内，缸体连接到转动的驱动轴上。该缸体包含有多个绕着该转动轴线按圆周排列的转缸腔室，对应的多个柱塞可滑动地放置其相应的转缸内。柱塞与斜盘式凸轮相啮合，此斜盘凸轮在泵壳体内的位置可以改变，用以共同地调整转缸内柱塞的行程或排液量。缸体转动靠压在带有弧形出、入口的腰子形槽的阀板上，该腰子形槽以众所周知的方式在柱塞作往复运动的缸腔的端孔和泵壳体上的出、入通路与出、入口之间提供合适的相位或定时的连通。

借助于上述槽的端部按圆周排列定位在阀板上进行对柱塞泵的定时，包括在某角度位置匹配泵缸压力和出入通道压力，在该角度位置缸开始通过上述槽与进口孔和出口孔连通。这样，泵的定时一般说来仅对一种工况最佳，即包括了进和出口压力、泵速度、流体流量、流体温度和流体类型的一种设计组合。当泵偏离这些最佳或设计工况时，就会在缸体内产生的流体压缩不足或压缩过度，引起定时槽边缘出现大的流体速度、噪音和流体气蚀、泵的磨损以及流动脉动形成的压力波动的现 象。所有这些作用在可控液压流体通路中都是不希望出现的。

美国专利4，175，472公开一旋转式轴向柱塞液压泵，该泵具有一阀装置用以改变在进口和出口孔的有效出、入口定时。其阀元件对进口和出口孔之间的液体压力差有反应。于是，出现了一个问题，即作用在阀元件的阀板出口孔的瞬时压力变化，可能不符合需要地改变阀元件的位置及在泵出、入口的定时。

在压力不变的情况下，改变泵的排液量是操作泵的正常作法。然而，以微处理机为基础的调节系统，在多个所希望的其他泵的操作模式中，诸如常流量和常动力工作模式中，提供加强的调节的便利。然而，在不符合泵设计的条件下，泵的定时就不是最佳的，结果导致出现上面所说的各种问题。

本发明总的目的是提供一种旋转式液压装置，诸如轴向变排液量柱塞泵，在此泵中出、入口的定时随工况而变。本发明的更具体的目的是提供具有上述性能的轴向柱塞泵，对二个工况，特别是对大的和小的输出压力工况，它的定时是最佳的。这样，本发明的另一更具体的目的是对旋转式轴向柱塞泵，诸如变排液量柱塞泵，提供双压力定时。

按照本发明，一旋转式轴向柱塞泵包括一壳体，安装以环绕壳体内的一轴线而转动的一转动轴，一缸体与该转动轴相连用以在壳体内与该轴共同转动，并至少有一个、最好有多个沿圆周方面平行排列并环绕该轴线安置的转缸。柱塞安置在各转缸内作往复运动，该柱塞连到一斜盘上以决定缸内柱塞的排液量。一阀板附加在壳体内用来与旋转的缸体进行贴面啮合。阀板包括在相应于转缸转动轴线一个半径的距离处有一弧形槽，当该转缸与槽对正时，分别把转缸连接到轴向柱塞泵的进、出口孔。

根据一个表征本发明的一个方面的显著特点，阀板包括分别装在该板上靠近弧形槽处的该第一和第二压力阀，并对流体的压力作出反应使 该转缸通向邻近的槽，从而，在效果上延伸了该槽的弧形尺寸，并作为液体压力的函数而改变轴向柱塞泵的定时。在本发明的最佳实施例中，具体应用于一轴向变排液量柱塞泵的双压力定时，压力阀装在阀板之内，相对于转动轴和缸体的转动的预定方向靠近对应的第一槽和第二槽的前缘，为的是作为泵输出压力的函数，有效地提前和滞后泵的定时。每个压力阀有一位于有关的径向孔内的阀芯，阀芯有一缩腰部用来有选择地联结从径向孔到阀板上的转缸啮合面和到邻近的阀板槽延伸的阀通路。一导向通路从各个径向孔内端延伸到与泵的流体出口孔有关的阀板槽，一个螺旋弹簧在阀板和每个阀芯的外端之间保持在压缩状态，阀板装在泵壳内含有在壳体压力下的流体的腔室内，而阀弹簧被一具有阻尼孔的保持架保持在阀板内，通过该阻尼孔，流体可在壳体压力下流入或流出该弹簧腔室。此外，在本发明中，通过提供以各由一有关的弹簧啮合的独立的阀及通过该阻尼孔将阀元件偏置弹簧腔室通向壳体压力，就能克服上述因瞬时压力变化而导致出现的不符合需要的阀元件位置及泵出、入口定时的变化。因此，通过弹簧一腔室孔的在壳体压力下受限制的流体流动有效地阻止作用在相应阀元件的瞬时压力起伏。