低噪声轴向柱塞泵的配流方法及配流盘结构的制作方法

专利名称：低噪声轴向柱塞泵的配流方法及配流盘结构的制作方法技术领域：本发明是液压机械中的一种低噪声轴向柱塞泵的配流方法及采用该方法设计的一种新型轴向柱塞泵的配流盘结构。图1是本发明的装配简图，图2是本发明的配流盘的结构示意图，图3是图2中的配流盘的Ⅰ-Ⅰ向的剖视图，图4是本发明的配流盘的几何结构图，柱塞7在排油行程的死点在配流盘4上的投影与柱塞7在吸油行程的死点在配流盘4上的投影之间的连线称为死点轴，即图2、图4中的Y-Y′轴，图2、图4中的两个间隔平面12、12′的包角的平分线分别为ON、ON′，ON及ON′与Y-Y′轴的夹角称为错配角，图4中减振槽(孔)14、14′在园周方向的包角称为闭死角。轴向柱塞泵的配流盘的配流噪声是轴向柱塞泵的主要噪声源。现有技术中的轴向柱塞泵配流方法是基于高压腔中无配流冲击的思想，配流盘结构采用对称偏转式结构，即吸油配流槽的包角等于排油配流槽的包角，两错配角的转向均与转子的转向相同。采用上述现有技术中的配流方法及配流盘结构在实际运行中避免不了在配流过程中使油液产生气穴并因气穴振动所产生的噪声。柱塞的油缸脱离排油配流槽进入排油配流槽到吸油配流槽之间的间隔平面(释压区)时，油缸中被机械封闭的油液的初始体积远远小于柱塞的油缸脱离吸油配流槽进入从吸油配流槽到排油配流槽之间的间隔平面(升压区)时油缸中被封闭的油液的初始体积，油缸进入升压区在闭死角的范围内，油压从吸油压力升至排油压力，在油缸进入释压区后，必然存在过释压现象，并且由于轴向柱塞泵的转子受力不平衡，使转子端面与配流盘工作表面之间形成不均匀的楔形密封间隙，楔角随泵的载荷的增大而增大，使进入封闭释压区的油缸5油压因该间隙而提前失压，失压后的油缸再继续进行封闭机械膨胀会造成严重的过释压现象。又因油液的弹性模数很大，过释压使油缸中产生很大的真空度，这种瞬时的真空使油液产生出气穴，当含有气穴的油液被带到排油配流槽时，气穴破碎形成气穴振动，产生出强烈的噪声。本发明是一种低噪声轴向柱塞泵的配流方法及配流盘结构，在转子6上的柱塞7的油缸5周期性地滑过配流盘4上的两个配流槽11、15，沿逆时针方向(与转子6转向相同)分别在吸油配流槽11、排油配流槽15的端部开有一个减振槽(孔)14、14′，本发明的配流方法的特征在于，两配流槽的几何分布采用非对称结构，即排油配流槽的包角小于吸油配流槽的包角，使柱塞的排油行程未结束，柱塞的油缸5便与排油配流槽脱离，进入机械封闭释压区，在释压过程中的微量的排油量和油液体积膨胀量的由减振槽(孔)引入吸油配流槽中。油缸5在闭死区的油液受机械压缩的体积占油液升压所需压缩总体积的20-30%。本发明的的配流盘的特征在于，从吸油配流流槽11到排油配流槽15之间的错配角φ0的偏转方向与转子6的转向相同从排油配流槽15到吸油配流槽11之间的错配角的偏转方向与转子6的转向向相反，为-φ0，错配角φ0的取值范围是3°≤φ0≤7°。如图1所示，转轴1驱动转子6沿逆时针方向转动，转子6上一组油缸5嵌装着柱塞7，柱塞7由弹簧和油压通过滑履8顶紧斜盘9，随着转子6旋转，滑履8沿斜盘9表面滑动，柱塞7的油缸5在配流盘4上滑动，柱塞7相对缸体外伸时，柱塞7的底部相对于油缸5之间的空间增大，实现吸油行程，柱塞7相对缸体外伸到上死点后，转入图1中的下方位置，斜盘9迫使柱塞7相对缸体内缩，柱塞7的底部与油缸5之间的空间缩小，实现排油行程，当柱塞7内缩至下死点后，转为外伸，进入吸油行程。在泵底部的变量柱塞10上下移动，改变斜盘9的顷角，从而调节油泵的排量。油缸5的油窗口在配流盘4上的投影13、13′是油缸5进入闭死升压区和闭死释压区的初始位置时的投影，配流盘4用定位销孔16和定位销3固定在泵体2上。当柱塞7处于吸油行程时，油缸5通过吸油配流槽11吸入油液，当柱塞7处于排油行程时，油缸5通过排油配流槽15将油液排入高压管路。油缸5脱离吸油配流槽11进入升压区时在配流盘4上的投影为13，油缸5窗口被间隔平面12封闭，随着柱塞7随转子6继续旋转，由于封闭的机械压缩作用，通过减振槽(孔)14将排油配流槽15中的高压油引入油缸5中，使油缸5中原有的低压油体积压缩，压力升高，直到柱塞7转至其油缸5的油窗口投影13的前缘弧线与排油配流槽15的边缘相切，油缸5中的油压升至排油压力，柱塞7继续旋转到油缸5与排油配流槽15接通时，油缸5中的油压与排油配流槽15中的油压相等，不会产生配流冲击。当柱塞7的排油行程未结束，即柱塞7随转子6旋转至下死点之前的位置时，油缸5的窗口便与排油配流槽15相脱离，此时油缸5的窗口的投影的位置在13′处，柱塞7随转子6旋转继续进行排油行程，其微量的排油排量和油缸5中的油液膨胀量均由减振槽14′引入吸油配流槽11中，直到油缸5的窗口的投影的前缘弧线与吸油配流槽11的边缘相切时，油缸5中的油压由排油压力降至吸油压力，因此不会产生配流冲击。由于油缸5中的油液在由排油配流槽15到吸油配流槽11的释压过程中无封闭的机械膨胀过程，所以不论在正常理想工况或在受载荷干扰工况下，均不会出现因配流原因而产生附加真空度和引发气穴，产生噪声。图4为本发明的配流盘4的几何结构图，图中的Y-Y′轴是柱塞7在排油行程和吸油行程的两个死点的连线，称为死点轴，ON是从吸油配流槽11到排油配流槽15之间的间隔平面12的周向包角的平分线，ON′是从排油配流槽15到吸油配流槽11之间的间隔平面12′的周向包角的平分线，图中逆时针方向为转子6的旋转方向，取为角度的正方向，ON、ON′与死点轴Y-Y′的夹角称为错配角，其中ON与Y-Y′轴所夹的上错配角为逆时针方向偏转，为正值，记为φ0，ON′与Y-Y′轴所夹的下错配角为顺时针方向偏转，为负值，记为-φ0φ0的取值范围为3°≤φ0≤7°;两间隔平面12、12′的周向包角等于油缸5的窗口在配流盘4上的投影的周向包角与闭死角△φ之和，对于零遮盖度的具体结构，减振槽(孔)14、14′的周向包角等于闭死角。排油配流槽15的周向包角小于吸油配流槽11的周向包角。本发明的配流盘4的最佳实施例是，错配角φ0＝5°。从排油配流槽15逆时针方向到吸油配流槽11的错配角为顺时针偏转φ0，即-5°。本发明经实验验证，通过消除气穴振动使转子运转稳定，提高了容积效率，配流付的高压区的范围减小了十分之一，改善了转子的平衡性能，并减小了配流面的比压及[PV]值，提高了配流盘的耐磨性，可使配流付的使用寿命提高50%;在轴向柱塞泵的噪声对比测试中，本发明的配流方法及配流盘在额定工况下运行，可使泵的噪声下降6-10dB(A)。权利要求1.一种低噪声轴向柱塞泵的配流方法，柱塞的油缸周期性地在配流盘上滑过两个配流槽，本发明的特征在于，两配流槽的几何分布采用非对称结构，即排油配流槽的包角小于吸油配流槽的包角，使柱塞的排油行程未结束，柱塞的油缸便与排油配流槽脱离，进入机械封闭释压区，在释压过程中微量的机械压缩排油量和高压油液体积膨胀量由减振槽(孔)引入吸油配流槽中。2.由权利要求1所述的配流方法，在配流盘4上有一个吸油配流槽11和一个排油配流槽15，沿逆时针方向分别在吸油配流槽11和排油配流槽15的端部开有减振槽(孔)14、14′，柱塞7的油缸在转子6的带动下在配流盘上沿配流槽11、15所在的园周周期性地滑动，本发明的配流盘的结构特征在于，从吸油配流槽11到排油配流槽15之间的错配角φ0的偏转方向与转子6的转向相同，从排油配流槽15到吸油配流槽11之间的错配角的偏转方向与转子6的转向相反，为-φ0。3.由权利要求2所述的配流盘结构，其特征在于，错配角φ0的取值范围是3°≤φ0≤7°。全文摘要本发明是一种轴向柱塞泵的配流方法及配流盘结构，配流盘采用非对称、其排油配流槽的周向包角小于吸油配流槽的周向包角，在升压区的错配角的偏转方向与转子转向相同，而其在释压区的错配角的偏转方向与转子的转向相反。本发明可降低泵的噪声并提高配流副的使用寿命。文档编号F04B1/24GK1074019SQ91111998公开日1993年7月7日 申请日期1991年12月30日 优先权日1991年12月30日发明者那成烈 申请人:甘肃工业大学