实施方案
[0019] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0020] 如图1、2和3所示,一种数字式径向柱塞变量泵,包括转轴组件1、柱塞组件2、前盖板3、后盖板5、后盖6、泵罩7和变量机构8。
[0021] 转轴组件1包括中心转轴1-1、螺母1-3、支撑轴承1-6和偏心传动件;偏心传动件包括传动轴承1-2、挡圈1-4和偏心轴套1-5。中心转轴1-1为三轴段式阶梯轴,两端轴段均开有键槽,外端键槽用于连接交流电机的输出轴,作为整个转轴组件旋转的动力源,内端键槽则用于连接偏心传动件的偏心轴套1-5;偏心轴套外套置有传动轴承1-2,传动轴承1-2两侧分别安装有一个挡圈1-4,两个挡圈1-4限制传动轴承1-2内、外圈的相对转动。中心转轴1-1上位于传动轴承1-2两侧安装有两个支撑轴承1-6,两个支撑轴承1-6分别通过垫圈与对应的挡圈1-4隔开。中心转轴1-1的内端轴段设有螺纹轴,螺纹轴与螺母1-3连接,螺母1-3在中心转轴1-1轴向上压紧传动轴承1-2、支撑轴承1-6及挡圈1-4。由于传动轴承1-2相对于中心转轴1-1的轴线存在偏心量,因此在旋转过程中相当于一个偏心轮。
[0022] 柱塞组件2包括柱塞杆2-1、复位弹簧2-2、柱塞缸2-3和单向阀2-4;柱塞缸2-3的圆筒端端面开有沉孔,沉孔的孔壁设有内螺纹;柱塞缸2-3的圆筒端开设七个沿周向均布的溢流孔,且圆筒端外圆面设有外螺纹;溢流孔为径向孔,两端分别开口于圆筒的内外壁;柱塞杆2-1与柱塞缸2-3的柱塞腔构成滑动副;复位弹簧2-2套置在柱塞杆2-1上,给柱塞杆2-1提供回复力使柱塞杆2-1贴紧传动轴承1-2外圈;共有七个柱塞组件2沿着周向均布。柱塞缸2-3的进油口安装有单向阀2-4,实现吸、压油的配流过程。柱塞缸2-3的方形筒端一侧开有螺纹孔,用于连接后盖板5。
[0023] 前盖板3支承在靠近中心转轴1-1动力输入端的支承轴承1-6外圈上,且前盖板3与中心转轴1-1之间设有骨架油封密封件4,防止泵体内液压油的泄露。前盖板3在内部开有单向通道,单向通道的入口与柱塞缸2-3出油口处单向阀2-4的出口连通,高压油液经单向通道向外部输出,即高压油仅存在于前盖板3的内部通道中,实现了泵体内低压油区和高压油区的隔离。
[0024] 后盖板5支承在另一个支承轴承1-6外圈上;后盖板5与前盖板3通过螺钉紧固;后盖板5的外缘直径比前盖板3的外缘直径小2~3mm,以利于油液在泵体内扩散。后盖板5的侧面与柱塞缸2-3的方形筒端侧面贴紧,后盖板5的螺纹孔与柱塞缸2-3方形筒端侧部的螺纹孔通过螺钉连接。
[0025] 泵罩7套在柱塞组件2外;泵罩7的两端分别通过螺钉与前盖板3和后盖6固定;泵罩7与前盖板3之间设有密封胶带,与后盖6之间设有密封圈,从而在其内部形成一个密闭的容积空间。后盖6开设有进油口,低压油由后盖6的进油口进入并通过支承轴承1-6的内、外圈缝隙充满整个泵体。后盖6与后盖板5通过螺钉固定,后盖6的凸缘结构将前盖板3、后盖板5和柱塞组件2进行轴向固定。泵罩7在周向上的七个螺纹孔分别与对应一个柱塞缸2-3圆筒端的外螺纹连接。
[0026] 变量机构8包括高速电磁阀8-1和闭合弹簧8-2;共有七个变量机构8与七个柱塞组件2一一对应。高速电磁阀8-1的滑阀一端与衔铁焊接,另一端与柱塞缸2-3的柱塞腔构成滑动副,且滑阀位于柱塞缸2-3柱塞腔的一端开设有溢流通道;溢流通道的七个溢流出口在圆周方向的位置与七个溢流孔一一对应;溢流通道的溢流入口将柱塞缸2-3的柱塞腔与七个溢流出口连通。闭合弹簧8-2两端分别与滑阀端面和柱塞缸2-3柱塞腔内的限位阶梯面接触,实现滑阀的复位。高速电磁阀8-1的安装座与柱塞缸2-3的沉孔通过螺纹连接,完成变量机构8和柱塞组件2的对接。滑阀在初始位置时,柱塞腔处于密闭状态。
[0027] 该数字式径向柱塞变量泵的工作原理:
[0028] 交流电机输入动力给转轴组件1,传动轴承1-2绕中心转轴1-1偏心转动,使得柱塞组件2实现吸、压油的配流过程;变量机构主要工作在柱塞组件的压油阶段,即柱塞杆向远离传动轴承1-2方向运动的过程中。
[0029] 在初始位置时,高速电磁阀8-1将柱塞缸2-3内的溢流孔封闭,即整个柱塞腔处于密闭状态。通过向高速电磁阀8-1输入脉冲信号,高速电磁阀8-1释放衔铁,由于衔铁和滑阀固定连接,滑阀便在电磁推力的作用下克服油液的液动力运动。当溢流通道和溢流孔重合时,溢流通道得以打开,部分油液溢回泵体。在低电平阶段滑阀由闭合弹簧8-2实现复位(溢流通道关闭);其中,脉冲信号可由微机系统给出,通过脉宽调制技术便可实现高速电磁阀8-1开闭的频率调节,实现高速电磁阀8-1的高速开闭。
[0030] 在柱塞组件2的压油阶段,当高速电磁阀8-1开启时,便会有部分油液经溢流通道流回到泵体内的低压油区;剩下油液则经柱塞缸2-3出油口进入到前盖板3的单向通道向外输出。而在高速电磁阀8-1关闭阶段,高压油液则全部经柱塞缸2-3的出油口输出到前盖板3的单向通道。即只需人为改变高速电磁阀8-1的开关频率,便可实现柱塞泵从零流量(对应脉冲信号占空比为1)到最大额定流量(对应脉冲信号占空比为0)的输出;控制七个高速电磁阀8-1的开关频率,便可协同控制实现柱塞泵输出流量的精细调节。这就是该数字式径向柱塞变量泵的调节机制。