專(zhuān)利名稱(chēng):外殼轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向柱塞式油泵或油馬達(dá)的制作方法
現(xiàn)有技術(shù)狀況靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已經(jīng)得到了日益廣泛的應(yīng)用。但是，由于其主要部件(油泵和油馬達(dá))的性能指標(biāo)還不夠理想，使其應(yīng)用范圍受到了很大的限制，特別是對(duì)各種中、高速車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)其差距更大，主要問(wèn)題在于一、效率比較低、高效區(qū)比較窄，這對(duì)汽車(chē)等類(lèi)常用負(fù)荷率比較低的車(chē)輛來(lái)說(shuō)是一個(gè)成敗的關(guān)鍵問(wèn)題。
二、轉(zhuǎn)速范圍太窄，不能用于直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。例如軸向柱塞式油泵、油馬達(dá)比較適合于在1000轉(zhuǎn)/分以上的轉(zhuǎn)速下工作，而低速大扭矩型油馬達(dá)一般適合于200～300轉(zhuǎn)/分以下工作，如果要使之能在0～1000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)工作，前者應(yīng)加一個(gè)減速器而后者則需加一個(gè)增速器，從而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本顯著增加，靜壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)也就因之而被抵消。對(duì)于多數(shù)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其車(chē)輪轉(zhuǎn)速大約在0～1000轉(zhuǎn)/分之間(相應(yīng)的車(chē)速大約為0～140公里/小時(shí))，因此，目前已有的各種類(lèi)型的油馬達(dá)均不適合作直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的車(chē)輪油馬達(dá)使用。
三、現(xiàn)有的幾種效率比較高的油馬達(dá)(軸向柱塞式、內(nèi)曲線多作用式)，其結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜、另件多、工藝要求高、價(jià)格貴再加上轉(zhuǎn)速范圍窄使它的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。
四、現(xiàn)有的各種性能較好的油泵和油馬達(dá)對(duì)環(huán)境因素都較敏感，例如有的規(guī)定其輸入輸出軸不能承受外加徑向或軸向力、要保持較高的安裝精度、對(duì)外載的作用方式和油質(zhì)、濾清精度等都有嚴(yán)格的要求，這就使它在車(chē)輛上的推廣應(yīng)用受到了限制。
五、對(duì)于多種車(chē)輛，特別是汽車(chē)，其理想的靜壓傳動(dòng)方案是車(chē)輪馬達(dá)式靜壓傳動(dòng)，即把油馬達(dá)裝于車(chē)輪內(nèi)來(lái)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，用油泵、油馬達(dá)系統(tǒng)取代了常用的機(jī)械傳動(dòng)的離合器、變速器、傳動(dòng)軸、后橋(直到輪鼓為止)。這種方案可使傳動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化、整車(chē)總布置設(shè)計(jì)非常方便和一些性能得到顯著改善。滿(mǎn)足這種工作條件的油馬達(dá)必須具有更高的綜合性能指標(biāo)，現(xiàn)有的油馬達(dá)結(jié)構(gòu)都不能全面滿(mǎn)足這一要求。
本發(fā)明的目的就在于解決以上幾個(gè)問(wèn)題。
發(fā)明綜述為了綜合地解決上面提出的問(wèn)題，本發(fā)明主要采取了下列措施一、在設(shè)計(jì)傳力另件時(shí)，有效地利用靜壓支承原理使其受力表面處于壓力油的支承上，從而減輕了機(jī)件因直接傳力而引起的摩擦損失，這樣也就得到了高的機(jī)械效率和起動(dòng)扭矩效率。
二、為了使油泵和油馬達(dá)能在較寬的速度范圍內(nèi)工作，本發(fā)明以低速大扭矩類(lèi)馬達(dá)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行高速化的改進(jìn)，使之既具有低速大扭矩馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)又具有高速性的優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)各另件時(shí)都考慮了高速時(shí)的平衡問(wèn)題、減少各種液流損失和機(jī)械摩擦損失以及PV值(即壓力和相對(duì)速度的乘積)的問(wèn)題等。
三、使之能夠發(fā)展成為無(wú)級(jí)變量的，以便進(jìn)一步擴(kuò)大其調(diào)速范圍。
四、使之具有較強(qiáng)的自吸能力，以便將它用于某些液壓系統(tǒng)中時(shí)，可以取消補(bǔ)油油路，使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化。
五、本發(fā)明采用了軸固定、軸頸配流和外殼轉(zhuǎn)動(dòng)方案，這種方案可以省去配流套等另件，從而減少了機(jī)械摩擦和內(nèi)漏損失的部位，使機(jī)械效率和容積效率都得到了提高并可顯著縮短其軸向尺寸。如果在轉(zhuǎn)動(dòng)的外殼或蓋上增加若干個(gè)耳朵，即可將車(chē)輪的鋼圈直接裝于馬達(dá)上(省去中間連接法蘭)實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)。
六、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、方便加工、降低對(duì)材質(zhì)的要求并使之適合于大量生產(chǎn)的工藝和系列化生產(chǎn)以便降低成本和價(jià)格。
七、盡量減少外徑尺寸、體積和重量以便裝于車(chē)輪內(nèi)進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。
結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖1為按上述思想研制出來(lái)的一種外殼轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向柱塞式定量油馬達(dá)(油泵)結(jié)構(gòu)的示意圖。偏心軸1是固定的，它借助于右端的支座(圖上未畫(huà)出)安裝于機(jī)械需要的部位。偏心軸的兩端分別支承于蓋7和外殼5的滾動(dòng)軸承4上，軸承的尺寸很大，可以承受很大的徑向和軸向載荷。在偏心軸內(nèi)有進(jìn)出油孔A和A1(A、A1可以互換，取決于它與油路的連接)，分別與偏心軸當(dāng)中的偏心拐上的油腔B及B1相通，B、B1在外徑上形成油槽形，起配流作用。在偏心拐上套有星輪14，工作時(shí)星輪和外殼5以同樣的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由于偏心的作用同時(shí)產(chǎn)生一種相對(duì)的游動(dòng)，使缸孔內(nèi)的活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。星輪內(nèi)有缸孔F和油道C，缸孔內(nèi)的活塞13在彈簧12、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)活塞所受離心力和補(bǔ)油壓力(即低壓油路的壓力)的作用下壓向外殼5的內(nèi)平面。活塞頂部有節(jié)流孔D將壓力油引入活塞頂部的油腔E內(nèi)。蓋7用螺栓緊固于外殼5上(螺栓數(shù)取決于缸數(shù)和外徑尺寸)。軸承內(nèi)有墊套9。擋墊8起限制星輪的軸向移動(dòng)作用。擋墊11一方面起限制星輪向右移動(dòng)的作用，同時(shí)還有很多輻射形的孔將油馬達(dá)(油泵)的內(nèi)腔與偏心軸上的泄漏油孔相通，將泄漏油引回回油路(例如油箱)。外殼5上還有1～n只安全銷(xiāo)10(n等于缸數(shù))，它用于防止外殼5和星輪14因某種偶然原因不能同步運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生活塞跑到兩個(gè)平面當(dāng)中從而破壞繼續(xù)工作的“錯(cuò)位”現(xiàn)象，安全銷(xiāo)10也可以壓在蓋7相應(yīng)的位置上。外殼5的右側(cè)有油封蓋2，內(nèi)裝有油封3，用于防止殼內(nèi)的泄漏油從軸頸處流出。油封蓋2可以作成具有向外延伸的圓盤(pán)式制動(dòng)鼓供安裝附加的盤(pán)式制動(dòng)器或鼓式制動(dòng)器用(見(jiàn)圖10)。當(dāng)作為車(chē)輪油馬達(dá)用時(shí)，可在蓋7或外殼5上增加若干個(gè)耳(見(jiàn)圖11)以便直接把車(chē)輪鋼圈安裝于油馬達(dá)上。偏心軸1的右端作成錐形以便與相配的支架固定并通過(guò)支架安裝于機(jī)器的所需部位。
工作原理簡(jiǎn)述一、作油馬達(dá)的工作情況當(dāng)液壓系統(tǒng)的高壓油從偏心軸1上的油孔A中輸入油馬達(dá)后，B腔內(nèi)即充滿(mǎn)高壓油，此高壓油使與之相通的活塞(當(dāng)油馬達(dá)為五缸時(shí)，有時(shí)為兩只活塞，有時(shí)為三只活塞與之相通)壓向外殼5的內(nèi)平面。對(duì)每個(gè)活塞而言，作用于它上的油壓力的合力中心是和活塞的中心一致的，其延長(zhǎng)線都通過(guò)偏心軸1中間部份偏心拐的中心O1，而外殼5的回轉(zhuǎn)中心為偏心軸兩端的中心O，由于這兩個(gè)中心不重合，當(dāng)活塞偏離OO1線后都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)促使外殼轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩，當(dāng)B腔為高壓腔時(shí)外殼將有按逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)行，位于高壓腔一側(cè)的活塞將沿著缸孔向外移動(dòng)，不斷吸入高壓油;當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下面中間位置時(shí)，與A、A1腔都不通;繼續(xù)沿著上述方向運(yùn)動(dòng)，活塞將與低壓腔A1相通并開(kāi)始在外殼平面的迫使下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將活塞內(nèi)腔的油徑油道C、低壓腔B1及油道A1排入系統(tǒng)的低壓油路中。當(dāng)將B1腔接高壓、B腔接低壓油路時(shí)，油馬達(dá)即行反轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)著重指出，本發(fā)明的馬達(dá)的工作扭矩是靠活塞作用力的偏移引起的，活塞側(cè)面基本上不受因傳遞此力矩而引起的側(cè)向力(大多數(shù)的油馬達(dá)的工作扭矩，除有特別的卸除側(cè)向力的機(jī)構(gòu)的以外，都是通過(guò)活塞所受的側(cè)向力來(lái)傳遞的)，這樣，可以使其機(jī)械摩擦損失減少、效率提高并可將活塞的導(dǎo)向長(zhǎng)度縮短使結(jié)構(gòu)更為緊湊。
當(dāng)外殼剛開(kāi)始要轉(zhuǎn)動(dòng)而星輪未動(dòng)時(shí)，作用于活塞頂部和外殼平面之間的壓力分布隨即發(fā)生變化，其結(jié)果是通過(guò)活塞迫使星輪跟隨外殼以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，所需克服的阻力矩為星輪在偏心軸上轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩和攏油損失力矩，其數(shù)值都比較小，因此，活塞所受的側(cè)向力也很小，這是勻速和加、減速度不大時(shí)的情況。但是，當(dāng)由于某種原因星輪和外殼之間有很大的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)變化的趨勢(shì)時(shí)(例如外殼突然制動(dòng)而星輪在慣性作用下繼續(xù)往前轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))，光靠上述壓力分布改變所產(chǎn)生的力矩已不足以帶動(dòng)星輪與外殼同步加、減速，星輪的活塞有可能跑到外殼的兩個(gè)平面之間而無(wú)法回位，從而破壞油馬達(dá)的正常工作。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明中設(shè)有1～n只安全銷(xiāo)10(n為油泵的缸數(shù))，在正常工作情況下，它不與星輪接觸，但是，當(dāng)星輪偏離其相對(duì)外殼的正確位置到一定數(shù)值時(shí)，安全銷(xiāo)即與星輪碰上并帶動(dòng)它與外殼一道轉(zhuǎn)動(dòng)，直到重新回復(fù)到按上述正常情況工作時(shí)為止。實(shí)踐表明，這種簡(jiǎn)便方法可以保證這種油泵、馬達(dá)可靠的工作。
二、作油泵工作時(shí)的情況本發(fā)明可以完全不作修改作為油泵使用。此時(shí)仍為外殼轉(zhuǎn)動(dòng)軸不動(dòng)。當(dāng)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞在外殼5的內(nèi)平面的迫使下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)從而迫使活塞與星輪缸孔內(nèi)腔的油經(jīng)油道C流入油腔A或A1;當(dāng)活塞轉(zhuǎn)到偏心軸的另一側(cè)時(shí)，活塞在彈簧12、離心力及補(bǔ)油壓力的共同作用下，緊貼于外殼5的內(nèi)平面上，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)的進(jìn)行，活塞繼續(xù)向外移動(dòng)，其內(nèi)側(cè)空腔容積不斷增大，將油腔A、A1的油吸入，從而實(shí)現(xiàn)了吸油過(guò)程，上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程連續(xù)進(jìn)行下去就可以連續(xù)的吸油和泵油。
本發(fā)明由于設(shè)有較強(qiáng)的活塞回位彈簧12和較大截面的油道，使低速時(shí)具有很強(qiáng)的自吸能力;高速時(shí)由于活塞離心力增長(zhǎng)很快，即使不裝回位彈簧也會(huì)有很強(qiáng)的自吸能力。
本發(fā)明的主要特征一、具有很高的機(jī)械效率和起動(dòng)扭矩效率。靜壓傳動(dòng)能否在各種車(chē)輛上廣泛應(yīng)用的最關(guān)鍵問(wèn)題在于其效率是否能夠滿(mǎn)足要求，在本發(fā)明中由于工作扭矩不是通過(guò)活塞的側(cè)壓力來(lái)傳遞，其側(cè)向力和摩擦功都很小;活塞頂部與外殼平面之間由于有平衡油腔E和油孔D，絕大部份的垂直壓力都是通過(guò)高壓油進(jìn)行傳遞的從而避免了大部份的機(jī)械摩擦損失;星輪與偏心軸之間為相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)設(shè)計(jì)得恰當(dāng)時(shí)，可以使之接近流體靜壓軸承的工作情況，摩擦損失也可很小。經(jīng)實(shí)測(cè)，這種型式的油馬達(dá)的機(jī)械效率可達(dá)0.97，特別是，其起動(dòng)扭矩效率也可超過(guò)0.95，對(duì)車(chē)輛來(lái)說(shuō)，起動(dòng)時(shí)往往是需要最大扭矩的時(shí)候，據(jù)文獻(xiàn)〔1〕介紹，很多類(lèi)型的油馬達(dá)其起動(dòng)扭矩效率只有0.7～0.8。
二、本發(fā)明的油泵和油馬達(dá)可以在很寬闊的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，它是通過(guò)下列技術(shù)特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的1)外殼5和星輪14的外形均由園弧和直線構(gòu)成(在外側(cè)可根據(jù)需要適當(dāng)加筋)并且易于進(jìn)行機(jī)械加工，這樣可以保證另件具有較好的對(duì)稱(chēng)性和平衡性，使之在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不至產(chǎn)生明顯的振動(dòng)。
2)油道通徑很大，即使在高速大流量時(shí)管道內(nèi)的平均流速也很低，液流損失小，從而保證了高速時(shí)的效率。
3)主要摩擦部位都接近于液體摩擦狀態(tài)并且其PV值都不高，從而使高速時(shí)具有很高的機(jī)械效率、起動(dòng)扭矩效率和使用壽命。
試驗(yàn)表明，這種油馬達(dá)(油泵)可以在0～1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)滿(mǎn)意地進(jìn)行工作，短期可達(dá)1500～2000轉(zhuǎn)/分，將它用作車(chē)輪馬達(dá)時(shí)可以滿(mǎn)足汽車(chē)的速度要求，它既不要增速器也不要減速器，非常簡(jiǎn)單實(shí)用。
三、具有很強(qiáng)的承受外加徑向和軸向載荷的能力，對(duì)環(huán)境因素不敏感。由于設(shè)計(jì)布置的需要，它具有兩個(gè)很大的滾動(dòng)軸承和很結(jié)實(shí)的殼體，能夠承受很大的徑向和軸向載荷，因此可將車(chē)輪鋼圈直接緊固于其外殼上并且能承受車(chē)輛行駛時(shí)因路面不平所產(chǎn)生的沖擊載荷和振動(dòng)。
四、外形尺寸比較小，可以方便地裝于車(chē)輪鋼圈之內(nèi)并產(chǎn)生車(chē)輛驅(qū)動(dòng)所需的牽引力。
五、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定量的只有五種主要另件，變量的為七種主要另件，形狀都很簡(jiǎn)單且易于加工，對(duì)材質(zhì)也無(wú)特殊要求，因此，生產(chǎn)成本低，價(jià)格可便宜。
另件的主要特征上述優(yōu)點(diǎn)都是通過(guò)合理的另件設(shè)計(jì)來(lái)得到的，下面將主要另件的關(guān)鍵技術(shù)特征分別予以說(shuō)明一、外殼見(jiàn)圖2，其基本形狀為在鼓形的內(nèi)表面增加若干個(gè)平面(圖上畫(huà)的為五個(gè)，其數(shù)應(yīng)和缸數(shù)相同)，兩端面分別有緊固馬達(dá)蓋和油封蓋的螺孔若干，中間有軸承孔，另外還有1～n個(gè)壓安全銷(xiāo)的銷(xiāo)孔(n為缸數(shù))，其絕大部份表面均可進(jìn)行機(jī)械加工，因此具有很好的平衡性和對(duì)稱(chēng)性。必要時(shí)可在外表面加筋以增加其剛性和散熱性能。
當(dāng)元件所受的平均負(fù)荷比較大時(shí)(平均工作油壓較大、轉(zhuǎn)速較高時(shí))平面F往往會(huì)被活塞頂面磨成波紋形影響活塞頂面與它之間的密封性，為此，可以用圖2-3所示的鑲耐磨塊的方法來(lái)予以解決。
二、星輪是個(gè)關(guān)鍵另件，設(shè)計(jì)不當(dāng)將會(huì)嚴(yán)重地影響其容積效率、容許的工作壓力和可靠性。本發(fā)明中的星輪結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要特征為1)缸孔是臺(tái)階形的，對(duì)于壓力要求不高和低速使用的場(chǎng)所可以用方案1的小圓孔結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)為加工方便;對(duì)于工作壓力和速度較高的場(chǎng)所則應(yīng)當(dāng)用方案2的扁形孔方案。扁孔(腰形孔)的參數(shù)對(duì)性能有明顯的影響。
2)當(dāng)中大孔和偏心軸是一對(duì)關(guān)鍵的摩擦?xí)r，處理不當(dāng)時(shí)會(huì)引起咬死和內(nèi)部泄漏量很大等嚴(yán)重的問(wèn)題。本發(fā)明中的星輪結(jié)構(gòu)包括鑲減摩套的和不鑲套的兩種方案，對(duì)于一般情況來(lái)說(shuō)，如果設(shè)計(jì)得好不鑲套基本上也行了，但對(duì)于工作油壓特別高的場(chǎng)所則應(yīng)當(dāng)考慮鑲減摩襯套的方案。
三、偏心軸偏心軸內(nèi)油道的大小和形狀對(duì)液流阻力和高速性能有明顯的影響;其剛性對(duì)機(jī)械摩擦損失和機(jī)械效率也有明顯的影響。本發(fā)明的偏心軸包括三種典型形式1)雙油孔形，如圖4-1所示，配流槽無(wú)加強(qiáng)筋，其形狀簡(jiǎn)單、易于加工，但性能較差，適合于工作油壓和轉(zhuǎn)速都不太高的情況。
2)用機(jī)械加工方法加工出4個(gè)油孔來(lái)代替雙油孔以便擴(kuò)大通油斷面;在偏心軸的配流槽處增加一條或幾條加強(qiáng)筋來(lái)增加其抗彎剛性(見(jiàn)圖4-2)。
3)用精密鑄造的方法來(lái)制造油道，可以獲得最大的斷面和圓滑的彎道(見(jiàn)圖4-3)。
四、活塞本發(fā)明的活塞包括三種活塞結(jié)構(gòu)1)簡(jiǎn)單式(見(jiàn)圖5-1)其頂面中間部份挖成園形凹坑，這種形狀簡(jiǎn)單、加工方便，缺點(diǎn)是易將外殼平面磨成當(dāng)中凸出的不規(guī)則形狀，因此，它只宜用于工作壓力較低或者對(duì)磨平面已經(jīng)采取了耐磨處理的惰況。
2)頂面作成圖5-2所示的花網(wǎng)形油槽，這種形狀可以在很大程度上克服上述缺點(diǎn)。
3)鑲頂式由于活塞外園與缸孔、活塞頂面與平面兩對(duì)摩擦付對(duì)材料和處理方法有不同的要求，從保證最佳的匹配來(lái)看，最好采用不同的材料用鑲接的方法將它組合起來(lái)，圖5-3示出了一種方法，還可用其他的組合方法。
五、油封結(jié)構(gòu)一般情況下可以選用普通的刃口型油封。但是，在某些情況下，由于馬達(dá)的內(nèi)泄漏量會(huì)突然增加，因而造成腔內(nèi)泄漏壓力上升，此時(shí)如果超過(guò)了刃口油封所能承受的壓力的話就會(huì)使刃口翻過(guò)來(lái)造成嚴(yán)重的漏油，針對(duì)這種情況，本發(fā)明中采用了一種簡(jiǎn)單的端面油封(見(jiàn)圖6)，它是由一個(gè)具有彈性的環(huán)狀橡膠密封圈、一個(gè)平面密封環(huán)和油封蓋的對(duì)磨平面組成，這種油封除了能承受一定的內(nèi)油壓以外，走合好了以后，其壽命可以很長(zhǎng)。
這種平面油封屬于通用的基礎(chǔ)件，除了能用于本發(fā)明的油泵和油馬達(dá)以外，還可以用于許多其他機(jī)械的類(lèi)似的工作場(chǎng)所(例如內(nèi)燃機(jī)的水泵水封等)。
六、變量油馬達(dá)(油泵)結(jié)構(gòu)。在很多使用情況下都需要把油泵、油馬達(dá)作成變量的或者兩者都作成變量的才能滿(mǎn)足傳動(dòng)系統(tǒng)的變速范圍的要求，本發(fā)明可以很方便地由定量結(jié)構(gòu)演變?yōu)樽兞拷Y(jié)構(gòu)。
圖7為本發(fā)明的變量油泵、油馬達(dá)的結(jié)構(gòu)示意圖。變量方法的原理是用一個(gè)偏心套和一根偏心軸形成一個(gè)組合偏心來(lái)取代圖1中的偏心軸1。圖8為組合偏心的形成和變化的示意圖偏心套套在偏心軸中間的偏心拐上，可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)到兩者的偏心方向相同時(shí)，其合成偏心為兩個(gè)偏心值之和(即OO1+O1O2)，此時(shí)組合偏心取最大值;當(dāng)偏心套轉(zhuǎn)到接近和偏心軸相反的位置時(shí)(見(jiàn)圖8-3)，組合偏心取接近其最小的數(shù)值;偏心套轉(zhuǎn)到上述位置間的任何位置時(shí)，組合偏心等于O-O1和O1-O2兩者的向量合成?？梢?jiàn)，采用這個(gè)方法可以使組合偏心值在OO1+O1O2到OO1-O1O2之間連續(xù)地進(jìn)行變化從而得到無(wú)級(jí)變量。
圖7畫(huà)出了本發(fā)明的偏心套的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。在偏心套上有銷(xiāo)孔，孔內(nèi)裝有滑塊銷(xiāo)18，18的方頭在變量套15的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，變量套的外側(cè)有端面齒與變量臂7的端面齒相嚙合，因此，當(dāng)在外面以某種方式推動(dòng)變量臂繞偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即可通過(guò)變量套帶動(dòng)偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到調(diào)節(jié)其排量的目的。
為了減少高速時(shí)馬達(dá)殼內(nèi)星輪的攏油損失，在本發(fā)明中利用了油馬達(dá)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)腔內(nèi)油的壓力和慣性將泄漏油強(qiáng)行排出的辦法，它是這樣實(shí)現(xiàn)的，在變量套15(或圖1中的擋墊11)上增加一個(gè)長(zhǎng)的匙狀油管并使之盡量伸向殼內(nèi)的外緣。這樣，當(dāng)油馬達(dá)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)即可利用匙外緣處的油的動(dòng)壓力迫使油從泄漏孔流回油箱，腔內(nèi)存油減少后攏油損失也將隨之減小。
七、偏心套。圖9為本發(fā)明的偏心套的幾種結(jié)構(gòu)形式。圖9-1為簡(jiǎn)單的形式適合于壓力不高的情況;圖9-2，9-3分別畫(huà)出了在其配流槽中增加一條或兩條加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)(尺寸大的可以加幾條筋)，這種結(jié)構(gòu)增加了偏心套的剛性，適合于高壓條件下工作。
權(quán)利要求
一、定量油泵或油馬達(dá)(1)一種徑向柱塞式的油泵或油馬達(dá)，它包括偏心軸、外殼、蓋、星輪、活塞、彈簧、軸承、墊套、擋片、安全銷(xiāo)、油封和緊固件。本發(fā)明的特征是它具有工作時(shí)為轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形外殼(可根據(jù)需要適當(dāng)加筋)，外殼內(nèi)部有與活塞頂平面相接觸的若干個(gè)內(nèi)平面，其軸為固定的并利用偏心軸軸頸進(jìn)行配流，在外殼或蓋上壓有安全銷(xiāo)以防止活塞和對(duì)應(yīng)的外殼平面錯(cuò)位。2、按照權(quán)利要求
(1)所述的油泵或油馬達(dá)，其活塞和缸數(shù)可取2以上的任意整數(shù)，其中以3、5、7缸比較理想。3、按照權(quán)利要求
(1)(2)所說(shuō)的油泵或油馬達(dá)，其特征是帶有活塞回位彈簧12或不帶回位彈簧12。4、按照權(quán)利要求
(1)到(3)所說(shuō)的油泵或油馬達(dá)，其特征為外殼5為圓形(可根據(jù)需要適當(dāng)加筋)，內(nèi)有若干個(gè)平面，平面可作成不鑲耐磨塊的或鑲耐磨塊的。5、按照權(quán)利要求
(1)到(4)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是星輪14采用鑲減摩套或不鑲減摩套結(jié)構(gòu);其缸孔為階梯形孔，其中小孔可作成圓孔或扇形孔(腰子形孔)。6、按照權(quán)利要求
(1)到(5)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是偏心軸的油孔作成三種形式1)油孔為雙園形孔;2)油孔為四園形孔;3)油孔為鑄造孔。偏心軸當(dāng)中的配流槽作成無(wú)加強(qiáng)筋的或有一條或幾條加強(qiáng)筋的。7、按照權(quán)利要求
(1)到(6)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是活塞13的頂部作成凹坑形的或者作成具有花網(wǎng)形油槽的;作成整體式的或鑲頂式的活塞。8、按照權(quán)利要求
(1)到(7)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是油封采用普通刃口型的或者采用平面油封，它由環(huán)狀橡膠密封圈、平面密封環(huán)和油封蓋的與密封環(huán)對(duì)磨平面所組成。9、按照權(quán)利要求
(1)到(8)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是在擋墊11上有向外伸出的匙狀油道以便利用油的慣性和動(dòng)壓力將殼體內(nèi)的泄漏油強(qiáng)行排出。10、按照權(quán)利要求
(1)到(9)所述的油馬達(dá)，其特征是將油封蓋向外延伸以便形成供安裝盤(pán)式制動(dòng)器用的制動(dòng)盤(pán)或供安裝外包式制動(dòng)器用的制動(dòng)鼓。11、按照權(quán)利要求
(1)到(10)所述的油馬達(dá)，其特征是在外殼5或蓋子7上增加安裝車(chē)輪的耳朵以便直接安裝車(chē)輪。
二、變量油泵或油馬達(dá)12、一種徑向柱塞式的變量油泵或油馬達(dá)，它包括偏心軸、偏心套、變量臂、變量套、滑銷(xiāo)、外殼、蓋、星輪、活塞、軸承、墊套擋墊、彈簧、油封及緊固件。本發(fā)明的特征是它具有工作時(shí)為轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形外殼(可根據(jù)需要適當(dāng)加筋)，外殼內(nèi)部有與活塞頂平面相接觸的若干個(gè)平面。其軸為固定的，上面裝有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心套形成可變的組合偏心用于進(jìn)行變量。偏心套與偏心軸的相對(duì)位置可在外面通過(guò)變量臂、變量套、滑銷(xiāo)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在外殼5或蓋7上壓有安全銷(xiāo)以防止活塞和相對(duì)應(yīng)的外殼的內(nèi)平面發(fā)生錯(cuò)位。13、按照權(quán)利要求
(12)所述的油泵或油馬達(dá)，其活塞和缸數(shù)可取2以上的任意整數(shù)，其中以3、5、7缸比較理想。14、按照權(quán)利要求
(12)(13)所述的油泵和油馬達(dá)，其特征是帶有活塞回位彈簧12或不帶有回位彈簧12。15、按照權(quán)利要求
(12)到(14)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是外殼5為圓形(可根據(jù)需要適當(dāng)加筋)，內(nèi)有若干個(gè)平面，平面可作成鑲耐磨塊或不鑲耐磨塊的。16、按照權(quán)利要求
(12)到(15)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是星輪14采用鑲減摩襯套或不鑲減摩襯套的;缸孔為階梯形孔，其中小孔可作成圓形孔或扁形孔(腰子形孔)。17、按照權(quán)利要求
(12)到(16)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是偏心軸1的油孔作成下面三種形式1)油孔為雙圓形孔;2)油孔為四圓形孔;3)油孔為鑄造孔。偏心軸當(dāng)中的配流槽可作成無(wú)加強(qiáng)筋的或有加強(qiáng)筋的。18、按照權(quán)利要求
(12)到(17)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是活塞13的頂部作成圓形凹坑的或者作成具有花網(wǎng)形油槽的;活塞可作成整體式的或者鑲頂式的。19、按照權(quán)利要求
(12)到(18)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是油封采用普通刃口型的或者采用平面油封，它由環(huán)狀橡膠密封圈、平面密封環(huán)及油封蓋上與密封環(huán)對(duì)磨平面所組成。20、按照權(quán)利要求
(12)到(19)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是采用由偏心套16，偏心軸1形成可調(diào)組合偏心的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變量。此方法也可推廣應(yīng)用于其他類(lèi)型的用偏心軸來(lái)產(chǎn)生活塞相對(duì)外殼運(yùn)動(dòng)的油馬達(dá)，例如英國(guó)的羅斯通型(Ruston)馬達(dá)。21、按照權(quán)利要求
(12)到(20)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是偏心套16和偏心軸1的相對(duì)位置(即組合偏心的大小)可通過(guò)滑銷(xiāo)18、變量套15和變量臂17在油泵(油馬達(dá))外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。22、按照權(quán)利要求
(12)到(21)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是偏心套16的配流槽可作成沒(méi)有加強(qiáng)筋或帶有一條或幾條加強(qiáng)筋的。23、按照權(quán)利要求
(12)到(22)所述的油泵或油馬達(dá)，其特征是在變量套上有伸長(zhǎng)的匙形油道，以便利用油的慣性和動(dòng)壓力將殼內(nèi)的泄漏油強(qiáng)行排出。24、按照權(quán)利要求
(12)到(23)所述的油馬達(dá)，其特征是將油封蓋向外延伸以便形成供安裝盤(pán)式制動(dòng)器用的制動(dòng)盤(pán)或供安裝鼓式制動(dòng)器用的制動(dòng)鼓。25、按照權(quán)利要求
(12)到(24)所述的油馬達(dá)，其特征是在外殼5或蓋7上增加安裝車(chē)輪的耳朵以便直接安裝車(chē)輪。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明是一種外殼轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向柱塞式油泵或油馬達(dá)，其總效率可達(dá)95％、機(jī)械效率可達(dá)97％，轉(zhuǎn)速范圍0～1000轉(zhuǎn)/分(短期可達(dá)1500～2000轉(zhuǎn)/分)，其體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(定量的只有五種主要零件)、易于制造，對(duì)材料無(wú)特殊要求，對(duì)使用的油料要求一般，對(duì)環(huán)境因素不敏感，能承受車(chē)輛行駛時(shí)地面不平引起的強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng)，可很方便地裝于車(chē)輪內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，方便車(chē)輛布置和實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，特別適合于作各種車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)裝置。
文檔編號(hào)F03C1/00GK85101715SQ85101715
公開(kāi)日1987年4月1日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者譚澤瀛 申請(qǐng)人:南京汽車(chē)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan