專利名稱：4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種4. 5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵。
背景技術(shù)：
目前世界上只有德國BOSCH公司有4. 5ml/r排量的超高壓雙聯(lián)徑向柱塞泵，它仍 屬于超高壓小排量液壓泵，其結(jié)構(gòu)特征和主要技術(shù)性能指標(biāo)是體積偏長，工藝性較好，壓 力可達(dá)160Mpa，轉(zhuǎn)速3000r. p. m,噪聲76dB，總效率60 %，壽命2000_3000h，并且有主要摩擦 副零件易更換的特點(diǎn)，是當(dāng)今世界比較最新的一種超高壓徑向柱塞泵，由于是節(jié)能和減少 污染的動(dòng)力源，所以世界各國如韓國、中國、英國、美國等一些歐洲國家大部分從德國BOSCH 公司進(jìn)口。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。我國汽車工業(yè)環(huán)保要求柴油機(jī)必須采用電噴供油系統(tǒng)，用柴油機(jī)供油系統(tǒng)改為電 噴供油系統(tǒng)，急需大量這種動(dòng)力源，還有消防、20T以上重載車輛、坦克、核潛艇和救災(zāi)用的 100T以上千斤頂?shù)榷夹柽@種規(guī)格的動(dòng)力源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年進(jìn)口近10萬臺(tái)左右，還有逐年增 加的趨勢。目前我國還沒有這種產(chǎn)品，長期依賴進(jìn)口，不僅進(jìn)口高達(dá)30000元/臺(tái)，而且維 修零售價(jià)高達(dá)十幾倍，進(jìn)口周期長，而該泵存在主要摩擦副零件損壞快，效率低和壽命短的 缺陷，嚴(yán)重影響生產(chǎn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小、重量輕、效率高、壽命長、節(jié)能、減小環(huán)境污染和 應(yīng)用場合更加廣泛的4. 5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，以解決現(xiàn)有4. 5ml/r排量 的超高壓雙聯(lián)徑向柱塞泵存在的主要摩擦副零件損壞快，效率低和壽命短的問題。本發(fā)明由傳動(dòng)軸、偏心軸、定子、滑靴、柱塞、柱塞套、吸油閥、排油閥、泵體和泵蓋 組成密封工作容積，定子裝在主油泵傳動(dòng)軸上，滑靴上設(shè)有第一靜壓平衡槽和第二靜壓平 衡槽，在殼體上設(shè)有電液比例調(diào)速閥和溢流閥，主泵左端設(shè)有補(bǔ)油泵；所述定子外表面上 設(shè)有滑靴，滑靴上設(shè)有柱塞和往復(fù)彈簧，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套中設(shè)有吸油閥和排油 閥；吸油閥由球閥芯、閥座、彈簧組成，排油閥由排油球閥芯、排油閥座、排油彈簧組成。在所述柱塞的頭端設(shè)有與小孔相通的孔。所述滑靴上設(shè)有與滑靴靜壓室相通的阻 尼器，在所述第一靜壓平衡槽和第二靜壓平衡槽之間設(shè)有引油槽，在第二靜壓平衡槽處設(shè) 有出油槽。所述定子的內(nèi)圓設(shè)有滑動(dòng)軸承。所述傳動(dòng)軸上設(shè)有中部滑動(dòng)軸承、尾部滑動(dòng)軸 承。所述傳動(dòng)軸上分別設(shè)有與中心孔相通的一對(duì)第二阻尼器和一對(duì)第三阻尼器。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征之一是柱塞部分裝在柱塞套中，柱塞套上裝有吸油閥和排油 閥，柱塞、吸油閥和排油閥三位一體，主泵左端設(shè)一補(bǔ)油泵，在主泵左端殼體上設(shè)有用于調(diào) 節(jié)柱塞泵流量的電液比例節(jié)流閥，控制主泵的流量適應(yīng)工作負(fù)載的需要，還設(shè)有用于調(diào)節(jié) 補(bǔ)油泵壓力的溢流閥，控制補(bǔ)油泵壓力。本發(fā)明對(duì)泵的主要摩擦副，傳動(dòng)軸上的偏心軸(轉(zhuǎn)子)與定子采用靜壓平衡技術(shù) 及壓力補(bǔ)償方法以及油膜潤滑的方法來解決磨損和發(fā)熱，使偏心軸(轉(zhuǎn)子)在旋轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子曲軸外表面和定子內(nèi)表面滑動(dòng)軸承之間有一定的油膜潤滑和靜壓支撐，同時(shí)定子外表 面和滑靴這對(duì)摩擦副，從柱塞中心孔引進(jìn)高壓油進(jìn)入滑靴靜壓室，定子對(duì)滑靴有很大的反 推力，并且也有油膜潤滑和一定的靜壓支撐，減小了定子和轉(zhuǎn)子的徑向力，同時(shí)滑靴在定子 表面上滑動(dòng)時(shí)，有油膜潤滑，大大減小了這對(duì)摩擦副的磨損，且移動(dòng)靈活，使設(shè)在滑靴上的 柱塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，側(cè)向力大幅降低。本發(fā)明4. 5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵是國內(nèi)外首創(chuàng)的規(guī)格產(chǎn)品，其主 要技術(shù)性能指標(biāo)可達(dá)到壓力可達(dá)160-180Mpa，轉(zhuǎn)速3000r. p. m,噪聲可將至75dB以下，總 效率83%，壽命5000h以上。使整個(gè)泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)并且使殼體溫度保持在48°C以下，(在額定 壓力和額定流量下，運(yùn)轉(zhuǎn)4小時(shí))與國外同類產(chǎn)品雙聯(lián)泵比(國外沒有此規(guī)格的單級(jí)泵)， 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，主要技術(shù)性能高于國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。具有泵的工作壽命長，總 效率高(國外同類產(chǎn)品是總效率只有60% )，噪聲低、體積小和工作系統(tǒng)溫度低等特點(diǎn)，因 而應(yīng)用場合更加廣泛。如汽車工業(yè)柴油機(jī)電噴系統(tǒng)、石油化工機(jī)械設(shè)備、消防、救災(zāi)、移石修 路、核潛艇、軍事用裝甲車、步兵戰(zhàn)車、坦克、重型運(yùn)輸車、船舶、重型機(jī)械、水利水電工程和 各類大型機(jī)械設(shè)備拆裝工具等都急需這種超高壓徑向柱塞泵。據(jù)初步調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國每年 要產(chǎn)8-10臺(tái)，每年節(jié)資或創(chuàng)匯15億多元，而且可以逐漸占領(lǐng)國際市場，發(fā)展前景廣闊。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明柱塞套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明柱塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明滑靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的左視圖；圖6是本發(fā)明傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明定子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施方式可以進(jìn)一步說明本發(fā)明但不以任何方式限制本發(fā)明。以圖1為標(biāo)準(zhǔn)，圖中的左右分別為主泵的左右來加以描述，本發(fā)明由傳動(dòng)軸3、偏 心軸10、定子2、滑靴5、柱塞4、柱塞套7、吸油閥8、排油閥9、泵體1和泵蓋12組成密封工 作容積，定子2裝在主油泵傳動(dòng)軸3上，滑靴5上設(shè)有第一靜壓平衡槽5. 4和第二靜壓平衡 槽5. 5，在殼體1上設(shè)有電液比例調(diào)速閥25和溢流閥26，主泵左端設(shè)有補(bǔ)油泵M ；定子2外 表面上設(shè)有滑靴5，滑靴5上設(shè)有柱塞4和往復(fù)彈簧6，柱塞4外部套接柱塞套7。圖2示出了柱塞套的結(jié)構(gòu)，柱塞套7中設(shè)有吸油閥8和排油閥9 ；吸油閥8由球閥 芯8. 1、閥座8. 2、彈簧8. 3組成，排油閥9由排油球閥芯9. 1、排油閥座9. 2、排油彈簧9. 3 組成。本發(fā)明柱塞套7既是柱塞4的導(dǎo)向套，又將柱塞4、吸油閥8和排油閥9組成三位一 體的新結(jié)構(gòu)，它不僅結(jié)構(gòu)緊湊，閥的啟閉響應(yīng)時(shí)間短，使泵的轉(zhuǎn)速大幅提高，由于吸排油閥 是球閥式，解決了錐閥因加工等因素造成閥的泄露量大，解決了泵的容積效率低等難題。國 外同類產(chǎn)品的總效率只有60%，本發(fā)明結(jié)構(gòu)形式的泵，總效率可達(dá)80%，泵的使用壽命長， 且容易制造，拆裝方便。圖3示出了本發(fā)明柱塞的結(jié)構(gòu)，柱塞4的頭端設(shè)有與小孔4. 1相通的孔4. 2。小孔4. 1的直徑為1mm，孔4. 2的直徑為0. 2mm。圖4和圖5示出了本發(fā)明滑靴的結(jié)構(gòu)，采取靜壓支撐潤滑辦法，滑靴5上設(shè)有與滑 靴靜壓室5. 2相通的阻尼器5. 1，同時(shí)在滑靴底部，在第一靜壓平衡槽5. 4和第二靜壓平衡 槽5. 5之間設(shè)有引油槽5. 3，在第二靜壓平衡槽5. 5處設(shè)有出油槽5. 6。圖6示出了本發(fā)明傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)，采取自動(dòng)潤滑控制系統(tǒng)，傳動(dòng)軸3上設(shè)有中部滑 動(dòng)軸承14、尾部滑動(dòng)軸承21。傳動(dòng)軸3上分別設(shè)有與中心孔3. 4相通的一對(duì)第三阻尼器 3. 3和一對(duì)第二阻尼器3. 2及一個(gè)阻尼器3. 1分別向尾部滑動(dòng)軸承21、滑動(dòng)軸承2. 1及中 部滑動(dòng)軸承14提供潤滑液。圖7示出了本發(fā)明定子的結(jié)構(gòu)，定子2的內(nèi)圓設(shè)有滑動(dòng)軸承2. 1，定子外部設(shè)有3 個(gè)圓周等分的滑動(dòng)光滑平面2. 2，在3個(gè)光滑平面2. 2與滑靴5之間形成了一對(duì)摩擦副，滑 靴5在定子光滑平面2. 2上運(yùn)動(dòng)近似橢圓軌跡，這對(duì)摩擦副磨損是關(guān)鍵，我們采用了銅合金 耐磨材料解決了該摩擦的磨損和發(fā)熱等問題，提高了泵的使用壽命。本發(fā)明工作過程如下將補(bǔ)油泵輸出的部分壓力油通過傳動(dòng)軸3上的第一阻尼器 3. 1進(jìn)入中心孔3. 4孔道中，再通過兩個(gè)第二阻尼器3. 2和兩個(gè)第三阻尼器3. 3分別進(jìn)入滑 動(dòng)軸承2. 1和尾部滑動(dòng)軸承21中，同時(shí)也進(jìn)入圓環(huán)形靜壓潤滑槽3. 5,3. 6和3. 7內(nèi)，這樣 在偏心軸旋轉(zhuǎn)過程中使整個(gè)中部滑動(dòng)軸承14、滑動(dòng)軸承2. 1和尾部滑動(dòng)軸承21內(nèi)圓表面始 終有潤滑油潤滑，且使滑動(dòng)軸承對(duì)定子2有一定的反推力，平衡了柱塞4滑靴5和定子2對(duì) 滑動(dòng)軸承部分徑向載荷，不僅減小了泵的發(fā)熱，而且增加了泵使用壽命。由于定子2與傳動(dòng) 軸3上的偏心軸轉(zhuǎn)子設(shè)有偏心，當(dāng)傳動(dòng)軸3上的偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子2上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還有 微量擺動(dòng)，柱塞4在柱塞套7中上下運(yùn)動(dòng)，而柱塞4和滑靴5承受的徑向載荷，作用在定子 2表面上，且滑靴5還要做近似橢圓運(yùn)動(dòng)。補(bǔ)油泵對(duì)從吸油口 PH吸入油液后，其排出低壓 油經(jīng)過殼體1內(nèi)部流道并通過電液比例調(diào)速閥25進(jìn)入環(huán)形油室28 ；壓力油從孔4. 1進(jìn)入， 通過4. 2小孔引入柱塞底部，再通過滑靴5上的阻尼器5. 1進(jìn)入滑靴靜壓室5. 2，滑靴靜壓 室5. 2與定子2這對(duì)摩擦副，因高壓油通過引油槽5. 3到二個(gè)圓形槽第一靜壓平衡槽5. 4 和第二靜壓平衡槽5. 5內(nèi)，再從出油槽5. 6流出，形成開環(huán)控制，偏心軸在旋轉(zhuǎn)過程中若柱 塞4和滑靴5處于高壓區(qū)時(shí)，這對(duì)摩擦副就有高壓油潤滑和靜壓支撐，這對(duì)摩擦副若處于低 壓區(qū)，則仍有低壓油潤滑，并且由于滑靴靜壓室5. 2和第一靜壓平衡槽5. 4和第二靜壓平衡 槽5. 5上面的高壓油對(duì)滑靴5和柱塞4有一反推力，平衡一大部分滑靴5對(duì)定子2的壓緊 力，這樣不僅解決了滑靴5對(duì)定子2這對(duì)摩擦副的磨損，同時(shí)也找到了合適的壓緊力系數(shù)， 從而泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中減少了發(fā)熱，降低噪聲，增加了使用壽命，同時(shí)對(duì)材料要求不是那么苛 刻，解決了加工工藝和材料的難題。柱塞4下腔容積增大為吸油，隨著傳動(dòng)軸3上偏心軸轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)，柱塞4下腔容積減小，柱塞4下腔油液通過孔道及排油閥9和排油口 I^s排出油，該 泵共3個(gè)柱塞，每個(gè)柱塞的工作如上相同，這樣當(dāng)傳動(dòng)軸3上偏心軸轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，就形 成吸、排油一次，即是該泵的排量q，該泵的流量Q = nq，泵的泄油通過泄油口 11排出，補(bǔ)油 泵M的壓力由溢流閥26調(diào)定，進(jìn)入主泵的流量由比例調(diào)速閥25控制，因此該泵在一定流 量范圍內(nèi)可以通過比例調(diào)速閥25調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所需的流量大小。由于柱塞4底部和滑靴靜壓室5. 2有油膜潤滑和靜壓支撐，大大減小了滑靴5和 定子2的磨損和發(fā)熱，并且使柱塞4在柱塞套7中容易自動(dòng)對(duì)中運(yùn)動(dòng)，從而減小了柱塞4和 柱塞套7這對(duì)摩擦副的側(cè)向力，同時(shí)由于柱塞4底部的滑靴靜壓室5. 2有高壓油作用，油壓的反推力也抵消了部分柱塞的徑向載荷。本發(fā)明電液比例調(diào)速閥可控制泵的流量并可實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)控制溢流閥可控制補(bǔ)油泵的壓力，這樣就解決了超高壓徑向泵在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下吸油不 足等問題，從而提高超高壓泵的性能指標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種4. 5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，由傳動(dòng)軸、偏心軸、定子、滑靴、柱 塞、柱塞套、吸油閥、排油閥、泵體和泵蓋組成密封工作容積，定子裝在主油泵傳動(dòng)軸上，滑 靴上設(shè)有第一靜壓平衡槽和第二靜壓平衡槽，在殼體上設(shè)有電液比例調(diào)速閥和溢流閥，主 泵左端設(shè)有補(bǔ)油泵；其特征在于所述定子( 外表面上設(shè)有滑靴(5)，滑靴( 上設(shè)有柱 塞(4)和往復(fù)彈簧(6)，柱塞(4)外部套接柱塞套(7)，柱塞套(7)中設(shè)有吸油閥(8)和排 油閥(9)；吸油閥(8)由球閥芯(8. 1)、閥座(8. 2)、彈簧(8.3)組成，排油閥(9)由排油球 閥芯(9. 1)、排油閥座(9. 2)、排油彈簧(9. 3)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，其特征在于在 所述柱塞(4)的頭端設(shè)有與小孔(4. 1)相通的孔(4. 2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，其特征在 于所述滑靴( 上設(shè)有與滑靴靜壓室(5. 2)相通的阻尼器(5. 1)，在所述第一靜壓平衡槽 (5. 4)和第二靜壓平衡槽(5. 5)之間設(shè)有引油槽(5.幻，在第二靜壓平衡槽(5. 5)處設(shè)有出 油槽(5. 6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，其特征在于所 述定子O)的內(nèi)圓設(shè)有滑動(dòng)軸承(2. 1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，其特征在于所 述傳動(dòng)軸( 上設(shè)有中部滑動(dòng)軸承(14)、尾部滑動(dòng)軸承01)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，其特征在于所 述傳動(dòng)軸( 上分別設(shè)有與中心孔(3. 4)相通的一對(duì)第二阻尼器(3. 2)和一對(duì)第三阻尼器 (3. 3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種4.5ml/r超高壓電液比例控制徑向柱塞泵，以解決現(xiàn)有4.5ml/r排量的超高壓雙聯(lián)徑向柱塞泵存在的主要摩擦副零件損壞快，效率低和壽命短的問題。本發(fā)明定子裝在主油泵傳動(dòng)軸上，滑靴上設(shè)有第一靜壓平衡槽和第二靜壓平衡槽，在殼體上設(shè)有電液比例調(diào)速閥和溢流閥，主泵左端設(shè)有補(bǔ)油泵；所述定子外表面上設(shè)有滑靴，滑靴上設(shè)有柱塞和往復(fù)彈簧，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套中設(shè)有吸油閥和排油閥；吸油閥由球閥芯、閥座、彈簧組成，排油閥由排油球閥芯、排油閥座、排油彈簧組成。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，工作壽命長，總效率高，噪聲低、體積小和工作系統(tǒng)溫度低。
文檔編號(hào)F04B9/00GK102116279SQ20091026671
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者盧堃, 董嘯 申請(qǐng)人:盧堃, 董嘯