專利名稱：回轉式容積泵或馬達及其用途的制作方法
本申請是1986年9月24日提交的中國專利申請No.86106471的一個分案申請。
本發(fā)明涉及回轉式容積泵或馬達及其用途。
眾所周知，任何一種回轉式容積泵或馬達都具有回轉件和與之相配合以構成密封工作腔的密封件。以齒輪泵為例，通常它具有一對嚙合的齒輪和軸向以及經向密封件，如果不設置密封件或讓某一密封件失效，那么即使泵的輸入軸帶動此對嚙合的齒輪在泵殼內旋轉，在泵的輸出口也得不到壓力流體，此時可以認為泵不具備泵效應。從另一方面看，只有當密封件與齒輪適當配合，在泵殼內構成兩個彼此具有一定的密封度的壓油腔和吸油腔(或統(tǒng)稱為高、低壓油腔)時，泵的輸出口才能排出較輸入口壓力高的壓力流體，這時的泵才發(fā)揮出它的泵效應。更具體地說，當密封件與齒輪充分貼合，在泵殼內構成兩個彼此靜態(tài)不透流體的密封的高、低壓油腔時，泵的效應就達到最大，輸出壓力也就最高;而當密封件漸漸地與齒輪脫離，使高、低壓油腔的密封度逐漸下降時，泵的效應也就逐漸減弱直至完全消失，相應地，泵的輸出壓力也就逐漸降低，直至等于輸入口的流體壓力。由于馬達與泵在結構上類同而只是使用方式不同，故采取同樣的措施就可改變馬達的效應，從而改變馬達的輸出功率(輸出扭矩和轉速)。
上述事實為人們揭示出這樣一個道理，即只要控制回轉式容積泵或馬達的密封件與回轉件的接合程度，就能有效地控制泵或馬達效應的改變，從而在不改變輸入功率的情況下，僅依靠泵或馬達的自身結構，就可以簡便地改變其輸出功率。
然而，在先有技術中，由于回轉式容積泵的回轉件與密封件間的相對位置通常都是固定的，所以不能隨意地調節(jié)泵或馬達的效應，故為了改變泵或馬達的輸出功率，通常都要通過改變其排量或由輔助的元件或回路來實現，這樣就使得整個系統(tǒng)復雜化、成本升高、占地增大，當系統(tǒng)的輸入端與輸出端通過管路和閥門連通而短路時，系統(tǒng)對原動機并非空載，而仍要消耗使液體在短路回路中運行的動力。
為此，本發(fā)明的目的就是提供一種其自身的泵或馬達效應可以隨意改變的回轉式容積泵或馬達，以及由這種泵或馬達所構成的傳動和制動裝置，以及靜液傳動系統(tǒng)。
根據本發(fā)明的回轉式容積泵或馬達，包括一個帶有進、出油口的殼體、安裝在殼體內的轉軸上可隨之轉動的回轉件、以及用于和回轉件配合在殼體內構成至少一個高壓油腔和一個低壓油腔的密封件，其特征是至少一個密封件可相對于回轉件在一個與回轉件液密貼合而構成所述高、低壓油腔的第一位置和一個遠離回轉件而根本無法構成所述高、低壓油腔的第二位置之間運動，以便有選擇地在殼體內構成所述高、低壓油腔，和有選擇地改變所述高、低壓油腔之間的靜態(tài)密封度，從而有控制地改變所述泵或馬達自身的效應。更具體地說，當所述密封件運動到第一位置時，泵或馬達的效應為最大;當它運動到第二位置時，泵或馬達的效應完全消失，此時實際上泵或馬達的進、出油口在殼體內直接連通。當所述密封件從第一位置向第二位置或反之從第二位置向第一位置運動時，泵或馬達的效應則分別相應地逐漸減弱或逐漸增強。
由于本發(fā)明的回轉式容積泵或馬達自身的效應是可變的，故可稱這種泵或馬達為變效泵或變效馬達，而可將其中可運動的密封件稱為變效應，變效件可以是軸向或徑向密封件。
下面結合附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行詳細說明。


圖1是根據本發(fā)明的一種外嚙合齒輪變效泵或馬達的徑向剖面示意圖;
圖2是根據本發(fā)明的一種內嚙合齒輪變效泵或馬達的徑向剖面示意圖;
圖3是根據本發(fā)明的另一種外嚙合齒輪變效泵或馬達的徑向剖面示意圖。
為了說明上的便利，僅以圖1至圖3所示的變效馬達為例進行說明，而變效泵由于與變效馬達的結構類同，故不對其重復說明。
首先參照圖1，標號1K和2K表示一對嚙合轉動的外齒輪，標號3K所指的陰影區(qū)表示高壓流體的進口，標號4K表示一個徑向密封件，標號5K表示馬達的殼體，而標號6K所指的陰影區(qū)表示流體出口。如圖所示，徑向密封件4K裝在一根滑桿上，可沿徑向前后移動。當徑向密封件4K位于圖1中實線所示位置，且通過進口3K向殼體5K中供給高壓流體時，由于此時徑向密封件4K與齒輪1K和2K的齒頂保持一定間隙，故輸入的高壓流體就會通過這一間隙以及齒輪齒頂與殼體內壁間的間隙直接流向出口6K并由此排出，也即此時徑向密封件4K并沒有起到通常的密封作用，它沒能和相應的軸向密封件(未示出)以及齒輪的齒頂一起在殼體中構成兩個密封隔開的腔室。因此，此時馬達中的齒輪不能由高壓流體驅動旋轉，即其輸出功率為零，這時我們可以稱此馬達的效應為零，相應地把此時徑向密封件4K所處的位置稱為零效應位置。當徑向密封件4K從零效應位置逐漸向齒輪1K和2K推近時，由于徑向密封件4K與齒輪齒頂的間隙越來越小，則使得由進口輸入的高壓流體通過所述間隙泄漏到出口6K的阻力逐漸加大，這樣越來越高的流體壓力就會推動齒輪逐漸加快地旋轉，因此，馬達的輸出功率是逐漸增大的。此時，我們就稱馬達的效應是逐漸增強的。當徑向密封件4K運動到與齒輪齒頂充分貼合時，就在殼體內構成了兩個具有靜態(tài)不透流體的良好密封性的隔開的腔室，高壓流體通過徑向齒頂間隙的泄漏量被減至最小，因此馬達的輸出功率達到最大。此時稱馬達的效應達到最大，相應地稱此時徑向密封件4K所處的位置為全效應位置。相反地，當徑向密封件4K由全效應位置逐漸地向離開齒輪1K和2K的方向運動時，也即朝其零效應位置運動時，馬達的輸出功率逐漸下降，也即馬達的效應逐漸減弱。
現在參照圖2，標號1P表示一個內齒輪，標號2P表示一個與內齒輪1P相嚙合的外齒輪，標號5P和6P所指的陰影區(qū)分別表示流體的進口和出口。與上例不同的是，徑向密封件4P安裝在轉軸3P上，可隨之一同轉動。圖2所示的徑向密封件4P正處在全效應位置，當它逆時針轉動直至其零效應位置時，馬達的效應相應地逐漸減弱直至完全消失。
最后參照圖3。在殼體8q中設有三個串聯嚙合的外齒輪1q、4q和5q，并如圖所示地設置兩個可在徑向平面內滑動的徑向密封件2q和7q。標號3q和6q所指的陰影區(qū)分別表示流體進口和出口。當兩徑向密封件處于圖3所示位置時，即徑向密封件2q處于全效應位置而徑向密封件7q處于零效應位置時，在從進口3q輸入的高壓流體的推動下，三個齒輪1q、4q和5q分別沿圖中箭頭所示方向轉動。相反地，如果徑向密封件7q處于全效應位置而徑向密封件2q處于零效應位置時，則三個齒輪1q、4q和5q分別沿與圖中箭頭所示相反的方向轉動。由此可見，僅通過控制徑向密封件2q、7q與相應的齒輪對的脫離和貼合，就可以改變馬達的轉動方向。
雖然上面僅就本發(fā)明的三個具體實施例進行了說明，但是本發(fā)明的變效原理對于任何容積泵或馬達都是適用的。例如，對于柱塞泵來說，若將部分缸壁作為變效件的話，就可形成變效柱塞泵。
上面描述的本發(fā)明的變效泵或馬達有著廣泛的應用領域。例如，用本發(fā)明的變效馬達驅動車輛是十分有利而方便的。在這種情況下，在車輛起步階段，可通過使變效件從零效應位置逐漸向全效應位置運動而逐漸地增大馬達的輸出功率，以實現平穩(wěn)、迅速的起步以及起步后的加速;當變效件運動到零效應位置時，馬達的輸出功率為零，則馬達中的齒輪在車輪軸的轉動慣性帶動下一起空轉，這相當于空檔滑行;而在制動時，通過關閉進、出油口并將變效件向全效應位置推動，由此借助于封閉在殼體中的油的體積的不可壓縮性而使齒輪逐漸停轉。通過控制變效件向全效位置的運動速度以及變效件的最終位置，就可以控制油在變效件隔開的兩個腔室間的泄漏程度，由此控制制動性能使之達到最佳而不致出現車輪抱死現象。利用圖3所示的變效馬達，通過轉換兩變效件的位置，就可以簡便地控制車輛正向或反向行駛以及制動。
如果用一個變量泵驅動本發(fā)明的變效馬達或用本發(fā)明的變效泵驅動變量馬達而構成一靜液傳動系統(tǒng)的話，則更有利于發(fā)揮本發(fā)明的變效泵或馬達的優(yōu)越性。這種系統(tǒng)具有良好的無級變速和自變扭矩的性能，它可取代目前的液力偶合器、液力變矩器及柱塞式靜液傳動系統(tǒng)。
權利要求
1.一種回轉式容積泵或馬達、包括一個帶進、出油口的殼體，安裝在殼體內的轉軸上可隨之轉動的回轉件，以及用于和回轉件配合在殼體內構成至少一個高壓油腔和一個低壓油腔的密封件，其特征是至少一個密封件可相對于回轉件在一個與回轉件液密貼合而構成所述高、低壓油腔的第一位置和一個遠離回轉件而無法構成所述高、低壓油腔的第二位置之間運動，以便有選擇地在殼體內構成所述高、低壓油腔，和有選擇地改變所述高、低壓油腔之間的密封度，從而有控制地改變所述泵或馬達的效應。
2.根據權利要求1的泵或馬達，其特征是所述回轉件是兩個彼此外嚙合的齒輪。
3.根據權利要求1的泵或馬達，其特征是所述回轉件包括一個內齒輪和一個與之內嚙合的外齒輪。
4.根據權利要求1的泵或馬達，其特征是所述回轉件包括三個串聯外嚙合的齒輪。
5.根據權利要求2的泵或馬達，其特征是所述密封件包括在所述齒輪的軸向側提供密封的軸向密封件和在所述齒輪的徑向側提供密封的徑向密封件。
6.根據權利要求5的泵或馬達，其特征是所述可在第一和第二位置間運動的密封件為所述徑向密封件。
7.根據權利要求6的泵或馬達，其特征是所述徑向密封件是一個可在第一和第二位置間直線運動的密封塊。
8.根據權利要求3的泵或馬達，其特征是所述密封件包括在齒輪的軸向側提供密封的軸向密封件和設置在所述內、外齒輪之間用于提供徑向密封的徑向密封件。
9.根據權利要求8的泵或馬達，其特征是所述可在第一和第二位置間運動的密封件為所述的徑向密封件。
10.根據權利要求9的泵或馬達，其特征是所述徑向密封件是一個可在第一和第二位置間轉動的密封塊。
11.根據權利要求4的泵或馬達，其特征是所述密封件包括在所述齒輪的軸向側提供密封的軸向密封件和在齒輪的徑向側提供密封的徑向密封件。
12.根據權利要求11的泵或馬達，其特征是所述可在第一和第二位置間運動的密封件是所述徑向密封件。
13.根據權利要求12的泵或馬達，其特征是所述徑向密封件包括兩個分別與兩對嚙合齒輪相配合并可在第一和第二位置間直線運動的密封塊。
14.根據權利要求13的馬達，用作為一種傳動和制動裝置，通過控制所述密封塊在第一和第二位置間的運動，來控制其輸出軸的輸出轉速、輸出功率、轉動方向以及停轉。
15.根據權利要求1至13中任意一項的馬達，用作為一種傳動和制動裝置，通過控制可在第一和第二位置間運動的密封件的運動，來控制其輸出軸的輸出轉速和輸出功率，同時通過控制馬達進、出油口的閉合，就可以對所述輸出軸實施有控制的制動。
16.根據權利要求1至13中任意一項的泵或馬達，分別用于和液壓馬達或液壓泵一起構成靜液傳動系統(tǒng)。
全文摘要
回轉式容積泵或馬達包括帶有進、出油口的殼體，裝在殼體內的轉軸上可隨之轉動的回轉件以及用于和回轉件配合在殼體內構成高，低油腔的密封件。其中至少一個密封件可相對于回轉件在一個與回轉件液密貼合而構成所述高、低壓油腔的第一位置和一個遠離回轉件而無法構成高、低壓油腔的第二位置間運動，以便有選擇地形成所述高、低壓油腔和有選擇地改變此兩油腔間的密封度，從而有控制地改變泵或馬達自身的效應。
文檔編號F16H39/06GK1043366SQ8910556
公開日1990年6月27日 申請日期1989年8月1日 優(yōu)先權日1986年9月24日
發(fā)明者鄭悅 申請人:鄭悅