专利名称：双作用变量叶片转向泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压转向系统动力源装置，特别应用于中重型汽车的液压动力转 向系统中的叶片式转向泵装置。
背景技术：
目前随着国际原油价格的不断攀升，降低原油消耗越来越被世界各国所重视，“节 能减排”成为世界的通用语。大多数商用车和轿车都采用液压动力转向，但是液压动力转向 需消耗一定的能量。经过研究发现，现用的液压动力转向系统要消耗原动机约3%的能源， 但真正转向消耗的能量只占其中的不到40%，另外60%左右的能量不仅白白浪费掉了，而 且会增加液压系统的发热，降低系统使用寿命，产生噪声和增加汽车尾气排放。一般动力转 向装置所引起的燃油消耗约占整车燃油消耗的3%，其中又以液压转向泵消耗的无功功率 为最大。汽车行驶过程中，发动机大部分时间在高于怠速的转速范围内运转，而且80%以上 的时间处于不转向的直线或等待状态，因此油泵输出的油液大部分经过流量控制阀和转向 控制阀流回储油罐，造成很大的损失。国内目前使用的液压转向泵均由定量泵和定差式溢流阀所组成，在实际应用中， 由于液压泵在中高转速运转时泵内多余输出流量被溢流阀溢流造成泵极大的能量损失，增 加汽车的燃油消耗。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，在传统转向泵的基础上，通过改变泵内部的机 械结构提供一种结构简单、溢流阀溢流能量损失小的液压转向泵，从而达到节能降耗的目 的。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
双作用变量叶片转向泵装置，包括定子，转子和叶片，叶片安装于转子上的叶片槽内， 其特征在于，转子上每两个叶片槽之间设有滑动槽，所述滑动槽内部安装有滑块，所述转子 内开通弹簧槽安装单片弹簧，所述单片弹簧与所述滑块通过长杆螺钉连接，滑块可在槽内 上下滑动，通过滑动槽对其滑动限位。为与转子的弧面配合，所述滑块是圆弧顶廓的立方体结构。本发明的工作原理如下上述结构安排，使安装在滑动槽内的滑块可以随着泵转 速的变化发生上下滑动，滑块会在油腔内占据不同程度的空间，使泵的有效容积空间发生 变化，实现泵的变量。当转子速度提高时，根据旋转离心的原理，滑块将会克服阻力更多伸 出槽外，占据更多的有效容积空间，使泵每转的吸、排油量减少；当转子速度降低时，离心力 变小，滑块的外端面油液压力和弹簧拉力将会使滑块部分或完全“缩回”滑动槽中，泵的有 效容积空间变大，泵每转的吸、排油量增加。采用上述技术方案的本发明转向泵，通过将转子在两个叶片之间的部分制成随着 转向泵转速的变化而发生浮动的滑块，使泵的排量在叶片泵转速变化时，变化较小，改变随着发动机的转速的增加转向泵的排量也将随着增加的状况，有效减少泵内多余流量的输 出，降低溢流阀的节流产生的多余流量造成的能量损失。
图1汽车转向泵的结构示意图。图中1、定子，2、转子，3、叶片，4、滑块，5、滑动槽，6、弹簧孔，7、单片弹簧，8、长 杆螺钉，9、叶片槽。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附 图，进一步阐述本发明。如图1所示，以两个相邻叶片槽9间的一个滑块4工作过程为例，由于滑块4底部 有长杆螺钉8连接的单片弹簧7设定有预拉紧力，当本发明的转向泵在低于设定的转速旋 转时，滑块4将被单片弹簧7牢牢的拉在滑动槽5内不能向外伸出，这时转向泵将不能实现 变量，其每转排量将不变。当转速大于设定的转速时，滑块4受到离心力的作用大于单片弹 簧7的预拉紧力，滑块4在转子滑动槽5内上下滑动。当滑块4 一端的叶片3进入吸油窗 口时，叶片3间的油液连通吸油腔，滑块4受离心力作用克服单片弹簧7的拉力逐渐向外伸 出，同时单片弹簧7也将被拉伸，单片弹簧7的拉力变大。当两个叶片3旋转到处于吸排油 窗口之间的大圆弧处而已脱离吸油窗口未进入排油窗口时，滑块4将受到离心力与弹簧拉 力这对相互作用力而达到静止状态，滑块4将在相邻两叶片3间的占有一定片间容积。当 滑块4 一端的叶片进入排油窗口后，滑块4由于受高压油和单片弹簧7拉力的共同作用将 把滑块4迅速的拉回到滑动槽5内。同样，当滑块4与两个相邻叶片3旋转到定子小圆弧 处，叶片间仍为高压油，滑块4不能伸出，会顺利的通过小圆弧处，直到叶片3转到下一个吸 油窗口处，滑块4开始了下一个工作过程。双作用变量叶片转向泵的实际流量等于叶片泵 的本身排量减去每个滑块4两次工作过程中所占据的有效容积和从滑动槽5缝隙中所泄漏 掉的流量。依照此原理，当泵的转速提高时泵的排量减少，泵的转速降低时泵的排量增加， 这样就能保证泵在工作中实际流量保持相对稳定，有效减少泵内多余流量的输出，降低溢 流阀的节流产生的多余流量造成的能量损失。设双作用变量叶片转向泵包括K个滑块，转向泵的输出流量与转速 ^Z间的函数关系由以下公式确定
q 二 { {( ξ -硿)7Γ-(乓 _爲)碎]-κχχ&σι-Kx - ^ElZEltjn
cos θΥ τβ
其中2Μ㈤-硿讨-为滑块不工作时转向泵的理论排量？^t1T⑷
为从滑动槽缝隙中所泄漏掉的流量^为滑块的伸长量Φ为滑块的宽度；《为叶片泵的转 速L为叶片泵的叶片个数、为滑块厚度τ力叶片厚度々力叶片倾角；爲为叶片泵定 子短半径 力叶片泵定子长半径，式中，Λ为缝隙厚度；y为缝隙宽度；ι为缝隙长度，为油液动力粘度。双作用变量叶片转向泵滑块的伸长量Z与转速角速度)之间的函数关系由以
2 L
下公式石角定-.7jx+k(l + χ) + Μα μ = mar + mm (r + x-—)
其中 力滑块的质量，，为转向泵转子半径4为弹簧弹性系数；i为滑块高度” 为油液等外界阻尼系数各为科氏加速度； 为惯性加速度，w力滑块与滑动槽侧壁的摩 擦系数。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
权利要求
双作用变量叶片转向泵装置，包括定子(1)，转子(2)和叶片(3)，叶片(3)安装于转子(2)上的叶片槽(9)内，其特征在于，转子(2)上每两个叶片槽(9)之间设有滑动槽(5)，所述滑动槽(5)内部安装有滑块(4)，所述转子(2)内开通弹簧槽(6)安装单片弹簧(7)，所述单片弹簧(7)与所述滑块(4)通过长杆螺钉连接。
2.根据权利要求1所述的双作用变量叶片转向泵装置，其特征在于，所述滑块(4)是圆 弧顶廓的立方体结构。
全文摘要
本发明公开了一种双作用变量叶片转向泵装置，包括定子，转子和叶片，叶片安装于转子上的叶片槽内，转子上每两个叶片槽之间设有滑动槽，所述滑动槽内部安装有滑块，所述转子内开通弹簧槽安装单片弹簧，所述单片弹簧与所述滑块通过长杆螺钉连接，滑块可在槽内上下滑动，通过滑动槽对其滑动限位。采用上述技术方案的本发明转向泵，通过将转子在两个叶片之间的部分设置滑块，改变随着发动机的转速的增加转向泵的排量也将随着增加的状况，有效减少转向泵内多余流量的输出，降低溢流阀的节流产生的多余流量造成的能量损失。
文档编号F04C2/344GK101985932SQ20101055304
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者张攀, 陈磊 申请人:上海海事大学