专利名称：可变排量泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用在压力流体使用设备，如用在减小车辆手柄操作力的动力转向装置中的可变排量泵。
背景技术：
例如，在执行转向轮的转向操作时(所谓的转向时期)，和动力转向装置一起使用的液压泵，需要给动力转向装置的动力缸供给大量的压力流体，以获得与转向情况相对应的转向辅助力。另一方面，在非转向期间，例如在车辆直行时，实际上不需要供给压力流体。另外，在高速或低速运行时，用于动力转向装置的泵需要减少供给压力流体的量，从而在高速运行时需要给转向轮提供一定的稳定性，而且在高速直行时需要确保这种行车稳定性。
传统地，用于这种类型动力转向装置的泵一般是活塞泵，车辆发动机作为该泵的动力源。活塞泵的特征是排量随发动机转数的增大而增加。因此，当活塞泵用作动力转向装置的泵时，不管转数多少，需要一个流量控制阀来将泵的排量控制在预定量之下。但是，对于具有流量控制阀的活塞泵，即使压力流体经过流量控制阀部分地流回容器，发动机上的载荷也不会减小，具有同样的泵驱动马力，因此不会获得节能效果。
为了克服这种缺点，通常提出一种可变排量叶片泵，其中泵每转的排量(cc/rev)可以随转数的增加成比例地减少，如JP-A-6-200883、JP-A-7243385和JP-A-8-200239中所述。这些可变排量泵就是所谓的发动机转数敏感泵，其中如果发动机转数(泵转数)增加，凸轮环就沿泵室的泵排量减小的方向移动，与作用在泵排出侧上的流体压力的大小相对应，因此泵排出侧上的流量减小。
当停车发动机转数小时或者当车辆低速运行时，上述可变排量泵能相对增加泵排出侧上的流量，因此在车辆停止或低速运行期间，在转向中车辆能获得大的转向辅助力，而且驾驶员能进行轻微转向。另外，当车辆高速运行时，发动机转数大，而且泵排出侧上的流量比较小，因此在高速运行时在一定的转向操作力下，可以实现具有适当刚度的转向操作力。
另外，这种可变排量泵在转向时(或者在需要转向时)可以供给预定流量的压力流体，以得到预定的转向辅助力，而且在非转向期间(或者不需要转向时)，压力流体的流量很小，接近零或最小，这是从节约能量的观点考虑。例如，在可变排量泵由车辆发动机直接驱动的情况下，在非转向期间即使发动机的转数大，泵的排量也是不必须的。然后，通过减小泵排量可以降低泵的驱动马力，在这方面应该考虑。
也就是说，在控制这种可变排量泵时，需要通过确定车辆是否停止，或在低速、中速或高速下运行，而且是否进行转向，并且根据车辆的运行状况来进行最优的泵控制。因此，必须根据泵的操作情况和车辆的运行状况采取一些措施，以便车辆能通过牢牢地掌握车辆的运行状况和转向情况，并适当地进行泵控制，来展现动力转向装置的性能，并且通过在需要的情况下进行泵的驱动控制，来实现可变排量泵的节能效果。
发明内容
本发明用以解决上述问题，本发明的目的是提供一种可变排量泵，其中当车辆直行时，保持低的泵排量，从而提高节能效果，如果在转向时需要大的流量，所述可变排量泵能迅速响应并增大泵的排量，以产生所需的转向辅助力。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种可变排量泵，其包括一个可滑动地支撑在泵体内腔中的凸轮环；一个可转动地设置在凸轮环内的转子；形成在凸轮环一侧上的第一流体压力室；形成在凸轮环另一侧上的第二流体压力室；一个用于使凸轮环在泵室的泵排量最大的方向上偏移的偏移装置；一个设置在用于将从泵室中排出的压力流体供给压力流体使用设备、在排出通道中途的测流量孔；以及一个控制阀，该阀用于将测流量孔的上游流体压力和下游流体压力施加在阀柱塞的两个端面上，在施加下游流体压力的端面一侧设置一个弹簧，其中通过致动控制阀来控制流体压力腔的至少一个流体压力，而使凸轮环摆动，其特征在于设置一个随压力流体使用设备的工作压力增加而运动的活塞，以给弹簧侧上的阀柱塞端面施加轴向推力。
根据本发明的第二方面，提供了一种可变排量泵，其特征在于活塞是一种设置在阀柱塞相对侧上的阶梯状活塞，由于插入弹簧，弹簧的一端与活塞的小直径端接触，压力流体使用设备的工作压力施加在活塞的大直径端，所以轴向推力经弹簧施加给控制阀的柱塞，这是通过将比测流量孔的下游压力低的压力，引入活塞的小直径部分和大直径部分之间阶梯部周围所形成的空间中，并利用压力流体使用设备的工作压力移动活塞而实现的。
根据本发明的第三方面，提供了一种可变排量泵，其特征在于一第二弹簧设置在所述弹簧的外缘周围，第二弹簧的一端与阀柱塞的一个端面接触，弹簧的另一端与阀孔的一个端面接触。
根据本发明的第四方面，提供了一种可变排量泵，其特征在于活塞是一种设置在阀柱塞相对侧上的阶梯状活塞，由于插入弹簧，压力流体使用设备的工作压力施加在活塞的大直径端，小直径端延伸到阀柱塞侧，其中当压力流体使用设备的工作压力使活塞运动时，由于活塞的小直径端与阀柱塞直接接触，所以施加轴向推力。
根据本发明的第五方面，提供了一种可变排量泵，其特征在于一个转换阀，设置在用于将压力流体使用设备的工作压力导向活塞大直径端的导入通道中途，而且当工作压力超过预定值时，转换阀切断导入通道。
图1是纵向剖面图，表示根据本发明一个实施例的可变排量泵的总体结构；图2是示意结构图，表示简化形式的可变排量泵的控制阀；图3是示意结构图，表示根据本发明第二实施例的简化形式的可变排量泵的控制阀；图4是示意结构图，表示根据本发明第三实施例的简化形式的可变排量泵的控制阀；图5是示意结构图，表示根据本发明第四实施例的简化形式的可变排量泵的控制阀；图6是曲线图，表示可变排量泵的流量特性。
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的优选实施例进行描述。图1是一个剖面图，表示根据本发明一个实施例的可变排量泵的总体结构。图2是一个示意结构图，表示简化形式的可变排量泵的控制阀。该可变排量泵(总体标以参考标号1)是一个叶片型液压泵，其是动力转向装置的液压发动机，本发明应用于该装置上。
泵体2内部具有相邻接的一个前体和一个后体，其中形成一个用于容纳泵元件的作为泵盒的容纳腔4，这在下面将要描述，在容纳腔4的内表面上安装一个适配环6。凸轮环10通过摆动支点销8可摆动地设置在该适配环6的接近椭圆的空间中。密封环12以相对摆动支点销8接近轴向对称地设置在该凸轮环10的一位置处，从而由摆动支点销8和密封环12在凸轮环10的两侧形成第一流体压力室14和第二流体压力室16。
此外，带有多个可径向滑动的叶片18的转子20，设置在凸轮环10的内周侧上。该转子20连接到通过泵体可转动地支撑的驱动轴22，而且转子可由驱动轴22沿图1中箭头所示的方向转动，驱动轴22由发动机带动旋转，未示出。凸轮环10相对于连接到驱动轴22的转子20偏心设置，位于凸轮环10和转子20所形成空间中的两个相邻叶片18形成一个泵室24。该凸轮环10绕摆动支点销8的支点摆动，以增大或减小泵室24的容积。
一个压缩弹簧26设置在泵体2的第二流体压力室16侧上，从而使凸轮环10偏向第一流体压力室14，即沿泵室24容积最大的方向。
众所周知，适配环6、凸轮环10和转子20通过泵体2中容纳腔4中的一个压板(未示出)和一个侧板(或完成侧板功能的后体)承载在两侧上。
一个吸入-侧孔在一区域中(图1的上部)形成在侧板的侧面，在该区域中两个相邻叶片18之间，泵室24的容积随转子20的转动逐渐增加，而且所述孔用于供给从流体容器经吸入口(未示出)吸入的工作流体到泵室24。另外，一个排出-侧孔在一区域中(图1的下部)形成在压板的侧面，在该区域中泵室24的容积随转子20的转动逐渐减小，而且所述孔用于将从泵室24排出的压力流体，导入形成在泵体2底部上的排出-侧压力室。该排出-侧压力室经形成在泵体2中的泵排出-侧通道连接到排出口，因此导入排出-侧压力室的压力流体，从排出部分输送到动力转向装置的动力缸。
一个控制阀28与驱动轴22相垂直地设置在泵体2内。该控制阀28具有一个可滑动地安装在形成于泵体2的阀孔30中的阀柱塞32。该阀柱塞32总是由在一端(图1中向右的第二流体压力室16的)设置在室34(此后称作弹簧室)内的弹簧36，偏向图1的左侧(朝向第一流体压力室)，并抵靠栓塞37的前表面，栓塞37装入阀孔30的开口部分，并在非活动状态时封闭所述开口部分。
一个测流量孔(未示出)设置在从泵室24到压力流体使用设备(该实施例中为动力转向装置)的排出-侧通道的中途，其中该测流量孔的上游流体压力经过一个导向压力通道38导入图1中左侧的室40中(此后称作高压室)，同时该测流量孔的下游流体压力经过一个导向通道42(见图2)导入弹簧室34，因此如果室34和40之间的压差超过预定值，阀柱塞32就克服弹簧36的弹力移向图中的右侧。该测流量孔由一个可变孔和一个限定最小流量的固定孔组成，其中可变孔(未示出)具有一个开启面积随凸轮环10的摆动而增加或减小的孔道。
形成到凸轮环10左侧的第一流体压力室14，通过形成在泵体2中的连接通道2a和6a及适配环6，与阀孔30的高压室40连通，形成到凸轮环10右侧的第二流体压力室16，通过形成在泵体2中的连接通道2b和6b及适配环6，与阀孔30的弹簧室34连通。
划分高压室40的第一地区32a和划分弹簧室34的第二地区32b，形成在阀柱塞32的外周表面上，而且一个环形槽部分32c居中设置在地区32a和地区32b之间。该中间环形槽部分32c通过泵吸入-侧通道43连接到容器，该环形槽部分32c和阀孔30的内周表面之间的空间，构成一个泵吸入-侧室44。
当阀柱塞32位于图1中所标出的非致动位置时，设置到凸轮环10左侧的第一流体压力室14，通过连接通道2a和6a连接到泵吸入-侧室44。如果阀柱塞32由测流量孔前后之间的压差致动时，第一流体压力室14平稳地与泵吸入-侧室44隔断，并与高压室40连通。因此，作用在高压室40上的压力P0，或设在泵排出-侧通道内的测流量孔的上游压力P1，被选择地供给第一流体压力室14。
另外，当阀柱塞32处于非致动状态时，设置到凸轮环10右侧的第二流体压力室16，通过连接通道2b和6b连接到弹簧室34。如果阀柱塞32被致动，那么第二流体压力室16平稳地与弹簧室34隔断，并逐渐与泵吸入-侧室44连通。因此，测流量孔下游压力P2，或作用在泵吸入侧上的压力P0，被选择地供给第二流体压力室16。
一个减压阀46设置在阀柱塞32中，如果弹簧室34内的压力(即测流量孔的下游压力，换句话说，转向装置的工作压力)超出预定值，减压阀46就开启以容许此流体压力逸入容器。
可变排量泵1的构造和操作基本与传统的相同，这里仅局部地示出并且未作详细描述。而且，根据本发明实施例的可变排量泵1，设有一个作为止推装置的活塞，以便用动力转向装置的工作压力(负载压力)压在控制阀28的阀柱塞32上，以增大泵排量。
一个环状保持元件50牢牢地装配在阀孔30的底部(弹簧室34的端部)，控制阀28的阀柱塞32可滑动地装配到阀孔30中(见图1，但在仅示出简化结构的图2中略去)。一个密封元件52覆盖在环状保持元件50的外周，以划分弹簧室34和阀孔30底部(图1的右端侧)之间的空间54，同时保持液密密封。
贯通环状保持元件50轴向中央形成的一个内孔56，由阀孔30底部上的大直径孔56a和弹簧室34侧上的小直径孔56b构成，其中一个阶梯状活塞58装配在内孔56中。阶梯状活塞58的大直径部分58a可滑动地装入内孔56的大直径孔56a，而且小直径部分58b可滑动地装入内孔56的小直径孔56b。此外，形成在阶梯状活塞58小直径部分58b顶端处的一个细小直径部分58c，从环状保持元件50的内孔56突出到弹簧室34中。
一个弹簧接收环60安装到阶梯状活塞58顶端处的细小直径部分58c中，以支撑弹簧36的一端，其中弹簧36使控制阀28的阀柱塞32偏向高压室40。弹簧接收环60由弹簧36加压，并与阶梯状活塞58的小直径部分58b和顶端处的细小直径部分58c之间的阶梯部分接合。
阶梯状活塞58形成有一个穿过轴向中央的通孔62，弹簧室34内的压力，即测流量孔下游泵排出侧上的压力，经过此通孔62导入阶梯状活塞58的大直径部分58a后面的空间54(即图中位于右端的空间)。另外，由阶梯状活塞58的大直径部分58a与小直径部分58b之间的阶梯部分、和环状保持元件50的大直径孔56a的内表面所限定的空间63，通过阀体2内的通道64(见图2)连接到容器。导入空间63中的压力不限于容器压力，但可以比测流量孔的下游压力低。
阶梯状活塞58具有作用在两个端面上的相等流体压力(测流量孔下游流体压力，即动力转向装置的工作压力)，如果此工作压力超过预定的值，通过大直径部分58a与小直径部分58b之间压差而引起的弹簧36的收缩，使活塞58移向图中的左侧。当靠近小直径部分58b的大直径部分58a的端面(即图中靠左侧的端面)，抵靠环状保持元件56的大直径部分56a与小直径部分56b之间的阶梯部分56c(止动面)时，活塞58停止。在该实施例中，弹簧36的弹力如此设置，即直到动力转向装置的工作压力达到如0.6Mpa时活塞58才移动。
控制阀28在可变排量泵1启动后立即在测流量孔的上游侧和下游侧之间的流体压力中仅产生一小的差别，因此阀柱塞32由于弹簧36的弹力作用而停止在图1所标出的位置。因此，容器压力P0被导入连接到泵吸入-侧室44的第一流体压力室14中，而且测流量孔下游压力P2通过弹簧室34导入第二流体压力室16，从而将凸轮环10压向图1中的左侧，以使泵室24的容积最大。
当发动机转数较高时，泵室24的排量逐渐增加，因此测流量孔上游和下游侧之间压力的差别(压差)更大。如果达到预定压差，阀柱塞32就沿压缩弹簧36的方向移动(朝向弹簧室34)，平衡在一预定位置，并保持在该状态下(图2中所示状态)。此时，阀柱塞32几乎稳定在一种状态下，其中泵吸入侧连接或可连接到形成在凸轮环10两侧上的第一流体压力室14和第二流体压力室16。
在阀柱塞32的这种平衡状态中，由于两侧上流体压力腔14和16之间的压差和压缩盘簧26的偏移力，凸轮环10向图1中的右侧摆动，并且平衡在一位置，在该位置泵室24具有最小的泵排量。在该状态下，泵具有最小的泵排量，其中该实施例中的排量为4.51/min(如图6中虚线所示)。此排量的数值是一个例子，可以根据所需的最小转向辅助力由测流量孔的收缩量或泵室24的容积适当地设定。
另外，如果在上述平衡状态下进行转向操作，动力转向装置的工作压力增加，如果它超过预定的值，通过工作压力施加在其上的阶梯状活塞58的大直径部分58a与小直径部分58b之间区域的压差，而引起的弹簧36的收缩，使活塞58向图中左侧移动。如果活塞58移动，阀柱塞32就受到通过收缩弹簧36所施加的轴向推力，并根据该推力向图中左侧移动。
当阀柱塞32移动时，第一流体压力室14连接到泵吸入-侧室44，第二流体压力室16连接到弹簧室34，其中测流量孔的下游压力导入室34中。因此，凸轮环10向图1的左侧摆动以膨胀泵室24的容积。因此，泵的排量增加。图6中的实线表示排量的一个例子，急转弯时所需的最大流量在该例中为71/min。
如果动力转向装置的工作压力继续增加，当大直径部分58a的前表面(即图中朝向左的端面)抵靠环状保持元件50的止动面56c时，阶梯状活塞58停止，因此活塞58没有更多的推力传递给阀柱塞32。在该实施例中，如果动力转向装置的工作压力达到如1.5Mpa，活塞在该设定值下停止。
如果实现上述流量控制，控制阀28的阀柱塞32的移动更接近为测流量孔所限定的最小流量(例如4.51/min)，并在非转向期间保持在该状态下。而且由于非转向期间阀柱塞32保持在具有最小流量的平衡状态，所以可以将测流量孔处的压差设得小些。例如，测流量孔处的压差在平衡状态下通常为0.2Mpa，但在本发明中可以设定的约和0.07Mpa一样小。因此，该测流量孔的压力损失减小。
一方面，在转向时，由于响应动力转向装置的工作压力而在活塞58中产生的推力，使阀柱塞32从图2中的平衡状态移动到同一图中的左侧。因此，控制第一和第二流体压力室14和16内的流体压力以将泵排量迅速增加到预定值，产生所需的转向辅助力。因此，没有引起响应延迟就产生了所需的转向力，即使在急转弯时也如此，于是可以保持动力转向装置的性能。
如上所述，当车辆直行时，控制阀28的阀柱塞32仅由弹簧36的力控制，而且当操作动力转向装置时，其工作压力(负载压力)、而不是活塞58的推力施加给阀柱塞32，以增大泵排量。因此，测流量孔的上游和下游之间的压差在车辆直行时是低的，这是由于仅需克服弹簧36的弹力，但在转向时，以传统方式同时施加弹簧36的弹力和活塞58的压力，从而在车辆直行时能实现显著的节能效果。
图3表示根据本发明第二实施例的用于可变排量泵1的控制阀128。控制阀128的基本结构与第一实施例中控制阀28的相同，其中相同或相似的元件被标以相同的参考标号而且此处不再描述，下面仅说明不同的元件。图3表示一种平衡状态，其中阀柱塞32已经由于测流量孔上游和下游侧之间的压差而以和图2中相同的方式移动了。
在第一实施例中，弹簧36的一端(在图1和2中为左端)与阀柱塞32的端面接触，而且另一端与在阶梯状活塞58的小直径部分58b和顶端细小直径部分58c之间的阶梯部分中接合的弹簧接收环60接触。但是，在该第二实施例中，内外双环136和137设置在弹簧室34中。内弹簧136的一端(图3中的左端)与阀柱塞32的端面接触，另一端以和第一实施例中弹簧36相同的方式，与在阶梯状活塞58中接合的弹簧接收环60接触。另外，外弹簧137的一端(图3中的左端)与阀柱塞32的端面接触，而且另一端与形成在阀体中的阀孔30的底面30a(即当环状保持元件50如图1中所示设置时为侧面)接触。
外弹簧137具有低的弹性系数，所以即使在设定长度变化时固定载荷也几乎不会偏差，因此在非转向期间流量中的偏差或转弯时测流量孔的压差中的偏差可以被抑制。另外，内弹簧136具有这样的弹性系数，以便当转向时动力转向装置侧上的流体压力增加并达到预定值时，活塞58移动预定的位移。其他结构与第一实施例中的相同。
在该实施例中，以和第一实施例相同的方式进行操作，展现相同的效果。另外，在第一实施例中，单个弹簧36具有在测流量孔致动阀柱塞32之前和之后设定压差，以及给阀柱塞32传递活塞58的推力的功能，其中活塞58由于动力转向装置的工作压力而运动，因此需要弹簧36的固定载荷非常精确，尽管弹簧136和137的固定载荷在该实施例中不需要非常精确。
图4表示根据本发明第三实施例的可变排量泵1的控制阀228。除了活塞258施加轴向推力给控制阀228的阀柱塞32之外，控制阀228具有与第一实施例相同的结构。
该第三实施例的活塞258有一个具有大直径部分258a和小直径部分258b的阶梯状活塞258，其构成方式与第一和第二实施例中阶梯状活塞58的相同，还具有一个小直径部分258d，该部分的直径与形成在阶梯状活塞258后面(图4中的右面)的弹簧室34侧上的小直径部分258b的直径相等，其中向后的小直径部分258d可滑动地安装在与形成在阀体2中的大直径孔256a相连的小直径孔256c中。
一个通孔262贯通该活塞258的轴向中心形成，并连通在弹簧室34和小直径孔256c底部上的空间257之间，其中向后的小直径部分258d安装在孔256c中，因此弹簧室34内的压力或测流量孔的下游压力被导入底部空间257。在这种情况中，通过在活塞258两侧施加相同压力，由于动力转向装置工作压力变化，活塞258不产生任何推力来压弹簧36。
动力转向装置侧上的流体压力经过导入通道270导入围绕阶梯部分的空间254(此后称作压力室)，所述阶梯部分位于向后的小直径部分258d和居中形成在阶梯活塞258中的大直径部分258a之间。容器侧的流体压力被导入围绕大直径部分258a和向前的小直径部分258b之间的阶梯部分的空间中。
一个转换阀272设置在导入通道270的中途。该转换阀272包括可滑动的安装在形成在阀体2中的阀孔274中的柱塞阀盘276，和用于使柱塞阀盘276偏移的弹簧278。用以容纳弹簧278的室通过通道264连接到容器。用于容纳弹簧278的室280相对端(图4中的左侧)的阀孔274内的室284，通过导入通道270的下游部分270B，连接到大直径部分258a后面的压力室254。一个V型切口276c形成在容纳柱塞阀盘276的弹簧278的室280的地区。
一个环形槽276a在转换阀272中围绕柱塞阀盘276的外周居中地形成，其中该环形槽276a通过内部通道276b与连接到压力室254的端室284连通。因此，当柱塞阀盘276被弹簧加压并停止在非致动位置时，如图4所示，通过导入通道270(其上游部分270A)导入的动力转向装置侧上的流体压力，经过柱塞阀盘276的环形槽276a、内部通道276b、端室284及导入通道270的下游部分270B，进入活塞大直径部分258a后面的压力室254中。
另外，如果动力转向装置的工作压力超出预定值，通过压缩弹簧278使柱塞阀盘276移向图4中的右侧，因此环形槽276a与导入通道270的上游部分270A隔断，而且端室284中的压力从V型切口276c向容纳弹簧278的室280释放。由于在没有负载时流体压力使用设备因管道阻力而具有一些压力损失，在该动力转向装置中压力损失约为0.3Mpa，所以弹簧280的力如此设置，以便直到动力转向装置的工作压力达到如该实施例中的0.5Mpa时，柱塞阀盘276才被致动。
在该实施例中，如果增加泵的转数使在非转向期间在测流量孔的前后压力之间产生大的差别，阀柱塞32由于压缩弹簧36而移向图中右侧，以和第一实施例及前面所述相同的方式导致平衡状态。
如果在这种状态下进行转向操作，动力转向装置侧上的压力增加。动力转向装置侧上的工作压力从导向通道42导入阀柱塞32右端的弹簧室34，并经过内部通道276b、阀孔274的端室284及导入通道270的下游部分270B，进入形成在活塞258的大直径部分258a后面的压力室254中。如果动力转向装置的工作压力超过预定值，由于活塞大直径部分258a和小直径部分258b之间受压区域中的差别，活塞258向左侧移动，其中压力施加在活塞258上。如果活塞258移动，轴向推力通过被压缩的弹簧36施加在阀柱塞32上，因此响应该推力阀柱塞32移向左侧。
当阀柱塞32移动时，第一流体压力室14连接到泵吸入-侧室44，而且第二流体压力室16连接到弹簧室34，测流量孔的下游压力被导入室34中。因此，凸轮环10向图1中的左侧摆动，以膨胀泵室24的容积。于是，泵的排量增加。
如上所述，在该实施例中，以和第一实施例相同的方式进行操作，而且能得到相同的效果。在第一实施例中，如果动力转向装置的工作压力超过预定值，活塞58抵靠止动面56c并停止，而不再在阀柱塞32上施加推力，因此在该实施例中，如果动力转向装置的工作压力超过预定值，转换阀272的柱塞阀盘276被致动，以便通入活塞258后面压力室254中的导入通道270被隔断，而且压力室254和转换阀272的端室284中的压力，从V型切口276c向容纳弹簧278的室280释放，以将压力室254中的压力保持在预定值。因此防止活塞移动，从而限制了传递到阀柱塞的推力。
图5表示根据本发明第四实施例的可变排量泵1的控制阀328。在此第四实施例中，活塞358的结构与第三实施例中的不同。该第四实施例的活塞358在延伸到阀孔30内部的阀柱塞32侧上具有一个小直径部分358b。如果控制阀328的阀柱塞32由于测流量孔两边的压差而致动，并导致一种平衡状态(图5中所示的状态)时，弹簧336侧的阀柱塞32的端面，与活塞358的小直径部分358b的顶端面几乎以接触状态面对。另外，使活塞358侧上控制阀328的阀柱塞32偏移的弹簧336的端部，不与活塞358接合，但与阀孔30的底面30a接触。其它结构与第三实施例中的相同，此处不再描述。
在此第四实施例中，如果车辆从阀柱塞32的平衡状态(图5的状态)转向，而且动力转向装置的工作压力增加，以使活塞358移向左侧，不像上述实施例那样通过弹簧36和136施加推力，而是活塞358直接加压阀柱塞32并使其向图5中的左侧移动。
在此第四实施例中，以和上述实施例相同的方式进行操作，导致相同的效果。而且，使阀柱塞32偏移的弹簧具有一个低的弹性系数，因此，即使当设定长度变化时也可以抑制非转向期间的偏差流量。另外，活塞358直接加压阀柱塞32，但不通过弹簧336，在转向时可以迅速安全地切换控制阀，而且泵的排量增加。
本发明不限于上述实施例，各部分的形状和结构都可以进行适当的变型和变化。在上述实施例中，描述了用作安装在车辆上的动力转向装置的液压源的可变排量泵，但本发明不限于可变排量泵，而是可以适当地应用于其它泵，只要它能按需通过增大或减小泵的排量来保证压力流体使用设备侧上的可靠操作，同时通过减少泵动力来实现节能效果就可以。
如上所述，根据本发明，可变排量泵具有根据工作流体使用设备的工作压力的增加而移动的活塞，其中活塞给弹簧侧上控制阀中的阀柱塞端面施加一个轴向推力，因此在车辆直行时通过降低泵驱动扭矩可以实现节能效果。
权利要求
1.一种可变排量泵，包括一个具有一个内腔的泵体；一个可滑动地支撑在泵体内腔中的凸轮环，该凸轮环确定位于凸轮环一侧上的第一流体压力室；和位于凸轮环另一侧上的第二流体压力室；一个可转动地设置在凸轮环内的转子；一个用于使凸轮环在泵室的泵排量最大的方向上偏移的偏移装置；一个设置在用于将从泵室中排出的压力流体供给压力流体使用设备的排出通道中途的测流量孔；一个控制阀，该阀用于将测流量孔的上游流体压力和下游流体压力，施加在一阀柱塞的两个端面上，该控制阀具有一个设置在将下游流体压力施加在端面一侧上的弹簧；一个活塞，用以给弹簧侧的阀柱塞端面施加轴向推力，活塞随压力流体使用设备的工作压力增加而运动，其中，通过致动控制阀来控制流体压力腔的至少一个流体压力而使凸轮环摆动。
2.根据权利要求1所述的可变排量泵，其中所述活塞是一种设置在阀柱塞相对侧上的阶梯状活塞，带有插入弹簧；弹簧的一端与活塞的一小直径端接触；压力流体使用设备的工作压力施加在活塞的一大直径端；经弹簧施加轴向推力给控制阀的柱塞，这是通过将比测流量孔的下游流体压力低的压力，导入活塞的小直径部分和大直径部分之间阶梯部分周围所形成的空间中而实现的；活塞通过压力流体使用设备的工作压力移动。
3.根据权利要求2所述的可变排量泵，其中第二弹簧设置在所述弹簧的外缘周围；第二弹簧的一端与阀柱塞的一个端面接触；和弹簧的另一端与一阀孔的一个端面接触。
4.根据权利要求1所述的可变排量泵，其中所述活塞是一种设置在阀柱塞相对侧上的阶梯状活塞，带有插入弹簧；压力流体使用设备的工作压力施加在活塞的大直径端；活塞的小直径端延伸到阀柱塞侧；和当压力流体使用设备的工作压力使活塞运动时，由于活塞的小直径端与阀柱塞直接接触而施加轴向推力。
5.根据权利要求2所述的可变排量泵，其中一个转换阀设置在用于将流体压力使用设备的工作压力导向活塞大直径端的导入通道中途；当工作压力超过预定值时，转换阀切断导入通道。
6.根据权利要求4所述的可变排量泵，其中一个转换阀设置在用于将流体压力使用设备的工作压力导向活塞大直径端的导入通道中途；当工作压力超过预定值时，转换阀切断导入通道。
全文摘要
一个凸轮环可滑动地支撑在泵体中，一个转子可转动地设置在凸轮环内。凸轮环与转子的旋转轴偏心。转子带有可以前进或后退的多个叶片，其中在凸轮环和转子之间的空间中形成一个泵室。凸轮环在其两侧形成第一和第二流体压力室，并由弹簧沿泵室的泵排量最大的方向偏移凸轮环。设置一个控制阀，其中测流量孔的压差施加在阀柱塞的两端，而且在施加下游流体压力的端面一侧设置弹簧。流体压力腔的流体压力通过控制阀控制，从而摆动凸轮环。活塞随压力流体使用设备的工作压力增加而运动。该活塞给弹簧侧上的阀柱塞端面施加轴向推力。
文档编号F04C2/344GK1464197SQ0212279
公开日2003年12月31日 申请日期2002年6月13日 优先权日2002年6月13日
发明者小西英男 申请人:尤尼西亚Jkc控制系统株式会社