专利名称：160Mpa电液比例控制径向柱塞泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压、机械、电子技术领域，特别是一种160Mpa (超高压)电 液比例控制径向柱塞泵。
技术背景目前世界上只有德国BoScH公司有这种类型超高压泵，它属于超高压小排量液压泵，其结构特征和主要技术性能指标是体积小，结构简单，工艺性好，压力可达160Mpa至180Mpa，转速为3000r p m，噪声为75dB，总效率为 84%,寿命为3000 5000小时，并且具有抗冲击能力强等特点，是当今世界比较 先进和最新一种高性能超高压径向柱塞泵。由于应用广泛，又是节能和减小污 染的动力源，所以世界各国如日本、韩国、英国、美国、中国和欧洲一些国家 大部分从德国BoScH公司进口。我国汽车工业环保要求柴油机必须采用电喷供 油系统，用柴油机供油系统改为电喷供油系统，急需大量这种动力源，其次还 有石化工业，船舶工业、消防、核潜艇和重型机械以及超高压系统工具行业等， 每年进口量高达15万台左右，并且还有大幅度增加趋势，目前我国还没有这种 产品，长期依赖进口，然而不仅进口高达10000元/台，维修另购价高达几倍价 格。进口周期长，严重影响生产的发展。国内外现有的超高压泵普遍存在径向 载荷过大，转子与定子等摩擦副没有进行油膜润滑，柱塞往复运动过程对中性 差，造成柱塞与柱塞套侧向力过大，整个泵内脏摩擦副磨损快，容积效率低， 寿命短等缺陷。 发明内容本发明的目的是提供一种工作寿命长，节能、减小环境污染、工作效率高、 应用场合更加广泛的一种160Mpa电液比例控制径向柱塞泵。 本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，包括补油泵、柱塞、壳体、吸油阀、 定子、泵盖、排油阀、传动轴、轴承等组成，其特征在于所述的定子设在主油 泵中部的传动轴上，定子上端设有大柱塞，大柱塞中设有柱塞，柱塞外部套接 柱塞套，，柱塞套的上端连接吸油阀，壳体上设一排油阀；在泵盖上设有电液比 例调速阀和溢流阀；主泵左端设一补油泵。
本发明对于泵的主要摩擦副转子与定子采取了静压平衡技术和压力及间隙 补偿，使转子在旋转过程中与定子内表面始终有油膜润滑，同时减小了定子与 转子的径向载荷和柱塞的侧向力，其主要技术性能指标可达到压力160Mpa 200Mpa，转速3000r'p'm，噪声73dB，总效率为85%，寿命6000小时以上。与国外同类产品比，技术性能指标达到部分指标高于国外同类产品 的先进水平，不仅泵的工作寿命长，而且使系统的工作效率得到大大的提高， 因而应用场合更加广泛，如汽车工业柴油机电喷系统，石油化工机械设备、消 防、船舶、核潜艇、重型机械，水力水电工程和各类大型机械设备拆装工具等， 都急需这种超高压径向柱塞泵，据初步调査统计，我国每年要生产6~8万台， 每年能节资或创汇8亿多元，而且还可以逐渐占领国际市场，前景广阔。
图1为本发明结构示意2为图1的右视示意3为柱塞结构示意4为图3左视示意5为大柱塞结构示意6为图5左视结构示意7为定子结构示意8为图7左视结构示意图具体实施方式
本发明由定子7、传动轴14上的偏心轴、大柱塞4、柱塞2、柱塞套6、壳 体3和泵盖8组成密闭工作容积，定子7设在主油泵中部的传动轴14上端，定 子7上端设有大柱塞4，大柱塞4中设有柱塞2，柱塞2外部套接柱塞套6，柱 塞套6的上端连接吸油阀5，壳体3上装一排油阀9，由于定子7与传动轴14 上的偏心轴(转子)设一偏心e，当传动轴14上偏心轴旋转时，柱塞2上腔容 积增大为吸油，而油液由补油泵1排出的低压油Pb通过孔道及吸油阀5进入柱 塞2上腔，随着传动轴14上偏心轴(转子)旋转，柱塞2容积减小，柱塞2上 腔的油液通过孔道及排油阀9排出，该泵共3个柱塞，每个柱塞的工作如上相 同，这样该泵当传动轴14上偏心轴(转子)旋转一周时，就形成吸、排油一次， 即是该泵的排量q，该泵的流量是Q-nq。补油泵1的压力由溢流阀17调定，进
入主泵的流量由比例调速阀18调定，因此该泵在一定流量范围内可以通过比例 调速阓18调节泵的流量，并实现计算机控制系统所需要的流量和压力的大小。如图3所示，在柱塞2上打有(bl小孔2.1，将压力油引入柱塞2的底部， 并在柱塞2底部安装可调阻尼控制器2.3，阻尼控制器2.3底部设有静压室2.2， 在柱塞2中部一周打8个(i)2.6泄油小孔2.4，当偏心轴(转子)旋转时，定子7 在上下移动加微摆动过程中，柱塞2在柱塞套6中上、下运动，由于柱塞2底 部的静压室2.2有油膜润滑，柱塞2在柱塞套6中容易自动对中运动，从而大大 消除柱塞2与柱塞套6之间的侧向力，同时由于柱塞2底部静压室2.2有一定压 力油作用，油压的反推力也抵消了部分柱塞的径向载荷。大柱塞4底面与定子7这对摩擦副，由于偏心轴14旋转，定子7上、下运 动，同时还有微量摆动，而大柱塞4承受的径向载荷，作用在定子7表面上， 并且大柱塞4还要做近似椭圆运动，如图5所示，我们采用静压支承润滑办法， 在大柱塞4底部开有(i)0.38阻压孔4.1和(J)4静压室4.2，高压油经过柱塞2通 过大柱塞4底部阻尼孔进入静压室4.2，静压室4.2高压油可以通过大柱塞4底 面与定子7表面润滑后流向泵体内，这样大柱塞4底面与定子7表面这对摩擦 副就形成了开环控制，大柱塞4处于高压区，这对摩擦副就有高压油润滑，低 压区有低压油润滑，并且由于静压室4.2对大柱塞4有反推力，又平衡掉一部分 大柱塞4对定子7的压紧力，这样不仅解决了大柱塞4与定子7表面摩擦副的 磨损，同时对其材料要求也不需那么刻苛，即解决了加工工艺和材料的难题。 如图5所示大柱塞4.3内底平面与柱塞2底面接触面也形成开环控制，图6中 4.4是大柱塞内泄油窗口。如图1所示，定子7内表面与偏心轴14摩擦付，它不仅要承受径向柱塞的 全部径向载荷，并且偏心轴14还要在定子7内表面高速转动，容易造成磨损和 发热现象，为了解决这一难题，本发明对偏心轴14与定子7内表面这对摩擦副， 采取了间隙和压力补偿以及油膜润滑的办法，来解决其磨损和发热。如图7所 示，在定子7外表面滑动面上设有与定子7内表面相通的阻尼控制器7.3，阻尼 控制器7.3内端设有1/6环形槽7.1，共3段园弧形槽，并在定子7两侧设有静 压平衡槽7.2，这样，当压力油通过柱塞2和大柱塞4进入如7.2所示环形槽时， 瞬间流向两侧7.2静压平衡槽内，同时静压槽7.2内一周压力油又流向壳体内， 所以偏心轴14与定子7内表面摩擦副全部有油膜润滑，同时压力油通过1/6环 形槽流向壳体这段园弧面对定子还有一反推力，平衡了柱塞2对定子7的大部 分径向载荷，并且连同静压平衡槽7.2对偏心轴14和定子7内表面摩擦副还能 进行间隙和压力补偿，既定子7与偏心轴14这对摩擦付在高压区有高压油，同 时低压区也有半高压油作用，对低压区进行压力补偿，也补偿了低压区摩擦付 的间隙，而高压区间隙小，压力就高，间隙大，压力就低，这都由阻尼器7.3和 这对摩擦付的间隙进行开环控制的，壳体内泄油从泄油口 19排出。由此使整个 泵运转平稳，降低了噪声，噪声可降至73dB以下，大幅度减少了磨损和发热， 泵的寿命可提高6000小时以上，国际上同类泵的寿命为3000~5000小时。本发明在泵盖8上设有电液比例调速阀18和溢流阀17。电液比例调速阀 18调节进入主泵的流量，同时在一定范围内可控制主泵的流量，可实现计算机 控制，溢流阀17可调定供油系统压力，两个阀安在泵盖8上可实现集成化。本发明在主泵左端部设有补油泵l，该泵供给主泵的流量，这样就解决了超 高压径向柱塞在高转速下吸油不足问题，从而提高了超高压泵的性能指标。
权利要求
1、一种160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，包括补油泵、柱塞、壳体、吸油阀、定子、泵盖、排油阀、传动轴、轴承组成，其特征在于所述的定子(7)装在主油泵传动轴(14)上，定子(7)上端设有大柱塞(4)，大柱塞(4)中设有柱塞(2)，柱塞(2)外部套接柱塞套(6)，柱塞套(6)的上端连接吸油阀(5)，在壳体(3)上设一排油阀(9)；泵盖(8)上设有电液比例调速阀(18)和溢流阀(17)；主油泵左端设一补油泵(1)。
2、根据权利要求l所述的160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于所 述的柱塞(2)上开有小孔(2.1)，柱塞(2)底部装一可调阻尼控制器(2.3)， 阻尼控制器(2.3)底部设有静压室(2.2)，在柱塞(2)底部一周开有泄油孔(2.4)。
3、 根据权利要求1所述的160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于 所述的大柱塞(4)底部开有阻尼孔(4.1)，阻尼孔(4.1)底部为静压室(4.2)， 大柱塞(4)内设有泄油窗口 (4.4)。
4、 根据权利要求1所述的160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，其特征在于 所述的定子(7)内圆两侧设有静压平衡槽(7.2)，定子(7)外表面滑动面上设 有与定子(7)内圆表面相通的阻尼控制器(7.3)，阻尼控制器(7.3)内端设有 1/6环形槽(7.1)。
全文摘要
本发明公开了一种160Mpa电液比例控制径向柱塞泵，包括补油泵、柱塞、壳体、吸油阀、定子、泵盖、排油阀、传动轴、轴承等组成，其特征在于所述的定子设在主油泵中部的传动轴上，定子上端设有大柱塞，大柱塞中设有柱塞，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套的上端连接吸油阀，壳体上设一排油阀；在泵盖上设有电液比例调速阀和溢流阀；主泵左端设一补油泵。本发明使转子在旋转过程中与定子内表面始终有油膜润滑，同时减小了定子与转子的径向载荷和柱塞的侧向力，工作寿命长，工作效率得到提高，应用场合更加广泛，而且还可以逐渐占领国际市场，前景广阔。
文档编号F04B53/18GK101126381SQ20061010502
公开日2008年2月20日 申请日期2006年8月17日 优先权日2006年8月17日
发明者堃 卢, 啸 董 申请人:卢 堃;董 啸