专利名称：一种柱塞变量泵及其启动方法
技术领域：
本发明涉及液压泵技术领域，尤其涉及一种柱塞变量泵。本发明还涉及一种上述 柱塞变量泵的启动方法。
背景技术：
柱塞变量泵具有结构紧凑、单位功率体积小、工作压力高，易实现变量等优点，还 可以在启动后在空载时实现零排量输出，因此，柱塞变量泵广泛应用在煤矿巷道采掘机械 上。请参看图1，图1为一种典型的柱塞变量泵的结构示意图。如图1所示，该柱塞变量泵包括传动轴11、斜盘12、柱塞13、缸体14及变量机构。 传动轴11的一端安装在该柱塞变量泵的壳体上，另一端安装在后壳上，传动轴11的侧面依 次设有可摆动的斜盘12、可随斜盘12做伸缩动作的柱塞13，柱塞13的一端与斜盘12连接， 另一端套接于缸体14内。斜盘12具有倾角，该倾角是指斜盘12与传动轴11径向之间的 夹角。由于斜盘12具有倾角，当缸体14在传动轴11带动下旋转，在一定转角范围内，柱塞 13会向外伸出，缸体14腔内工作容积变大，形成局部真空；在另一转角范围内，柱塞13被 斜盘压向缸体14内部，使工作腔容积减小，工作腔内的油液受挤压，通过出油口排出。柱塞变量泵的排量与斜盘12的倾角大小有关，斜盘12的倾角越大，柱塞变量泵的 排量越大。柱塞变量泵还设有变量机构，变量机构用于调整斜盘的倾角。一种常见的变量机构如图1所示，该变量机构包括活塞151、第一缸体152、第二缸 体153、弹簧154和连接杆155，活塞151的两端分别套接在第一缸体152、第二缸体153的 腔体内，活塞151通过连接杆155与斜盘12连接，活塞151与第二缸体152之间设有弹簧 154，第一缸体152或第二缸体153的缸体上设有液压油口 156，通过液压油口 156向第一缸 体152或第二缸体153内注入液压油时，液压油将推动活塞151动作，活塞151将带动斜盘 12动作，使得斜盘12的倾角得到调整。液压油口 156可与柱塞变量泵的工作油口连通，可 根据柱塞变量泵的工作油压调整斜盘12的倾角，即调整柱塞变量泵的排量。柱塞变量泵未启动时，在弹簧154的作用下，活塞151位于最小行程位置，此时斜 盘12处于倾角最大的位置，因此，在启动柱塞变量泵时，柱塞变量泵的吸油是满排量的，而 柱塞变量泵的自吸能力较弱，在外部环境的影响下，柱塞变量泵在启动时易产生瞬间的吸 空现象，吸空现象对柱塞变量泵的伤害较大，因而造成柱塞变量泵的使用寿命较短，进而导 致设备的维修成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种柱塞变量泵，该柱塞变量泵在启动时不会发生吸空现 象，该柱塞变量泵具有较长的使用寿命。本发明的另一目的是提供一种上述柱塞变量泵的 启动方法。为了实现上述第一目的，本发明提供了一种柱塞变量泵，包括柱塞泵、用于调整斜盘倾角的变量机构，还包括与所述变量机构相连的驱动装置；在所述柱塞变量泵启动前，所 述驱动装置用于驱动变量机构，使得所述斜盘处于所需倾角位置。优选的，所述变量机构为变量活塞，所述变量活塞通过连接杆与所述斜盘连接；所 述驱动装置为控制油源，所述控制油源的出油口与所述变量活塞的控制油口连通；在柱塞 变量泵启动前，所述控制油源向所述变量活塞内注入控制油。优选的，所述控制油源为单独设置的液压泵。优选的，在所述柱塞变量泵启动前，所述驱动装置驱动变量机构，使得所述斜盘处 于倾角最小的位置。本发明提供的柱塞变量泵还包括与变量机构相连的驱动装置，在柱塞变量泵启动 前，该驱动装置可驱动变量机构动作，变量机构带动斜盘，使得斜盘处于所需倾角位置。这 种结构的柱塞变量泵在启动之前，先通过驱动装置驱动变量机构，使得变量机构调整斜盘 的倾角，使得斜盘处于倾角较小的位置，这样柱塞变量泵在启动时的吸油就不是满排量的， 可避免柱塞变量泵在启动时发生吸空现象，使得柱塞变量泵具有较长的使用寿命。为了实现上述第二个目的，本发明提供了一种柱塞变量泵启动方法，包括步骤A，启动与变量机构相连的驱动装置，变量机构在驱动装置的驱动下，调整斜 盘至所需倾角位置；步骤B，驱动柱塞变量泵的传动轴旋转，使得柱塞变量泵的柱塞泵开始吸油、排 油；步骤C，关闭所述驱动装置。优选的，所述变量机构为变量活塞，所述变量活塞通过连接杆与所述斜盘连接；所 述驱动装置为控制油源，所述控制油源的出油口与所述变量活塞的控制油口连通；在柱塞 变量泵启动前，所述控制油源向变量活塞内注入预设压力的液压油。优选的，所述控制油源为单独设置的液压泵，所述步骤A具体为，启动所述液压 泵，液压泵向变量活塞内注入预设压力的液压油，该液压油使得所述变量活塞处于所需行 程，进而使得所述斜盘处于所需倾角位置。优选的，所述所需行程为变量活塞的最大行程，所述所需倾角位置为斜盘的最小 倾角位置。本发明提供的变量柱塞泵启动方法，在柱塞变量泵在启动之前，先通过驱动装置 驱动变量机构，使得变量机构调整斜盘的倾角，使得斜盘处于倾角较小的位置，这样柱塞变 量泵在启动时的吸油就不是满排量的，这种柱塞变量泵启动方法可避免柱塞变量泵在启动 时发生吸空现象，使得柱塞变量泵具有较长的使用寿命。
图1为一种典型的柱塞变量泵的结构示意图；图2为本发明所提供的柱塞变量泵的工作原理示意图；图3为本发明所提供的柱塞变量泵的一种具体实施方式
的结构示意图；其中，图1-图3中传动轴11、斜盘12、柱塞13、缸体14、活塞151、第一缸体152、第二缸体153、弹簧 154、连接杆155、液压油口 156 ；柱塞泵21、变量机构22、驱动装置23。
具体实施例方式本发明的第一个核心是提供一种柱塞变量泵，该柱塞变量泵在启动时不会发生吸空现象，该柱塞变量泵具有较长的使用寿命。本发明的另一核心是提供一种上述柱塞变量 泵的启动方法。为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。请参看图2，图2为本发明所提供的柱塞变量泵的工作原理示意图。如图2所示，本发明提供的柱塞变量泵包括柱塞泵21、变量机构22，还包括驱动装置23，该驱动装置23用于在柱塞变量泵启动前驱动变量机构22，使得变量机构22调整斜 盘12的倾角，进而使得柱塞变量泵的斜盘处于所需倾角的位置。本发明提供的柱塞变量泵是在现有柱塞变量泵的基础上，增加了驱动装置23，该 驱动装置23在柱塞变量泵启动之前驱动变量机构22，通过变量机构22的动作调整斜盘的 倾角，使得斜盘的倾角处于较小的位置，以下以一种具体的变量机构为例，详细介绍本发明 所提供的变量柱塞泵。请参看图3，图3为本发明所提供的柱塞变量泵的一种具体实施方式
的结构示意 图；为了便于描述，图3中与图1中相同的部件采用相同的附图标记。在一种具体的实施方式中，柱塞变量泵包括传动轴11、斜盘12、柱塞泵及变量机 构，柱塞泵包括柱塞13和缸体14。传动轴11的一端安装在该柱塞变量泵的壳体上，另一端安装在后壳上，传动轴11 的侧面依次设有可摆动的斜盘12、可随斜盘12做伸缩动作的柱塞13，柱塞13的一端与斜 盘12连接，另一端套接于缸体14内。斜盘12具有一定的倾角，该倾角是指斜盘12与传动 轴11径向之间的夹角。由于斜盘12具有倾角，当缸体14在传动轴11的带动下旋转时，在 一定转角范围内，柱塞13会向外伸出，缸体14腔体内工作容积变大，形成局部真空；在另一 转角范围内，柱塞13被斜盘12压向缸体14的内部，使得工作容积变小，工作腔内的油液受 挤压，通过出油口排出，从而完成柱塞变量泵的吸、排油过程。柱塞变量泵的排量与斜盘12的倾角的大小有关，斜盘12的倾角越大，柱塞变量泵 的排量就越大，为了使得柱塞变量泵的排量与柱塞变量泵的工作压力相适应，柱塞变量泵 上设有变量机构，变量机构用于调整斜盘的倾角，进而调整柱塞变量泵的排量。变量机构的一种具体的结构如图3所示，该变量机构为变量活塞，该变量活塞包 括活塞151、第一缸体152、第二缸体153、弹簧154和连接杆155，活塞151的一端套接于第 一缸体152的腔体内，活塞151的另一端套接于第二缸体153的腔体内，活塞151通过连接 杆155与斜盘12连接，活塞151与第二缸体152之间设有弹簧154，弹簧154可对活塞151 施加沿活塞151轴向的弹性力，在第一缸体152的缸体上设有液压油口 156，通过液压油口 156向第一缸体152内注入液压油时，液压油将推动活塞151动作，活塞151将通过连接杆 155带动斜盘12动作，使得斜盘12的倾角得到调整。液压油口 156具体可与柱塞变量泵的 工作油口连通，可根据柱塞变量泵的工作油压调整斜盘12的倾角，即调整柱塞变量泵的排 量。本发明提供的柱塞变量泵还包括驱动装置，驱动装置与变量机构连接，该驱动装置在柱塞变量泵启动之前驱动变量机构，在一种具体的实施方式中，所述驱动装置可以为 控制油源，控制油源的出油口与变量活塞泵的液压油口 156连通，在柱塞泵启动前，所述控 制油源向变量活塞的第一缸体152内注入一定体积的且具有一定压力的液压油，在液压油 的压力作用下，变量活塞的活塞151的行程将变大，进而通过连接杆155调整斜盘12的倾 角，使得斜盘12的倾角变小。在一种具体的实施方式中，所述控制油源可以采用独立设置的液压泵，液压泵在 柱塞泵启动前向变量活塞的第二缸体152内注入液压油。柱塞变量泵未启动时，变量活塞的第一缸体152内无液压油的作用，在弹簧154的 作用下，活塞151位于最小行程位置，此时斜盘12处于倾角最大位置，在启动柱塞变量泵之 前，先启动驱动装置，驱动装置为单独设置的液压泵时，先启动该液压泵，该液压泵向变量 活塞的第一缸体152的腔体内注入液压油，在液压油的压力作用下，变量活塞的活塞151的 行程将变大，进而通过连接杆155调整斜盘12的倾角，使得斜盘12的倾角变小；启动柱塞 变量泵，此时柱塞变量泵的斜盘倾角较小，柱塞变量泵在启动时的吸油就不是满排量的，可 避免柱塞变量泵在启动时发生吸空现象，使得柱塞变量泵具有较长的使用寿命。优选方案中，可使得斜盘12处于倾角最小的位置，这样柱塞变量泵在启动时的吸 油就是最小排量的，可更有效地避免变量泵在启动时发生吸空现象。上述实施例只是以一种常见的柱塞变量泵的变量机构为例，介绍本发明所提供的 柱塞变量泵，可以理解，凡设有与变量机构连接的驱动装置、且该驱动装置在变量柱塞泵启 动前驱动变量机构调整斜盘的倾角的柱塞变量泵均应在本发明的保护范围内。本发明还提供了一种上述柱塞变量泵的启动方法，该启动方法包括以下步骤步骤101，启动与变量机构相连的驱动装置，变量机构在驱动装置的驱动下，调整 斜盘至所需倾角位置；步骤102，驱动柱塞变量泵的传动轴旋转，使得柱塞变量泵的柱塞泵开始吸油、排 油；步骤103，柱塞变量泵正常工作后，关闭所述驱动装置。本发明提供的变量柱塞泵启动方法，在柱塞变量泵在启动之前，先通过驱动装置 驱动变量机构，使得变量机构调整斜盘的倾角，使得斜盘处于倾角较小的位置，这样柱塞变 量泵在启动时的吸油就不是满排量的，这种柱塞变量泵启动方法可避免柱塞变量泵在启动 时发生吸空现象，使得柱塞变量泵具有较长的使用寿命。在一种具体的实施方式中，所述变量机构为变量活塞，变量活塞通过连接杆与斜 盘连接，所述驱动装置为控制油源，所述控制油源的出油口与所述变量活塞的控制油口连 通，在柱塞变量泵启动前，所述控制油源向变量活塞内注入预设压力的液压油。更具体的方案中，控制油源可采用独立设置的液压泵，在启动柱塞变量泵之前，启 动液压泵，液压泵向变量活塞内注入一定压力的液压油，该液压油使得变量活塞处于所需 行程，进而使得斜盘处于较小倾角位置，优选方案中，可使得斜盘处于最小倾角位置，这样 柱塞泵启动时，可实现最小排量吸油，更有效地避免柱塞变量泵发生吸空现象；驱动柱塞变 量泵的传动轴旋转，使得柱塞变量泵的柱塞泵开始吸油、排油，柱塞变量泵启动后，关闭所 述驱动装置，由于柱塞变量泵的变量活塞的控制油口与工作油口连通，变量活塞在工作液 压油的作用下，使得斜盘的倾角随柱塞变量泵的工作油压进行调整，变量柱塞泵正常工作。
以上所述仅是发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而 在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原 理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种柱塞变量泵，包括柱塞泵、用于调整斜盘倾角的变量机构，其特征在于，还包括与所述变量机构相连的驱动装置；在所述柱塞变量泵启动前，所述驱动装置用于驱动变量机构，使得所述斜盘处于所需倾角位置。
2.根据权利要求1所述的柱塞变量泵，其特征在于，所述变量机构为变量活塞，所述变 量活塞通过连接杆与所述斜盘连接；所述驱动装置为控制油源，所述控制油源的出油口与 所述变量活塞的控制油口连通；在柱塞变量泵启动前，所述控制油源向所述变量活塞内注 入控制油。
3.根据权利要求2所述的柱塞变量泵，其特征在于，所述控制油源为单独设置的液压泵。
4.根据权利要求1所述的柱塞变量泵，其特征在于，在所述柱塞变量泵启动前，所述驱 动装置驱动变量机构，使得所述斜盘处于倾角最小的位置。
5.一种权利要求1-4任一项所述的柱塞变量泵的启动方法，其特征在于，包括步骤A，启动与变量机构相连的驱动装置，变量机构在驱动装置的驱动下，调整斜盘至 所需倾角位置；步骤B，驱动柱塞变量泵的传动轴旋转，使得柱塞变量泵的柱塞泵开始吸油、排油；步骤C，关闭所述驱动装置。
6.根据权利要求5所述的启动方法，其特征在于，所述变量机构为变量活塞，所述变量 活塞通过连接杆与所述斜盘连接；所述驱动装置为控制油源，所述控制油源的出油口与所 述变量活塞的控制油口连通；在柱塞变量泵启动前，所述控制油源向变量活塞内注入预设 压力的液压油。
7.根据权利要求6所述的启动方法，其特征在于，所述控制油源为单独设置的液压泵， 所述步骤A具体为，启动所述液压泵，液压泵向变量活塞内注入预设压力的液压油，该液压 油使得所述变量活塞处于所需行程，进而使得所述斜盘处于所需倾角位置。
8.根据权利要求7所述的启动方法，其特征在于，所述所需行程为变量活塞的最大行 程，所述所需倾角位置为斜盘的最小倾角位置。
全文摘要
本发明涉及液压泵技术领域，公开了一种柱塞变量泵。该柱塞变量泵，包括柱塞泵、用于调整斜盘倾角的变量机构，还包括与所述变量机构相连的驱动装置；在所述柱塞变量泵启动前，所述驱动装置用于驱动变量机构，使得所述斜盘处于所需倾角位置。这种结构的柱塞变量泵在启动之前，先通过驱动装置驱动变量机构，使得变量机构调整斜盘的倾角，使得斜盘处于倾角较小的位置，这样柱塞变量泵在启动时的吸油就不是满排量的，可避免柱塞变量泵在启动时发生吸空现象，使得柱塞变量泵具有较长的使用寿命。本发明还提供一种变量柱塞泵启动方法。
文档编号F04B49/02GK101798999SQ20101014194
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者刘宗宏, 张喜, 徐宗乔, 牟东, 陈锷 申请人:三一重型装备有限公司