一种防倒灌变量柱塞泵的制作方法

本实用新型涉及一种变量柱塞泵，特别是一种防倒灌变量柱塞泵。

背景技术：

变量柱塞泵是一种依靠柱塞经斜盘在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、排油作用的液压泵，并且变量柱塞泵可以通过改变斜盘的倾斜角度来调节柱塞泵的进、出油量。目前在工程机械的吊装主机动作中，往往要求变量柱塞泵处于低转速和小排量的工作状态；但由于现有柱塞泵的设计大多是针对斜盘处于倾角最大时的工作状态，使柱塞泵在小排量、低转速的状态下会因为工作容腔内的预压不足导致柱塞泵在出油时会出现泵口高压油的倒灌现象，从而使柱塞泵在输出小流量时存在流量和压力不稳定的问题，并带有过多杂乱的非周期频率波，降低了液压系统对流量的控制精确性。因此，需要一种在斜盘处于不同倾角时均可以防止高压油倒灌的变量柱塞泵。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种防倒灌变量柱塞泵。它可以在斜盘倾角的全范围内防止高压油的倒灌现象。

本实用新型的技术方案：一种防倒灌变量柱塞泵，包括沿中心轴Z旋转的缸体，缸体内设有柱塞，柱塞和缸体之间设有容积可变的吸油腔，柱塞下端依次设有滑履和可沿回转轴Y旋转的斜盘，斜盘顶部设有与滑履配合的斜盘平面，所述斜盘平面的法向矢量Q与缸体的中心轴Z之间设有与斜盘倾角γ配合的三维随动角β。

前述的一种防倒灌变量柱塞泵中，所述斜盘倾角γ为斜盘平面与水平面之间的夹角，斜盘倾角γ的范围控制在1°～16°。

前述的一种防倒灌变量柱塞泵中，所述缸体顶部设有分油盘，分油盘上设有吸油口和出油口，吸油口和出油口之间设有过渡区，吸油口和出油口按吸油腔旋转方向一侧的过渡区内设有单向阀组。

前述的一种防倒灌变量柱塞泵中，所述单向阀组包括阀座，阀座内设有钢球，阀座一端设有导油管，导油管上设有与吸油腔配合的通油孔。

前述的一种防倒灌变量柱塞泵中，所述吸油口和出油口按吸油腔旋转方向另一侧的过渡区内设有贯穿分油盘的阻尼孔。

在现有技术中，由于斜盘在旋转时其斜盘平面的法向矢量Q始终和缸体的旋转轴Z处在同一平面内，导致预压角α在斜盘处于不同斜度时均为固定值，使吸油腔在斜盘处于倾角较小的状态时不能得到足够的预压压力，从而出现出油口处高压油的倒灌现象。与现有技术相比，本实用新型通过与斜盘倾角γ配合改变的三维随动角β，使吸油腔在斜盘处于不同倾角时均能够得到对应的预压角α，保证了柱塞泵在斜盘倾角的全范围内均可以有效避免外界高压油的倒灌现象，提高了液压系统对流量的控制精确性；通过单向阀组可以使吸油腔在过渡区内能够根据压差自动完成吸油和排油的工作，保证了柱塞泵在防倒灌的同时能够最大化的完成吸排油工作，并能够避免因压差过大导致吸油腔内出现进口吸空和出口憋压的问题，提高了柱塞泵的稳定性和安全性。此外，本实用新型通过阻尼孔可以对吸油腔起到卸荷作用，避免吸油腔在进入吸油口或出油口前因压差过大导致的吸空问题，进一步提高了柱塞泵的工作稳定性并起到了低音降噪的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是斜盘的结构示意图；

图3是分油盘的配油示意图；

图4是单向阀组的结构示意图。

附图中的标记为：1-缸体，2-柱塞，3-滑履，4-斜盘，5-分油盘，6-单向阀组，101-吸油腔，401-斜盘平面，402-法向矢量Q，403-斜盘倾角γ，404-三维随动角β，405-随动轴P，406-预压角α，407-转动角αp，408-椭圆运动轨迹，501-吸油口，502-出油口，503-过渡区，504-阻尼孔，601-阀座，602-钢球，603-导油管，604-通油孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。一种防倒灌变量柱塞泵，构成如图1和2所示，包括沿中心轴Z旋转的缸体1，缸体1内设有柱塞2，柱塞2和缸体1之间设有容积可变的吸油腔101，柱塞2下端依次设有滑履3和可沿回转轴Y旋转的斜盘4，斜盘4顶部设有与滑履3配合的斜盘平面401，在斜盘4的旋转中心O上建立标准坐标系，其中Z轴为缸体1的旋转轴，Y轴为斜盘4的回转轴，Z轴和Y轴的交点为斜盘4的回转中心O，回转中心O上设有与YOZ平面垂直的X轴，所述斜盘平面401的法向矢量Q402与缸体1的中心轴Z之间设有与斜盘倾角γ403配合的三维随动角β404，三维随动角β404在YOZ平面和XOZ平面上的投影均随斜盘倾角γ403不断变化。

所述斜盘平面401上设有随动轴P405，随动轴P405为滑履在斜盘平面上的椭圆运动轨迹408中最高点与最低点的连线，随动轴P405按缸体1旋向与吸油腔101在进入吸油口501或出油口502时的夹角为柱塞泵的预压角α406，随动轴P405与XOZ平面之间的夹角为柱塞泵的转动角αp407。

所述斜盘倾角γ403为斜盘平面401与水平面之间的夹角，斜盘倾角γ403的范围控制在1°～16°(目前变量柱塞泵所需的斜斜盘倾角γ均≤16°，但本实用新型可以适用于更大的斜盘倾角γ)。

所述缸体1顶部设有分油盘5，如图3所示，分油盘5上设有吸油口501和出油口502，吸油口501和出油口502之间设有过渡区503，吸油口501和出油口502按吸油腔101旋转方向一侧的过渡区503内设有单向阀组6。

所述吸油口501向出油口502之间的单向阀组6，构成如图4所示，包括阀座601，阀座601一侧经斜槽设有与吸油口501相连的通孔，阀座601内设有钢球602，阀座601另一侧经对称设置的通道连接有导油管603，导油管603上设有与柱塞腔101配合的通油孔604；所述出油口502向吸油口501之间的单向阀组6，包括阀座601，阀座601一侧经对称设置的通道连接有与出油口502相连的通孔，阀座601内设有钢球602，阀座601另一侧经斜槽连接有导油管603，导油管603上设有与柱塞腔101配合的通油孔604。

所述吸油口501和出油口502按吸油腔101旋转方向另一侧的过渡区503内设有贯穿分油盘5的阻尼孔504。

本实用新型的工作原理：本实用新型将斜盘4经Y轴旋转到位后，将缸体1按顺时针方向沿中心轴Z旋转，使滑履3在斜盘平面401按椭圆运动轨迹408转动，并带动柱塞2在吸油腔101内上下滑动，从而使吸油腔101进行吸油和排油工作。在斜盘6沿Y轴旋转时，三维随动角β404可以使随动轴P405在旋转中心O上与斜盘倾角γ403配合旋转，从而使柱塞泵吸、排油的分界线可以随斜盘倾角γ403自动变化。

如图3所示，当斜盘倾角γ403较小时，转动角αp407为最大值，吸油腔101在穿过吸油口501后需要通过带有转动角αp407的过渡区才能进入出油口502，使柱塞2在小排量的情况下有足够的预压角α406对吸油腔101内的液压油进行预压，从而避免了因预压不足导致的高压油倒灌现象。当吸油腔101穿过由吸油口501向出油口502之间过渡区503时，此时吸油腔101处于加压排油状态，通过单向阀组6内的钢球602可以有效阻止吸油腔101内的液压油经通油孔604向外排出，保证了吸油腔101在由吸油口501向出油口502之间过渡区503时能够稳定预压；同理，吸油腔101在穿过出油口502后也能得到提前降压。

当斜盘倾角γ403较大时，转动角αp407为最小值，此时吸油腔101在穿过吸油口501后只需通过由X轴向出油口502之间的过渡区便可以直接进入出油口502；当吸油腔101处于由吸油口501向X轴之间的过渡区时，吸油腔101仍处于低压吸油状态，此时外界的高压油可以经单向阀组6继续进入吸油腔101内，从而使吸油腔101在斜盘4处于最大倾角时能够最大化的完成吸油需求；同理，吸油腔101在穿过出油口502后也能继续进行排油工作。

因此，当斜盘4处于任意倾角时，通过随动角β404可以随斜盘倾角γ403的不同角度改变转动角αp407的角度，从而使吸油腔101在不同状态时能够得到足够的预压，实现了斜盘倾角γ403在全范围内的防倒灌作用；并且通过单向阀组6可以自动判断吸油腔101内的状态，使柱塞泵能够最大化的完成吸、排油工作。在吸油腔101在进入吸油口501和出油口502前，通过阻尼孔504可以提前对吸油腔101起到卸荷作用，避免因吸油腔101内与外界的压差过大导致出现吸空或憋压的情况。