雙作用變量葉片轉向泵裝置的製作方法

2023-05-13 00:19:31 1

專利名稱：雙作用變量葉片轉向泵裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓轉向系統動力源裝置，特別應用於中重型汽車的液壓動力轉 向系統中的葉片式轉向泵裝置。
背景技術：
目前隨著國際原油價格的不斷攀升，降低原油消耗越來越被世界各國所重視，「節 能減排」成為世界的通用語。大多數商用車和轎車都採用液壓動力轉向，但是液壓動力轉向 需消耗一定的能量。經過研究發現，現用的液壓動力轉向系統要消耗原動機約3%的能源， 但真正轉向消耗的能量只佔其中的不到40%，另外60%左右的能量不僅白白浪費掉了，而 且會增加液壓系統的發熱，降低系統使用壽命，產生噪聲和增加汽車尾氣排放。一般動力轉 向裝置所引起的燃油消耗約佔整車燃油消耗的3%，其中又以液壓轉向泵消耗的無功功率 為最大。汽車行駛過程中，發動機大部分時間在高於怠速的轉速範圍內運轉，而且80%以上 的時間處於不轉向的直線或等待狀態，因此油泵輸出的油液大部分經過流量控制閥和轉向 控制閥流回儲油罐，造成很大的損失。國內目前使用的液壓轉向泵均由定量泵和定差式溢流閥所組成，在實際應用中， 由於液壓泵在中高轉速運轉時泵內多餘輸出流量被溢流閥溢流造成泵極大的能量損失，增 加汽車的燃油消耗。

發明內容
本發明的目的在於克服以上不足，在傳統轉向泵的基礎上，通過改變泵內部的機 械結構提供一種結構簡單、溢流閥溢流能量損失小的液壓轉向泵，從而達到節能降耗的目 的。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
雙作用變量葉片轉向泵裝置，包括定子，轉子和葉片，葉片安裝於轉子上的葉片槽內， 其特徵在於，轉子上每兩個葉片槽之間設有滑動槽，所述滑動槽內部安裝有滑塊，所述轉子 內開通彈簧槽安裝單片彈簧，所述單片彈簧與所述滑塊通過長杆螺釘連接，滑塊可在槽內 上下滑動，通過滑動槽對其滑動限位。為與轉子的弧面配合，所述滑塊是圓弧頂廓的立方體結構。本發明的工作原理如下上述結構安排，使安裝在滑動槽內的滑塊可以隨著泵轉 速的變化發生上下滑動，滑塊會在油腔內佔據不同程度的空間，使泵的有效容積空間發生 變化，實現泵的變量。當轉子速度提高時，根據旋轉離心的原理，滑塊將會克服阻力更多伸 出槽外，佔據更多的有效容積空間，使泵每轉的吸、排油量減少；當轉子速度降低時，離心力 變小，滑塊的外端面油液壓力和彈簧拉力將會使滑塊部分或完全「縮回」滑動槽中，泵的有 效容積空間變大，泵每轉的吸、排油量增加。採用上述技術方案的本發明轉向泵，通過將轉子在兩個葉片之間的部分製成隨著 轉向泵轉速的變化而發生浮動的滑塊，使泵的排量在葉片泵轉速變化時，變化較小，改變隨著發動機的轉速的增加轉向泵的排量也將隨著增加的狀況，有效減少泵內多餘流量的輸 出，降低溢流閥的節流產生的多餘流量造成的能量損失。


圖1汽車轉向泵的結構示意圖。圖中1、定子，2、轉子，3、葉片，4、滑塊，5、滑動槽，6、彈簧孔，7、單片彈簧，8、長 杆螺釘，9、葉片槽。
具體實施例方式為了使本發明的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合附 圖，進一步闡述本發明。如圖1所示，以兩個相鄰葉片槽9間的一個滑塊4工作過程為例，由於滑塊4底部 有長杆螺釘8連接的單片彈簧7設定有預拉緊力，當本發明的轉向泵在低於設定的轉速旋 轉時，滑塊4將被單片彈簧7牢牢的拉在滑動槽5內不能向外伸出，這時轉向泵將不能實現 變量，其每轉排量將不變。當轉速大於設定的轉速時，滑塊4受到離心力的作用大於單片彈 簧7的預拉緊力，滑塊4在轉子滑動槽5內上下滑動。當滑塊4 一端的葉片3進入吸油窗 口時，葉片3間的油液連通吸油腔，滑塊4受離心力作用克服單片彈簧7的拉力逐漸向外伸 出，同時單片彈簧7也將被拉伸，單片彈簧7的拉力變大。當兩個葉片3旋轉到處於吸排油 窗口之間的大圓弧處而已脫離吸油窗口未進入排油窗口時，滑塊4將受到離心力與彈簧拉 力這對相互作用力而達到靜止狀態，滑塊4將在相鄰兩葉片3間的佔有一定片間容積。當 滑塊4 一端的葉片進入排油窗口後，滑塊4由於受高壓油和單片彈簧7拉力的共同作用將 把滑塊4迅速的拉回到滑動槽5內。同樣，當滑塊4與兩個相鄰葉片3旋轉到定子小圓弧 處，葉片間仍為高壓油，滑塊4不能伸出，會順利的通過小圓弧處，直到葉片3轉到下一個吸 油窗口處，滑塊4開始了下一個工作過程。雙作用變量葉片轉向泵的實際流量等於葉片泵 的本身排量減去每個滑塊4兩次工作過程中所佔據的有效容積和從滑動槽5縫隙中所洩漏 掉的流量。依照此原理，當泵的轉速提高時泵的排量減少，泵的轉速降低時泵的排量增加， 這樣就能保證泵在工作中實際流量保持相對穩定，有效減少泵內多餘流量的輸出，降低溢 流閥的節流產生的多餘流量造成的能量損失。設雙作用變量葉片轉向泵包括K個滑塊，轉向泵的輸出流量與轉速 ^Z間的函數關係由以下公式確定
q 二 { {( ξ -硿)7Γ-(乓 _為)碎]-κχχ&σι-Kx - ^ElZEltjn
cos θΥ τβ
其中2Μ㈤-硿討-為滑塊不工作時轉向泵的理論排量？^t1T⑷
為從滑動槽縫隙中所洩漏掉的流量^為滑塊的伸長量Φ為滑塊的寬度；《為葉片泵的轉 速L為葉片泵的葉片個數、為滑塊厚度τ力葉片厚度々力葉片傾角；為為葉片泵定 子短半徑 力葉片泵定子長半徑，式中，Λ為縫隙厚度；y為縫隙寬度；ι為縫隙長度，為油液動力粘度。雙作用變量葉片轉向泵滑塊的伸長量Z與轉速角速度)之間的函數關係由以
2 L
下公式石角定-.7jx+k(l + χ) + Μα μ = mar + mm (r + x-—)
其中 力滑塊的質量，，為轉向泵轉子半徑4為彈簧彈性係數；i為滑塊高度」 為油液等外界阻尼係數各為科氏加速度； 為慣性加速度，w力滑塊與滑動槽側壁的摩 擦係數。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
權利要求
雙作用變量葉片轉向泵裝置，包括定子(1)，轉子(2)和葉片(3)，葉片(3)安裝於轉子(2)上的葉片槽(9)內，其特徵在於，轉子(2)上每兩個葉片槽(9)之間設有滑動槽(5)，所述滑動槽(5)內部安裝有滑塊(4)，所述轉子(2)內開通彈簧槽(6)安裝單片彈簧(7)，所述單片彈簧(7)與所述滑塊(4)通過長杆螺釘連接。
2.根據權利要求1所述的雙作用變量葉片轉向泵裝置，其特徵在於，所述滑塊(4)是圓 弧頂廓的立方體結構。
全文摘要
本發明公開了一種雙作用變量葉片轉向泵裝置，包括定子，轉子和葉片，葉片安裝於轉子上的葉片槽內，轉子上每兩個葉片槽之間設有滑動槽，所述滑動槽內部安裝有滑塊，所述轉子內開通彈簧槽安裝單片彈簧，所述單片彈簧與所述滑塊通過長杆螺釘連接，滑塊可在槽內上下滑動，通過滑動槽對其滑動限位。採用上述技術方案的本發明轉向泵，通過將轉子在兩個葉片之間的部分設置滑塊，改變隨著發動機的轉速的增加轉向泵的排量也將隨著增加的狀況，有效減少轉向泵內多餘流量的輸出，降低溢流閥的節流產生的多餘流量造成的能量損失。
文檔編號F04C2/344GK101985932SQ20101055304
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月22日 優先權日2010年11月22日
發明者張攀, 陳磊 申請人:上海海事大學