變量軸向柱塞泵-parker技術(shù)-液壓技術(shù)

變量軸向柱塞泵

 變量軸向柱塞泵軸向柱塞泵的排量是由柱塞的 橫截面積與柱塞的行程決定的（圖3-30）。其 中，柱塞的橫截面積是不可能改變的；但是， 在設(shè)計(jì)變量軸向柱塞泵時(shí)，柱塞的工作行程可 以改變。

變量軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)

變量軸向柱塞泵的泵油機(jī)構(gòu)主要包括：缸體， 配流盤，帶滑靴的柱塞，可調(diào)斜盤，回程盤， 排量調(diào)節(jié)螺桿，控制活塞，節(jié)流孔，補(bǔ)償閥 芯，先導(dǎo)閥和各種偏置彈簧（圖3-31）。 柱塞裝在缸體的柱塞孔內(nèi)。缸體與電機(jī)的輸出 軸相聯(lián)。電機(jī)的輸出軸可以位于配流盤一側(cè)，也可以位于斜盤一側(cè)。

變量軸向柱塞泵排量調(diào)節(jié)原理

      變量軸向柱塞泵的排量調(diào)節(jié)是通過螺桿限制斜 盤的傾角來實(shí)現(xiàn)的（圖3-32）。 

      如果將調(diào)節(jié)螺桿完全旋出，那么偏置彈簧推動(dòng) 控制活塞，從而使斜盤處于某個(gè)極限角度。當(dāng) 原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，在機(jī)械力的作用下， 柱塞滑靴緊貼斜盤表面運(yùn)動(dòng)，從而使柱塞在柱 塞孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在其中的半個(gè)圓周內(nèi)，柱塞 被拉出缸體，產(chǎn)生增大的容積；油液通過吸油 口充入該增大的容積。而在另外半個(gè)圓周內(nèi)， 柱塞被推入缸體，產(chǎn)生減小的容積；油液通過 壓油口進(jìn)入系統(tǒng)。

      當(dāng)斜盤處于極限位置時(shí),油泵輸出最大流量。 如果稍微將螺桿旋進(jìn)一點(diǎn)，斜盤傾角將減小， 量將減小。 變量軸向柱塞泵的調(diào)節(jié)螺桿旋入量越大，則油 泵輸出流量就越小。 

變量軸向柱塞泵壓力補(bǔ)償器工作原理 

       變量軸向柱塞泵壓力補(bǔ)償器是利用彈簧力和液 壓力來實(shí)現(xiàn)的。

      在前面的壓力補(bǔ)償變量葉片泵中，補(bǔ)償器只使 用了一根彈簧。這是因?yàn)橐苿?dòng)定子的作用力并 不是與彈簧成一條直線，而是成一個(gè)角度。大 部分力被推力軸承抵消了。但是，在壓力補(bǔ)償 軸向柱塞泵中，情況卻并非如此。

       當(dāng)壓力補(bǔ)償軸向柱塞泵工作時(shí)，系統(tǒng)壓力作用 于泵油柱塞的底部。由于斜盤耳軸的中心線偏 離缸體的中心線，因此，受壓柱塞試圖將斜盤 推到豎直位置。這個(gè)力可能相當(dāng)大，且直接由 作用在控制活塞上的彈簧和油液壓力來克服。 

       典型柱塞泵的壓力補(bǔ)償器包括：控制活塞，補(bǔ) 償閥芯，可調(diào)先導(dǎo)閥，以及偏置彈簧（圖3- 33)。當(dāng)油泵壓油口壓力升高到足以克服先導(dǎo) 閥和偏置彈簧的設(shè)定壓力時(shí)，斜盤被受壓柱塞 推回到豎直位置。

        一旦斜盤的傾角變?yōu)榱悖瑒t斜盤就停止不動(dòng)。 也就是說，斜盤不可能越過中心，進(jìn)入到另一 側(cè)；否則，泵油機(jī)構(gòu)的高壓側(cè)容積將增大而變 成吸油側(cè)。由于壓力突然下降，在彈簧力的作 用下，斜盤重新回到中位。 

       可調(diào)先導(dǎo)閥，補(bǔ)償閥芯及其偏置彈簧的工作原 理與先導(dǎo)式溢流閥非常相似。補(bǔ)償閥芯內(nèi)的節(jié) 流孔敏感油泵的出口壓力。此油泵出口壓力作 用于閥芯的彈簧腔；彈簧腔的最大壓力由先導(dǎo) 閥控制。當(dāng)補(bǔ)償閥芯另一端的壓力足以克服先導(dǎo)閥設(shè)定壓力和偏置彈簧力時(shí)，補(bǔ)償閥芯開始 移動(dòng)，控制活塞彈簧腔與油箱相通。

        假設(shè)補(bǔ)償閥芯的彈簧偏置彈簧壓力為7bar(100psi), 先導(dǎo)閥將彈簧腔的先導(dǎo)壓力限制為48bar (700psi)(圖3-34)。 當(dāng)系統(tǒng)壓力為35 bar(500 psi)時(shí)，這35 bar (500psi)的壓力試圖將補(bǔ)償閥芯推至左側(cè)。同 時(shí)，該壓力經(jīng)由節(jié)流孔作用于彈簧腔，使補(bǔ)償 閥芯保持在原來位置。由于閥芯兩端的作用面 積相等，因此實(shí)際上只有7bar(100psi)的彈簧 力作用于補(bǔ)償閥芯。此時(shí)，35bar(500psi)壓力 試圖將補(bǔ)償閥芯推至左側(cè)，但是彈簧腔的42 bar (600 psi)液壓和機(jī)械壓力則使補(bǔ)償閥芯保 持在原來位置。

      當(dāng)系統(tǒng)壓力為41 bar(600 psi)時(shí)，該壓力作用 于補(bǔ)償閥芯右端，試圖將閥芯推至左側(cè)。但是 閥芯彈簧腔的48 bar (700 psi)液壓和機(jī)械壓力 作用于閥芯左側(cè)，仍使閥芯保持在原來位置（圖 3-35)。 

      當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到48 bar(700 psi)時(shí)，先導(dǎo)閥 開啟，將先導(dǎo)/彈簧腔壓力限制為48bar(700 psi)。也就是說，此時(shí)，補(bǔ)償閥芯的最大偏置 壓力等于55 bar(800psi)(圖3-36)。

      當(dāng)油泵出口壓力高于55 bar(800 psi)時(shí)，補(bǔ)償 閥芯左移，控制活塞油腔與油箱相通。控制活 塞油腔壓力開始下降，使得控制活塞底部的作 用力減小，從而無法使斜盤保持在全排量位 置。結(jié)果，油泵輸出流量減小。隨著油泵出口 壓力繼續(xù)升高，補(bǔ)償閥芯繼續(xù)向左移動(dòng)，油泵 輸出流量也隨之減小（圖3-37）。

               在本例中，我 們假設(shè)壓力再攀高，比55 bar(800 psi)還高7 bar(100 psi)，則偏置彈簧被完全壓縮，閥芯 向左移動(dòng)，使控制活塞油腔與油箱之間的流道 完全打開。因此，當(dāng)油泵輸出壓力達(dá)到62 bar (900psi)時(shí)，油泵被完全補(bǔ)償。

      (由于偏置控制活塞的彈簧很軟，因此，在計(jì) 算補(bǔ)償壓力使可以忽略不計(jì)。) 

       當(dāng)油泵出口壓力下降時(shí)，補(bǔ)償閥芯切斷控制油 腔與油箱之間的流道。泵油機(jī)構(gòu)重新輸出流 量。

      壓力補(bǔ)償器先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)螺桿旋入量越大，在開 始對(duì)油泵進(jìn)行補(bǔ)償之前，補(bǔ)償閥芯的偏置液壓 力也越大。

       請(qǐng)記住壓力補(bǔ)償變量葉片泵和柱塞泵的工作原 理。下一節(jié)，我們會(huì)將它們與定量泵進(jìn)行比 較。

柱塞泵的雙級(jí)壓力補(bǔ)償 

      柱塞泵的雙級(jí)壓力補(bǔ)償器包括：一個(gè)電磁閥， 和一個(gè)先導(dǎo)閥（圖3-38）。 

      當(dāng)電磁閥失電時(shí)，油泵按照常規(guī)的方式進(jìn)行補(bǔ) 償。油液壓力同時(shí)存留在補(bǔ)償閥芯的彈簧腔。 壓力的大小由主先導(dǎo)閥設(shè)定。補(bǔ)償閥芯的偏置 壓力等于該液壓壓力與彈簧壓力之和。

      如果先導(dǎo)閥調(diào)定壓力為90 bar(1300 psi)，補(bǔ)償 器彈簧調(diào)定壓力為14 bar(200 psi)，則油泵開 始補(bǔ)償時(shí)出口壓力為103bar(1500 psi)。

       現(xiàn)在，假設(shè)輔助先導(dǎo)閥設(shè)定壓力為28bar(400 psi)。當(dāng)電磁閥通電時(shí)，輔助先導(dǎo)閥彈簧腔就 與補(bǔ)償閥芯的彈簧腔連通。現(xiàn)在，彈簧腔最大 容許壓力等于28bar(400 psi)。由于補(bǔ)償器彈 簧的設(shè)定壓力為14bar(200 psi)，因此現(xiàn)在油 泵開始補(bǔ)償時(shí)的出口壓力為41 bar(600 psi)。

      利用雙級(jí)壓力補(bǔ)償器，油泵實(shí)際輸出功率與執(zhí) 行元件的功率需求更加一致，以滿足不同的工 作要求。