變量軸向柱塞泵-parker技術-液壓技術

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， 在設計變量軸向柱塞泵時，柱塞的工作行程可 以改變。

變量軸向柱塞泵的結構

變量軸向柱塞泵的泵油機構主要包括：缸體， 配流盤，帶滑靴的柱塞，可調斜盤，回程盤， 排量調節螺桿，控制活塞，節流孔，補償閥 芯，先導閥和各種偏置彈簧（圖3-31）。 柱塞裝在缸體的柱塞孔內。缸體與電機的輸出 軸相聯。電機的輸出軸可以位于配流盤一側，也可以位于斜盤一側。

變量軸向柱塞泵排量調節原理

      變量軸向柱塞泵的排量調節是通過螺桿限制斜 盤的傾角來實現的（圖3-32）。 

      如果將調節螺桿完全旋出，那么偏置彈簧推動 控制活塞，從而使斜盤處于某個極限角度。當 原動機驅動缸體旋轉時，在機械力的作用下， 柱塞滑靴緊貼斜盤表面運動，從而使柱塞在柱 塞孔中往復運動。在其中的半個圓周內，柱塞 被拉出缸體，產生增大的容積；油液通過吸油 口充入該增大的容積。而在另外半個圓周內， 柱塞被推入缸體，產生減小的容積；油液通過 壓油口進入系統。

      當斜盤處于極限位置時,油泵輸出最大流量。 如果稍微將螺桿旋進一點，斜盤傾角將減小， 量將減小。 變量軸向柱塞泵的調節螺桿旋入量越大，則油 泵輸出流量就越小。 

變量軸向柱塞泵壓力補償器工作原理 

       變量軸向柱塞泵壓力補償器是利用彈簧力和液 壓力來實現的。

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

       當壓力補償軸向柱塞泵工作時，系統壓力作用 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。這個力可能相當大，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償器包括：控制活塞，補 償閥芯，可調先導閥，以及偏置彈簧（圖3- 33)。當油泵壓油口壓力升高到足以克服先導 閥和偏置彈簧的設定壓力時，斜盤被受壓柱塞 推回到豎直位置。

        一旦斜盤的傾角變為零，則斜盤就停止不動。 也就是說，斜盤不可能越過中心，進入到另一 側；否則，泵油機構的高壓側容積將增大而變 成吸油側。由于壓力突然下降，在彈簧力的作 用下，斜盤重新回到中位。 

       可調先導閥，補償閥芯及其偏置彈簧的工作原 理與先導式溢流閥非常相似。補償閥芯內的節 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 閥控制。當補償閥芯另一端的壓力足以克服先導閥設定壓力和偏置彈簧力時，補償閥芯開始 移動，控制活塞彈簧腔與油箱相通。

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

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

      當系統壓力升高到48 bar(700 psi)時，先導閥 開啟，將先導/彈簧腔壓力限制為48bar(700 psi)。也就是說，此時，補償閥芯的最大偏置 壓力等于55 bar(800psi)(圖3-36)。

      當油泵出口壓力高于55 bar(800 psi)時，補償 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。結果，油泵輸出流量減小。隨著油泵出口 壓力繼續升高，補償閥芯繼續向左移動，油泵 輸出流量也隨之減小（圖3-37）。

               在本例中，我 們假設壓力再攀高，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，使控制活塞油腔與油箱之間的流道 完全打開。因此，當油泵輸出壓力達到62 bar (900psi)時，油泵被完全補償。

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

       當油泵出口壓力下降時，補償閥芯切斷控制油 腔與油箱之間的流道。泵油機構重新輸出流 量。

      壓力補償器先導閥調節螺桿旋入量越大，在開 始對油泵進行補償之前，補償閥芯的偏置液壓 力也越大。

       請記住壓力補償變量葉片泵和柱塞泵的工作原 理。下一節，我們會將它們與定量泵進行比 較。

柱塞泵的雙級壓力補償 

      柱塞泵的雙級壓力補償器包括：一個電磁閥， 和一個先導閥（圖3-38）。 

      當電磁閥失電時，油泵按照常規的方式進行補 償。油液壓力同時存留在補償閥芯的彈簧腔。 壓力的大小由主先導閥設定。補償閥芯的偏置 壓力等于該液壓壓力與彈簧壓力之和。

      如果先導閥調定壓力為90 bar(1300 psi)，補償 器彈簧調定壓力為14 bar(200 psi)，則油泵開 始補償時出口壓力為103bar(1500 psi)。

       現在，假設輔助先導閥設定壓力為28bar(400 psi)。當電磁閥通電時，輔助先導閥彈簧腔就 與補償閥芯的彈簧腔連通。現在，彈簧腔最大 容許壓力等于28bar(400 psi)。由于補償器彈 簧的設定壓力為14bar(200 psi)，因此現在油 泵開始補償時的出口壓力為41 bar(600 psi)。

      利用雙級壓力補償器，油泵實際輸出功率與執 行元件的功率需求更加一致，以滿足不同的工 作要求。