变量轴向柱塞泵-parker技术-液压技术

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变量轴向柱塞泵

变量轴向柱塞泵轴向柱塞泵的排量是由柱塞的横截面积与柱塞的行程决定的（图3-30）。其中，柱塞的横截面积是不可能改变的；但是，在设计变量轴向柱塞泵时，柱塞的工作行程可以改变。

变量轴向柱塞泵的结构

变量轴向柱塞泵的泵油机构主要包括：缸体，配流盘，带滑靴的柱塞，可调斜盘，回程盘，排量调节螺杆，控制活塞，节流孔，补偿阀芯，先导阀和各种偏置弹簧（图3-31）。柱塞装在缸体的柱塞孔内。缸体与电机的输出轴相联。电机的输出轴可以位于配流盘一侧，也可以位于斜盘一侧。

变量轴向柱塞泵排量调节原理

变量轴向柱塞泵的排量调节是通过螺杆限制斜盘的倾角来实现的（图3-32）。

如果将调节螺杆完全旋出，那么偏置弹簧推动控制活塞，从而使斜盘处于某个极限角度。当原动机驱动缸体旋转时，在机械力的作用下，柱塞滑靴紧贴斜盘表面运动，从而使柱塞在柱塞孔中往复运动。在其中的半个圆周内，柱塞被拉出缸体，产生增大的容积；油液通过吸油口充入该增大的容积。而在另外半个圆周内，柱塞被推入缸体，产生减小的容积；油液通过压油口进入系统。

当斜盘处于极限位置时,油泵输出最大流量。如果稍微将螺杆旋进一点，斜盘倾角将减小，量将减小。变量轴向柱塞泵的调节螺杆旋入量越大，则油泵输出流量就越小。

变量轴向柱塞泵压力补偿器工作原理

变量轴向柱塞泵压力补偿器是利用弹簧力和液压力来实现的。

在前面的压力补偿变量叶片泵中，补偿器只使用了一根弹簧。这是因为移动定子的作用力并不是与弹簧成一条直线，而是成一个角度。大部分力被推力轴承抵消了。但是，在压力补偿轴向柱塞泵中，情况却并非如此。

当压力补偿轴向柱塞泵工作时，系统压力作用于泵油柱塞的底部。由于斜盘耳轴的中心线偏离缸体的中心线，因此，受压柱塞试图将斜盘推到竖直位置。这个力可能相当大，且直接由作用在控制活塞上的弹簧和油液压力来克服。

典型柱塞泵的压力补偿器包括：控制活塞，补偿阀芯，可调先导阀，以及偏置弹簧（图3- 33)。当油泵压油口压力升高到足以克服先导阀和偏置弹簧的设定压力时，斜盘被受压柱塞推回到竖直位置。

一旦斜盘的倾角变为零，则斜盘就停止不动。也就是说，斜盘不可能越过中心，进入到另一侧；否则，泵油机构的高压侧容积将增大而变成吸油侧。由于压力突然下降，在弹簧力的作用下，斜盘重新回到中位。

可调先导阀，补偿阀芯及其偏置弹簧的工作原理与先导式溢流阀非常相似。补偿阀芯内的节流孔敏感油泵的出口压力。此油泵出口压力作用于阀芯的弹簧腔；弹簧腔的最大压力由先导阀控制。当补偿阀芯另一端的压力足以克服先导阀设定压力和偏置弹簧力时，补偿阀芯开始移动，控制活塞弹簧腔与油箱相通。

假设补偿阀芯的弹簧偏置弹簧压力为7bar(100psi), 先导阀将弹簧腔的先导压力限制为48bar (700psi)(图3-34)。当系统压力为35 bar(500 psi)时，这35 bar (500psi)的压力试图将补偿阀芯推至左侧。同时，该压力经由节流孔作用于弹簧腔，使补偿阀芯保持在原来位置。由于阀芯两端的作用面积相等，因此实际上只有7bar(100psi)的弹簧力作用于补偿阀芯。此时，35bar(500psi)压力试图将补偿阀芯推至左侧，但是弹簧腔的42 bar (600 psi)液压和机械压力则使补偿阀芯保持在原来位置。

当系统压力为41 bar(600 psi)时，该压力作用于补偿阀芯右端，试图将阀芯推至左侧。但是阀芯弹簧腔的48 bar (700 psi)液压和机械压力作用于阀芯左侧，仍使阀芯保持在原来位置（图 3-35)。

当系统压力升高到48 bar(700 psi)时，先导阀开启，将先导/弹簧腔压力限制为48bar(700 psi)。也就是说，此时，补偿阀芯的最大偏置压力等于55 bar(800psi)(图3-36)。

当油泵出口压力高于55 bar(800 psi)时，补偿阀芯左移，控制活塞油腔与油箱相通。控制活塞油腔压力开始下降，使得控制活塞底部的作用力减小，从而无法使斜盘保持在全排量位置。结果，油泵输出流量减小。随着油泵出口压力继续升高，补偿阀芯继续向左移动，油泵输出流量也随之减小（图3-37）。

在本例中，我们假设压力再攀高，比55 bar(800 psi)还高7 bar(100 psi)，则偏置弹簧被完全压缩，阀芯向左移动，使控制活塞油腔与油箱之间的流道完全打开。因此，当油泵输出压力达到62 bar (900psi)时，油泵被完全补偿。