柱塞变量泵用辅助压力油输出装置的研究

柱塞变量泵用辅助压力油输出装置的研究

叶海军

川崎春晖精密机械（浙江）有限公司  浙江绍兴 312300

摘要：液压系统作为液压挖掘机的重要组成，对其的分析设计已经成为推动挖掘机的重要一环，本文主要介绍了液压系统中为斜盘式轴向柱塞变量泵供油的辅助压力油输出装置，通过优化设计，将其集成安装于斜盘式轴向柱塞变量泵上，并通过柱塞变量泵的驱动轴为动力来驱动，将压力油持续不断泵送至调节器进行供油。

关键词：供油、动力、柱塞泵

1、概述

液压挖掘机作为一种多功能机械，被广泛应用于水利工程、交通运输、电力工程、矿山采掘等机械施工中，它在减轻繁重的体力劳动、保证工程质量、加快建设速度、提高生产率方面起着十分重要的作用。

斜盘式轴向柱塞变量泵是为液压挖掘机整个液压系统提供压力油的装置，通过原动机驱动，将输入的机械能转换为使压力变大的能量，它可以将能量以压力或流量的方式传导至液压系统中，在高压、大流量、大功率的系统中、流量需要调节的场合广泛使用。

目前，在使用斜盘式轴向柱塞变量泵时，需要额外追加一个压力油供油装置对柱塞泵上的调节器等供油。由于挖掘机内部空间紧凑，额外的压力油供油装置会造成较大的空间浪费，不符合小型化、紧凑化的趋势。同时，压力油供油装置还需配备额外的动力进行驱动，提高了成本，因此本文提出了一种辅助压力油输出装置。

2、辅助压力油输出装置的结构设计

辅助压力油输出装置包括壳体、设置在壳体内的第一活塞泵、第二活塞泵、转盘、第一连接管、第二连接管、第一连杆和第二连杆。第一活塞泵和第二活塞泵均包括泵体、活塞和活塞杆，活塞位于泵体内，且其一端伸入泵体内与活塞相连，活塞杆的另一端延伸至泵体外。泵体的两侧分别为进口端和出口端。第一活塞泵的进口端与第二活塞泵的进口端之间通过第一连接管相连，第一活塞泵的出口端与第二活塞泵的出口端之间通过第二连接管相连，壳体的一侧安装有用于与斜盘式轴向柱塞变量泵的输出端相连的进油管，进油管与第一连接管相连通，壳体的另一侧安装有用于调节器供油的出油管，出油管与第二连接管相连通。第一活塞泵的进口端和出口端、及第二活塞泵的进口端和出口端均设置有单向阀，且四个单向阀同向设置。

转盘的下表面设有与转盘一体成型的安装柱，安装柱的中心轴线和转盘的中心轴线不在同一直线上，第一连杆的一端套接在安装柱上，另一端与第一活塞泵的活塞杆铰接；第二连杆的一端套接在安装柱上，另一端与第二活塞泵的活塞杆铰接。转盘的上表面设有与转盘一体成型的转盘轴，转盘轴的中心轴线和转盘的中心轴线位于同一直线上，转盘轴的端部穿过壳体后连接有从动齿轮。转盘轴上安装有转盘轴轴承，转盘轴轴承固定安装在壳体上，转盘轴轴承用于支撑转盘轴，使转盘能平稳的转动。

安装柱上套接有轴承A和轴承B，第一连杆的一端套接在轴承A的外壁上，另一端与第一活塞泵的活塞杆铰接；第二连杆的一端套接在轴承B的外壁上，另一端与第二活塞泵的活塞杆铰接。通过设置轴承A和轴承B，能够减小安装柱与第一连杆和第二连杆之间的摩擦，减少动能损失。

安装柱上安装有分隔板，分隔板位于轴承A和轴承B之间。通过设置分隔板，将轴承A和轴承B相分离，以避免相互转动干涉。分隔板可采用两个结构相同的分隔板单元相组合拼接形成，两个分隔板单元的内侧均设有与安装柱相适配的弧形槽，在其中一个分隔板单元的两侧开设安装孔，另一个分隔板单元的两侧开设螺纹孔，通过螺钉穿过安装孔后螺接螺纹孔的方式将两个分隔板单元组合并固定于安装柱。安装柱的端部设有螺纹，并螺纹连接有限位螺母，通过设置限位螺母，以防止第一连杆和第二连杆从安装柱上脱离。

图一 辅助压力油输出装置的结构示意图

（壳体1、第一活塞泵2、第二活塞泵3、转盘4、第一连接管5、第一连杆7、第二连杆8、进油管9、安装柱12、转盘轴轴承13、从动齿轮14、转盘轴15、轴承A16、轴承B17、分隔板19、限位螺母26）

3、工作原理

壳体通过螺钉固定安装在斜盘式轴向柱塞变量泵的输出端处，使该输出装置集成于斜盘式轴向柱塞变量泵，同时在柱塞变量泵的驱动轴上安装驱动齿轮，且驱动齿轮啮合从动齿轮，进油管通过三通阀连接于柱塞变量泵的输出端，出油管通过软管连接于调节器。当外部的原动机带动柱塞变量泵的驱动轴转动使柱塞变量泵工作时，驱动轴通过驱动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮通过转盘轴驱动转盘转动，转盘通过安装柱将转动运动转换为活塞杆的直线往复运动，从而为第一活塞泵和第二活塞泵提供动力，第一活塞泵和第二活塞泵将柱塞变量泵输出端输出的压力油吸出并泵送至调节器，给调节器供油。利用转盘转动、及通过安装柱、第一连杆和第二连杆相配合，达到同时驱动第一活塞泵和第二活塞泵的效果，使第一活塞泵和第二活塞泵一前一后循环泵送压力油，将压力油持续不断泵送至调节器，即当第一活塞泵处于压力油泵送状态时，第二活塞泵处于压力油吸取状态，或当第一活塞泵处于压力油吸取状态时，第二活塞泵处于压力油泵送状态。

第一活塞泵和第二活塞泵主要用于将少量的压力油吸取泵送至调节器，在满足调节器供油的前提下，可采用小型化的活塞泵，以减小该输出装置的整体体积，使其紧凑，便于集成安装于柱塞泵上，同时减小柱塞泵整体体积。同时，第一活塞泵和第二活塞泵的动力来源于柱塞变量泵的驱动轴，因此无需额外配备单独的动力，降低了使用成本及整体体积。

4、结语

    柱塞变量泵用辅助压力油输出装置集成安装于斜盘式轴向柱塞变量泵上，并通过柱塞变量泵的驱动轴为动力来驱动，无需额外配备单独的动力，降低了使用成本及整体体积，对于液压挖掘机的进一步发展具有重要意义。

参考文献

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