[發明專利]一種柱塞液壓泵用減震降噪配流盤

有效

• 申請號: 201410177519.7
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103939330A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 李晶;訚耀保;王智勇;湯何勝
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明屬于機械工程的液壓元件技術領域，涉及一種配流盤，尤其是涉及一種柱塞液壓泵用減震降噪配流盤。

背景技術

配流盤是柱塞泵的關鍵零部件之一，在柱塞泵工作過程中起到溝通柱塞泵進出油口的功能，同時缸體柱塞孔從配流盤上吸油腰型窗吸油，排油腰型窗排出高壓油液；這不可避免從高壓區切換至低壓區時，油液會因壓力突變析出氣體，在低壓區附近發生氣泡破裂，導致配流盤三角槽處出現氣蝕現象，氣蝕將導致配流盤在低壓區產生大量的小氣泡，同時缸體柱塞孔在低壓區吸油時會將氣泡卷吸并帶入高壓區，這時氣泡會在缸體柱塞孔中瞬間湮滅，造成極大的振動和噪聲，同時泵的出油口會產生明顯的流量脈動，因此配流盤設計的好壞，直接影響到泵工作的效率，噪音的大小，以及振動穩定性等性能。

長期以來柱塞泵降低噪聲的工作集中在下列三個方面：一是改進配流盤阻尼槽結構，降低壓力沖擊，使得柱塞腔從低壓到高壓平穩過渡，減小壓力峰值；二是改善吸油性能、降低吸油阻力，避免吸油時出現氣穴；三是減小柱塞工作腔閉死容積過卸壓而出現氣穴。配流盤的結構經歷了從機械平衡方式向液壓平衡方式的轉變過程。最早的配流機構是在缸體與配流盤之間設置一個止推軸承，此種結構存在偏心負載，且泄漏太大；為此設計出帶有卸荷槽道的機構以及機械密封方法的配流機構，但實際應用中，磨損和泄漏仍然較大。同時，人們采用剩余壓力法設計配流機構，此種結構保證摩擦副存在邊界潤滑油膜，但是在泵(馬達)的壓力或轉速較高時，容易出現“燒盤”現象。從二十世紀六十年代開始，為了滿足摩擦副建立理想動態平衡油膜的要求，改進配流盤的結構，設計出全周槽多油腔間歇供油配流機構和半周槽多油腔間歇供油配流機構，在實用過程中獲得了較好效果。在二十世紀八十年代，國內有人提出了盲孔與三角槽組合的配流盤結構，其目的是在配流盤的吸排油過渡區形成預壓縮腔，減小壓力沖擊，其缺點是部分高壓油進入配流窗口的吸油區，在壓力突變過程中，氣泡從油液中析出，進入配流盤的排油區，在油液擠壓過程中，配流盤的三角槽附近發生氣泡破裂，產生氣蝕現象。為了防止配流盤發生流量倒灌現象，國外有人提出在配流盤過渡區域設置單向閥，通過單向閥將配流盤排油區的部分油液引出，同時改變缸體相對配流盤的上下死點位置和斜盤相對缸體最大夾角的位置來控制配流盤的預壓縮油液量，降低壓力脈動和流體噪聲，其缺點是配流盤結構復雜，制造成本較高，且單向閥的體積空間較小，不利于安裝。目前關于軸向柱塞泵端面配流盤的研究大多集中在配流盤的油膜潤滑特性及結構優化方面，已得出了一些共同的結論，如油膜呈楔形分布，最大(小)油膜間隙及其位置，平均油膜間隙，缸體相對于配流副的傾角的計算方案等。

如圖1所示為傳統的配流盤結構，包括配流盤本體7a，吸油區阻尼孔1a，三角槽2a，吸油腰型窗3a，排油區阻尼孔4a，三角槽5a，排油腰型窗6a。傳統的配流盤并沒有在吸油區阻尼孔1a處設計用于將油液析出的氣泡及時排入泵殼體內腔的油道。工作時，油液由高壓區切換至低壓區，會因壓力突變而析出氣體，在吸油腰型窗3a處的低壓區會產生氣泡，由于氣泡不能及時被排出至殼體腔，氣泡會發生破裂，導致配流盤三角槽2a處出現氣蝕現象，而氣蝕又會導致配流盤在低壓區產生大量的小氣泡，同時缸體柱塞孔在低壓區吸油時會將氣泡卷吸并帶入排油腰型窗6a的高壓區，這時氣泡會在缸體柱塞孔中瞬間湮滅，造成極大的振動和噪聲，泵的出油口也會因此而產生明顯的流量脈動。由此可見，傳統的配流盤結構并不能實現防氣蝕、減震降噪的目的。

傳統配流盤存在以下缺點：

1.在配流盤的吸油腰型窗，由于吸油過程產生的負壓，不可避免地會產生氣泡，并且這部分氣泡會隨柱塞腔進入排油腰型窗；

2.在配流盤的排油腰型窗，由于油液由低壓突變為高壓，氣泡將受壓破裂，對配流盤表面或者缸體表面產生損傷，即氣蝕現象。

申請號為201310422532.X的中國發明專利公布了一種低噪聲抗氣蝕柱塞泵用配流盤，該配流盤包括配流盤本體、位于配流盤本體高油壓區的高壓排油槽、定位槽以及位于配流盤本體低油壓區的吸油槽，高壓排油槽遠離定位槽的端部位置處開有與柱塞泵的殼腔相連通的高壓側阻尼槽，高壓側阻尼槽包括V形漸擴槽以及阻尼孔，V形漸擴槽傾斜設置，阻尼孔的開孔方向垂直于配流盤平面設置，V形漸擴槽與阻尼孔相交并連通，吸油槽靠近定位槽的端部位置處設有低壓側阻尼槽，低壓側阻尼槽跨角小于高壓側阻尼槽結構的跨角。雖然上述結構在對配流盤的噪聲抑制，流量沖擊等方面做出改善，但是不能完全解決配流盤的吸排油過渡區析出氣泡發生破裂引起的氣蝕磨損問題。

發明內容