[發明專利]基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統

有效

• 申請號: 201410513561.1
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104343673A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 尚耀星;湯洪;焦宗夏;官長斌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F04B53/00
• 分類號: F04B53/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮;郭棟梁

技術領域

本發明涉及一種液壓系統，特別是一種基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統。

背景技術

液壓系統以其功率密度大及抗負載剛性大等優點，在航空、航天、船舶等許多重要工業部門已得到了非常廣泛的應用。隨著液壓系統向高速、高壓、大功率方向發展，液壓能源管路系統的振動與噪聲問題日趨嚴重，已經成為制約液壓系統向高壓、低噪聲方向發展的瓶頸。

目前，液壓系統大多采用軸向柱塞泵來提供液壓能源，因為軸向柱塞泵具有輸出壓力高、工作效率高和可靠性高等優點。然而，軸向柱塞泵由于其自身的結構和工作原理必然會產生流體脈動。由于泵內部和管路系統中不可避免的存在液阻，流體脈動又會引起壓力脈動。壓力脈動對液壓能源管路系統的危害，通常以流固耦合振動的形式表現出來，即壓力脈動產生管道振動，管道振動反過來又影響壓力脈動。這種由于流固耦合產生的管道振動，易于使管道系統產生疲勞破壞和輻射噪聲。因此，液壓流體脈動是液壓能源管路系統結構振動和輻射噪聲的根本成因。

液壓流體脈動引起的管路振動與噪聲問題對于各種應用場合中的液壓能源管路系統的性能和可靠性都帶來了不利的影響，主要表現如下：

(1)液壓流體脈動對飛機液壓系統所造成的破壞性后果的嚴重程度尤為突出。由于飛機對重量要求非常高，液壓管壁較薄，同時泵源轉速高，振動頻率高，而飛機結構相對輕薄，管夾支撐剛度較低，共振強烈。根據相關統計，至今所報道的飛機液壓系統的失效中大約一半是源自流體脈動引起的液壓管路破壞。上世紀80年代初，我國殲-8I戰斗機試飛時由于流體脈動引起液壓出口導管斷裂，起飛后整架飛機被燒毀；90年代中期，我國某型戰斗機在空中飛行時，由于流體脈動引起管路諧振使管路支撐和油濾前導管斷裂，造成液壓系統失效；Su-27戰斗機也發生過液壓能源系統管路支撐失效、管路破裂的事故。

(2)對于船舶液壓系統來說，流體脈動產生的振動與噪聲不僅影響系統工作性能，而且對于某些軍用艦艇來說，流體脈動產生的噪聲對其聲隱身性具有較大的負面影響，直接影響到聲納的作用距離和隱身效果，關系到軍用艦船或潛艇的生命力和戰斗力。

(3)對于高精度、高頻響的電液伺服系統來說，液壓管路內的流體脈動對電液伺服系統的精確控制性能有很大影響，如低速特性和平滑性等。

由于軸向柱塞泵的固有結構和工作原理，其吸油過程同樣存在著不連續性，這種不連續性就造成了液壓能源管路系統的吸油管內也存在著流體脈動，它所引起管路振動與輻射噪聲問題同樣不可忽略。因此，對液壓系統吸排油管路中的流體脈動進行同時抑制，具有非常重要的現實意義。然而，目前存在的流體脈動衰減器都是孤立地針對一條液壓管路(排油管或吸油管)進行流體脈動的被動控制。如果想要同時抑制吸油管和排油管中的流體脈動，需要在吸排油管路上分別安裝流體脈動衰減器，這無疑增加了系統的復雜性。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明的一個主要目的在于提供一種基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統，可以消除軸向柱塞泵吸油和排油時的流體脈動。

根據本發明的一個方面，一種基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統，包括軸向柱塞泵和衰減器；

其中：

所述軸向柱塞泵包括進油口、出油口，以及連接至所述進油口和出油口之間的奇數個液壓腔和與每個所述液壓腔相配合的柱塞，用于通過所述柱塞和所述液壓腔的相對位置變化來產生動能輸出；

所述衰減器并聯在所述軸向柱塞泵的進油口和出油口之間，用于至少部分地消除所述軸向柱塞泵在吸油和排油時產生的液體脈動。

采用本發明的基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統，可以通過衰減器對軸向柱塞泵吸油和排油時產生的脈動進行緩沖，從而使得整個液壓系統的工作更加穩定可靠。

附圖說明

參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。

圖1為本發明的基于奇數柱塞泵的低脈動泵源系統的一種實施方式的結構圖；

圖2為本發明的軸向柱塞泵的一種實施方式的結構圖；

圖3為圖2的左視圖；

圖4為本發明的衰減器的一種實施方式的結構圖；