改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體泵和馬達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的柱塞式流體機(jī)械包括柱塞泵和馬達(dá)，通過(guò)主摩擦副的摩擦件間頂壓接觸，以一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成流體腔室容積變化實(shí)現(xiàn)流體工作循環(huán)，具有變量機(jī)構(gòu)的則可根據(jù)負(fù)載情況調(diào)節(jié)流量大小，通常在低壓情況下摩擦件斜盤(pán)(變量盤(pán))的角度(軸向柱塞式結(jié)構(gòu))或定子(可稱變量盤(pán))的偏心(徑向柱塞式結(jié)構(gòu))處于較大位置，工作流量也大，在高壓情況下則相反。在一些場(chǎng)合當(dāng)不需要流體機(jī)械工作時(shí)，一般采取卸荷方式，這時(shí)仍輸出較大的流量(在變量機(jī)構(gòu)最大排量點(diǎn)工作)，且系統(tǒng)存在一定背壓，造成了該時(shí)段內(nèi)不必要的功率損耗，同時(shí)流體循環(huán)也造成溫升，而且主摩擦副柱塞(或柱塞滑靴部件)與變量盤(pán)間的接觸摩擦仍存在也造成了功率損失和增加了機(jī)械磨損。
[0003]中國(guó)專利文獻(xiàn)(公告日:2013年12月4日，公告號(hào):CN103423118A)公開(kāi)了一種流體柱塞泵(馬達(dá))，包括曲柄、柱塞、缸套、殼體及泵頭，柱塞3設(shè)置在缸套內(nèi)，曲柄通過(guò)端蓋和軸承安裝在殼體內(nèi)，該泵(馬達(dá))還設(shè)有套裝在曲柄上的傳動(dòng)環(huán)直線滑軌。在直線滑軌的約束下，曲柄驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)環(huán)周向移動(dòng)，使柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變柱塞室的容積大小，實(shí)現(xiàn)泵流功能。
[0004]上述技術(shù)方案解決的是泵的轉(zhuǎn)速低，重量重，成本高，體積大的問(wèn)題，該方案并未解決泵的功率損失和機(jī)械磨損問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)中流體泵和馬達(dá)，在一些不需要工作時(shí)，仍輸出較大的流量，存在背壓，造成不必要的功率損耗和溫升，增加機(jī)械磨損的問(wèn)題，而提供一種能夠在不需要工作時(shí)停止輸出流量，減少系統(tǒng)背壓，降低功率損耗和溫升，減少機(jī)械磨損的改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)，包括裝在軸上具有流體腔室的缸體、若干在缸體內(nèi)滑動(dòng)的柱塞組件，與柱塞組件接觸的變量盤(pán)和與變量盤(pán)連接的變量機(jī)構(gòu)，該柱塞式流體泵和馬達(dá)上還設(shè)有保持柱塞組件與變量盤(pán)分離或恢復(fù)接觸的柱塞保持裝置。該改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)，通過(guò)在原有的結(jié)構(gòu)上設(shè)置柱塞保持裝置，通過(guò)控制柱塞保持裝置可以使柱塞組件保持在缸體柱塞腔內(nèi)不產(chǎn)生軸向移動(dòng)并與變量盤(pán)分離，也可以使柱塞組件回復(fù)原位置與變量盤(pán)接觸并在缸體柱塞腔內(nèi)作軸向滑動(dòng)。也就是使系統(tǒng)在不需要流體泵和馬達(dá)工作時(shí)，利用該柱塞保持裝置使柱塞組件保持在缸體的各自柱塞腔內(nèi)，而與變量盤(pán)摩擦面處于分離狀態(tài)，從而流體腔室容積不發(fā)生變化，流體循環(huán)停止，輸出流量為零，消除了非工作時(shí)間的功率消耗，而且摩擦件之間不接觸，消除了機(jī)械摩擦損耗，流體循環(huán)停止也消除了不必要的流體溫升。而在需要流體泵和馬達(dá)工作的場(chǎng)合和時(shí)間內(nèi)，該流體柱塞泵和馬達(dá)都可以按照原來(lái)的變量控制方式工作。并且工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)這兩種狀態(tài)可進(jìn)行快速變換，一般在不需要流體泵和馬達(dá)工作時(shí)，系統(tǒng)卸荷控制信號(hào)發(fā)出，柱塞組件處于保持狀態(tài)與變量盤(pán)不接觸，流體泵和馬達(dá)處于空轉(zhuǎn)不工作狀態(tài)，需要工作時(shí)則控制信號(hào)解除，柱塞組件迅速?gòu)?fù)位與變量盤(pán)接觸，進(jìn)入工作狀態(tài)，流體泵和馬達(dá)處于原變量方式下工作。該流體柱塞式泵及馬達(dá)，能夠在不需要工作時(shí)停止輸出流量，減少系統(tǒng)背壓，降低功率損耗和溫升，減少機(jī)械磨損。
[0007]作為優(yōu)選，所述的柱塞保持裝置包括控制腔、控制閥和控制流體，所述的控制流體通過(guò)控制閥與控制腔連接，所述的控制流體來(lái)自外接低壓流體?？刂屏黧w通過(guò)控制閥選擇連通或不連通控制腔，連通時(shí)，控制流體壓力作用于柱塞組件上使其保持在缸體內(nèi)，不工作，不損耗，若不連通則柱塞組件滑出與變量盤(pán)接觸，進(jìn)行正常工作。
[0008]作為優(yōu)選，所述的柱塞組件為柱塞滑靴結(jié)構(gòu)或柱塞式結(jié)構(gòu)，所述的控制腔設(shè)置在缸體上，與控制腔相通的銷孔內(nèi)裝設(shè)有柱銷，所述的柱塞上制有與柱銷配合的凹槽。柱塞組件選擇柱塞滑靴部件形式時(shí)，柱塞組件包括有柱塞和滑靴，若為柱塞式結(jié)構(gòu)則只包含柱塞，控制腔設(shè)置在缸體上，銷孔內(nèi)設(shè)有柱銷，柱塞上制有與柱銷配合的凹槽，當(dāng)不需要流體泵和馬達(dá)工作時(shí)，柱塞保持裝置工作，控制流體通過(guò)控制閥接通控制腔，柱銷在控制流體作用下被推入柱塞上的凹槽內(nèi)部，將柱塞鎖住，柱塞不會(huì)在缸體柱塞腔內(nèi)部滑動(dòng)，不產(chǎn)生流體循環(huán)，不產(chǎn)生功率損耗；需要流體泵和馬達(dá)工作時(shí)，控制閥將控制流體與控制腔隔離，柱銷在缸體旋轉(zhuǎn)離心力作用下外伸而不與柱塞上的凹槽接觸，柱塞恢復(fù)正常滑動(dòng)工作。該結(jié)構(gòu)適用于軸向型柱塞式流體泵及馬達(dá)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的柱塞組件為柱塞式結(jié)構(gòu)，包括柱塞，所述的控制腔設(shè)置在缸體上，與控制腔相通的銷孔內(nèi)裝設(shè)有柱銷，所述的柱塞上制有與柱銷配合的凹槽。柱塞組件為柱塞式結(jié)構(gòu)時(shí)則只包含柱塞，當(dāng)不需要泵馬達(dá)工作時(shí)，柱銷被推入凹槽，柱塞鎖住，當(dāng)需要泵馬達(dá)工作時(shí)，控制腔不通控制流體，柱塞在離心力作用下伸出柱塞腔工作，而柱銷退回銷孔內(nèi)，該柱銷頭部制成弧形或斜面，便于柱塞伸出時(shí)帶動(dòng)柱銷退回。該結(jié)構(gòu)適用于徑向型柱塞式流體泵及馬達(dá)。
[0010]作為優(yōu)選，所述的柱塞組件為柱塞式結(jié)構(gòu)，包括柱塞，所述的控制腔設(shè)置在變量盤(pán)上。柱塞組件為柱塞式結(jié)構(gòu)時(shí)，只包括柱塞，此時(shí)，控制腔設(shè)置在變量盤(pán)上，當(dāng)不需要流體泵及馬達(dá)工作時(shí)，控制流體經(jīng)控制閥作用于控制腔內(nèi)，控制流體的壓力經(jīng)控制腔和缸體變量盤(pán)間空腔作用于柱塞，使柱塞保持在缸體內(nèi)而不與變量盤(pán)內(nèi)表面接觸，當(dāng)需要流體泵及馬達(dá)工作時(shí)，控制流體在控制閥的控制下不連通控制腔，此時(shí)柱塞在缸體旋轉(zhuǎn)離心力作用下而外伸與變量盤(pán)內(nèi)表面接觸，從而按原變量機(jī)構(gòu)控制偏心正常工作。缸體與變量盤(pán)間空腔設(shè)計(jì)成密封結(jié)構(gòu)，便于保持控制流體壓力。該結(jié)構(gòu)適用于徑向型結(jié)構(gòu)的柱塞式流體泵及馬達(dá)。
[0011]作為優(yōu)選，控制腔對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有襯件，所述的襯件上設(shè)置有連通控制腔和控制流體的輔助腔?？刂魄粚?duì)應(yīng)位置的缸體或者變量盤(pán)上設(shè)置有襯件，襯件上設(shè)置有輔助腔，這樣的結(jié)構(gòu)方便柱塞保持裝置的設(shè)置。
[0012]作為優(yōu)選，所述的柱塞組件為柱塞式結(jié)構(gòu)或柱塞滑靴結(jié)構(gòu)，包括柱塞和缸體柱塞腔，所述的柱塞為階梯柱體結(jié)構(gòu)，與變量盤(pán)接觸端的柱塞直徑小于靠近流體腔室端的柱塞直徑，缸體柱塞腔與柱塞配合設(shè)置為階梯結(jié)構(gòu)，所述的柱塞的階梯柱體結(jié)構(gòu)大小端連接處與流體腔室階梯孔大小孔連接處構(gòu)成控制腔。柱塞設(shè)置為階梯柱體結(jié)構(gòu)，缸體柱塞腔也相應(yīng)地制成階梯孔結(jié)構(gòu)，與變量盤(pán)接觸端的柱塞直徑小于靠近流體腔室端的柱塞直徑，階梯柱體結(jié)構(gòu)與階梯孔結(jié)構(gòu)在臺(tái)階處形成控制腔，控制流體經(jīng)控制閥連通控制腔，作用于柱塞臺(tái)階面上，從而控制柱塞保持在缸體內(nèi)或滑出缸體柱塞腔與變量盤(pán)接觸?？蛇m用于軸向型結(jié)構(gòu)或徑向型結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)選，所述的控制閥為二位三通閥。控制閥可以采用二位三通閥也可以采用其他結(jié)構(gòu)的閥，只要能夠?qū)崿F(xiàn)控制流體與控制腔的連通或者阻斷即可。
[0014]作為優(yōu)選，柱塞保持裝置為液壓控制裝置或者氣動(dòng)控制裝置或者機(jī)械控制或者電磁控制。柱塞保持裝置可以選擇液壓控制裝置、氣動(dòng)控制裝置、機(jī)械控制或者電磁控制等多種形式。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:該改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)，有效解決了流體泵及馬達(dá)，在不需要工作的場(chǎng)合和時(shí)間仍輸出較大的流量，存在背壓，造成不必要的功率損耗和溫升，增加機(jī)械磨損的問(wèn)題，使在不需要工作時(shí)，流體泵及馬達(dá)的輸出流量為零，消除了非工作時(shí)間的功率消耗，而且摩擦件間不接觸，消除了機(jī)械摩擦損耗，流體循環(huán)停止，也消除了不必要的流體溫升。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)的一種保持狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)的第三種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、軸，2、流體腔室，3、缸體，4、柱塞組件，5、變量盤(pán)，6、變量機(jī)構(gòu)，7、柱塞保持裝置，8、控制腔，9、控制閥，10、控制流體，11、柱塞，12、滑靴，13、柱銷，14、凹槽，15、襯件，16、輔助腔，17、缸體柱塞腔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1:
在圖1所示的實(shí)施例中，改進(jìn)的柱塞式流體泵及馬達(dá)，包括裝在軸I上具有流體腔室2的缸體3、若干在缸體3內(nèi)滑動(dòng)的柱塞組件4，與柱塞組件4接觸的變量盤(pán)5和與變量盤(pán)5連接的變量機(jī)構(gòu)6，該柱塞式流體泵和馬達(dá)上還設(shè)有保持柱塞組件4與變量盤(pán)5分離或恢復(fù)接觸的柱塞保持裝置7。柱塞保持裝置7為