新型平衡式变量叶片泵-机械工程学报.PDF

第42 卷第3 期 机 械 工 程 学 报 Vol.42 No.3 200 6 年 3 月 CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Mar. 2 0 0 6 新型平衡式变量叶片泵* 陈 磊 孙玉清 张银东 纪玉龙 (大连海事大学轮机工程学院 大连 116026) 摘要：考虑实际中汽车在高速行驶时，液压动力转向系统所产生的液压助力作用会随之加大问题，提出了一种在 专利技术基础上的，含有浮动块的新型平衡式变量叶片泵，该泵应用在汽车转向助力泵等工况。同时介绍了新型 泵的结构和工作原理，对浮动块进行受力分析，建立数学模型，并对泵在液压转向系统的流量变化动态仿真。结 果表明该泵的动态流量特性曲线能够适应汽车转向助力的需要，是一种较有应用前景的新型叶片泵。 关键词：平衡式叶片泵 浮动块 流量特性 转向系统 中图分类号：TH137.5 通过浮动块泄漏的液压油通过联通孔回到油腔，并 * 0 前言 且保证浮动块体能够顺利的工作、运动更加灵活。 液压动力转向系统是目前使用最多的动力转向 系统，汽车转向助力泵作为汽车动力转向系统的心 脏，它的性能的好坏直接决定了转向系统操纵性能 的优劣。传统助力泵产品几乎都是定量泵，当汽车 在行驶过程中速度加快时，液压泵转速会随发动机 转速升高而升高，这时由于定量泵无法实现变量， 泵的输出流量会随转速升高而增加，动力转向系统 所产生的液压助力作用会随之加大，即会产生“发 [1-2] 飘”现象 。同时，转向泵无功的功率消耗过大。 图1 平衡式叶片泵结构示意图 在汽车节能呼声日益提高的今天，因此有必要研究 新一代的汽车转向泵。 1. 定子 2. 弹簧 3.转子 4. 浮动块体 这里所要介绍的平衡式变量叶片泵是在专利技 5. 浮动槽 6. 叶片 术的基础上，提出了一种含有浮动块的新型叶片泵。 新型平衡式叶片泵与传统平衡式定量叶片泵在 此泵具有速度补偿特性，相对于传统转向助力泵是 结构上的主要区别是：将转子在两个叶片之间的部 一种较为理想的汽车用转向助力泵。 分制成随着叶片泵转速的变化而发生的浮动部件， 使叶片泵的排量在叶片泵转速变化时，变化较小或 1 平衡式变量叶片泵结构与工作原理 不变化。改变了随着发动机的转速的增加助力泵的 排量也将随着增加的状况，达到补偿转速增加目的。 1.1 平衡式变量叶片泵的基本结构 1.2 平衡式变量叶片泵工作原理概述 平衡式变量叶片泵主要由定子、转子、叶片、 平衡式变量叶片泵变量原理是在其转子的浮动 吸油窗口、排油窗口、浮动块及联接弹簧等所组成， 槽内安装了可以上下伸缩的浮动块体。随着转子旋 [3] 转速度的变化，浮动块体可在槽内上下滑动，这样 其具体结构如图 1 所示 。在外壳体的内圈上装有 定子和定子衬套，在定子内装有转子。在转子上均 浮动块体在油腔内占据空间的大小与泵的转速有 布的装有 10 组叶片，在每两组叶片中间均布的装有 关，实现了泵的变量。①当转子速度提高时，在离 10 组浮动块。浮动块由浮动块体和联接弹簧组成； 心力的作用，浮动块体外移，占据更多的有效容积 浮动块体安装在浮动块体滑槽内，联接弹簧安装在 空间，使泵每转的吸、排油量减少；当转子速度降