專利名稱：具有可變排量節(jié)流機構的液壓活塞泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液壓泵，諸如那些具有相對偏心軸徑向運動的活塞的液壓泵，并且更具體地涉及控制流經泵缸的流體流量的機構，活塞在該泵缸中運動。
背景技術：
普通類型的徑向活塞泵包括主體，其具有繞由外部馬達或發(fā)動機旋轉的驅動軸徑向布置的多個泵缸。在每個泵缸內可滑動地接收有單獨的活塞，因此在泵缸的內部限定腔室。驅動軸具有偏心凸輪，并且活塞被彈簧偏壓，以騎跨該凸輪。隨著凸輪旋轉，活塞在各泵缸內往復滑動，因此以循環(huán)方式減小和膨脹缸室的體積。最小體積出現在活塞循環(huán)的上死點，而最大體積出現在下死點。進口端口向具有進入每個泵缸的單獨進口的進口通道供應流體。每個泵缸還具有出口，其被單獨的出口止回閥聯(lián)接至通往泵的出口端口的出口通道。美國專利N0.3，434，428公開了這種構造的泵。該專利中的泵也具有節(jié)流板，其具有關聯(lián)泵缸的進口的孔。節(jié)流板被致動器旋轉，以改變孔與進口的對齊，并且因此改變公共進口通道和每個泵缸進口之間的流體流動量。通過這種泵，隨著活塞從上死點運動，由于活塞的位置阻塞進口，流體最初不被抽入膨脹缸室。在解除對進口的阻塞并將來自進口通道的流體抽入膨脹缸室之前，活塞必須從上死點運動相當大的距離。在下死點之后，缸室的體積開始縮小，然而，進口仍敞開，其防止出口止回閥開啟。其中，在活塞阻塞進口并且導致缸室內的壓力升高之前，活塞也必須運動一些距離。隨著活塞開始泵送，活塞在泵缸中的密封面較小，并且發(fā)生高壓流體滲漏，因此使該吸入形式最初效率低。最終，壓力升高到迫使出口閥開啟從缸室通過其排出流體的出口路徑的水平。該排出繼續(xù)，直到活塞再次達到上死點。這種泵的缺點在于，在活塞循環(huán)的死區(qū)部分期間，在下死點處與進口變得閉合處之間，不發(fā)生泵送作用。特別地，在可能為美國專利3，434，428的圖6中所示的活塞循環(huán)三分之一的死區(qū)部分期間，流體不被從泵缸排出，也不被抽入泵缸。該不活動時間和最初的短密封長度導致相當大的無效率。另外，這種泵需要相當長的活塞沖程，以容納活塞循環(huán)的死區(qū)部分，這提高了泵的直徑。由于徑向定位為從每個泵缸向外的出口閥和出口通道，所以這些現有技術徑向活塞泵也具有相對大的直徑。對于許多機器來說，用于泵的空間量有限，因而期望減小泵的尺寸。更特別地，很多時候，泵安裝在發(fā)動機或傳動裝置旁，并且徑向空間有限，其防止阻止典型徑向活塞泵的安裝。

發(fā)明內容
一種包括缸體的泵，該缸體具有進口端口、出口端口和在缸體中徑向布置的多個泵缸。多個進口通道中的每個都被連接在進口端口和多個泵缸中不同的一個之間，并且多個出口通道中的每個都被連接在出口端口和多個泵缸中不同的一個之間。單獨活塞可滑動地定位在每個多個泵缸中，并且驅動軸被可旋轉地接收在缸體中，用于往復驅動泵缸中的活塞。單獨的進口止回閥位于多個進口通道的每個中，并且僅允許流體沿從進口端口進入多個泵缸中的一個的方向流動。單獨出口止回閥位于多個出口通道中的每個中，并且僅允許流體在從多個泵缸中的一個到出口端口的方向流動。節(jié)流板與多個進口通道中的每個連通，用于改變流經進口通道的流體流速。在一個實施例中，節(jié)流板延伸穿過多個進口通道中的每個，并且具有穿過該節(jié)流板的多個控制孔。節(jié)流板可運動，以改變控制孔與進口通道的對齊，并且因此改變流體在進口通道中所流經的橫截面面積。這在每個進口通道中提供可變節(jié)流孔。本泵的一個方面在于，可變節(jié)流孔的流道面積直接關聯(lián)于流經該節(jié)流孔的流體量。一般而言，隨著節(jié)流板從相應于可變節(jié)流孔完全開啟的位置運動至可變節(jié)流孔完全閉合的位置，在完全開啟和完全閉合位置之間的第一個半行程距離期間，可變節(jié)流孔相對于節(jié)流板運動的流道面積的平均變化率更大。例如，在從完全開啟位置的節(jié)流板行程距離的第一個半行程距離中，可變節(jié)流孔的流道面積減小至少80%?？勺児?jié)流孔的該快速閉合率在被稱為節(jié)流板旋轉的第一段中發(fā)生。其后，流道面積的變化率明顯更慢地減小，其要求節(jié)流板通過行程距離的第二個半行程距離運動，以減小剩余20%的流道面積。


圖1示出泵中的泵缸和活塞的布置的徑向橫截面圖；圖2示出沿圖1中的線2-2截取的徑向活塞泵的軸向橫截面圖；圖3示出沿圖2中的線3-3截取的徑向活塞泵的軸向橫截面圖，其示出節(jié)流板的位置，在該位置中，孔處于完全開啟狀態(tài)的；圖4示出節(jié)流板的另一位置，在該位置中，孔處于部分開啟狀態(tài)；圖5示出節(jié)流板的又一位置，在該位置中，孔閉合；圖6示出類似于圖5的徑向活塞泵的徑向橫截面圖，但是示出節(jié)流板中的孔的替換性布置；圖7示出用于控制節(jié)流板位置的液壓回路的示意圖；以及圖8示出孔的開啟面積尺寸相對于節(jié)流板位置的圖。
具體實施方式
本文使用的術語“被直接連接至…”意思是，相關部件被管路連接在一起，而無任何插入元件，這些插入元件為諸如限制或控制流體流量超過任何管路的內在限制的閥門、孔或其他裝置。本文涉及的方向性關系和運動，比如頂和底或左和右都涉及部件的關系和運動在附圖中所示方向，其可能不是附接至機器的部件的方向。參考圖1和2，液壓泵10具有缸體30，缸體具有外部第一和第二端表面21和22，圓柱形外部側表面38在兩者之間延伸。缸體30具有進口端口 28和出口端口 29，通過進口端口 28和出口端口 29液壓系統(tǒng)接收液壓流體以及從液壓系統(tǒng)排出液壓流體。進口和出口端口 28和29分別通往進口和出口廊道31和32，進口和出口廊道在繞缸體30中的中心軸孔41呈圓形延伸通過缸體。三個泵缸36從中心軸孔41徑向向外延伸，并且繞該中心軸孔41以120度角度增量定向。雖然為了簡化附圖而示出具有三個泵缸的例示性泵10，但是實際上，該泵可具有更多數目的泵缸(例如，6或8個泵缸)，以減小出口處的扭矩、流量和壓力波動。每個泵缸36都包括管狀套管39，其被插入缸體30中的孔中。雖然如將要描述的，套管39有利于減小泵10的直徑，但是能夠通過使用經加工以形成泵缸孔的缸體材料取消該套管。每個泵缸36都具有開口，該開口穿過缸體30的圓柱形側表面38。具有O形環(huán)的密封杯24放置在每個開口內部，并且連續(xù)帶狀封閉環(huán)35繞側表面38延伸，緊密封閉每個泵缸開口。封閉環(huán)35消除了傳統(tǒng)泵設計中的從泵缸向外突出的相對長的塞子，并且因此減小了泵10的總直徑。具體參考圖2，通過延伸到缸體30的第一端表面21中的第一孔形成多個進口通道26，并且每個進口通道都通往進口廊道31和相應的一個泵缸36。換句話說，每個進口通道26都被直接連接至進口廊道31和泵缸36中的一個。單獨的進口止回閥33位于這些進口通道26的每個中。與在泵送循環(huán)的吸入階段發(fā)生的一樣，當進口通道26中的壓力大于相關聯(lián)的缸室37中的壓力時，進口止回閥33開啟。通過延伸到缸體30的第二端表面22中的第二孔形成多個出口通道27，每個出口通道都通往出口廊道32和相應的一個泵缸36。每個出口通道27都直接連接至出口廊道32和泵缸36中的一個。單獨的出口止回閥34位于這些出口通道27的每個中。與在泵送循環(huán)的排出階段發(fā)生的一樣，當關聯(lián)的缸室37中的壓力大于出口廊道32中的壓力時，出口止回閥34開啟。應理解，進口和出口廊道31和33與泵中的所有活塞缸連通，并且對于每個泵缸提供一對相同的止回閥。每個進口和出口止回閥33和34都是被動的，這意味著其響應施加到其上的壓力而操作，而非由致動器諸如電動螺線管操作。部分形成泵缸36的管狀套管39使得進口和出口止回閥33和34能夠更靠近驅動軸40的縱向軸線25地放置。注意到，進口和出口止回閥33和34處于由缸體30的外部側表面38限定的封閉彎曲周界內。在現有技術構造中，止回閥必須從活塞的上死點位置向夕卜，以便接收被排出缸室37的流體。如圖2中所示，管狀套管39在缸室37和其中定位有止回閥33和34的孔之間的開口上部分延伸，因此使缸孔更遠地延伸到缸室37中。再次參考圖1和2，驅動軸40延伸通過軸孔41，并且可經一對軸承42支撐地在軸孔中旋轉。缸體30中的驅動軸40的中心部分具有偏心凸輪44。凸輪44具有圓形外部表面，該凸輪的中心從驅動軸40的縱向軸線25偏移。結果，隨著驅動軸40在缸體30中旋轉，凸輪44繞驅動軸的軸線25以偏心形式旋轉。如圖2中特別示出，凸輪軸承46具有被壓在凸輪44的外部圓周表面上的內部滾道47，并具有外部滾道48。多個輥子49位于凸輪軸承的內部滾道47和外部滾道48之間。通過適當加熱處理和表面拋光，凸輪44的表面能夠起內部軸承滾道的作用。凸輪軸承46提高泵10的效率，使其超過為了該功能使用滑動經向軸承的現有泵。輥子可能為圓柱形、球形或其他形狀。單獨活塞組合件51被可滑動地接收在每個泵缸36內。每個活塞組合件51都包括活塞52和活塞桿54?；钊麠U54在活塞52和凸輪軸承46之間延伸?；钊麠U54具有彎曲導向板56，其鄰接凸輪軸承46的外部滾道48。導向板56比活塞的軸更寬，產生凸緣部分。一對環(huán)形固位環(huán)58繞凸輪44延伸，配合活塞桿導向板56中每個的凸緣部分，因此抵靠著凸輪軸承46而保持活塞桿54，這在泵送循環(huán)的吸入沖程部分期間特別有利。固位環(huán)58消除了將活塞組合件51相對凸輪軸承46偏壓的彈簧的需要。彎曲導向板56在凸輪軸承46的大面積上均勻分布活塞負荷。隨著驅動軸40和凸輪44在缸體30內旋轉，凸輪軸承46的外部滾道48保持相對靜止。與驅動軸和內部滾道47的速度相比，外部滾道48以非常低的速度旋轉。因此，在每個活塞導向板56和凸輪軸承的外部滾道48之間存在很小的相對運動?；钊?2為杯狀，其具有朝向驅動軸40打開的內腔53。活塞桿54的端部被接收在該內腔53中，并且具有適配于活塞52中的部分球形凹處62的部分球形頭部60?；钊?2的頭部可具有穿過該頭部的孔50，以傳送來自缸室37的液壓流體，從而潤滑球形頭部60和活塞52之間的界面?；钊麠U54由位于活塞的內腔53中的內部凹槽中的單個開口軸套或拼合軸套55以及卡環(huán)57抵靠活塞52而保持。隨著活塞桿54遵循凸輪44的偏心運動，活塞52繼而遵循在泵缸36內的滑動。當由凸輪44的旋轉將旋轉力矩施加到活塞桿54上時，軸套和卡環(huán)的布置允許活塞桿的球形頭部60關于活塞52樞轉。由于該樞轉，旋轉運動不傳遞到活塞52中，因此使活塞和泵缸36的壁之間的橫向力最小。繼續(xù)參考圖2，驅動軸40包括從一端延伸到凸輪44的外部表面的內部潤滑通道64。潤滑通道64在凸輪的偏心頂點的中心的外部表面中具有單個開口，以將流體進給至凸輪軸承46。潤滑通道64的另一端通往驅動軸40端部的腔室66，并且該腔室通過進給器通道68而從進口廊道31接收相對低壓的流體。隨著驅動軸40旋轉，離心力將流體從潤滑通道64排入凸輪軸承46。該動作將額外的流體從腔室66抽入潤滑通道64，因此提供潤滑凸輪軸承46的流體的泵送功能。如果凸輪軸46具有內部滾道47，該內部滾道具有將潤滑流體傳送至輥子49的孔。外部滾道48也具有通孔，以潤滑活塞桿54的導向板56，因此提供飛濺潤滑并且消除了必需使中心軸孔41充滿流體的需要。不需要將曲柄軸箱充滿流體，則減小了偏心凸輪44上的風阻，并且提高了泵的效率。提供另外的潤滑通道59，以將來自軸孔41的流體傳送至驅動軸40的軸承42。用于潤滑的流體通過標準排液端口 69離開中心軸孔41，流體從該標準排液端口 69被傳送至液壓系統(tǒng)的儲罐。泵送操作偏心凸輪44的旋轉導致每個活塞52在各泵缸36內循環(huán)運動，在流體吸入階段遠離密封杯24，并且然后在流體排出階段朝密封杯24運動。由于泵缸36的徑向布置，所以在任何時間點上，都有一些活塞52處于吸入階段，同時其他活塞處于排出階段。當其缸室37的體積最小時，圖2中所示的活塞52處于上死點位置，這在每個活塞循環(huán)期間從排出階段到吸入階段的過渡點發(fā)生。從該點開始，出口止回閥34閉合，并且偏心凸輪44的進一步旋轉將活塞52運動到吸入階段。在吸入階段期間，缸室37的體積增大，因此最初減壓其中剩余的流體，而這趨向于驅動或使能量回到驅動軸40中。其后，泵缸體積的進一步增大在泵缸中產生負表壓力。結果，由從進口廊道31施加的正大氣壓力使進口止回閥33開啟。因而，流體從進口廊道31流經進口通道26和進口止回閥33，流入膨脹缸室37。此時，當缸室37中為負壓時，出口廊道32中的壓力為正，這是由穿過約束部的其他缸室的流量輸出或該輸出上的靜態(tài)或動態(tài)負荷產生。該壓力差迫使出口止回閥34相對其閥座閉合。吸入階段繼續(xù)，直到偏心凸輪44將該活塞52運動到下死點位置，在該位置中，缸室37的體積最大。因而，下死點位置在活塞循環(huán)中從吸入階段到排出階段的過渡中發(fā)生。其后，偏心凸輪44的進一步旋轉將活塞52運動到排出階段，在此期間，活塞向外、遠離中心軸線25運動。該運動最初壓縮缸室37中的流體，因此提高了流體的壓力。缸室37中的壓力很快近似于進口通道26中的壓力，在該點上，相關的彈簧閉合進口第一止回閥33。最終，缸室壓力超過出口廊道32中的壓力，并且迫使出口止回閥34開啟，將來自缸室37的流體釋放到出口廊道中并且釋放至出口端口 29。當偏心凸輪44的繼續(xù)旋轉將活塞52運動至圖2中所示的上死點位置時，排出階段完成，并且其后，活塞轉變?yōu)榱硪槐盟脱h(huán)的吸入階段。由于進口和出口止回閥33和34在上死點和下死點位置處幾乎立即開啟和閉合，所以本質上，全部活塞循環(huán)用于將流體抽入缸室并且然后排出該流體。這與現有技術泵形成對比，現有技術泵具有節(jié)流板，但是依靠活塞的定位以開啟和閉合通往泵缸的進口開口。這些現有技術泵有死區(qū)，其在一些情況下為活塞循環(huán)的三分之一，在此其間，不將流體抽入缸室，也不從缸室排出流體。因而通過本泵構造，能夠以較小活塞沖程距離由每個活塞循環(huán)泵送相等流體體積。該特征有助于壓縮本泵的尺寸。節(jié)流板操作參考圖2和3，液壓泵10包括節(jié)流機構，該節(jié)流機構在吸入階段改變從共用進口廊道31到進口通道26并且通過每個泵缸36的進口止回閥33的進口開口面積。該節(jié)流機構包括夾在缸體30的兩部分之間的圓形節(jié)流板90和鄰接過渡板91，以便貫穿多個進口通道26中的每個而延伸。節(jié)流板90和過渡板91具有中心孔92和93，驅動軸40分別延伸通過中心孔92和93。過渡板91被固定地保持在缸體30內，并且具有多個傳動孔94，其每個都與一個進口通道26固定對齊。節(jié)流板90可繞驅動軸40旋轉，并且具有接近過渡板91中的傳動孔94的多個控制孔95。節(jié)流板90的控制孔95和過渡板91中的傳動孔94基本與進口通道26以相同半徑成型，因而確保一旦節(jié)流板旋轉通過預定弧度，這些孔與進口通道對準。如下文所述，節(jié)流板的旋轉使控制孔95與傳動孔94對齊或錯開，因此產生了控制進口廊道31和泵缸36之間的流體流量的可變節(jié)流孔。液壓泵10還包括致動器100，其用于在缸體30內旋轉節(jié)流板90。為了該目的，突出部98從節(jié)流板90的外部邊緣向外突出，并且突出到缸體30中的致動器孔102中。致動器孔102具有控制端口 104，來自控制回路的液壓回路連接至該控制端口 104。致動器活塞108被可滑動地接收在致動器孔102中，并且與節(jié)流板90的突出部98相配合。施加至控制端口 104的加壓流體將活塞驅動到致動器孔102的右側(參見圖3)，因此導致節(jié)流板旋轉到諸如圖4和5中所示的那些不同位置。圖7示出一種液壓回路140，其通過旋轉節(jié)流板90以保持泵出口端口 29的期望壓力來控制泵10的排量。泵出口端口 29被連接至傳統(tǒng)的控制閥105，該控制閥控制液壓致動器106的操作，諸如泵10與其一起使用的機器的馬達或活塞/氣缸致動器的運行。液壓回路140通過保持泵10的排量以產生用于運行液壓致動器的期望輸出壓力，從而響應從液壓致動器106接收的標準復合傳感壓力信號LS。能夠使用其他液壓回路以操作節(jié)流板致動器100。節(jié)流板90在缸體30內的角度位置確定了節(jié)流板中的控制孔95與過渡板91中的傳動孔94的對齊。該對齊的變化改變了這些孔的交迭程度，并且因而改變流體能夠在活塞循環(huán)吸入階段于進口廊道31和泵缸36之間所流經的橫截面面積。換句話說，傳動和控制孔94和95的可調對齊在進口通道26提供的該流徑中形成可變節(jié)流孔。控制孔95和傳動孔94都具有獨特形狀，以便流體流量以特定方式變化，從而調整泵10的排量并且將輸出壓力保持在期望水平。圖3示出控制孔95和傳動孔94處于完全對齊方向，其提供進口廊道31和泵缸36之間的最大流量。隨著節(jié)流板90逆時針旋轉，并且傳動和控制孔94和95的錯開程度變大，該可調節(jié)流孔的面積最初以相對高的速度變化，直到達到圖4中所示的位置。隨著節(jié)流孔面積在其后變得更小，該面積變化的速度變慢，即對于節(jié)流板角度位置的相同變化增量，該面積變慢更緩慢。節(jié)流孔面積變化速度的改變由節(jié)流板90中的控制孔95的橫剖面的獨特形狀確定。本文使用的橫剖面意思是穿過橫斷流體流經孔的方向的平面中的控制孔的橫截面。如圖3中所示，每個控制孔95都具有如下橫剖面形狀，其具有卵形主區(qū)域96，漸縮區(qū)域97像鳥喙一樣從卵形主區(qū)域96突出，并且在頂點終止。與漸縮區(qū)域97的橫截面面積相比，主區(qū)域96具有相對大的橫截面面積。控制孔95能夠具有其他形狀并且仍獲得本文所述的流體流量變化率。過渡板91中的每個傳動孔94都具有如下的尺寸和形狀，該尺寸和形狀確保了當節(jié)流板90處于完全對齊位置時，相關控制孔95的全部橫截面面積都與進口通道26連通。傳動和控制孔94和95的該完全對齊使得控制孔95的全部面積都能夠引導流體通過節(jié)流板90，并且因而在活塞循環(huán)的吸入階段提供從進口廊道31到每個泵缸36中的最大流量。彈簧114將致動器活塞108偏壓到如下位置，在該位置中，節(jié)流板90處于完全對齊孔位置。從圖3中的完全對齊位置，向控制端口 104施加加壓流體驅動致動器活塞108，該致動器活塞作用在突出部98上，逆時針旋轉節(jié)流板90。連續(xù)運動最終將節(jié)流板90運動至圖4中所示的中間位置。隨著節(jié)流板90在那些位置之間運動，控制孔95的較大主區(qū)域96運動到過渡板91中的傳動孔94的邊緣上，因此閉合每個控制孔的一些面積。由于卵形主區(qū)域96的較大尺寸，控制孔95和傳動孔94產生的流體所流經的節(jié)流孔面積以相對快的速度縮小(參見圖8)。這對于致動器活塞108運動的給定漸增距離，并且因而對于節(jié)流板位置中的給定漸增角度變化，發(fā)生相對大的流量改變。一旦達到圖4中的中間位置，僅有制孔95的漸縮區(qū)域97保持對齊，以與過渡板91中的傳動孔94連通。因而，流體僅能夠通過那些漸縮部分流經節(jié)流板90。在該中間位置中，控制孔95僅部分與過渡板91中的傳動孔94對齊。取決于該中間位置中的交迭量，進口廊道31和每個進口通道26之間的流量從完全對齊位置減小。該流量能夠成比例地通過控制節(jié)流板90的旋轉位置、并且因而通過該孔交迭的量控制。隨著節(jié)流板90繼續(xù)旋轉，漸縮孔區(qū)域97導致流道面積以比之前從傳動和控制孔94和95的完全對齊位置達到該中間位置的運動期間所發(fā)生的要小的速度改變以。現在，對于制動器活塞108所運動的給定漸增距離以及對于節(jié)流板的每個給定漸增角度變化，流道面積的變化都比先前發(fā)生的相對較小。因此，隨著開啟面積變小，控制孔95的開啟面積變化率減小?？刂浦聞悠?00的連續(xù)致動導致節(jié)流板90最終達到圖5中所示的位置，其中控制孔95與過渡板91中的傳動孔94完全錯開。也就是說，節(jié)流板控制孔95沒有一部分與過渡板傳動孔94對齊或者通入該傳動孔94，并且進口廊道31和泵缸36之間的流體流動被阻斷。圖6示出類似于圖5中所示的第一液壓泵10的第二液壓泵200，其中類似部件已被指定相同的標識號。第一和第二液壓泵之間的區(qū)別在于，第二液壓泵200的過渡板91中的傳動孔202具有卵形主部分206，漸縮部分208像鳥喙一樣從卵形主部分206突出，并且在頂點終止。節(jié)流板90中的控制孔204與第一液壓泵10的過渡板91中的傳動孔94相同。換句話說，傳動和控制孔的形狀在第二液壓泵200中互換。然而，關于產生控制進口廊道和泵的泵缸之間的流體流量的可變節(jié)流孔，傳動孔202和控制孔204以關于第一液壓泵10所述的相同形式起作用。圖8以圖表形式示出控制孔95的開啟面積尺寸或流道面積對節(jié)流板90位置的關系，其關聯(lián)于例示性泵的致動器活塞108的線性位置。節(jié)流孔的流道面積直接關聯(lián)于流經其中的流體的量。致動器活塞和節(jié)流板從相應于節(jié)流孔完全(100%)開啟的第一位置運動至相應于節(jié)流孔完全閉合(0%開啟)的第二位置。中間位置位于第一和第二位置之間的中途，即在第一和第二位置之間的行程距離的50%處。一般而言，隨著節(jié)流板從第一位置運動至第二位置，與第二個半行程相比，在第一個半行程期間，可變節(jié)流孔的流道面積相對于致動器活塞運動的平均變化速度明顯較大。例如，通過控制孔95相對于傳動孔94的位置所產生的可變節(jié)流孔的流道面積在從初始第一位置的致動器活塞的第一個50%行程中至少減小80%，如點122所示，該點122在圖3中的中間位置發(fā)生?？勺児?jié)流孔的該快速閉合率在所謂的節(jié)流板旋轉第一段124中發(fā)生。其后，流道面積的變化率減小明顯較慢，其要求致動器活塞108運動剩下50%的行程距離(節(jié)流板旋轉的第二段126)，以將最終20%的流道面積縮小為完全閉合位置。因而，在節(jié)流板旋轉的第二段期間，活塞和節(jié)流板在其將流量從100%減小至最大流量的20%相同的節(jié)流板旋轉量(即，50%)上，將流量從最大流量20%減小至零流量。換句話說，以節(jié)流板90的恒定旋轉率，可變節(jié)流孔的流道面積以下列速度從最大流道面積變化為最大流道面積的約20%，該速度至少為流道面積從最大流道面積的約20%變?yōu)榱懔鞯烂娣e速度的至少兩倍。因此，從完全對齊孔位置，節(jié)流板的旋轉在流道面積中最初產生相對快的下降，并且然后隨著孔運動達到閉合位置，流道面積下降以較慢速度發(fā)生。隨著節(jié)流板90在圖中的順時針方向旋轉，發(fā)生逆向變化率，并且通過控制孔95和傳動孔94的對齊程度形成的可變節(jié)流孔開啟量較大。使用節(jié)流板90來控制進口廊道31和進口通道26之間的流量使得能夠動態(tài)改變泵10的排量。當節(jié)流板孔95僅部分與過渡板傳動孔94對齊時，每個活塞循環(huán)的吸入階段期間流入缸室37的流體量減小。結果，活塞52達到下死點，而無需缸室37完全充滿液壓流體。因而，損失一部分總有效活塞排量。該損失排量不會根據泵速度而明顯變化，這是因為對于800至2500RPM的傳統(tǒng)泵速度，穿過節(jié)流板的平均壓降恒定。具有可旋轉節(jié)流板90的本泵構造在每個進口止回閥的輸入處提供可變節(jié)流阻塞。與對于所有泵缸都在單一位置、諸如進口端口 28和進口廊道31之間的位置具有節(jié)流阻塞的泵相比，這有明顯優(yōu)勢。通過本泵10的每一進口止回閥阻塞布置，節(jié)流板和進口止回閥之間的流體體積相對小，并且在開始和終止流體流動中導致改進了的一致性和動態(tài)響應。上述說明主要涉及本發(fā)明的優(yōu)選實施例。雖然已關注本發(fā)明范圍內的各種選擇，但是應明白，本領域技術人員將可能認識到明顯來自本發(fā)明實施例的公開的另外選擇。因此，本發(fā)明的范圍應由下文權利要求確定而非由上述公開限定。
權利要求
1.一種泵，所述泵包括: 缸體，所述缸體具有:進口端口 ；出口端口 ；布置在所述缸體中的多個泵缸；多個進口通道，所述多個進口通道的每個被連接在所述進口端口和所述多個泵缸中的不同一個之間；以及，多個出口通道，所述多個出口通道的每個被連接在所述出口端口和所述多個泵缸中的不同一個之間； 多個活塞，所述多個活塞的每個被可滑動地接收在所述多個泵缸中的不同一個中； 驅動軸，所述驅動軸被可旋轉地接收在所述缸體中，用于驅動所述多個泵缸中的所述多個活塞； 多個進口止回閥，所述多個進口止回閥的每個位于所述多個進口通道的一個中，并且允許流體從所述進口端口流入所述多個泵缸的一個中，并且限制流體從所述多個泵缸中的所述一個流入所述進口端口 ；以及 節(jié)流構件，所述節(jié)流構件與所述多個進口通道的每個連通，用于改變所述進口通道的橫截面面積。
2.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流構件延伸穿過所述多個進口通道的每個，并且具有穿過所述節(jié)流構件的多個控制孔，所述節(jié)流構件可相對于所述缸體運動，以改變流體流經每個控制孔的橫截面面積。
3.根據權利要求2所述的泵，其特征在于，還包括用于移動所述節(jié)流構件的致動器。
4.根據權利要求2所述的泵，其特征在于，每個控制孔具有一種橫截面形狀，所述橫截面形狀具有主區(qū)域，漸縮區(qū)域從所述主區(qū)域突出。
5.根據權利要求4所述的泵，其特征在于，每個所述漸縮區(qū)域都在頂點終止。
6.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流構件在所述多個進口通道的每個中形成可變節(jié)流孔。
7.根據權利要求6所述的泵，其特征在于，以所述節(jié)流構件相對于所述缸體的恒定運動速度，所述可變節(jié)流孔以隨著所述可變節(jié)流孔接近完全閉合位置而減小的速度閉合。
8.根據權利要求6所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流構件具有:第一位置，在所述第一位置中，所述可變節(jié)流孔具有最大尺寸；第二位置，在所述第二位置中，所述可變節(jié)流孔具有最小尺寸；以及，中間位置，所述中間位置處于所述第一位置和所述第二位置的中途，并且其中，在從所述第一位置到所述中間位置的運動期間，所述可變節(jié)流孔的尺寸從最大尺寸變?yōu)樾∮谒鲎畲蟪叽绲?0%，并且在從所述中間位置到所述第二位置的運動期間，所述可變節(jié)流孔的尺寸進一步減小至所述最小尺寸。
9.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述多個進口通道的每個都關聯(lián)于傳動孔，并且所述節(jié)流構件具有與每個傳動孔連通的多個控制孔，所述節(jié)流構件可運動，以改變所述傳動孔和所述控制孔之間的對齊，因此在每個進口通道中形成可變節(jié)流孔。
10.根據權利要求9所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流構件可在第一位置和第二位置之間運動，在所述第一位置中，每個控制孔都與一個傳動孔完全對齊，在第二位置中，每個控制孔都遠離每個傳動孔。
11.根據權利要求9所述的泵，其特征在于，每個控制孔都具有如下橫截面形狀，所述橫截面形狀具有主區(qū)域，漸縮區(qū)域從所述主區(qū)域突出，其中所述主區(qū)域和所述漸縮區(qū)域的每個都延伸通過所述節(jié)流板。
12.根據權利要求9所述的泵，其特征在于，所述傳動孔形成在固定傳動板中，并且每個傳動孔都具有如下橫截面形狀，所述橫截面形狀具有主區(qū)域，漸縮區(qū)域從所述主區(qū)域突出，其中每個所述主區(qū)域和每個所述漸縮區(qū)域都延伸通過所述過渡板。
13.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述缸體具有外部表面，在所述外部表面中，所述多個泵缸的每個具有開口 ；還包括封閉帶，所述封閉帶與所述外部表面相配合并且封閉所述多個泵缸的所述開口。
14.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述泵缸包括第一端表面和第二端表面，在所述第一端表面和第二端表面之間延伸有外部表面外部表面，所述多個泵缸中的每個通過所述外部表面而開口，其中所述多個進口通道通過所述第一端表面而開口，并且所述多個出口通道通過所述第二端表面而開口。
15.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，還包括多個出口止回閥，所述多個出口止回閥中的每個位于所述多個出口通道的一個中，并且僅允許流體從所述多個泵缸中的一個流入所述出口端口。
16.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述多個泵缸在所述缸體中徑向布置。
17.一種泵,所述泵包括: 缸體，所述缸體具有:進口廊道；出口廊道；布置在所述缸體中的多個泵缸；多個進口通道，所述多個進口通道的每個與所述進口廊道和所述多個泵缸中的不同一個連通；以及，多個出口通道，所述多個出口通道的每個與所述出口廊道和所述多個泵缸中的不同一個連通； 多個活塞，所述多個活塞中的每個被可滑動地接收在所述多個泵缸中的不同一個中； 驅動軸，所述驅 動軸被可旋轉地接收在所述缸體中，并且具有凸輪表面，其用于往復驅動所述多個泵缸內的多個活塞組合件； 多個進口止回閥，所述多個進口止回閥中的每個位于所述多個進口通道中的一個中，并且允許流體從所述進口廊道流入所述多個泵缸中的一個中，并且限制流體從所述多個泵缸中的所述一個流入所述進口端口 ；以及 節(jié)流板，所述節(jié)流板延伸穿過所述多個進口端口的每個并且具有穿過所述節(jié)流板的多個控制孔，所述節(jié)流板可運動，以改變所述多個控制孔與所述多個進口通道的對齊，因此改變所述進口通道的橫截面面積。
18.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流板延伸穿過所述進口廊道與所述多個進口止回閥之間的所述多個進口通道中的每個。
19.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，還包括用于移動所述節(jié)流板的致動器。
20.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，每個控制孔都具有如下橫截面形狀，所述橫截面形狀具有主區(qū)域，漸縮區(qū)域從所述主區(qū)域突出。
21.根據權利要求20所述的泵，其特征在于，每個漸縮區(qū)域都在頂點終止。
22.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流板的運動改變所述多個控制孔和所述多個進口通道的位置關系，以改變所述流體流量。
23.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，還包括多個傳動孔，所述多個傳動孔的每個形成為穿過所述多個進口通道中的一個，并且其中所述節(jié)流板可在第一位置和第二位置之間運動，在所述第一位置中，所述多個控制孔與所述多個傳動孔完全流體連通，在第二位置中，所述多個控制孔僅部分地與所述多個傳動孔連通。
24.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，還包括多個傳動孔，所述多個傳動孔的每個形成為穿過所述多個進口通道中的一個，并且所述節(jié)流板的運動提供所述多個控制孔與所述多個傳動孔之間變化的連通程度，因此提供關聯(lián)于每個進口通道的單獨可變節(jié)流孔。
25.根據權利要求24所述的泵，其特征在于，以所述節(jié)流板的恒定運動速度，所述連通程度變化的速度隨著所述可變節(jié)流孔進一步閉合而減小。
26.根據權利要求24所述的泵，其特征在于，所述節(jié)流板具有:第一位置，在所述第一位置中，所述可變節(jié)流孔具有最大尺寸；第二位置，在所述第二位置中，所述可變節(jié)流孔具有最小尺寸；以及，中間位置，所述中間位置處于所述第一位置和所述第二位置之間的中途，并且其中在從所述第一位置到所述中間位置的運動期間，所述可變節(jié)流孔的尺寸從所述最大尺寸變?yōu)樾∮谒鲎畲蟪叽绲?0%，并且在從所述中間位置到所述第二位置的運動期間，所述可變節(jié)流孔的尺寸進一步減小至所述最小尺寸。
27.根據權利要求17所述的泵，其特征在于，還包括多個出口止回閥，所述多個出口止回閥的每個位于所述多個出口通道中的一個中，并且允許流體僅從所述多個泵缸中的一個流入所述出口廊道 。
全文摘要
一種徑向活塞泵，所述徑向活塞泵具有活塞在其中往復運動的多個泵缸。每個泵缸都由具有進口止回閥的進口通道連接至第一端口，并且由具有出口止回閥的出口通道連接至第二端口。節(jié)流板延伸穿過所述進口通道并且具有關聯(lián)于每個進口通道的單獨的孔。所述節(jié)流板的旋轉改變每個孔與所述關聯(lián)的進口通道的對齊程度，因此形成用于改變所述泵的排量的可變節(jié)流孔。獨特形狀的孔特別地影響可變節(jié)流孔隨所述節(jié)流板運動閉合的速度，因此所述閉合速度隨所述可變節(jié)流孔的閉合度增加而減小。
文檔編號F04B1/06GK103195680SQ20131000245
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權日2012年1月4日
發(fā)明者P·K·拉杰普特, D·史蒂芬森 申請人:胡斯可國際股份有限公司