[发明专利]一种低脉动的海水柱塞马达

说明书

所属技术领域

本发明涉及水液压领域的液压元件，尤其涉及一种低脉动的海水柱塞马达。

背景技术

水液压传动技术使用过滤后的自然水（含海水和淡水）作为液压传动的工作介质实现动力传递，不含任何添加剂，具有来源广泛、环境友好、清洁安全的独特优势，已经成为当今国际流体传动及控制领域最新的发展方向之一。

海水柱塞马达是液压系统的执行元件，其输出转矩、转速的波动直接影响着其驱动元件的运行稳定性。柱塞马达的配流结构直接决定了柱塞腔压力冲击，进而影响着输出转速、转矩的输出脉动。柱塞在缸孔中往复运动实现吸液和排液，如果柱塞腔在完成排液之后立即与吸液腰形槽接通，由于存在较大的压力差，流体从吸液腰形槽流入柱塞腔，产生较大的冲击，导致输出转速、转矩的不平稳。从吸液到排液转化时也存在同样的问题。因为柱塞腔在完成吸液和排液切换时，需要借助配流盘过渡区完成高低压转换，在转换过程中会存在压力正负超调，形成压力冲击。为了降低压力冲击，配流结构的设计和优化至关重要。

传统的轴向柱塞泵的配流结构主要是围绕配流盘过渡区进行优化设计，主要结构有阻尼槽，常见的阻尼槽形状为三角槽，也有U型槽、阶梯组合槽等，优化过渡区配流效果，降低柱塞腔压力冲击和输出脉动。然而，现有的配流结构对柱塞马达工作参数敏感，而且加工精度高，难度大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种低脉动的海水柱塞马达结构，本发明不仅能够在较大的工作参数范围内降低海水柱塞马达的输出转速、转矩脉动，而且加工精度降低，容易实现，且能够提高总体效率。

本发明采用如下技术方案：

一种低脉动海水柱塞马达，它包括：由端盖3、壳体11组成的外壳；采用通轴式结构的缸体轴1，缸体轴1的前后颈分别由位于端盖2中心的前滑动轴承21和位于壳体内的后滑动轴承12支承；缸体轴1同一圆周上均布有与缸体轴线平行的缸孔，柱塞滑靴组件15中的柱塞置于缸孔内；缸体轴2一端装有浮动盘19，缸体轴1上的分布式弹簧7的一端将浮动盘19压在配流盘6上，弹簧7的另一端经顶杆8通过中心球铰9、回程盘10将每个柱塞滑靴组件15中的滑靴压在斜盘14上；配流盘6内分别设有吸液腰槽和排液腰槽，在端盖3上分别设有高压进水口和低压出水口，吸液腰槽一端与配流窗6周期性的连通，另一端与高压进水口连通，排液腰槽一端与配流窗周期性的连通，另一端与低压出水口相连通；在配流盘上下止点位置设有阻尼孔，下阻尼孔23与端盖上的阻尼孔之间安装有微型单向阀22。

所述缸体轴2内均布偶数个缸孔，缸孔内嵌工程塑料套，偶数个柱塞插入缸孔中进行往复运动。

与配流盘吸液腰槽连通的柱塞腔内为高压，与排液腰槽连通的柱塞腔内为低压。高压柱塞腔结束吸水行程进入上止点位置时，柱塞腔内高压水经由配流盘上止点位置阻尼孔进入端盖阻尼孔，流入单向阀进口处，单向阀打开，将高压水经由下止点位置的阻尼孔进入低压柱塞腔，高压柱塞腔预降压，低压柱塞腔预升压。在二者压力综合的情况下，柱塞腔的预升压和预降压效果约等于轴向柱塞马达高压吸液腰形槽和低压排液腰形槽压力差的一半，柱塞马达流量脉动降低，压力冲击减弱；

由于存在偶数个柱塞，因此，当有柱塞进入上止点高压过渡区时，必有柱塞进入下止点低压过渡区。高压柱塞腔结束吸水行程进入上止点位置时，柱塞腔内高压水经由上阻尼孔进入端盖阻尼孔，流入微型单向阀进口处，单向阀打开，将上止点位置的高压水引入下止点位置的阻尼孔内，实现高压柱塞腔预降压，低压柱塞腔预升压。在二者压力综合的情况下，柱塞腔的预升压和预降压效果约等于轴向柱塞马达高压吸油腰形槽和低压排油腰形槽压力差的一半。

本发明具有的有益效果是：

具有偶数个柱塞结构的柱塞马达，在经过压力过渡区时，通过本发明的配流结构，经过上止点位置的高压柱塞腔高压水经由微型单向阀流入下止点处低压柱塞腔内。经由高低压之间连通，实现压力平均。由于压力平均配流结构承担了柱塞腔的部分压力过渡，单柱塞腔的流量峰值、压力峰值在过渡区都有了显著的降低，从而使整个柱塞马达的流量脉动减弱，过渡区的压差减小，降低了气穴发生的几率，且降低了整个柱塞马达的泄漏量。采用该配流结构的偶数个柱塞的海水马达，比相同参数的柱塞马达输出的转速、转矩的脉动大大降低，运动平稳性显著提高，且总效率也高于相同参数的柱塞马达。除此之外，由于该配流结构不必采用传统的在过渡区开设阻尼槽（孔），参数敏感度也大为降低。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明的结构示意图；