[实用新型]一种改进的柱塞式流体机械

说明书

技术领域

本实用新型涉及流体泵和马达技术领域，尤其是涉及一种改进的柱塞式流体泵及马达。

背景技术

现有的柱塞式流体机械包括柱塞泵和马达，通过主摩擦副的摩擦件间顶压接触，以一定的相对运动形成流体腔室容积变化实现流体工作循环，具有变量机构的则可根据负载情况调节流量大小，通常在低压情况下摩擦件斜盘（变量盘）的角度（轴向柱塞式结构）或定子（可称变量盘）的偏心（径向柱塞式结构）处于较大位置，工作流量也大，在高压情况下则相反。在一些场合当不需要流体机械工作时，一般采取卸荷方式，这时仍输出较大的流量（在变量机构最大排量点工作），且系统存在一定背压，造成了该时段内不必要的功率损耗，同时流体循环也造成温升，而且主摩擦副柱塞（或柱塞滑靴部件）与变量盘间的接触摩擦仍存在也造成了功率损失和增加了机械磨损。

中国专利文献（公告日：2013年12月4日，公告号： CN103423118A）公开了一种流体柱塞泵(马达)，包括曲柄、柱塞、缸套、壳体及泵头，柱塞3设置在缸套内，曲柄通过端盖和轴承安装在壳体内，该泵(马达)还设有套装在曲柄上的传动环直线滑轨。在直线滑轨的约束下，曲柄驱动传动环周向移动，使柱塞往复运动，改变柱塞室的容积大小，实现泵流功能。

上述技术方案解决的是泵的转速低，重量重，成本高，体积大的问题，该方案并未解决泵的功率损失和机械磨损问题。

实用新型内容

本实用新型的目的为了解决现有技术中流体泵和马达，在一些不需要工作时，仍输出较大的流量，存在背压，造成不必要的功率损耗和温升，增加机械磨损的问题，而提供一种能够在不需要工作时停止输出流量，减少系统背压，降低功率损耗和温升，减少机械磨损的改进的柱塞式流体泵及马达。

本实用新型实现其技术目的所采用的技术方案是：一种改进的柱塞式流体泵及马达，包括装在轴上具有流体腔室的缸体、若干在缸体内滑动的柱塞组件，与柱塞组件接触的变量盘和与变量盘连接的变量机构，该柱塞式流体泵和马达上还设有保持柱塞组件与变量盘分离或恢复接触的柱塞保持装置，所述的柱塞保持装置与缸体或变量盘直接或者间接连接。该改进的柱塞式流体泵及马达，通过在原有的结构上设置柱塞保持装置，通过控制柱塞保持装置可以使柱塞组件保持在缸体柱塞腔内不产生轴向移动并与变量盘分离，也可以使柱塞组件回复原位置与变量盘接触并在缸体柱塞腔内作轴向滑动。也就是使系统在不需要流体泵和马达工作时，利用该柱塞保持装置使柱塞组件保持在缸体的各自柱塞腔内，而与变量盘摩擦面处于分离状态，从而流体腔室容积不发生变化，流体循环停止，输出流量为零，消除了非工作时间的功率消耗，而且摩擦件之间不接触，消除了机械摩擦损耗，流体循环停止也消除了不必要的流体温升。而在需要流体泵和马达工作的场合和时间内，该流体柱塞泵和马达都可以按照原来的变量控制方式工作。并且工作状态和非工作状态这两种状态可进行快速变换，一般在不需要流体泵和马达工作时，系统卸荷控制信号发出，柱塞组件处于保持状态与变量盘不接触，流体泵和马达处于空转不工作状态，需要工作时则控制信号解除，柱塞组件迅速复位与变量盘接触，进入工作状态，流体泵和马达处于原变量方式下工作。该流体柱塞式泵及马达，能够在不需要工作时停止输出流量，减少系统背压，降低功率损耗和温升，减少机械磨损。

作为优选，所述的柱塞保持装置包括控制腔、控制阀和控制流体，所述的控制流体通过控制阀与控制腔连接，所述的控制流体来自外接低压流体。控制流体通过控制阀选择连通或不连通控制腔，连通时，控制流体压力作用于柱塞组件上使其保持在缸体内，不工作，不损耗，若不连通则柱塞组件滑出与变量盘接触，进行正常工作。

作为优选，所述的柱塞组件为柱塞滑靴结构或柱塞式结构，所述的控制腔设置在缸体上，与控制腔相通的销孔内装设有柱销，所述的柱塞上制有与柱销配合的凹槽。柱塞组件选择柱塞滑靴部件形式时，柱塞组件包括有柱塞和滑靴，若为柱塞式结构则只包含柱塞，控制腔设置在缸体上，销孔内设有柱销，柱塞上制有与柱销配合的凹槽，当不需要流体泵和马达工作时，柱塞保持装置工作，控制流体通过控制阀接通控制腔，柱销在控制流体作用下被推入柱塞上的凹槽内部，将柱塞锁住，柱塞不会在缸体柱塞腔内部滑动，不产生流体循环，不产生功率损耗；需要流体泵和马达工作时，控制阀将控制流体与控制腔隔离，柱销在缸体旋转离心力作用下外伸而不与柱塞上的凹槽接触，柱塞恢复正常滑动工作。该结构适用于轴向型柱塞式流体泵及马达。