[实用新型]一种基于正三边形凸轮的单柱塞三作用高压电动泵

说明书

本实用新型公开一种基于正三边形凸轮的单柱塞三作用高压电动泵，包括凸轮、柱塞和滚子轴承；凸轮中心位置处安装有传动轴，柱塞一端位于泵体内，另一端铰接有滚子轴承，滚子轴承位于柱塞与凸轮之间；柱塞与泵体外壁之间连接有锁合弹簧；泵体侧壁连接有排油阀，底壁通过吸油阀连接至油箱。本实用新型采用正三边形盘形凸轮结构，实现三作用吸排油方式；采用十次多项式函数曲线和多圆弧段函数曲线有效组合的运动规律作为正三边形凸轮的轮廓曲线，解决了偏心轮或一般凸轮离心力问题和因吸排油阀启闭过慢导致泵容积效率低的问题，具有容积效率高、柔性冲击小、振动小和噪声小的优点。采用采用对心滚子推杆技术，具有磨损小、使用寿命长的优点。

技术领域

本实用新型涉及重卡驾驶室翻转液压系统动力部分专用的电动泵，也可用于高压小流的一般工业液压领域，具体涉及一种基于正三边形凸轮的单柱塞三作用高压电动泵。

背景技术

液压传动因具有功率密度大、调速范围宽、体积小和自润滑等优点在工程中得到了广泛应用。而液压泵是液压传动中最核心的元件，其品质决定整个液压系统的性能。目前，重卡驾驶室升降系统就是利用液压传动技术，其采用的是一种平底推杆偏心轮结构的单柱塞单作用的高压电动泵，它具有结构简单和使用方便等优点，因此在重卡举升液压系统中得到了主要应用，其目的是将重卡驾驶室升起便于维修。用此泵代替手动泵虽然减轻了人工负担和明显缩短了作业时间，但也存在转速高(高达5000r/min)、离心力大、冲击与振动大、反冲流量大和容积效率低和仅单作用等缺点，导致实际应用中磨损加剧使用寿命受到影响，表现出噪声大和冲击振动明显等现象。此外，此重卡偏心轮结构电动泵主要依赖进口，使用成本较高，供货周期长。为此，研发具有自主知识产权的高品质国产重卡电动泵是十分必要的，本实用新型具有较好的理论研究意义和工程应用价值。

平底推杆偏心轮结构的单柱塞单作用电动泵的原理图，如图1所示，由于偏心轮1与传动轴2之间存在一定的偏心，偏心轮1在直流电机传动轴2的驱动下转动，在其前半个周期偏心轮对柱塞产生一个向下的作用力使得柱塞向下运动，在后半个周期柱塞在弹簧力的作用下又向上运动，这样形成了柱塞的往复运动。当柱塞向上运动时柱塞腔内的容积增大，压力降低形成负压，与此同时吸油阀在外界大气压的作用下打开，油箱中的油液进入柱塞腔，完成吸油动作，吸入低压油；当柱塞向下运动时柱塞的容积减小，压力升高，当高于负载压力时打开压油阀，完成排油动作，排出高压油。这种偏心轮结构的单柱塞泵存在三个关键问题：(1)冲击、振动和磨损大的问题。因偏心轮与传动轴之间偏心距的存在导致偏心轮的离心力过大，进而在偏心轮与柱塞之间产生较大的柔性冲击和振动，加剧两者之间磨损，且转速越高这种冲击、振动和打损就越严重，况且实际应用中偏心轮的转速是比较高的；再有，从动件采用平底推杆在一定程度上也加大了磨损。(2)容积效率低的问题。偏心轮轮廓型线是完整的圆，靠偏心距实现柱塞的上下往复运动，因此这结构形式在电机连续运转的条件就决定了柱塞运动到最高位置和最低位置不会有停顿，而此时排油阀和吸油阀因未能及时关闭导致下一时刻吸油或排油的误吸或误排。比如，当柱塞运动到最高位置这一瞬间刚好是吸油过程的结束，且吸油阀理应在这一瞬间及时关闭，但由于吸油阀阀芯启闭本身需要一定的时间导致在柱塞运动到最高位置时未能完全关闭，那么处于最高位置的柱塞因电机的连续转动在下一瞬间将向下运动而排油，此刻将有部分高压油液首先通过未完全关闭的吸油阀而排回油箱，只有等吸油阀完全关闭后才能将高压油经排油阀而排出至液压系统中，所以会降低容积效率。再如，当柱塞运动到最低位置时刚好是排油过程的结束，理应关闭的排油阀在这一瞬间实际上未能完全关闭，那么处于最低位置的柱塞在电机的连续转动下在下一瞬间将向上运动而吸油，此刻将有部分高压油液通过未完全关闭的排油阀进入柱塞腔，只有等排油阀完全关闭后才能通过吸油阀将油箱中的油液吸入柱塞腔中，这极大地削弱了吸油能力和降低了泵的容积效率。(3) 单作用问题。偏心轮结构的单柱塞泵的偏心轮每运转一周，其柱塞上下往复运动仅一个周期，吸油和排油仅各一次，这就是单作用，此种作用方式效率不高。

针对现有平底推杆偏心轮结构的重卡电动泵所存在的问题，本实用新型旨在实用新型一种具有输出流量大、转速低、体积小、冲击与振动小、噪声低、反冲流量小、容积效率高、自吸能力强和使用寿命长等优点的新型重卡多作用电动泵。