[发明专利]齿轮泵或马达

说明书

本发明与具有高容积效率的齿轮泵或马达，更具体地说，与有很好油密封性的齿轮泵或马达有关。

一般，一台齿轮泵或马达包括一对互相啮合地安装在一个壳体中的可转动的齿轮。当一个与主轴连接的齿轮被转动时，油可以从一个接近啮合区中一个把各个齿轮相互分开的区域中的油口被吸入，并且从接近轮齿互相进入啮合的啮合区的另一个油口被排出。其功用是作为一个齿轮泵。当一个油口与高压侧相连接，而另一油口与低压侧相连接时，压力油能从高压侧传送到低压侧，同时驱动这对齿轮。这种是马达工作模式，其主轴作为输出轴而被转动。

图4和图5举例显示了一个在齿轮泵模式下的齿轮泵或马达的具体构造。主轴1和从动轴2分别和一对互相啮合的正齿轮连接。齿轮（3）和（4）被包容在一个壳体（外周壁）（5）中，并使齿轮（3）和（4）在壳体（5）的内表面上滑动。主轴（1）和从动轴（2）可转动地分别安装在位于前盖（6）和后盖（7）上的轴承（8）和（9）中。侧板（10）和（11）被夹在齿轮（3）和（4）与前盖（6）和后盖（7）之间，以阻止油通过齿轮（3）和（4）的侧面泄漏。在这种安排中，当主轴被一个马达（未示出）沿顺时针方向转动时，油被从在齿轮（3）和（4）啮合区的低压油口（12）吸入，并被排进一个位于齿轮（3）和（4）对面啮合区的高压油口（13），从而作为一个泵工作。

一般地，除了在啮合区的高压油口和低压油口外，齿轮的齿顶和侧面都分别在壳体（5）的内表面和侧板（10）、（11）上滑动，以便在它们之间提供一个很小的最终含有油膜的间隙。这样，可以防止油从齿顶和侧面泄漏。换言之，就某些被吸入啮合的齿轮（3）、（4）和侧板（10）、（11）之间的油来说，选择适当的间隙，可使通过齿顶和壳体（5）的内表面泄漏的油减至最小。当齿轮泵象近来那样被广泛应用于高压时，因为排油压力增高，特别是在高压泵中，油的内部泄漏量增加。如果在滑动表面上油的密封不足，在高温的高压条件下，容积效率将显著下降。

为了制造齿轮泵或马达，特别是制造适用于高压的泵，所选配的壳体，侧板、轴承、齿轮及其它零件的加工精度都应提高。换句话说，从提高加工和组装精度的技术观点看，就是选择齿轮和外周壁之间适当的间隙。特别是，壳体的内表面被较硬的齿轮齿顶切削，借此调整齿轮齿顶和壳体表面之间的间隙。即使在齿轮泵中有一些测量误差，齿轮的齿顶也能切削壳体的内表面，以至于自动地产生合适的间隙。还有，虽然由于高压侧和低压侧的压差作用而使齿轮轮心多少有些变动，齿轮齿对内壁的切削能够有效地修正这一变化。

用这种方式，接近低压油口（12）的壳体（5）的被切削的内表面和齿轮（3）、（4）的齿顶间的滑动部分能防止从高压侧到低压侧的油泄漏。

然而，这种利用切削壳体取得油密封的方法有缺点。即，当齿轮泵或马达的工作条件变化时，特别是转速和温度变化时，齿顶处的泄漏显著发生并因此降低了容积效率。当壳体（5）的材料是铸铁时，切削的平面很粗糙，因而降低密封效果和容积效率。

本发明的发明人发现了为什么当工作条件变化时油的泄漏量增加的原因。当用切削壳体内表面的方法实现密封时，由于油膜而使轴（1）和（2）被升起的高度相当小，而且齿轮（3）和（4）被从高压侧压向低压侧。因此，如图6所示，每个齿轮（3）和（4）的中心o₉₁被相对于每个轴承的中心o₁沿水平方向移动了e_x1，同时沿垂直方向移动了e_y1。如果泵在这种条件下工作，在齿轮（3）和（4）的啮合区的低压油口（12）处，齿轮（3）的齿顶绕偏移的中心o₉₁以半径R₉₀在壳体（5）的内表面上转动，而该内表面的半径为R_o，中心为oj。因此，壳体（5）的内表面被切去＊。当泵在同样情况下被驱动时，齿轮的齿顶能在壳体（5）上滑过一段距离S，切去壳体（5）的一部分，以适当的间隙提供油密封。

如上所述，当齿轮泵或马达的工作条件改变，特别是齿轮的转速和工作温度变化，即使曾经通过“试验性”运转选定了齿轮齿顶的适当间隙，齿顶的泄漏量也会显著产生，因为齿轮的偏移位置会经常改变，被齿顶切削的内表面部分也会移动，因此增加了齿顶的间隙。