2.2.1　叶片泵的工作原理

(1)单作用叶片泵

单作用叶片泵的工作原理如图2⁃15所示。它主要由定子1、转子2、叶片3、配油盘4、泵体5等组成。定子内表面为圆柱形面,转子和定子不同心,其偏心距为e。叶片装在转子的叶片槽内,可以在槽内灵活滑动。在转子转动时的离心力和通入叶片根部液压油的作用下,叶片顶部紧贴在定子的内表面,由两相邻叶片、配油盘、定子内表面和转子外表面形成了多个密封的工作容腔。当转子按图示方向旋转时,在图右半部分的叶片逐渐向外伸长,密封工作容腔增大,形成局部真空。通过吸油口和配油盘上的腰形窗口将液压油吸入。在图的左半部分,叶片逐渐缩进,密封容腔的工作容积减小,液压油通过配油盘上的腰形窗口和排油口输送到系统中去。为保证吸油腔与压油腔不互通,在配油盘的上部和下部两腰形窗口之间有一段封油区,将吸油腔和压油腔隔开。这种泵转子每转一转,吸油和压油各一次,故称为单作用叶片泵;转子体周围所受的液压力不平衡,使轴承产生很大的负荷,故又称为非平衡式泵;若改变偏心距e的大小,便可以改变排量,即成为变量泵。

图2⁃15　单作用叶片泵工作原理

1—定子;2—转子;3—叶片;4—配油盘;5—泵体

(2)外反馈限压式变量叶片泵

外反馈限压式变量叶片泵的工作原理如图2⁃16所示,定子5左侧装有反馈液压缸,其油腔与泵出口相通,油缸的变量活塞2与定子5相连。定子5的右侧与弹簧6相连。转子4的中心O₂是固定的,定子5可以左右移动。当油压较低,变量活塞对定子产生的推力不能克服弹簧6的作用力时,定子被弹簧推在最左边的位置上,此时偏心量最大,泵输出流量也最大。变量活塞对定子的推力随油压升高而加大,当此推力大于弹簧6的预紧力时,定子向右偏移,偏心距减小。所以,当变量活塞对定子的推力大于弹簧预紧力时,泵开始变量,随着油压升高,输出流量减小。当工作压力达到某一极限值时,定子移到最右端位置,偏心量减至最小,使泵内偏心所产生的流量全部用于补偿泄漏时,泵的输出流量为零,此时,不管外负载再怎样加大,泵的输出压力也不会再升高,所以这种泵被称为外反馈限压式变量叶片泵。

限压式变量叶片泵与定量叶片泵相比,结构复杂,噪声较大,容积效率和机械效率也都较定量叶片泵低,但它可根据负载压力自动调节流量,合理利用功率,可减少油液发热。在要求液压系统执行元件有快速、慢速和保压阶段时,应采用变量叶片泵。

图2⁃16　外反馈限压式变量叶片泵工作原理

1—调节螺钉;2—变量活塞;3—配油盘;4—转子;5—定子;6—弹簧;7—调压螺钉

(3)双作用叶片泵

双作用叶片泵的工作原理如图2⁃17所示。它主要由定子1、转子2和叶片3等组成。转子与定子同心,定子内表面近似椭圆形,由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和四条过渡曲线组成。当转子按图示方向旋转时,叶片受离心力和叶片槽底部压力油的作用,紧贴在定子的内表面。当叶片在左上角和右下角时,相邻叶片之间的工作容腔逐渐增大而吸油;当叶片在右上角和左下角时,相邻两叶片之间的工作容腔减小而排油。转子每转一周,每个工作容腔完成两个吸、排液压油的循环,故称双作用叶片泵。因转子与定子同心,所以只能作为定量泵使用。泵的两个吸油区和压油区是对称布置的,作用在转子上的径向液压力是平衡的,所以又称为平衡式叶片泵。

图2⁃17　双作用叶片泵的工作原理

1—定子;2—转子;3—叶片