2.3变量叶片泵

变量叶片泵

非平衡式叶片泵，即国内通常所称的单作用叶片泵，能够很方便地通过改变定子环与转子之间的偏心量来实现变排量调节。

第一节非平衡式叶片泵变量控制的基本原理

一、利用定子内侧不平衡液压力实现变量（内反馈式）

1．变量工作原理

图6－1（叶片泵）。当泵工作时油液对定子内环侧表面会产生一个斜向上的不平衡径向液压力F0，该力的水平分力F2由调压弹簧2承受，当泵的工作压力升高到水平分力F2超过弹簧预紧力时，定子将向左移动，则偏心量减少，从而减小泵的排量。工作压力越高，泵的排量越小，直至为零。这类泵实现变量运动的方法是直接利用泵工作容积内压力对定子的作用来产生变量运动所需的操纵力，所以国内习惯称为内反馈式。

2．流量――压力特性

内反馈叶片泵的Q――p特性曲线如图6－2（叶片泵）所示。图中p0是开始变量的压力（称为截流压力），由弹簧和压力调节螺栓调整设定；pd是输出流量为零时的压力，亦即变量机构设定的最大压力。在p0压力以前，泵全排量工作。一但压力超过p0，泵的排量迅速减少，曲线下降线性段的斜率取决于调压弹簧2的刚度。

图6－3表示弹簧刚度不同时得到的A、B、C三种典型的流量――压力特性及相应的功率特性。

（1）近似恒压特性（A曲线），弹簧刚度较弱；

（2）中间型特性（B曲线），弹簧刚度稍强；

（3）近似恒功率特性（C曲线），弹簧刚度更强，流量与压力大致成反比例变化，二者乘积近似为常数。

3．特性曲线的调整

限压式叶片泵Q――p特性曲线的调整包括流量和压力两个参数。

（1）调整图6－1中的流量调节螺栓3，可以使定子的最大偏心距限定在不同的数值，体现在Q――p曲线水平段的上、下平移；

（2）调整图6－1中的压力调节螺栓1，可以改变弹簧2的预紧力，从而改变开始变量的压力p0，体现在曲线下将段的左、右平移。见图6－4

二、利用泵出口压力和控制活塞实现变量（外反馈式）

1．变量工作原理

图6－5，泵运转时，若工作压力较低，调压弹簧9使压力补偿器阀芯4处于图示位置，借两个活塞的液压作用力之差使定子固定在最大偏心位置上；当泵的压力升高到弹簧9的调定值时，补偿器阀芯4在右位工作，于是定子在右侧小活塞2的推动下迅速左移，偏心量减少，直至排量为零。这类泵实现变量运动的方法是将泵出口压力引到定子外侧的变量活塞，从而产生使定子移动所需的变量操纵力，所以国内习惯称其为外反馈式。

2．流量――压力特性

图6－6所示，由于采用外反馈，所以变量运动非常灵敏，Q――p曲线下降段具有垂直特性，这种特性称为恒压变量特性。

3．特性曲线的调整

（1）偏置活塞右端的流量调节螺栓10，可以改变最大流量，实现Q――p特性曲线水平段的上、下平移；

（2）调整压力补偿器调压弹簧9的预紧力，可以实现Q――p特性曲线垂直下降段的左右平移。图6－7。

第二节普通非平衡式变量叶片泵

一、典型结构

1．内反馈限压式变量叶片泵

图6－9（叶片泵）是这种泵的典型结构，除符合一般内反馈式变量叶片泵的基本结构和原理外，具体结构上有以下特征：

（1）叶片及倾角

这类泵的叶片为普通叶片，叶片在转子上的安装角不同于普通平衡式定量叶片泵，叶顶偏斜方向与转向相反，向后倾斜，而且倾角较大。

（2）配油盘油窗口布置及叶片根部通油

为了使压油区产生令定子环水平移动的横向分力（图6－1中的F2），有意将配油盘的弧形吸、排油窗口设计成沿圆周偏转一个角度布置。而叶片根部通油槽沿圆周分成两端，其中对应于压油区和高、低压切换过度区叶片根部的油槽a通入泵出口压力油；对应于吸油区叶片根部的油槽b通入吸入口低压油。这样，无论吸油区还是压油区的叶片，其根部与顶部作用的液压力都基本平衡，对定子的压紧力较小。

（3）支承滑块

设置在泵体上的支承滑块一方面承受压油区作用于定子的向上分力；另一方面在定子环左、右移动改变偏心时提供一个滑动支撑，使定子环的移动比较灵活。

（4）泄漏口

这种泵设有单独的泄漏油口，使用时需用管路将泄漏油接回油箱，这是与定量叶片泵的结构区别之一。目的在于解决变量泵在截流压力下以小排量工作时的循环冷却问题。

2．外反馈限压式变量叶片泵

图6－10是国产YBX型外反馈限压式普通变量叶片泵的结构。泵出口压力油通过泵内通道被引至右侧控制活塞端部。变量操纵力直接由定子左侧的大弹簧承受，该弹簧同时也是调压弹簧。由于未使用具有先导控制作用的压力补偿控制器，该泵的控制性能较差。

二、应用实例

图6－17，轻载快速行程和负载慢速进给驱动，这是限压式变量叶片泵的典型应用之一。轻载时，泵1的输出油液经阀2直接进入油缸，系统压力低泵全排量，实现快速行程；当工作部件趋近到负载物时，行程挡块使机动滑阀2右移，切断油液通路，泵1输出油液经调速阀4进入液压缸，泵与调速阀串联组成所谓的容积节流调速回路。当泵1的出口压力超过变量压力p0时，泵进入变量调节状态，排量减小，于是液压缸变为慢速工作进给。

第三节高性能非平衡式变量叶片泵

高性能非平衡式变量叶片泵普遍采用双叶片结构，并带有压力或流量补偿控制器对变量活塞起先导控制作用。图6－21是双叶片式高性能变量叶片泵的典型结构，由美国威格士公司生产。每个转子槽内有两块叶片，而且叶片沿转子径向放置，倾角为零。

采用双叶片结构的目的是实现叶片径向液压力的平衡，解决高压工作时叶片顶端对定子的磨损问题。配流盘（侧板）设计考虑了预压缩的需要，采取了带耐磨衬板的结构。

高性能变量叶片泵的性能特点是压力高，噪声低，变量调节功能多，而且动态响应性能好。第四节高性能变量叶片泵的变量调节控制器

一、压力补偿控制器

其基本原理在第一节中已有叙述。而图6－29所示，压力控制阀PC加接远程调压阀作为先导级，变成液压遥控的压力补偿控制器，这时截流压力改由远程调压阀PP的调压弹簧设定。若使用电液比例调压阀代替图6－29中的远程调压阀，则可通过改变控制电流大小来调节截流压力，成为电气遥控的压力补偿控制器，图6－30所示。