一种高可靠性的航空液压泵的制作方法

1.本实用新型属于航空液压泵领域，尤其涉及一种高可靠性的航空液压泵。

背景技术：

2.航空液压泵一般采用恒压变量柱塞泵，恒压变量柱塞泵因具有结构紧凑、功率密度大、噪声低、动态特性好等特点而作为航空液压系统的主泵，为增大功率密度、减小出口压力脉动及改善控制特性，航空液压泵斜盘平面存在着附加角，该附加角大小与分油盘的设计存在匹配关系，若斜盘附加角与分油盘结构不匹配，一是会导致液压泵出现进口排油和出口吸油现象，使得液压泵容积效率降低；二是会导致柱塞腔处于分油盘过渡区时预升压和预泄压效果降低，出口压力脉动增大；三是会导致液压泵柱塞腔处于分油盘过渡区下死点时出现“憋压”现象，导致液压泵相关零部件承受一个周期性的冲击力，转子容易倾覆而使得液压泵运行不稳定，同时会使得斜盘力矩改变而导致液压泵变量控制不稳定，影响液压泵的可靠性和寿命。随着航空液压泵向高速重载化发展，斜盘附加角与分油盘结构不匹配所导致的以上问题越来越突出，严重影响了液压泵的功能性能，进而降低了机载液压系统的可靠性。因此，如何使斜盘附加角与分油盘结构匹配，对提高航空液压泵的功能性能及提高机载液压系统的可靠性具有重要意义。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种高可靠性的航空液压泵。本实用新型具有分油盘结构与斜盘附加角匹配的优点，功能性能好，可提高机载液压系统的可靠性。
4.本实用新型的技术方案：一种高可靠性的航空液压泵，包括斜盘、转子、主轴和分油盘，转子上设有多个周向分布的转子腰形孔，分油盘上设有两个油窗，两个油窗的端部均设有卸荷槽，将斜盘摆角记为α，将斜盘附加角记为β，将转子腰形孔的长度记为l，将转子腰形孔分布圆半径记为r；
5.根据右手定则建立基本坐标系,将通过斜盘转动轴线且与斜盘平面平行的平面定义为斜盘参考面，以航空液压泵的主轴轴线为x轴，航空液压泵的主轴轴伸端至尾端为x轴正方向，以斜盘旋转轴线为y轴，确定出z轴；
6.将高压区的油窗的卸荷槽至z轴的夹角记为θ1，将低压区的油窗的卸荷槽至z轴的夹角记为θ2，将低压区的油窗至z轴的夹角记为φ1，将高压区的油窗至z轴的夹角记为φ4；
7.同时满足如下条件，
[0008][0009][0010]
与现有技术相比，本实用新型根据航空液压泵实际工况和滑履-柱塞组件运动规律,建立数学关系式，在不改变航空液压泵结构的基础上，通过对相关结构的尺寸优化，使
分油盘与斜盘附加角实现匹配，功能性能好，提高了机载液压系统的可靠性。因此，本实用新型具有分油盘结构与斜盘附加角匹配的优点，功能性能好，可提高机载液压系统的可靠性。
附图说明
[0011]
图1是斜盘附加角示意图。
[0012]
图2是滑履-柱塞组件运动轨迹与分油盘结构对应的示意图；
[0013]
图3是斜盘偏转角变化曲线图；
[0014]
图4是斜盘附加角与分油盘不匹配时的两种示意图；
[0015]
图5是转子结构示意图。
[0016]
图6是分油盘结构示意图。
[0017]
附图中的标记为：1-斜盘；2-滑履；3-柱塞；4-偏转轴；5-斜盘转动轴线，6-卸荷槽。
具体实施方式
[0018]
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
[0019]
实施例。一种高可靠性的航空液压泵，如图1所示，根据右手定则建立基本坐标系,通过斜盘转动轴线5且与斜盘平面平行的平面定义为斜盘参考面，以内轴(即航空液压泵的主轴)轴线为x轴，内轴轴伸端至尾端为x轴正方向，斜盘旋转轴线为y轴。若斜盘1无附加角，当斜盘1摆动时，滑履-柱塞组件在斜盘1上运动的上下死点与z轴重合，航空液压泵为增大液压泵的功率密度、减小出口压力脉动及改善控制特性，斜盘平面上存在一个绕z轴方向的附加角β，该附加角会使得滑履-柱塞组件在斜盘运动的上下死点变化至偏转轴4上，使得航空液压泵的流场特性发生改变。
[0020]
如图2所示，根据坐标转换原理，斜盘摆角为零时的基本坐标系为o-xyz，则当斜盘平面绕y轴转动α后，坐标系转换为o-x1y1z1，当斜盘再绕z轴转动β后，坐标系转换为o-x2y2z2，此时为液压泵实际工作状态，则根据坐标转换关系可得上下死点的偏转角γ为：
[0021][0022]
如图3所示，不同斜盘附加角β和摆角α下，偏转角γ不同，斜盘摆角α越大，上下死点偏转角γ也就越小；附加角β越大，相同斜盘摆角上下死点偏转角γ越大。当斜盘摆角α为零时，上下死点偏转角γ为90
°
，即柱塞泵从进口吸油进口排油，出口吸油出口排油，柱塞泵不向外输出油液。
[0023]
如图4所示，上下死点的偏转使得柱塞腔与分油盘进出口油窗的通断发生改变，以右旋泵为例，若附加角β过大，在偏转轴上死点处，柱塞在分油盘过渡区向下运动时，柱塞腔仍与低压区油窗沟通，导致液压泵出现进口排油现象；同理，在偏转轴下死点处，柱塞从高压区向低压区向上运动时，柱塞腔仍与高压区沟通，导致柱塞泵出现出口吸油现象，进而导致柱塞泵容积效率降低。
[0024]
若附加角β过小，在偏转轴上死点处，柱塞在分油盘过渡区向上运动且柱塞腔与低
压区油窗脱离而未与排油区沟通时，柱塞腔出现闭死膨胀现象，该现象会导致液压泵出口压力脉动增大。同理，在偏转轴下死点处，柱塞从分油盘过渡区向下运动且柱塞腔仍与低压区沟通时，柱塞腔出现闭死压缩现象，该现象会导致液压泵相关零部件承受一个周期性的冲击力，转子容易倾覆而使得液压泵运行不稳定，同时会使得斜盘力矩改变而导致液压泵变量控制不稳定，影响液压泵的可靠性和寿命。
[0025]
如图5所示，转子腰形孔长度为l，r为转子腰形孔分布圆/分油盘油窗分布圆半径，θ0为转子腰形孔夹角，则：
[0026][0027]
如图6所示，为使得斜盘附加角与分油盘结构相匹配，需满足如下边界条件：
[0028][0029]
则有：
[0030][0031][0032]
式中，θ1为高压区油窗的卸荷槽6至z轴的夹角；φ1为低压区油窗至z轴的夹角。
[0033]
柱塞泵基本尺寸确定后，转子腰形孔长度l、转子腰形孔分布圆/分油盘油窗分布圆半径r的尺寸已确定，即可得出高压区油窗的卸荷槽6的起点位置距z轴夹角θ1的设计尺寸。由于不同斜盘摆角、不同转速和不同压力级别下卸荷槽的预升压效果不同，故需根据实际工况设计高压区油窗至z轴的夹角φ2的结构尺寸。
[0034]
同理，分油盘高压区向低压区过渡区的设计尺寸如下：
[0035][0036][0037]
式中，φ4为下死点处高压区油窗至z轴的夹角。
[0038]
由于柱塞腔在高压区向低压区过渡时的死腔体积较小，使得其预泄压效果远高于预升压效果，故高压区向低压区过渡区的卸荷槽6比低压区向高压区过渡区的卸荷槽短。
[0039]
实际设计过程中，由于分油盘较斜盘加工简单，故以改变分油盘油窗的设计来匹配斜盘附加角。以某型航空液压泵斜盘附加角与分油盘匹配性设计为例，其主要技术参数如下：
[0040]
表1某型变量柱塞泵主要技术参数
[0041][0042]
根据以上设计方法可计算出某型航空液压泵分油盘φ1和φ4的设计尺寸为20
°
左右，θ1和θ2的设计尺寸为5
°
左右。

技术特征：

1.一种高可靠性的航空液压泵，包括斜盘、转子、主轴和分油盘，转子上设有多个周向分布的转子腰形孔，分油盘上设有两个油窗，两个油窗的端部均设有卸荷槽(6)，其特征在于：将斜盘摆角记为α，将斜盘附加角记为β，将转子腰形孔的长度记为l，将转子腰形孔分布圆半径记为r；根据右手定则建立基本坐标系,将通过斜盘转动轴线(5)且与斜盘平面平行的平面定义为斜盘参考面，以航空液压泵的主轴轴线为x轴，航空液压泵的主轴轴伸端至尾端为x轴正方向，以斜盘旋转轴线为y轴，确定出z轴；将高压区的油窗的卸荷槽(6)至z轴的夹角记为θ1，将低压区的油窗的卸荷槽(6)至z轴的夹角记为θ2，将低压区的油窗至z轴的夹角记为φ1，将高压区的油窗至z轴的夹角记为φ4；同时满足如下条件，同时满足如下条件，

技术总结

本实用新型公开了一种高可靠性的航空液压泵，高可靠性的航空液压泵，包括斜盘、转子、主轴和分油盘，转子上设有多个周向分布的转子腰形孔，分油盘上设有两个油窗，两个油窗的端部均设有卸荷槽，将斜盘摆角记为α，将斜盘附加角记为β，将转子腰形孔的长度记为l，将转子腰形孔分布圆半径记为R；根据右手定则建立基本坐标系,将通过斜盘转动轴线且与斜盘平面平行的平面定义为斜盘参考面，以航空液压泵的主轴轴线为x轴，以斜盘旋转轴线为y轴，确定出Z轴；将高压区的油窗的卸荷槽至z轴的夹角记为θ1。本实用新型具有分油盘结构与斜盘附加角匹配的优点，功能性能好，可提高机载液压系统的可靠性。的可靠性。的可靠性。