S47《车辆与行走机械的静液压驱动》| 了解斜盘型轴向柱塞变量液压泵和液压马达的配流装置

【第五章】

静液压驱动功率

传输元件的典型构造

斜盘型轴向柱塞变量液压泵和

液压马达的配流装置

配流装置主要由制备于缸体端面上分别与各缸筒相通的蚕豆形窗口和带有分别与泵盖上吸、排油腔相连的两个新月形槽口的配流盘构成，两者之间相互贴合并相对旋转。

由于配流盘新月形槽口之间的两个分隔带与斜盘—柱塞系统的往复运动换向点（内外“死点”）相对应。

使得向外运动的那些柱塞的缸筒的蚕豆形窗口始终只与吸油新月形槽口连通，而同时向内运动的另一些柱塞的蚕豆形窗口则只与压油腔的槽口连通，从而完成配流工作。

当某个柱塞处于内外换向死点时，其缸筒底部的蚕豆形窗口被配流盘高低压，亦即进排油槽口之间的分隔带所封闭。

适当选择配流系统中各缸筒配流窗口和槽口间的几何关系及相关的密封带宽度，并在缸体内设置适当的预紧弹簧，

即可作到使所有缸筒内的压力介质将缸体压向配流盘的力，加上弹簧预紧力的合力（压紧力），

能够始终略为大于作用在缸体和配流盘之间各密封带上的压力油膜形成的撑开力的总和。

这既保证了为维持压力油实际排量所需的密封性能，又使得缸体—配流盘之间的旋转摩擦副上的接触比压和滑摩功（pv值）不至于高出对摩材料的许用值。

由于旋转着的缸体内不断受到处于不同工作相位的柱塞侧向力的扰动，同时配流端面上压紧力与撑开力的合力作用点不仅总是偏离缸体旋转中心，

而且还由于处于吸、排油区及内外死点区的柱塞数量随着缸体旋转相位的变化又在周期性地移动。

这些因素的综合效应即形成了使缸体向排油区一侧倾倒的趋势，这个“倾翻力矩”的量值和作用方向还随缸体的旋转角度而变化。

配流装置中的倾翻力矩本身并不会造成缸体的真正的大角度倾翻，但它会导致配流镜面间出现高度不均并周期性变化的楔形间隙，

一方面对于元件高低压油腔之间的密封及与之直接相关的容积效率十分不利，另一方面又会引起配流镜面边缘的偏磨，严重时可能使配流盘与缸体端面周期性脱开而使元件丧失工作能力（脱盘故障）。

然而配置在驱动轴或缸体上的刚性轴承支承系统对于补偿配流镜面的间隙变化基本上是没有作用的，所需要的相反却是要为缸体或配流盘保持一定的浮动空间。

所以配流镜面的密合主要是以合理分配液压力的方式来保证的。

通过优化设计配流系统的窗口和槽口关系、密封带和分隔带的分布及尺寸，尽量使压紧合力的作用范围靠近缸体中心，是限制缸体倾翻角度、避免脱盘故障的基本方法。

另一个常用的结构措施是在配流副的一个偶件的密封带以外的环面上制出一些称为“辅助支承”的径向沟槽。

在配流副相对旋转时，这些沟槽有助于在端面上形成流体动力油楔，以承受部分倾翻力矩。早期的斜盘泵和马达也有过在这个外环面上设置滚动推力轴承的设计，现在已基本淘汰。

常见的斜盘泵和马达的缸体均具有一定的平移补偿能力。

为了保证在缸体出现微量倾斜时，配流盘仍能与其端面正确贴合，某些产品进一步采用了具有某种角度补偿能力的浮动配流系统：

此种方式的配流盘较厚，外缘呈球面鼓形，吸、排油新月形槽口分别通过一个略可偏斜伸缩的过流插管与泵盖上的相应油腔相联（参见图5-12）。

另一种比较简单的结构是配流盘的背面与泵盖之间的异型沟槽内设置形状与新月形槽口相似的弹性密封圈，但后一方法的补偿能力有限；

在缸体中每一个缸孔底部都装一只浮动套筒，它们可在本缸筒内压力下单独压紧在一个随缸筒旋转的并开有配流蚕豆形窗口的衬板上，

后者则与带有新月形进排油槽口的配流盘面相贴合（图5-14）。

多数轴向柱塞泵和马达的配流镜面是平面，亦有一些采用小曲率的球面者（图5-15），后者具有一定的自位补偿能力，

特别是抗倾翻能力较好，在斜轴型元件中使用较多，但制造成本高，磨损后修复较困难。

配流系统的工作情况对于整台泵和马达的性能优劣和寿命长短关系甚大。

据统计，影响柱塞泵和马达容积效率的内、外泄漏量有70%左右发生在配流副之间；柱塞式元件40%以上的首发故障与配流装置直接相关。

在各种轴向柱塞泵的发展历史中，曾对其进行过大量的研究工作，特别是在配流镜面的压力补偿方面，提出过许多理论和结构方案，注册了难以胜数的专利。

按照某些观点制造的配流盘可能会成为一种开有多种形状的补偿和卸荷沟槽、孔道的十分复杂的零件。

然而由于近年来材料和制造技术的进步以及液压油品质的改进，使得配流副中对摩零件间的许用摩擦功pv值显著提高，

人们得以用直接加大压紧系数（压紧力与撑开力之比）的简单办法来保证配流盘和缸体端面的正确贴合，而无需再附加许多复杂的静压和动压的平衡措施。

因此，许多新型斜盘泵的配流盘结构较之早期产品反倒变得十分简单，例如只是一块带有冲制的新月形槽口和定位销孔的薄钢板，两个工作面都经氮化处理和精细加工，

靠中心配合孔及一个定位销孔贴合在泵后盖的内端面上，翻面安装此板即可用于旋向相反的变量泵。一些小排量的轻系列泵甚至没有配流盘，缸体端面直接压在制有新月形配流槽口的后盖上。

出于提高效率、改善受力条件和降低流量脉动等诸多方面的考虑，现代斜盘柱塞泵用配流盘的进排油新月形槽口并非是相对于内外死点所确定的中性面对称配置的，

而通常均带有随泵的转向而定的某个偏角，并在换向隔离带上开设了某种形式的节流槽和盲孔等来尽量降低换向压力变化梯度及其所激发的噪声。

目前这方面的研究工作偏重于通过有关参数的优化，力图在各个相关的，有时是互相矛盾的因素之间寻找某种折中。

  请说说影响

“倾翻力矩”的因素？