CN202100456U - 铝合金转向泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝合金转向泵，主要由泵体（A1）、轴（A2）、定子（A3）、叶片（A4）、转子（A5）、压力侧板（A6）、泵盖组（A7）组成，内环密封圈（11）和外环密封圈（12）与泵盖（2）中的内密封端面（M3）接触压缩构成轴向密封结构，泵盖（2）的中心部位设置与泵盖回油腔（T1）直通的中心溢流孔（Y1）。本实用新型的铝合金转向泵，采取泵盖与压力侧板两端面轴向密封的结构，减少泵盖的有效受压面积，减轻对螺栓及泵体内螺纹的拉力，使转向泵的泵体和泵盖可更换为铝合金材料，实现了产品的轻量化，且耐压能力提升可达18.5MPa。

Description

铝合金转向泵

技术领域

本实用新型涉及汽车转向***油泵的技术领域，尤其涉及一种集成耐高压结构和直通溢流结构的铝合金转向泵。

背景技术

目前，在国内中重卡车或大型客车的液压助力转向***中，其所应用的常规转向泵的技术来源主要是针对美国Vickers公司（现为EATON）的产品技术进行消化吸收而来，至今在国内已有20年的应用历史。该转向泵的泵体和泵盖的材料为灰铸铁，可以实现最高的耐压能力为17.5 MPa，且泵体与泵盖等主要零件通过螺栓进行紧固连接，由于其内部结构的原因，该常规转向泵的泵盖受到较大的油压作用而使螺栓及其配合螺纹受力已接近于极限，因此始终无法更换成铝合金材料，也无法实现产品的轻量化；常规转向泵的泵盖阀孔采取双交叉小孔溢流方式，会产生较大的溢流阻力，影响转向泵的吸油充分性；另外，常规转向泵的结构不具备补偿间隙的能力，因此在高压时其间隙泄漏较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种集成耐高压结构和直通溢流结构的铝合金转向泵。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种铝合金转向泵，主要由泵体（A1）、轴（A2）、定子（A3）、叶片（A4）、转子（A5）、压力侧板（A6）、泵盖组（A7）组成，所述压力侧板（A6）的内环槽（C1）和外环槽（C2）之中分别设置内环密封圈（11）和外环密封圈（12），压力侧板（A6）中的密封端面（M2）与泵盖（2）中的内密封端面（M3）通过内环密封圈（11）和外环密封圈（12）接触压缩并密封形成环状总压力油腔（P1），内环密封圈（11）和外环密封圈（12）与泵盖（2）中的内密封端面（M3）接触压缩构成轴向密封结构，泵盖（2）的中心部位设置与泵盖回油腔T1直通的中心溢流孔（Y1）。

所述泵盖组（A7）主要由滑阀（1）、泵盖（2）、锥阀弹簧（3）、锥阀（4）、锥阀座（5）和滑阀弹簧（6）组成。

所述泵盖（2）主要由压力阻尼孔（Z1）、流量阻尼孔（Z2）、总压力油腔（P1）、滑阀弹簧腔（P2）、出油口（K2）、中心溢流孔（Y1）和泵盖回油腔（T1）结构组成。

所述转向泵的进油口（K1）通过泵体（A1）中的吸油腔（B1）、定子（A3）的吸油腔、压力侧板（A6）中的吸油槽（B2）和吸油孔（Y2）与泵盖回油腔（T1）和压力侧板回油腔（T2）连通，泵盖回油腔（T1）和压力侧板回油腔（T2）通过滑阀（1）中的泄油小孔与锥阀弹簧腔（T3）连通，压力侧板（A6）中的吸油槽（B2）通过泄油孔（Y3）与泄油腔（T4）连通。

所述转向泵的出油口（K2）通过流量阻尼孔（Z2）与总压力油腔（P1）连通，同时出油口（K2）通过压力阻尼孔（Z1）与滑阀弹簧腔（P2）连通。

滑阀（1）工作移动时，总压力油腔（P1）通过溢流开口（△S）和中心溢流孔（Y1）与泵盖回油腔（T1）连通。

锥阀（4）工作移动时，滑阀弹簧腔（P2）通过稳压阻尼孔（Z3）、锥阀弹簧腔（T3）溢流开口(△S)和中心溢流孔(Y1)与泵盖回油腔(T1)连通。

本实用新型的一种铝合金转向泵，应一汽技术中心、东风汽车技术中心、锡柴研发部、青汽研发部的要求，对其车型或发动机所配装的转向油泵进行改善及技术提升，实现产品轻量化和耐高压能力的提高，采取泵盖与压力侧板两端面轴向密封的结构，减少泵盖的有效受压面积（减少受压面积大于30.6%），减轻对螺栓及泵体内螺纹的拉力，使转向泵的泵体和泵盖可更换为铝合金材料，实现了产品的轻量化，且耐压能力提升可达18.5 MPa；采取压力侧板端面轴向密封的结构，橡胶密封件的预压缩力使压力侧板具有浮动特性，因此在高压时可以补偿间隙，减少内部泄漏，增强了高压适应能力；采取泵盖中心较大单孔溢流方式，使溢流结构简单且直通，增大了溢流通道面积（增大通流面积大于95%），减小了溢流阻力，增强了转向泵循环吸油的充分性；采取直通溢流结构避免了泵盖溢流工艺孔的加工及工艺堵和对应密封件的采用，降低了转向泵的制做成本，如图9、图10所示，常规转向泵的溢流路径是通过溢流工艺孔Y1′和双交叉溢流小孔Y4′泄油到铁泵盖回油腔T1′之中；中心溢流孔Y1的通流面积远大于双交叉溢流小孔Y4′的面积，增大了通流面积95%以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

图1为传统转向泵的总体结构示意图。

图2为传统转向泵的泵盖组结构示意图。

图3为本实用新型的转向泵总体结构示意图。

图4为本实用新型的转向泵后端外形结构示意图。

图5为本实用新型的转向泵泵盖组结构示意图。

图6为本实用新型的转向泵泵盖组结构示意图。

图7为本实用新型的转向泵压力侧板剖面结构示意图。

图8为本实用新型的转向泵泵盖外形结构示意图。

图9为本实用新型的转向泵压力侧板外形结构示意图。

图10为本实用新型的转向泵压力侧板外形结构示意图。

图中：A1、泵体，A2、轴， A3、定子，A4、叶片，A5、转子，A6、压力侧板，A7、泵盖组， 1、滑阀，2、泵盖，3、锥阀弹簧，4、锥阀，5、锥阀座，6、滑阀弹簧，7、螺塞，8、滑阀弹簧，9、定位凸台，10、螺栓，11、内环O形密封圈，12、外环O形密封圈，K1、进油口，K2、出油口，B1、吸油腔，B2、吸油槽，P1、总压力油腔，P2、滑阀弹簧腔， T1、泵盖回油腔，T2、压力侧板回油腔，T3、锥阀弹簧腔，T4、间隙泄油腔，Z1、压力阻尼孔，Z2、流量阻尼孔，Z3、稳压阻尼孔， Y1、中心溢流孔，Y2、吸油孔，Y3、泄油孔，△S、溢流开口， C1、内环槽，C2、外环槽，M1、压力侧板工作端面，M2、压力侧板密封端面，M3、泵盖的内密封端面， A1′、铁泵体，A6′、铁压力侧板，1′、铁滑阀，2′、铁泵盖，9′、定位螺塞，13′、工艺螺塞，P1′、高压油腔， P2′、弹簧腔， T1′、铁泵盖回油腔，T2′、铁压力侧板回油腔，Y1′、溢流工艺孔，Y4′、溢流小孔。

具体实施方式

如图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，耐高压且直通溢流的铝合金转向泵，主要由泵体A1、轴A2、定子A3、叶片A4、转子A5、压力侧板A6、泵盖组A7组成，其中，泵盖组A7主要由滑阀1、泵盖2、锥阀弹簧3、锥阀4、锥阀座5和滑阀弹簧6组成，同时泵盖2主要由压力阻尼孔Z1、流量阻尼孔Z2、总压力油腔P1、滑阀弹簧腔P2、出油口K2、中心溢流孔Y1和泵盖回油腔T1等结构组成，进油口K1通过泵体A1中的吸油腔B1、定子A3的吸油腔、压力侧板A6中的吸油槽B2和吸油孔Y2与泵盖回油腔T1和压力侧板回油腔T2连通，回油腔T1和T2通过滑阀1中的泄油小孔又与锥阀弹簧腔T3连通；压力侧板A6中的吸油槽B2通过泄油孔Y3与泄油腔T4连通；出油口K2通过流量阻尼孔Z2与总压力油腔P1连通，同时出油口K2通过压力阻尼孔Z1又与滑阀弹簧腔P2连通；在滑阀1工作移动时，总压力油腔P1通过溢流开口△S和中心溢流孔Y1与泵盖回油腔T1连通；在锥阀4工作移动时，滑阀弹簧腔P2通过稳压阻尼孔Z3、锥阀弹簧腔T3、溢流开口△S和中心溢流孔Y1与泵盖回油腔T1连通，该耐高压且直通溢流的铝合金转向泵通过进油口K1吸入油介质，并通过吸油腔B1输入到定子A3、叶片A4、转子A5和压力侧板A6所组成的封闭油腔内，经过转子A5带动叶片A4旋转，在定子A3内曲面的导向下，叶片A4产生径向回缩运动，使封闭油腔容积减小，迫使油介质排到总压力油腔P1之中，并产生油压，对泵盖2也将产生油压作用力。

如图3和图4所示，该转向泵的所有零部件都安装在泵体A1、定子A3和泵盖组A7之中，并通过螺栓10将它们紧固连接在一起，因此螺栓10及泵体A1中与螺栓10匹配的内螺纹将承受泵盖2中的油压作用力，所以，减小泵盖2的有效受压面积，将是保持或提高油压，且又能减小螺栓10及泵体A1中内螺纹受力的有效途径。

如图7、图8、图9和图10所示，内环O形密封圈11和外环O形密封圈12分别放置在压力侧板A6中的内环槽C1和外环槽C2之中，同时压力侧板A6中密封端面M2与泵盖2中的内密封端面M3通过内环O形密封圈11和外环O形密封圈12接触压缩并密封形成环状总压力油腔P1；内环O形密封圈11之内为回油腔T1和T2，为零压状态，外环O形密封圈12之外为泄油腔T4，也为零压状态，因此泵盖2的有效受压面积仅仅为总压力油腔P1对应的轴向有效面积；与图1和图2所示的常规转向泵的泵盖2′的高压油腔P1′对应的轴向有效面积相比，受压面积减小30.6%。

由上述可知，采用泵盖2与压力侧板A6两端面轴向密封的结构，可以减小泵盖2的有效受压面积，也减小了螺栓10及泵体A1中内螺纹的受力，使该转向泵的泵体A1和泵盖2可更换为铝合金材料，实现了产品的轻量化，且耐压能力有所提升，可达18.5 MPa。

如图3、图7和图8所示，内环O形密封圈11和外环O形密封圈12与泵盖2中的内密封端面M3接触压缩，并具有橡胶压缩弹力，起到了预紧弹簧的作用，将压力侧板A6预压在定子A3左侧的端面上；当压力提升时，压力侧板A6左侧较大面积受到高压油的作用，将其紧紧地压在定子A3左侧的端面上，补偿了相应的轴向间隙，减少了相应的间隙泄漏，故可适应高压状态使用；与压力侧板A6相连接的零件若出现振动现象，可迫使压力侧板A6微量左移，以便适应零件的振动，因此零件A6可以浮动，由上述可知，采用压力侧板A6端面轴向密封的结构，橡胶密封件的预压缩力使压力侧板A6具有浮动特性，因此在高压时可以补偿间隙，减少内部泄漏，增强了高压适应能力。

如图5、图6和图7所示，由滑阀1、锥阀弹簧3、锥阀4、锥阀座5构成滑阀组，此滑阀组配合压力阻尼孔Z1、流量阻尼孔Z2和滑阀弹簧6，可以对出油口K2的输出流量和最大压力进行控制。

当总压力油腔P1处的高压油通过流量阻尼孔Z2进入出油口K2中时，在流量阻尼孔Z2的输入和输出端将产生油压差（设为ΔP1），流量阻尼孔Z2输出端的油压经出油口K2，再通过压力阻尼孔Z1静压传递到滑阀弹簧腔P2中，并作用在滑阀组的上端，而滑阀组的下端与总压力油腔P1连通，因此滑阀组上下端的油压差与流量阻尼孔Z2的压差ΔP1等效，若通过流量阻尼孔Z2的流量增加，则ΔP1随之增大，滑阀组在油压差ΔP1的作用下克服滑阀弹簧6的弹力，开始向上移动，将中心溢流孔Y1打开，形成溢流开口△S，迫使总压力油腔P1中的高压油经溢流开口△S泄到中心溢流孔Y1中，从而使通过流量阻尼孔Z2向出油口K2输出的流量基本恒定。

当出油口K2中的油压升高时，油压经压力阻尼孔Z1、滑阀弹簧腔P2和稳压阻尼孔Z3，作用在锥阀4上，并克服锥阀弹簧3的弹力，将锥阀4打开，使少许流量经锥阀4泄入锥阀弹簧腔T3中，此少许流量也同样流经压力阻尼孔Z1，使其输入端和输出端产生油压差（设为ΔP2），压差ΔP2同样作用在滑阀组上下端，并克服滑阀弹簧6的弹力，开始向上移动，将中心溢流孔Y1打开，形成溢流开口△S，迫使总压力油腔P1中的高压油经溢流开口△S泄到中心溢流孔Y1中，从而使出油口K2输出压力无法继续升高，因此可限定出油口K2的最大输出压力。

无论是恒定流量控制或是最大压力控制，经溢流开口△S泄到中心溢流孔Y1中的油介质，再经泵盖回油腔T1、压力侧板回油腔T2和吸油孔Y2进入吸油槽B2中，重新被循环吸入；通常溢流流量较大，是出油口K2输出流量的2-3倍，因此中心溢流孔Y1的孔径及结构形式对转向泵循环吸油的充分性是非常关键的。

如图6所示，中心溢流孔Y1在泵盖2中心部位加工，孔径较大且与泵盖回油腔T1直通；如图2所示，常规转向泵的溢流路径是通过溢流工艺孔Y1′和双交叉溢流小孔Y4′泄油到铁泵盖回油腔T1′之中；中心溢流孔Y1的通流面积远大于双交叉溢流小孔Y4′的面积，增大了通流面积95%以上，由上述可知，在泵盖2中心部采用较大中心溢流孔Y1的方式进行溢流，使溢流结构简单且直通，增大了溢流通道面积，减小了溢流阻力，增强了转向泵循环吸油的充分性。

如图5、图6所示，采用直通中心溢流孔Y1和定位凸台9的结构，避免了铁泵盖2′中溢流工艺孔Y1′的加工及定位螺塞9′、工艺螺塞13′和对应密封件的采用，降低了转向泵的制做成本。

综上所述，本实用新型的耐高压且直通溢流的铝合金转向泵，既耐高压又实现了轻量化，在中重卡车或大型客车液压助力转向***的应用中，是较为理想的产品。

Claims (7)

1.一种铝合金转向泵，主要由泵体（A1）、轴（A2）、定子（A3）、叶片（A4）、转子（A5）、压力侧板（A6）、泵盖组（A7）组成，其特征在于：所述压力侧板（A6）的内环槽（C1）和外环槽（C2）之中分别设置内环密封圈（11）和外环密封圈（12），压力侧板（A6）中的密封端面（M2）与泵盖（2）中的内密封端面（M3）通过内环密封圈（11）和外环密封圈（12）接触压缩并密封形成环状总压力油腔（P1），内环密封圈（11）和外环密封圈（12）与泵盖（2）中的内密封端面（M3）接触压缩构成轴向密封结构，泵盖（2）的中心部位设置与泵盖回油腔（T1）直通的中心溢流孔（Y1）。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：所述泵盖组（A7）主要由滑阀（1）、泵盖（2）、锥阀弹簧（3）、锥阀（4）、锥阀座（5）和滑阀弹簧（6）组成。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：所述泵盖（2）主要由压力阻尼孔（Z1）、流量阻尼孔（Z2）、总压力油腔（P1）、滑阀弹簧腔（P2）、出油口（K2）、中心溢流孔（Y1）和泵盖回油腔（T1）结构组成。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：所述转向泵的进油口（K1）通过泵体（A1）中的吸油腔（B1）、定子（A3）的吸油腔、压力侧板（A6）中的吸油槽（B2）和吸油孔（Y2）与泵盖回油腔（T1）和压力侧板回油腔（T2）连通，泵盖回油腔（T1）和压力侧板回油腔（T2）通过滑阀（1）中的泄油小孔与锥阀弹簧腔（T3）连通，压力侧板（A6）中的吸油槽（B2）通过泄油孔（Y3）与泄油腔（T4）连通。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：所述转向泵的出油口（K2）通过流量阻尼孔（Z2）与总压力油腔（P1）连通，同时出油口（K2）通过压力阻尼孔（Z1）与滑阀弹簧腔（P2）连通。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：滑阀（1）工作移动时，总压力油腔（P1）通过溢流开口（△S）和中心溢流孔（Y1）与泵盖回油腔（T1）连通。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金转向泵，其特征在于：锥阀（4）工作移动时，滑阀弹簧腔（P2）通过稳压阻尼孔（Z3）、锥阀弹簧腔（T3）溢流开口(△S)和中心溢流孔(Y1)与泵盖回油腔(T1)连通。

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