АКСИЛЬНО-ПОРШНЕВОЙ НАСОС Российский патент 2002 года по МПК F04B1/30 

Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики, в частности к насосам переменной подачи, предназначенным для использования преимущественно в гидросистемах летательных аппаратов.

Известен аксиально-поршневой насос, содержащий: корпус, блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, и систему регулирования подачи, включающую исполнительный механизм в виде сервопоршня, связанного штоком с наклонной шайбой, и командный орган в виде подпружиненного золотника, сообщающего линию нагнетания с рабочей полостью сервопоршня (см. патент РФ 1773119 А1, кл. F 04 В 1/30).

Недостатком известного насоса является то, что давление в линии нагнетания возрастает с уменьшением его подачи. Это связано с тем, что сопротивление расходу утечек из полости сервопоршня практически не зависит от режима работы насоса по подаче из-за того, что длина пути утечек (зазора) не меняется с изменением подачи насоса. Последнее приводит к повышенным энергопотреблению, неравномерности подачи и размаху высокочастотных колебаний давления при работе насоса на подачах меньше максимальных и, как следствие, снижает долговечность и надежность насоса и гидросистемы в целом.

Положительный результат от использования предложенного технического решения заключается в повышении долговечности и надежности насоса и гидросистемы летательного аппарата, снижении потребляемой мощности за счет того, что на наиболее длительных по времени режимах работы с малыми подачами насос создает меньшее давление в системе.

Указанный результат достигается тем, что в системе регулирования подачи насоса организована дополнительная полость, образованная кольцевой расточкой, выполненной в корпусе в месте расположения сервопоршня, и цилиндрической поверхностью сервопоршня. Дополнительная полость посредством канала в корпусе сообщена с рабочей полостью сервопоршня и через кольцевой зазор между цилиндрическими поверхностями сервопоршня и корпуса - с полостью корпуса так, что длина зазора на участке между кольцевой расточкой и торцем сервопоршня со стороны наклонной шайбы увеличивается с уменьшением подачи насоса.

На фиг. 1 изображен продольный разрез аксиально-поршневого насоса переменной подачи, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - расходная характеристика насоса.

Аксиально-поршневой насос содержит корпус 7, блок цилиндров 2 с поршнями 3, которые опираются на наклонную шайбу 4. Система регулирования подачи насоса включает: сервопоршень 5 с пружиной 6, связанный штоком 7 с наклонной шайбой 4, и золотник 8 с пружиной 9. Рабочая полость 10 сервопоршня 5 сообщена через золотник 8 с линией нагнетания 17 и каналом 12 с дополнительной полостью 13, образованной кольцевой расточкой корпуса и цилиндрической поверхностью сервопоршня 5. Дополнительная полость 13 выполнена на расстоянии L от торца 14 сервопоршня со стороны наклонной шайбы при максимальном ее угле. Значение L рассчитывается исходя из потребностей обеспечения заданной крутизны расходной характеристики насоса по известным соотношениям.

Насос работает следующим образом.

При увеличении давления в линии нагнетания 11, превышающего силу предварительного поджатия пружины 9 золотника 8, последний сжимает пружину 9, увеличивая проток жидкости в сервопоршень 5 и повышая давление в его рабочей полости 10 и в дополнительной полости 13. При сжатии пружины 6 происходит уменьшение угла наклонной шайбы 4 и уменьшение подачи насоса. Одновременно с уменьшением угла наклонной шайбы происходит увеличение длины зазора L между дополнительной полостью 13 и торцем 14 сервопоршня 5, и, как следствие этого, уменьшение расхода из рабочей полости 10 сервопоршня. Уменьшение расхода из рабочей полости 10 приводит к уменьшению перепада давления на золотнике 8. В результате по мере снижения подачи насоса уменьшается давление в линии нагнетания.

Предложенное техническое решение позволяет обеспечить в наиболее длительных по времени режимах работы насоса и системы меньшее значение рабочего давления (в гидросистемах летательных аппаратов примерно 90...95% времени системы работают с малыми и нулевыми расходами жидкости), и тем самым существенно понизить диапазон рабочих температур, повысить долговечность и надежность насоса и системы.

Насос предназначен для использования в области машиностроительной гидравлики, преимущественно в гидросистемах летательных аппаратов. При перемещении сервопоршня в сторону снижения подачи насоса происходит уменьшение угла наклонной шайбы и одновременно увеличение длины зазора L между дополнительной полостью и торцом сервопоршня. При этом происходит уменьшение расхода жидкости из рабочей полости сервопоршня, что приводит к снижению перепада давления на золотнике, и, как следствие этого, по мере снижения подачи насоса уменьшается давление в линии нагнетания. Изобретение позволяет обеспечить на наиболее длительных по времени режимах работы насоса с малыми подачами меньшее значение рабочего давления и тем самым существенно понизить диапазон рабочих температур, повысить долговечность и надежность насоса и гидросистемы в целом. 3 ил.

Аксиально-поршневой насос, содержащий корпус, блок цилиндров с поршнями, опирающимися на наклонную шайбу, и систему регулирования подачи, включающую сервопоршень, связанный штоком с наклонной шайбой, и подпружиненный золотник, сообщающий линию нагнетания с рабочей полостью сервопоршня, отличающийся тем, что в системе регулирования подачи предусмотрена дополнительная полость, образованная кольцевой расточкой, выполненной в корпусе, и цилиндрической поверхностью сервопоршня, при этом дополнительная полость посредством канала в корпусе сообщена с рабочей полостью сервопоршня и через кольцевой зазор между цилиндрическими поверхностями сервопоршня и корпуса - с полостью корпуса так, что длина зазора на участке между кольцевой расточкой и торцом сервопоршня со стороны наклонной шайбы увеличивается с уменьшением подачи насоса.