Nguyên lý hoạt động của bơm piston trục 1
(l) Nguyên lý hoạt động và các điểm chính của bơm pittong trục thẳng được thể hiện trong Hình B. Trong bơm pittong trục thẳng (cấu trúc trục thông qua), pittong 3 được lắp đặt trong các lỗ pittong phân bố đều trong khối xi lanh 4, và đầu của pittong 3 được lắp với miếng trượt 2. Do cơ chế hồi (không được hiển thị trong hình), đáy của miếng trượt luôn gần với bề mặt của đĩa nghiêng 1. Bề mặt đĩa nghiêng có một góc nghiêng γ so với mặt phẳng của khối xi lanh (mặt phẳng A-A). Khi trục truyền động 6 điều khiển pittong quay qua khối xi lanh, pittong thực hiện chuyển động tịnh tiến tuyến tính trong lỗ pittong. Để đảm bảo chuyển động của pittong và sự chuyển đổi giữa đường hút dầu và đường áp suất dầu đạt được sự phối hợp chính xác, một tấm cổng cố định 50 được đặt giữa mặt đầu cổng của khối xi lanh và kênh hút dầu cũng như kênh áp suất dầu của bơm, và hai kênh cung hình cung (cửa sổ cổng hình eo) được mở trên tấm cổng. Mặt trước của tấm van được kết nối chặt chẽ với mặt đầu của khối xi lanh, và nó trượt tương đối; trong khi đó, trên mặt sau của tấm van, hai cửa sổ van hình eo nên được kết nối tương ứng với mạch hút dầu và mạch áp suất dầu của bơm.
Khi khối xi lanh quay theo hướng được chỉ ra trong Hình B, pít-tông bắt đầu mở rộng từ điểm chết trên (tương ứng với vị trí 0 °) trong khoảng từ 0 ° đến 180 ° và thể tích của khoang pít-tông tăng liên tục cho đến điểm chết dưới (tương ứng với vị trí 180 °). Trong quá trình này, khoang pít-tông chỉ được kết nối với cửa hút dầu của tấm van 5, và dầu được hút liên tục vào khoang pít-tông, đây là quá trình hút dầu. Với sự quay liên tục của khối xi lanh, trong khoảng từ 180 ° đến 360 °, pít-tông bắt đầu rút lại từ điểm chết dưới dưới sự ràng buộc của tấm nghiêng, và thể tích của khoang pít-tông giảm liên tục cho đến điểm chết trên. Trong quá trình này, khoang pít-tông chỉ được kết nối với cửa áp suất dầu của tấm cổng 5, và dầu được xả qua cửa áp suất dầu, đây là quá trình áp suất dầu. Mỗi vòng quay của khối xi lanh, mỗi pít-tông thực hiện quá trình hút dầu nửa chu kỳ và quá trình áp suất dầu nửa chu kỳ. Nếu bơm pít-tông được dẫn động bởi động cơ chính và quay liên tục, nó có thể liên tục hấp thụ và tạo áp suất dầu.
Về nguyên tắc hoạt động của bơm pittông trục thẳng, các điểm sau đây cần được lưu ý.
① Vấn đề biến thiên Bởi vì góc nghiêng giữa đĩa swash và trục xy lanh là γ, và lưu lượng của bơm liên quan đến góc nghiêng, khi góc nghiêng của đĩa swash không thể điều chỉnh, nó có thể được chế tạo thành một bơm định lượng. Khi góc nghiêng của đĩa swash có thể điều chỉnh, nó có thể thay đổi chiều dài hành trình của pít-tông, từ đó thay đổi lưu lượng của bơm, tức là, để chế tạo một bơm lưu lượng biến thiên, và thay đổi hướng của góc nghiêng của đĩa swash, nó có thể thay đổi hướng hút dầu và áp suất, tức là, nó trở thành một bơm hai chiều Bơm biến thiên.
Kích thước bên ngoài và hình thức hỗ trợ của đĩa nghiêng ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước bên ngoài và trọng lượng của bơm biến thiên. Có hai cấu trúc điển hình của đĩa nghiêng: loại trunnion và loại giá đỡ: lực phản ứng R1 của trunnion của loại trước [Hình C (a)] cách xa điểm tác động của lực tổng hợp F của cụm pít-tông. Để có đủ độ cứng và sức mạnh, kích thước của đĩa nghiêng phải được tăng lên, vì vậy không gian mà đĩa nghiêng chiếm giữ trong quá trình dao động cũng tăng lên; khoảng cách giữa lực phản ứng R1 của trunnion của loại sau [Hình C (b)] và lực tổng hợp F của cụm pít-tông có thể được thiết kế rất nhỏ. Trong những năm gần đây, vấn đề độ cứng của đĩa nghiêng cơ bản không còn tồn tại, đồng thời, hình dạng cũng được giảm thiểu, vì vậy không gian chiếm giữ trong quá trình dao động được giảm, làm giảm trọng lượng của bơm một cách đáng kể.
② Có ba cặp cặp ma sát điển hình trong bơm pittông trục cặp ma sát: đầu pittông và đĩa nghiêng; pittông và lỗ xy lanh; đĩa cổng và mặt xy lanh. Do các bộ phận chính của những cặp ma sát này nằm trong điều kiện ma sát với tốc độ tương đối cao và áp suất tiếp xúc cao, ma sát và mài mòn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thể tích, hiệu suất cơ học, áp suất làm việc và tuổi thọ của bơm.
③ Có hai loại hình thức tiếp xúc giữa đầu pít-tông và đĩa nghiêng của bơm pít-tông trục thẳng: tiếp xúc điểm và tiếp xúc mặt. Cấu trúc của bơm pít-tông tiếp xúc điểm đầu bi rất đơn giản, nhưng khi bơm hoạt động, điểm tiếp xúc giữa đầu pít-tông và đĩa nghiêng chịu áp lực ép lớn. Ví dụ, khi đường kính của pít-tông d = 20 mm, góc nghiêng của đĩa nghiêng γ = 20 ° và áp suất làm việc P = 32 MPa, lực ép do đầu pít-tông tạo ra có thể đạt f = 10.7 kn. Để giảm lực ép, đường kính pít-tông D và áp suất làm việc của bơm P phải được giới hạn, vì vậy bơm pít-tông tiếp xúc điểm không thể được sử dụng trong tình huống áp suất cao và lưu lượng lớn. Vì lý do này, bơm pít-tông tiếp xúc mặt đã xuất hiện và được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các sản phẩm bơm pít-tông trục nghiêng.
Như được hiển thị trong Hình D, bơm pít-tông tiếp xúc bề mặt thường được trang bị đệm (còn được gọi là đệm) 2 trên đầu bóng của pít-tông 6, và dầu áp suất trong lỗ xi lanh có thể đi qua lỗ nhỏ giữa pít-tông và đệm vào buồng dầu đệm, tạo thành một hỗ trợ đẩy tĩnh thủy lực giữa mặt tiếp xúc của đệm và đĩa swash, điều này làm cho bề mặt bôi trơn tiếp xúc giữa pít-tông và đĩa swash, do đó giảm đáng kể sự mài mòn giữa pít-tông và đĩa swash và tổn thất ma sát, để áp suất làm việc của bơm tăng lên đáng kể. Nhưng cấu trúc của nó cũng phức tạp. Như được hiển thị trong Hình D, hầu hết các đệm bóng và ổ cắm và đầu bóng của pít-tông được nối với nhau bằng quy trình cuộn và bọc bóng. Ngoài ra, có một đệm thanh nối [Hình e (a)], về cơ bản giống như đệm bóng ổ cắm, nhưng đầu bóng được làm trên đệm 1 để làm cho cột chèn sâu hơn vào lỗ xi lanh, nhằm cải thiện độ bền và khả năng chống ô nhiễm của phần kết nối. Một số rãnh đồng tâm 3 được tạo ra trên mặt hỗ trợ ở một đầu của đĩa swash để tạo thành một bề mặt hỗ trợ bổ sung, nhằm giảm áp suất tiếp xúc cụ thể; Hình e (b) cho thấy một thiết bị tải trước có thể tránh các chất ô nhiễm lớn xâm nhập vào bề mặt khớp của bản lề bóng trong trạng thái ban đầu (chẳng hạn như ngừng hoạt động), và cải thiện khả năng chống ô nhiễm.