一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台及试验方法

1.一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，包括泵体，泵体中间转动安装有通过原动机控制转动的传动轴，其特征在于：传动轴通过渐开线花键与内曲线转子连接，并带动内曲线转子转动，所述内曲线转子由前内曲线转子和后内曲线转子两部分组成，并通过螺栓连接成一个完整的内曲线转子；前内曲线转子和后内曲线转子分别开设有环形的导轨腔，通过螺栓连接后形成内外两层的曲线导轨，且内外两层的曲线导轨的轨迹呈一定角度交错分布，分别为内圈的等加速等减速内曲线导轨和回程导轨以及外圈的等加速等减速内曲线导轨和回程导轨；传动轴穿过内流道定子，内流道定子上开设有若干呈径向放射状间隔排布的柱塞孔，内曲线转子组装后的环形内壁和外壁上均设有与柱塞孔位置对应的环形凹槽，若干柱塞孔中均安装有柱塞，柱塞底部均穿过内层环形凹槽后插入到导轨腔中且柱塞的插入端设有横向孔，横向孔中转动安装有滚柱，内曲线转子随传动轴转动时，若干滚轮均在内圈导轨腔中沿着等加速等减速内曲线回程导轨做往复周期性滚动，柱塞的头部分别在对应的柱塞孔中进行往复直线运动；位于内曲线转子内部的流道定子上开设有若干呈径向放射状间隔排布的柱塞孔，共设有九个柱塞孔，其中不开设第十个柱塞腔，保留第十个柱塞孔的位置，同时外层的内曲线导轨中只安装有一个柱塞，柱塞由滚柱连接，嵌入外层的内曲线导轨中，该柱塞处于第十个柱塞腔对应的外层内曲线导轨的位置，内曲线转子随传动轴转动时，安装在外层的内曲线导轨的单个柱塞在对应外流道定子的柱塞腔内进行往复直线运动。 2.根据权利要求1所述的一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，其特征在于：所述泵体包括有安装在传动轴上的前端盖和后端盖，外流道定子对合连接为一体；内曲线转子安装在内流道定子与外流道定子之间，内流道定子与后端盖通过螺栓连接；轴承端盖固定连接在后端盖；前端盖和传动轴之间安装有轴封；所述后端盖上开设有进油口和排油口，进油口连接低压油箱，排油口连接蓄能器，最终接向负载，在蓄能器的油路前端安装有压力传感器和流量传感器，在蓄能器的油路后端单独安装有流量传感器。 3.根据权利要求2所述的一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，其特征在于：所述传动轴穿过后端盖，后端盖与外流道定子通过螺栓连接，所述后端盖位于柱塞孔的一侧内部同时设有环形的吸油腔和排油腔；所述吸油腔和排油腔与内流道定子上的每个柱塞孔之间分别连通有吸油通道和排油通道；同时每个吸油通道中均安装有吸油单向阀，每个排油通道中均安装有排油单向阀；位于外流道定子的柱塞孔的吸油通道和排油通道单独与后端盖上的竖直延伸的环形吸排油腔连通；安装在外流道定子上的高速数字开关阀阀口一端与外流道定子上的柱塞腔连通，另一端单独与位于后端盖的吸油腔连通。 4.根据权利要求3所述的一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，其特征在于：所述后内曲线转子上设有外等加速等减速曲线回程导轨和内等加速等减速曲线回程导轨，前内曲线转子上则分别开设有外等加速等减速曲线导轨、外等加速等减速曲线回程导轨、内等加速等减速曲线导轨和内等加速等减速曲线回程导轨，内等加速等减速曲线导轨和外等加速等减速曲线导轨呈交错布置，对应等加速等减速曲线运动规律相反。 5.根据权利要求1所述的一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，其特征在于：后端盖的吸油腔流道内安装有压力传感器；同时外流道定子的柱塞腔内也安装有压力传感器，与外流道定子内的高速数字开关阀流道、吸油单向阀流道、柱塞腔流道形成十字形流道；外流道定子的排油单向阀安装在垂直于十字形流道平面的排油腔流道内。 6.一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵的试验方法，其特征在于：应用于如权利要求1-5任一项所述的一种内曲线多作用变量径向柱塞试验泵平台，该方法包括：受原动机驱动，在前圆锥滚子轴承和后圆锥滚子轴承支撑作用下，传动轴发生旋转运动；内曲线转子随着传动轴一起发生旋转运动，驱使与柱塞安装在一起的滚柱分别在内、外等加速等减速曲线导轨和回程导轨上发生滚动，使得柱塞在内流道定子和外流道定子的柱塞孔中执行周期性的往复运动；在内等加速等减速曲线导轨和外等加速等减速曲线导轨的强迫驱使下，柱塞执行进程排油工作行程，此时柱塞腔容积减小，在内曲线转子内缘开设的内等加速等减速曲线回程导轨和外等加速等减速曲线回程导轨的强制回程作用下，完成前冲工作行程的柱塞随即执行回程吸油行程，此时柱塞腔容积增大；当柱塞腔容积增大时，柱塞腔内部形成局部负压，此时吸油单向阀的阀口在外部大气压与柱塞腔内部负压之间的压差作用下打开，低压油经泵的吸油口与吸油腔，通过吸油单向阀被吸入至柱塞腔中，当柱塞腔容积减小时，柱塞腔内部的液压油受到挤压作用压力升高，从而关闭吸油单向阀；当柱塞腔内部的液压油压力升高到大于或等于泵出口的负载压力与排油单向阀开启压力之和时，排油单向阀被打开，高压油随之从柱塞腔经泵的排油腔与排油口压排输送至负载回路中；内曲线转子每旋转一周，柱塞完成多次的往复运动，实现多次的吸排油，随着内曲线转子在传动轴的不断驱动旋转作用下，呈径向放射状安装在内流道定子中的多个柱塞和单独安装在外流道定子中的柱塞将不断的执行往复运动进行吸排油，从而实现泵的吸入低压油和排出高压油的功能；角度编码器实时监测传动轴的旋转角度并输出数字编码信号，通过数字编码信号实时控制高速数字开关阀的启闭，当高速数字开关阀断电不起作用时，泵的吸排油功能由吸油单向阀和排油单向阀完成，外流道定子中的柱塞完全模拟内流道定子中的柱塞运动情况，此时泵可用作定量泵使用；研究高速数字开关阀对于单柱塞配流的压力和排量的影响，当高速数字开关阀接受数字编码信号通电，驱动高速数字开关阀的阀口打开，在柱塞腔容积减小柱塞进程排油行程中，柱塞腔内的液压油将通过打开的高速数字开关阀的阀口被返回至泵的吸油腔中，对外表现为该柱塞腔压排高压油功能失效，泵的排油口输出的高压油流量减小，也即单个柱塞腔的排量和压力被调节到更小等级，通过安装在柱塞腔内部的压力传感器和吸油腔和高速数字开关阀之间的压力传感器实时监测压力变化，同时在排油口与蓄能器之间的油路上，流量传感器实时监测流量变化和压力传感器监测压力波动，通过蓄能器稳定流量和压力波动，使得整个柱塞泵输出稳定压力和流量至负载；根据角度编码器输出的数字编码信号，基于数字时序控制策略，控制改变柱塞腔的高速数字开关阀的通电断电状态和时序，完成对柱塞泵单柱塞的变排量和压力调节的试验性研究，从而得到具有普遍性的控制策略的规律，推广到对多柱塞的压力和排量控制策略的研究，进而实现对整个泵的输出流量和压力的控制策略。