一种径向柱塞液压装置

技术领域

本发明属于液压传动技术领域，具体而言，涉及一种径向柱塞液压装置。

背景技术

径向柱塞液压装置是液压系统中极其重要的执行元件，广泛应用在工程机械、军工机械、建筑机械、矿山机械等领域，径向柱塞液压装置的主要配流方式分为：轴配流、端面配流、阀配流三种，而在先导压力控制的阀配流技术中，阀芯的响应问题直接影响着径向柱塞液压装置的性能。

在先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置中，一个柱塞腔连接两个座阀，一个阀用于柱塞腔进油，一个阀用于柱塞腔出油；理想情况下是当一个阀开启时，另一个阀处于关闭状态，但由于阀芯开启与关闭的延迟性，两阀芯切换时会出现两个阀芯同时打开的状态，这一阶段将产生较大的油液泄漏与冲击振动，从而影响了径向柱塞液压装置的容积效率与运行平稳性。现有的轴向柱塞液压装置中减振降噪方法主要分为降低激振源强度和阻断激振源传播两类，而在降低激振源强度方面主要有开设阻尼槽(孔)、单向阀、调整错配角、转位角、闭死容积、交错角、预压缩容积等方法，通过这些技术手段使柱塞内的低压油液升压，降低柱塞腔内油液与出口油液的压力差，使柱塞腔油液与出口负载相连时压差不至于过大，从而达到减振降噪的目的。目前的这些技术手段都是配流装置的配流窗口直接与柱塞腔相连，而采用先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置是一种二级配流装置，主级为座阀配流，得益于座阀密封性好，配流装置的配流窗口只控制座阀的开闭而不与柱塞腔相连，故上述方法并不适用于先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置的减振降噪。

发明内容

本发明公开了一种径向柱塞液压装置，旨在改善现有径向柱塞液压装置由于阀芯开启与关闭的延迟性，导致配流状态切换时会出现两个阀芯同时打开的状态，并产生较大的油液泄漏与冲击振动，从而影响了径向柱塞液压装置的容积效率与运行平稳性的问题。

本发明采用了如下方案：

本发明提供了一种径向柱塞液压装置，包括偏心主轴、汇流盘、二通插装阀、液控单向阀，其中，所述汇流盘内包括有第一控制油路、第二控制油路，所述第一控制油路连通所述二通插装阀，且所述二通插装阀配置为在高压下关闭，在低压下导通；所述第二控制油路连通液控单向阀，且所述液控单向阀配置为在高压下导通，在低压下关闭；还包括与所述偏心主轴连接的配流件，所述配流件包括第一高压配流窗口、第一低压配流窗口、第二高压配流窗口、第二低压配流窗口、高压油孔、低压油孔；其中，

所述第一高压配流窗口、第一低压配流窗口通过所述第一控制油路与所述二通插装阀的控制腔交替相通，且所述高压油孔与高压总口、所述第一高压配流窗口、第二高压配流窗口相连通；

所述第二高压配流窗口、第二低压配流窗口通过所述第二控制油路与所述液控单向阀的控制腔交替相通，所述低压油孔与低压总口、所述第一低压配流窗口、第二低压配流窗口相连通；

所述配流件适于跟随所述偏心主轴转动，且配置为能通过控制所述第一高压配流窗口与第一低压配流窗口提前/延迟连通所述第一控制油路，或者通过控制所述第二高压配流窗口与第二低压配流窗口提前/延迟连通所述第二控制油路，以使得在所述二通插装阀开启时，所述液控单向阀关闭或者在所述二通插装阀关闭时，液控单向阀开启。

进一步地，所述配流件为与所述偏心主轴传动连接的配流轴，所述配流轴上还包括有高压环槽和低压环槽，所述第一高压配流窗口、第一低压配流窗口、第二高压配流窗口、第二低压配流窗口环设在所述配流轴上；所述高压环槽连接至所述高压总口，且连通所述高压油孔，所述低压环槽连通至所述低压总口，且连通所述低压油孔。

进一步地，所述第一高压配流窗口、第一低压配流窗口、第二高压配流窗口、第二低压配流窗口为圆弧形，并定义所述第一高压配流窗口的跨度角为β

进一步地，β

进一步地，β

进一步地，所述二通插装阀与所述第一高压配流窗口之间存在偏转角θ

θ

其中，n为配流轴的转速，t

同时，所述液控单向阀与所述第二低压配流窗口之间存在偏转角θ

θ

其中，n为配流轴的转速，t

进一步地，β

进一步地，所述第一高压配流窗口与第一低压配流窗口之间以及所述第二高压配流窗口与第二低压配流窗口之间均存在转角α，且满足

进一步地，所述第一控制油路与所述第二控制油路在所述配流轴上的连线与所述配流轴的中心轴线平行。

进一步地，所述配流件为与所述偏心主轴传动连接的配流盘，所述配流盘上包括有与所述二通插装阀连接的第一组腰型槽以及用于与所述液控单向阀连接的第二组腰型槽，其中，所述第一组腰型槽包括所述第一高压配流窗口以及第一低压配流窗口，所述第二组腰型槽包括所述第二高压配流窗口以及第二低压配流窗口。

有益效果：

本发明中，该配流轴属于一种二级配流轴，主油路为柱塞对应的两个座阀，通过先导级的配流轴控制二通插装阀与液控单向阀的控制腔进而控制二通插装阀与液控单向阀的开启与关闭，且主油路与先导油路相隔开来，先导油路为小流量，可减少油液泄漏，相较于一级配流轴具有更高的容积效率与输出扭矩；通过调整配流件的高低压窗口的跨度角和偏转角，可控制二通插装阀与液控单向阀的开启与关闭时机，避免二通插装阀与液控单向阀同时开启导致油液泄漏严重的现象出现，可很大程度上提升径向柱塞液压装置的容积效率与缓解冲击振动。

附图说明

图1为本发明实施例降低先导压力控制配流液压泵马达压力冲击的装置轴测示意图。

图2为本发明实施例先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置轴向剖视示意图。

图3为图2的局部放大示意图。

图4为本发明实施例降低先导压力控制配流液压泵马达压力冲击的装置轴向剖视示意图。

图5为图4的A-A剖视示意图。

图6图4的B-B剖视示意图。

图7为本发明实施例先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置工作原理图。

图8为本发明实施例一降低先导压力控制配流液压泵马达压力冲击的装置工作原理图。

图9为本发明实施例一先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置阀芯位移随时间变化关系示意图。

图10为本发明实施例二降低先导压力控制配流液压泵马达压力冲击的装置工作原理图。

图11为本发明实施例二先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置阀芯位移随时间变化关系示意图。

图12为本发明实施例三降低先导压力控制配流液压泵马达压力冲击的装置工作原理图。

附图标记：偏心主轴1、汇流盘2、配流轴3、液控单向阀4、二通插装阀5、第一低压配流窗口6、高压环槽7、第二低压配流窗口8、密封装置9、轴承10、第二高压配流窗口11、第二控制油路12、低压环槽13、第一控制油路14、第一高压配流窗口15、低压油孔16、高压油孔17。

具体实施方式

实施例1

结合图1至如图4所示，本实施例提供本发明提供了一种径向柱塞液压装置，包括偏心主轴1、汇流盘2、二通插装阀5、液控单向阀4，其中，所述汇流盘2内包括有第一控制油路14、第二控制油路12，所述第一控制油路14连通所述二通插装阀5，且所述二通插装阀5配置为在高压下关闭，在低压下导通；所述第二控制油路12连通液控单向阀4，且所述液控单向阀4配置为在高压下导通，在低压下关闭；还包括与所述偏心主轴1连接的配流件，所述配流件包括第一高压配流窗口15、第一低压配流窗口6、第二高压配流窗口11、第二低压配流窗口8、高压油孔17、低压油孔16；其中，

所述第一高压配流窗口15、第一低压配流窗口6通过所述第一控制油路14与所述二通插装阀5的控制腔交替相通，且所述高压油孔17与高压总口、所述第一高压配流窗口15、第二高压配流窗口11相连通；

所述第二高压配流窗口11、第二低压配流窗口8通过所述第二控制油路12与所述液控单向阀4的控制腔交替相通，所述低压油孔16与低压总口、所述第一低压配流窗口6、第二低压配流窗口8相连通；

所述配流件适于跟随所述偏心主轴1转动，且配置为能通过控制所述第一高压配流窗口15与第一低压配流窗口6提前/延迟连通所述第一控制油路14，或者通过控制所述第二高压配流窗口11与第二低压配流窗口8提前/延迟连通所述第二控制油路12，以使得在所述二通插装阀5开启时，所述液控单向阀4关闭或者在所述二通插装阀5关闭时，液控单向阀4开启。

本实施例中，所述径向柱塞液压装置包括壳体、汇流盘2、柱塞组件，所述柱塞组件安装在所述壳体的柱塞腔内，汇流盘2内设置有第一控制油路14、第二控制油路12。这里汇流盘2、柱塞腔、壳体的结构可以参考公开号为CN116378892B的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法。本实施例中，以壳体具有五个柱塞腔为例进行说明。每个所述柱塞腔连接有一个二通插装阀5和一个液控单向阀4，且所述二通插装阀5通过第一控制油路14连接至所述配流件，所述液控单向阀4通过第二控制油路12连接至所述配流件。所述二通插装阀5配置为在高压下关闭，在低压下导通；所述液控单向阀4配置为在高压下导通，在低压下关闭；这里所述二通插装阀5与液控单向阀4的结构也可以参考公开号为CN116378892B的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法。

本实施例中，通过偏心主轴1可以带动所述配流件转动，从而通过控制配流件的转动控制第一控制油路14与第二控制油路12在高压与低压之间切换，进而控制所述二通插装阀5与液控单向阀4的开闭。

结合图1至图6所示，本实施例中，所述配流件以配流轴3为例进行说明。所述配流轴3一端与偏心主轴1插装连接，另一端通过轴承10固定；所述配流轴3上开有四个不同弧长的配流窗口、高压油孔17、低压油孔16、与高压总口相通的高压环槽7、与低压总口相通的低压环槽13；所述配流窗口分别为第一高压配流窗口15、第一低压配流窗口6、第二高压配流窗口11、第二低压配流窗口8，其中，第一高压配流窗口15、第一低压配流窗口6通过第一控制油路14与二通插装阀5的控制腔交替相通，所述第二高压配流窗口11、第二低压配流窗口8通过第二控制油路12与液控单向阀4的控制腔交替相通，所述高压环槽7与高压总口相通，所述低压环槽13与低压总口相通；所述高压油孔17与所述第一高压配流窗口15、高压环槽7、第二高压配流窗口11相连通，所述低压油孔16与所述第一低压配流窗口6，低压环槽13、第二低压配流窗口8相连通；这里所述配流窗口、高压环槽7、低压环槽13之间通过密封装置9隔开，防止油液泄露。

结合图5和图6所示，所述第一高压配流窗口15、第一低压配流窗口6、第二高压配流窗口11、第二低压配流窗口8为圆弧形，并定义所述第一高压配流窗口15的跨度角为β

这里定义所述二通插装阀5与所述第一高压配流窗口15之间存在偏转角θ

θ

其中，n为配流轴3的转速，t

同时，定义所述液控单向阀4与所述第二低压配流窗口8之间存在偏转角θ

θ

其中，n为配流轴3的转速，t

这里通过所述θ

图7是本实施例中通过先导压力控制阀配流的径向柱塞液压装置配流原理图(未调整跨度角和偏转角)，目前处于马达的工作状态，柱塞腔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ分别连接一个二通插装阀5、一个液控单向阀4，二通插装阀5用于柱塞腔进油，液控单向阀4用于柱塞腔出油，两阀的开闭由先导级的配流轴3控制，根据图7柱塞和配流轴3目前的空间位置可以得出，柱塞Ⅰ、Ⅱ处于出油状态，柱塞Ⅲ、Ⅳ处于进油状态，柱塞Ⅴ处于下底位，随着配流轴3和偏心主轴1一起顺时针转动，两阀的控制腔同时进入高压状态，根据二通插装阀5高压下关闭，液控单向阀4高压下导通的特性，二通插装阀5(戊)开始关闭，液控单向阀4(癸)开始打开，柱塞Ⅴ从进油状态经下底位后变为出油状态，在未调整配流窗口的跨度角和偏转角的情况下，柱塞Ⅴ对应的两阀的阀芯位移随时间变化如图9上半部分，由于两阀开启与关闭的延迟性，会存在两阀芯同时开启的一个阶段，如图9上半部分图的交叠部分，这一阶段会产生一定的油液泄漏与冲击振动，导致容积效率低与输出转矩波动大。

如图8所示，通过调整配流轴3的高低压配流窗口的跨度角和偏转角，使得第一高压配流窗口15跨度角β

实施例2

如图10所示，在本实施例中，调整配流轴3的高低压配流窗口的跨度角和偏转角，使得第一高压配流窗口15跨度角β

实施例3

如图12所示，本实施例中，所述配流件为与所述偏心主轴1传动连接的配流盘，所述配流盘上包括有与所述二通插装阀5连接的第一组腰型槽以及用于与所述液控单向阀连接的第二组腰型槽，其中，所述第一组腰型槽包括所述第一高压配流窗口15以及第一低压配流窗口6，所述第二组腰型槽包括所述第二高压配流窗口11以及第二低压配流窗口8。其中，第一组腰型槽控制二通插装阀5的开闭，第二组腰型槽控制液控单向阀4的开闭，调整两组腰型槽的长短，使得第一组腰型槽的第一高压配流窗口15略长于第一组腰型槽的第一低压配流窗口6，第二组腰型槽的第二高压配流窗口11略短于第二组腰型槽的第二低压配流窗口8，随着配流盘随偏心主轴1顺时针转动，液控单向阀4的控制腔比二通插装阀5的控制腔延迟6°进入高压配流窗口，液控单向阀4的控制腔比二通插装阀5的控制腔提前10°进入低压配流窗口，得到的效果对应于图9下半部分，根据二通插装阀5在低压下导通、液控单向阀4在高压下导通的特性，二通插装阀5提前关闭，液控单向阀4提前关闭，液控单向阀4在二通插装阀5完全关闭后再开启，二通插装阀5在液控单向阀4在完全关闭后再开启，这样就避免了两阀同时开启导致油液严重泄漏的现象出现，很大程度上提升了径向柱塞液压装置的容积效率与缓解冲击振动。

应当理解的是：以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

上面对实施方式中所使用的附图介绍仅示出了本发明的某些实施例，不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。