專利名稱：柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓馬達(dá)配油機(jī)構(gòu)，更具體的說，是涉及一種柱塞式定量 液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件。
背景技術(shù)：
目前液壓馬達(dá)的配流方式中采用最多的是端面配流，而端面配流中所采用 的主要器件就是配油盤。配油盤類似一個(gè)板式閥，由帶兩個(gè)弧形("腰形")窗 口的平面貼合在開有配流孔的缸體端面，使得缸體和配油盤在垂直于馬達(dá)軸的 面上相對(duì)旋轉(zhuǎn)，配油盤上的窗口和缸體端面開孔的相對(duì)位置按一定規(guī)律安排， 以使處在供油或排油行程中的柱塞缸能交替與馬達(dá)體上的供，排油相通，并保 證各油腔之間的隔離和密封。由于配油盤與缸體之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此會(huì)相互磨 損形成端面間隙，液壓馬達(dá)的泄漏就主要來自配油盤與缸體之間的端面泄漏， 液壓馬達(dá)的端面泄漏成為目前限制液壓馬達(dá)工作壓力的主要障礙。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件。為了解決以上問題，本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。 一種柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件，包括柱塞，還包括配油閥組，所述配油閥組由前蓋板、閥板、后蓋板、高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥組成；所述高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均裝 在閥板上；所述閥板的一面設(shè)有前蓋板，另一面設(shè)有后蓋板；所述高速開關(guān)高 壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均由推桿、閥芯和彈簧組成，所述閥芯的一端 和推桿相連，閥芯上套有彈簧，推桿的一端裝設(shè)有高速開關(guān)電磁鐵；所述高速開關(guān)高壓供油閥的入口端與壓力油口相連，出口端與柱塞的柱塞 腔相連；所述高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的彈簧腔一端與柱塞的柱塞腔相連，另一端
與回油口相連；與每個(gè)柱塞腔連接的一對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/ 補(bǔ)油閥的啟閉狀態(tài)相反。作為一種改進(jìn)，所述推桿的一端穿過后蓋板，在推桿穿過的后蓋板的相應(yīng) 位置裝設(shè)有高速開關(guān)電磁鐵，用于控制推桿的運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是 (1 )本實(shí)用新型的閥控配油組件直接安裝在柱塞式定量液壓馬達(dá)柱塞缸體 端面上，代替配油盤，閥控配油組件與柱塞式定量液壓馬達(dá)柱塞缸體端面之間 沒有了相對(duì)滑動(dòng)，為柱塞式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓力成倍提高掃清了主要技術(shù)障礙。(2)當(dāng)負(fù)載扭矩較小的時(shí)候，其部分柱塞雖然處于吸油區(qū)，但仍然是從回 油口吸油的，而不需要把壓力油浪費(fèi)在額外的節(jié)流控制閥口上，因而節(jié)約了大 量的能耗。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型柱塞動(dòng)作流程示意圖。 圖3是本實(shí)用新型配油閥組結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1高速開關(guān)高壓供油閥、2高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥、3液壓馬達(dá)柱塞 缸體、4柱塞腔、5柱塞、6壓力油口、 7回油口、 8前蓋板、9閥板、10后蓋 板、11高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥彈簧腔、12高速開關(guān)高壓供油閥入口端、13高速 開關(guān)高壓供油閥出口端、14柱塞腔連接口。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖，下面對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本具體實(shí)施例中提供的一種柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組 件，包括柱塞，還包括配油閥組，所述配油閥組由前蓋板、閥板、后蓋板、高 速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥組成；所述高速開關(guān)高壓供油閥和高 速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均裝在閥板上；所述閥板的一面設(shè)有前蓋板，另一面設(shè)有后 蓋板；所述高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均由推桿、閥芯和彈簧 組成，所述閥芯的一端和推桿相連，閥芯上套有彈簧，推桿的一端裝設(shè)有高速 開關(guān)電磁鐵； 所述高速開關(guān)高壓供油閥的入口端與壓力油口相連，出口端與柱塞的柱塞 腔相連；所述高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的彈簧腔一端與柱塞的柱塞腔相連，另一端 與回油口相連；與每個(gè)柱塞腔連接的一對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/ 補(bǔ)油閥的啟閉狀態(tài)相反。所述推桿的一端穿過后蓋板，在推桿穿過的后蓋板的 相應(yīng)位置裝設(shè)有高速開關(guān)電磁鐵，用于控制推桿的運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，還提供了一種適用于本實(shí)用新型的變扭矩 控制方法，包括以下步驟(1) 高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥在其對(duì)應(yīng)的柱塞處于排油區(qū)的時(shí)候強(qiáng)行打開，使柱塞腔的油能夠順利返回回油口；高速開關(guān)高壓供油閥在其對(duì)應(yīng)的柱塞剛進(jìn) 入排油區(qū)和吸油區(qū)分界線時(shí)打開，柱塞腔從壓力油口獲得壓力油；(2) 控制高速開關(guān)高壓供油閥的開啟時(shí)間，使其覆蓋相應(yīng)柱塞的部分吸油 時(shí)間，使得相應(yīng)的柱塞在吸油階段，只有部分時(shí)間壓力油可以通過高速開關(guān)高 壓供油閥進(jìn)入液壓馬達(dá)的柱塞油腔，推動(dòng)柱塞做功；吸油階段的其余時(shí)間柱塞油腔均通過與回油口相通的高速開關(guān)排油/補(bǔ)油 閥，直接從回油口吸油，補(bǔ)充柱塞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的空腔，但不會(huì)推動(dòng)柱塞做功，確 保液壓馬達(dá)的平均輸出扭矩與高速開關(guān)高壓供油閥開啟時(shí)間段內(nèi)柱塞的位移在 整個(gè)柱塞吸油行程中的占空比成正比；(3) 通過對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥開啟時(shí)間段內(nèi)柱塞的位移在整個(gè)柱塞吸油 行程中占空比的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，輸出與占空比成正比的平均扭矩，實(shí)現(xiàn)了對(duì)柱塞式 定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩配油閥組的變扭矩控制；占空比與平均扭矩之間的關(guān) 系為占空比-X開X 2n=T/(D X P X ri機(jī)X r| w)，其中Xff為高速開關(guān)高壓供油閥開啟時(shí)間段內(nèi)的柱塞位移，n為柱塞式定 量液壓馬達(dá)輸出軸的轉(zhuǎn)速，T為需要獲得的平均扭矩，D為柱塞式定量液壓馬達(dá) 的排量，P為壓力油口的壓力，T^為柱塞式定量液壓馬達(dá)的機(jī)械效率，，為配 油閥組控制柱塞腔的效率。所述排油區(qū)是柱塞回程、柱塞腔容積減小時(shí)所處的區(qū)域，所述吸油區(qū)是柱 塞進(jìn)程、柱塞腔容積增加時(shí)所處的區(qū)域。當(dāng)柱塞處于吸油區(qū)之外的時(shí)候，高速 開關(guān)高壓供油閥處于關(guān)閉狀態(tài)，造成柱塞腔的瞬時(shí)吸空，回油口壓力自動(dòng)推開 高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥，繼續(xù)向柱塞腔供油，確保柱塞腔的順利吸油。各柱塞腔
的吸、排油周期與柱塞式定量液壓馬達(dá)輸出軸的旋轉(zhuǎn)同步，每一對(duì)高速開關(guān)高 壓供油閥、高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥與柱塞式定量液壓馬達(dá)輸出軸的旋轉(zhuǎn)同步地輪 流開關(guān)。本實(shí)施例中的柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件由與柱塞式定 量液壓馬達(dá)柱塞數(shù)量相等的高速開關(guān)高壓供油閥，以及與液壓馬達(dá)柱塞數(shù)量相 等的高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥組成，液壓馬達(dá)的每一個(gè)柱塞都分別由一對(duì)啟閉狀態(tài) 正好相反的高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥控制，取代了傳統(tǒng)液壓 馬達(dá)中的配油盤。本實(shí)用新型對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥進(jìn) 行了 一體化設(shè)計(jì)形成配油閥組。當(dāng)柱塞處于排油區(qū)時(shí)(柱塞回程，柱塞腔容積減小)，高速開關(guān)高壓供油 閥在彈簧力和液壓力的作用下關(guān)閉，而高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥在高速開關(guān)電磁鐵 的作用下打開，使柱塞腔的油通過前蓋板與閥板之間的通道流回回油口；當(dāng)柱 塞處于吸油區(qū)時(shí)(柱塞進(jìn)程，柱塞腔容積增加)，高速開關(guān)高壓供油閥在高速 開關(guān)電磁鐵的作用下打開，壓力油從壓力油口進(jìn)入柱塞腔，但打開時(shí)間可控； 當(dāng)柱塞處于吸油區(qū)之外的時(shí)候，高速開關(guān)高壓供油閥并不打開，由此造成了柱 塞腔的瞬時(shí)吸空，在回油口壓力的作用下，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥打開，向柱塞 腔供油，確保柱塞腔的順利吸油。為保證馬達(dá)正常工作，回油口仍然要有一定 的壓力。結(jié)合附圖2，當(dāng)柱塞處于狀態(tài)l時(shí)，高速開關(guān)高壓供油閥在彈簧力和液壓力 作用下關(guān)閉，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥強(qiáng)行打開，柱塞向回油口順利排油；當(dāng)柱塞 處于狀態(tài)2時(shí)，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥強(qiáng)行關(guān)閉，柱塞腔壓力上升；當(dāng)柱塞處于 狀態(tài)3時(shí)，高速開關(guān)高壓供油閥強(qiáng)行打開，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥仍然處于關(guān)閉 狀態(tài)，柱塞腔升壓吸油；當(dāng)柱塞處于狀態(tài)4時(shí)，高速開關(guān)高壓供油閥關(guān)閉，高速 開關(guān)排油/補(bǔ)油閥仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力推動(dòng)柱塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)柱塞處于狀態(tài) 5時(shí)，柱塞腔壓力降低，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥在回油口壓力作用下打開，柱塞 從回油口吸油；當(dāng)柱塞處于狀態(tài)6時(shí)，高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥強(qiáng)行打開，保證柱 塞從回油口順利吸油。通過對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥開啟時(shí)間在整個(gè)柱塞吸油時(shí)間中占空比的實(shí)時(shí) 調(diào)節(jié)，輸出與占空比成正比的平均扭矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭 矩配油閥組的變扭矩控制。
另外，為了更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，本實(shí)用新型所述的柱塞腔容積要盡可 能小，甚至為它專門定制集兩個(gè)閥與柱塞于一體的組件。最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然， 本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能 從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用 新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件，包括柱塞，其特征在于，還包括配油閥組，所述配油閥組由前蓋板、閥板、后蓋板、高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥組成；所述高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均裝在閥板上；所述閥板的一面設(shè)有前蓋板，另一面設(shè)有后蓋板；所述高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥均由推桿、閥芯和彈簧組成，所述閥芯的一端和推桿相連，閥芯上套有彈簧，推桿的一端裝設(shè)有高速開關(guān)電磁鐵；所述高速開關(guān)高壓供油閥的入口端與壓力油口相連，出口端與柱塞的柱塞腔相連；所述高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的彈簧腔一端與柱塞的柱塞腔相連，另一端與回油口相連；與每個(gè)柱塞腔連接的一對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的啟閉狀態(tài)相反。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件， 其特征在于，所述推桿的一端穿過后蓋板，在推桿穿過的后蓋板的相應(yīng)位置裝 設(shè)有高速開關(guān)電磁鐵，用于控制推桿的運(yùn)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及液壓馬達(dá)配油機(jī)構(gòu)，旨在提供一種柱塞式定量液壓馬達(dá)開關(guān)變扭矩閥控配油組件。該組件包括柱塞和配油閥組，配油閥組由前蓋板、閥板、后蓋板、高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥組成；高速開關(guān)高壓供油閥的入口端與壓力油口相連，出口端與柱塞的柱塞腔相連；高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的彈簧腔一端與柱塞的柱塞腔相連，另一端與回油口相連；與每個(gè)柱塞腔連接的一對(duì)高速開關(guān)高壓供油閥和高速開關(guān)排油/補(bǔ)油閥的啟閉狀態(tài)相反。本實(shí)用新型的閥控配油組件直接安裝在液壓馬達(dá)柱塞缸體端面上，代替配油盤，閥控配油組件與液壓馬達(dá)柱塞缸體端面之間沒有了相對(duì)滑動(dòng)，為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)壓力成倍提高掃清了主要技術(shù)障礙。
文檔編號(hào)F04B49/00GK201080911SQ20072011065
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者曹建偉, 李世倫, 峰 王, 顧臨怡 申請(qǐng)人:浙江大學(xué);杭州慧翔電液技術(shù)開發(fā)有限公司