CN100389259C

CN100389259C - 曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构

Info

Publication number: CN100389259C
Application number: CNB2006100232269A
Authority: CN
Inventors: 施光林; 李勇
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Zhenjiang Dali Hydraulic Component Co., Ltd.
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-01-12
Also published as: CN1800634A

Abstract

一种机械工程技术领域的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构。本发明中，旋转盘密封环设在旋转盘密封槽内，旋转盘锥销插在旋转盘锥销孔上，旋转盘与液压马达的偏心轴固联，两位三通高速电磁开关阀与配流体的五个油孔对应设在配流体上，配流体与液压马达本体相连，配流体的五个油孔和液压马达本体的五个流道对齐连通，电感式接近开关设在检测盘上，检测盘被端盖压在配流体上，端盖与配流体固联，电子控制单元设在端盖上。本发明将曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的配流方式由位置控制转变成时间控制，结构简单，机械加工容易，具有极高的容积效率和机械效率，节约能耗，增大了灵活性和应用范围。

Description

曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构

技术领域

本发明涉及的是一种机械工程技术领域的机构，具体地说，是一种曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构。

背景技术

目前，曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的配流方式分为两种，一种是径向轴配流机构，实质上属位置控制配流方式。因此，保持配流轴和配流体间应有的相对位置关系就十分关键。另外，为保证配流轴在配流体内可靠和稳定的转动，减少机械磨损和轴向、径向泄漏，配流轴的径向力完全平衡设计和密封结构的设计就尤为重要。也正因为此，现有径向轴配流机构的结构都非常复杂，尺寸要求精度高，机械加工难度大。径向轴配流机构的最大缺点就是当配流轴磨损后，摩擦副密封间隙不能补偿，泄漏损失增加，液压马达自锁能力低。另一种是端面配流机构，端面配流机构的主要问题是：分离力随马达转角变化幅度大；作用在配流盘上的压紧力与分离力不同心，形成倾覆力矩，导致配流盘倾侧，使配流盘不均匀磨损并增大泄漏，摩擦损失和泄漏损失亦增大。另外，端面配流机构的结构也非常复杂，对其中的配流盘的尺寸和机械加工要求都比较高。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号CN2221111Y，公开日为1996年2月28日，该专利名称为：新型阀配流式高压轴向柱塞泵，该专利无法直接应用在曲轴连杆式低速大扭矩液压马达上，因为曲轴连杆式低速大扭矩液压马达是径向柱塞液压马达。中国专利公开号CN2361871Y，公开日为2000年2月2日，该专利名称为：阀配流式滚轮柱塞泵，此柱塞泵以组合偏心轴代替常用的曲轴，以滚轮代替常用的连杆，不再是曲轴连杆式结构，该专利无法直接应用在曲轴连杆式低速大扭矩液压马达上。

在进一步的文献检索中，尚未发现与本发明主题“曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构”相同或者类似的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构。使其将柴油机共轨式电控燃油喷射系统的这一时间控制配流式原理应用于曲轴连杆式低速大扭矩液压马达，集成电子控制技术、现代传感检测技术以及高速开关阀技术来设计一种电控阀配流机构，从而使曲轴连杆式低速大扭矩液压马达由位置控制配流方式转变成时间控制配流方式，从根本上克服位置控制配流方式的固有缺点和提高液压马达的控制与调节特性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：一号到十号电感式接近开关、旋转盘锥销、一号到五号两位三通高速电磁开关阀、电子控制单元(ECU)、旋转盘、旋转盘密封环、配流体、端盖、检测盘。

旋转盘密封环安装在旋转盘密封槽内，旋转盘锥销插在旋转盘锥销孔上，旋转盘由定位销定位通过螺钉与液压马达的偏心轴固联；五个两位三通高速电磁开关阀与配流体的五个油孔对应安装在配流体上，配流体通过螺钉与液压马达本体相连，配流体的五个油孔和液压马达本体的五个流道对齐连通；十个电感式接近开关安装在检测盘上，检测盘由定位销与端盖定位并被端盖压在配流体上；端盖通过螺钉与配流体固联；电子控制单元(ECU)安装在端盖上，接收来自十个电感式接近开关的检测信号和向五个两位三通高速电磁开关阀发出控制信号。

所述的旋转盘在圆周方向设有一道密封槽，在中心设有螺钉孔，在朝向偏心轴方向设有一个定位销孔，在朝向检测盘方向设有锥销孔，旋转盘螺钉孔、旋转盘定位销孔和旋转盘锥销孔的轴线在同一平面内，装配后旋转盘中心和旋转盘锥销中心连线与偏心轴的最大偏心方向OO₁一致。旋转盘与配流体内表面为间隙密封。

所述的旋转盘密封环可选择聚四氟乙烯等摩擦系数小的材料，以减少摩擦产生的机械损失。

所述的检测盘上设有十个周向均布的电感式接近开关安装孔，在朝向端盖方向设有两个检测盘定位销孔，通过端盖安装定位后使得液压马达本体的柱塞腔轴线的投影通过检测盘中心和一号、十号电感式接近开关安装孔中心连线的中点。

所述的两位三通高速电磁开关阀在没有电信号时，A口和O口连通，有电信号时，A口和P口连通。

所述的端盖中心设有通孔，可通过十个电感式接近开关的导线，设有两个定位销孔以安装定位两个检测盘定位销，设有若干个螺钉孔以安装端盖螺钉。

所述的配流体上设有五个两位三通高速电磁开关阀的安装孔，五个安装孔的A口与配流体的五个油孔对齐连通，设有一个P流道与五个安装孔的P口对齐连通，设有一个O流道与五个安装孔的O口对齐连通，设有若干个端盖螺钉孔和若干个配流体螺钉孔以安装端盖螺钉和配流体螺钉。

所述的配流体上的P流道和O流道与供油系统的高压进油和低压回油分别连通。

在曲轴连杆式低速大扭矩液压马达偏心轴旋转一周的过程中，最大偏心方向的连线OO₁与某一柱塞腔轴线同向时，对应柱塞腔的柱塞处于上死点位置，最大偏心方向的连线OO₁与某一柱塞腔轴线反向时，对应柱塞腔的柱塞处于下死点位置，这两个位置是传统的采用位置控制式配流方式的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的对应柱塞腔进行液压油高低压切换的位置，本发明用十个电感式接近开关捕捉偏心轴转动的位置信号，转变成检测信号传送到电子控制单元(ECU)，由电子控制单元(ECU)将控制信号传送到五个两位三通高速电磁开关阀，通过控制五个两位三通高速电磁开关阀的通断时间来控制对应的五个柱塞腔的液压油的高低压进出，最终控制液压马达偏心轴的转动。

根据电感式接近开关的型号设定旋转盘和检测盘的间距，使旋转盘与偏心轴同步旋转一周的过程中，旋转盘锥销能够始终触发到电感式接近开关；根据电感式接近开关的型号均匀设定十个电感式接近开关间的间距，使旋转盘与偏心轴同步旋转一周的过程中，旋转盘锥销只能触发到一个电感式接近开关，电感式接近开关检测区域连续，但不重叠。

在液压马达启动或者转动换向时，可能会出现两个电感式接近开关同时发出检测信号的情况，由电子控制单元(ECU)确定按照较多柱塞腔高压进油的情况发出控制信号。

本发明的有益效果是：此电控阀配流机构集电子控制技术、现代传感检测技术以及先进的高速开关阀技术于一身，使曲轴连杆式低速大扭矩液压马达由位置控制配流方式转变成时间控制配流方式，结构简单，机械加工容易，具有极高的容积效率和机械效率，达到了节能目的，增大了灵活性和应用范围。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明局部放大示意图

图3为本发明结构剖面图

图中，一号到十号电感式接近开关1-10、旋转盘锥销11、一号到五号柱塞腔的编号为12-16、一号到五号两位三通高速电磁开关阀17-21、电子控制单元(ECU)22、供油系统23、液压马达本体24、偏心轴25、旋转盘26、旋转盘密封环27、配流体28、端盖29、检测盘30、

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明包括：一号到十号电感式接近开关1-10、旋转盘锥销11、一号到五号两位三通高速电磁开关阀17-21、电子控制单元(ECU)22、旋转盘26、旋转盘密封环27、配流体28、端盖29、检测盘30。

旋转盘密封环27安装在旋转盘26的密封槽内，旋转盘锥销11插在旋转盘26的锥销孔上，旋转盘26由定位销定位并通过螺钉与液压马达的偏心轴25固联；一号到五号两位三通高速电磁开关阀17-21与配流体28的五个油孔对应，安装在配流体28上，配流体28通过螺钉与液压马达本体24相连，配流体28的五个油孔和液压马达本体24的五个流道对齐连通；一号到十号电感式接近开关1-10安装在检测盘30上，检测盘30由两个定位销与端盖29定位并被端盖29压在配流体28上；端盖29通过螺钉与配流体28固联；电子控制单元(ECU)22安装在端盖29上，接收来自一号到十号电感式接近开关1-10的检测信号和向一号到五号两位三通高速电磁开关阀17-21发出控制信号。

所述的旋转盘26在圆周方向设有一道密封槽，在中心设有螺钉孔，在朝向偏心轴25方向设有一个定位销孔，在朝向检测盘30方向设有锥销孔，旋转盘26的螺钉孔、定位销孔和锥销孔的轴线在同一平面内，装配后旋转盘中心和旋转盘锥销11中心连线与偏心轴25的最大偏心方向OO₁一致。旋转盘26与配流体28内表面为间隙密封。

所述的旋转盘密封环27可选择聚四氟乙烯等摩擦系数小的材料，以减少摩擦产生的机械损失。

所述的检测盘30设有十个周向均布的电感式接近开关安装孔，在朝向端盖29方向设有两个定位销孔，通过端盖29安装定位后使得液压马达本体24的一号柱塞腔12轴线的投影通过检测盘30中心和一号电感式接近开关1、十号电感式接近开关10安装孔中心连线的中点。部件12-16是液压马达本体24的一号到五号柱塞腔。

所述的一号到五号两位三通高速电磁开关阀17-21在没有电信号时，A口和O口连通，有电信号时，A口和P口连通。

所述的端盖29中心设有通孔，可通过一号到十号电感式接近开关1-10的导线，设有两个定位销孔和若干个螺钉孔。

所述的配流体28设有五个两位三通高速电磁开关阀的安装孔，五个安装孔的A口与配流体28的五个油孔对齐连通，设有一个P流道与五个安装孔的P口对齐连通，设有一个O流道与五个安装孔的O口对齐连通，设有若干个端盖螺钉孔和若干个配流体螺钉孔。

所述的配流体28上的P流道和O流道与供油系统23的高压进油和低压回油分别连通。

如图1、图2所示，旋转盘26逆时针旋转一周的过程中，旋转盘锥销11依次触发一到十号电感式接近开关1-10，电子控制单元(ECU)22控制五个两位三通高速电磁开关阀17-21，工作过程如下：

一号电感式接近开关1触发时，一号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀17、20、21得电，一号、四号、五号柱塞腔12、15、16高压进油，二号、三号两位三通高速电磁开关阀18、19不得电，二号、三号柱塞腔13、14低压回油。

二号电感式接近开关2触发时，一号、五号两位三通高速电磁开关阀17、21得电，一号、五号柱塞腔12、16高压进油，二号、三号、四号两位三通高速电磁开关阀18、19、20不得电，二号、三号、四号柱塞腔13、14、15低压回油。

三号电感式接近开关3触发时，一号、二号、五号两位三通高速电磁开关阀17、18、21得电，一号、二号、五号柱塞腔12、13、16高压进油，三号、四号两位三通高速电磁开关阀19、20不得电，三号、四号柱塞腔14、15低压回油。

四号电感式接近开关4触发时，一号、二号两位三通高速电磁开关阀17、18得电，一号、二号柱塞腔12、13高压进油，三号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀19、20、21不得电，三号、四号、五号柱塞腔14、15、16低压回油。

五号电感式接近开关5触发时，一号、二号、三号两位三通高速电磁开关阀17、18、19得电，一号、二号、三号柱塞腔12、13、14高压进油，四号、五号两位三通高速电磁开关阀20、21不得电，四号、五号柱塞腔15、16低压回油。

六号电感式接近开关6触发时，二号、三号两位三通高速电磁开关阀18、19得电，二号、三号柱塞腔13、14高压进油，一号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀17、20、21不得电，一号、四号、五号柱塞腔12、15、16低压回油。

七号电感式接近开关7触发时，二号、三号、四号两位三通高速电磁开关阀18、19、20得电，二号、三号、四号柱塞腔13、14、15高压进油，一号、五号两位三通高速电磁开关阀17、21不得电，一号、五号柱塞腔12、16低压回油。

八号电感式接近开关8触发时，三号、四号两位三通高速电磁开关阀19、20得电，三号、四号柱塞腔14、15高压进油，一号、二号、五号两位三通高速电磁开关阀17、18、21不得电，一号、二号、五号柱塞腔12、13、16低压回油。

九号电感式接近开关9触发时，三号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀19、20、21得电，三号、四号、五号柱塞腔14、15、16高压进油，一号、二号两位三通高速电磁开关阀17、18不得电，一号、二号柱塞腔12、13低压回油。

十号电感式接近开关10触发时，四号、五号两位三通高速电磁开关阀20、21得电，四号、五号柱塞腔15、16高压进油，一号、二号、三号两位三通高速电磁开关阀17、18、19不得电，一号、二号、三号柱塞腔12、13、14低压回油。

旋转盘26顺时针旋转一周的过程中，旋转盘锥销11依次触发十到一号电感式接近开关10-1，电子控制单元(ECU)22控制五个两位三通高速电磁开关阀17-21工作过程如下：

十号电感式接近开关10触发时，一号、二号、三号两位三通高速电磁开关阀17、18、19得电，一号、二号、三号柱塞腔12、13、14高压进油，四号、五号两位三通高速电磁开关阀20、21不得电，四号、五号柱塞腔15、16低压回油。

九号电感式接近开关9触发时，一号、二号两位三通高速电磁开关阀17、18得电，一号、二号柱塞腔12、13高压进油，三号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀19、20、21不得电，三号、四号、五号柱塞腔14、15、16低压回油。

八号电感式接近开关8触发时，一号、二号、五号两位三通高速电磁开关阀17、18、21得电，一号、二号、五号柱塞腔12、13、16高压进油，三号、四号两位三通高速电磁开关阀19、20不得电，三号、四号柱塞腔14、15低压回油。

七号电感式接近开关7触发时，一号、五号两位三通高速电磁开关阀17、21得电，一号、五号柱塞腔12、16高压进油，二号、三号、四号两位三通高速电磁开关阀18、19、20不得电，二号、三号、四号柱塞腔13、14、15低压回油。

六号电感式接近开关6触发时，一号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀17、20、21得电，一号、四号、五号柱塞腔12、15、16高压进油，二号、三号两位三通高速电磁开关阀18、19不得电，二号、三号柱塞腔13、14低压回油。

五号电感式接近开关5触发时，四号、五号两位三通高速电磁开关阀20、21得电，四号、五号柱塞腔15、16高压进油，一号、二号、三号两位三通高速电磁开关阀17、18、19不得电，一号、二号、三号柱塞腔12、13、14低压回油。

四号电感式接近开关4触发时，三号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀19、20、21得电，三号、四号、五号柱塞腔14、15、16高压进油，一号、二号两位三通高速电磁开关阀17、18不得电，一号、二号柱塞腔12、13低压回油。

三号电感式接近开关3触发时，三号、四号两位三通高速电磁开关阀19、20得电，三号、四号柱塞腔14、15高压进油，一号、二号、五号两位三通高速电磁开关阀17、18、21不得电，一号、二号、五号柱塞腔12、13、16低压回油。

二号电感式接近开关2触发时，二号、三号、四号两位三通高速电磁开关阀18、19、20得电，二号、三号、四号柱塞腔13、14、15高压进油，一号、五号两位三通高速电磁开关阀17、21不得电，一号、五号柱塞腔12、16低压回油。

一号电感式接近开关1触发时，二号、三号两位三通高速电磁开关阀18、19得电，二号、三号柱塞腔13、14高压进油，一号、四号、五号两位三通高速电磁开关阀17、20、21不得电，一号、四号、五号柱塞腔12、15、16低压回油。

在液压马达工作时，根据偏心轴25顺时针或者逆时针转动的需要，由电子控制单元(ECU)22根据电感式接近开关1-10的检测信号按照前面叙述的顺序周而复始的控制五个两位三通高速电磁开关阀17-21工作。

Claims

1.一种曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，包括：十个电感式接近开关(1-10)、旋转盘锥销(11)、五个两位三通高速电磁开关阀(17-21)、电子控制单元(22)、旋转盘(26)、旋转盘密封环(27)、配流体(28)、端盖(29)、检测盘(30)，其特征在于：旋转盘密封环(27)设在旋转盘(26)的密封槽内，旋转盘锥销(11)插在旋转盘(26)的锥销孔上，旋转盘(26)由定位销定位并与液压马达本体(24)的偏心轴(25)固联，五个两位三通高速电磁开关阀(17-21)与配流体(28)的五个油孔对应，设置在配流体(28)上，配流体(28)与液压马达本体(24)相连，配流体(28)的五个油孔和液压马达本体(24)的五个流道对齐连通，十个电感式接近开关(1-10)设在检测盘(30)上，检测盘(30)由两个定位销与端盖(29)定位并被端盖(29)压在配流体(28)上，端盖(29)与配流体(28)固联，电子控制单元(22)设在端盖(29)上，接收来自十个电感式接近开关(1-10)的检测信号和向五个两位三通高速电磁开关阀(17-21)发出控制信号。

2.根据权利要求1所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的旋转盘(26)，在圆周方向设有一道密封槽，在中心设有螺钉孔，在朝向偏心轴(25)方向设有一个定位销孔，在朝向检测盘(30)方向设有锥销孔，螺钉孔、定位销孔和锥销孔的轴线在同一平面内，装配后旋转盘(26)中心和旋转盘锥销(11)中心连线与偏心轴(25)的最大偏心方向(OO₁)一致。

3.根据权利要求1或者2所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，旋转盘(26)与配流体(28)内表面为间隙密封。

4.根据权利要求1所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的检测盘(30)设有十个周向均布的电感式接近开关安装孔，在朝向端盖(29)方向设有两个定位销孔，通过端盖(29)安装定位后使得柱塞腔(12)轴线的投影通过检测盘(30)中心和一号电感式接近开关(1)、十号电感式接近开关(10)安装孔中心连线的中点。

5.根据权利要求1所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的五个两位三通高速电磁开关阀(17-21)在没有电信号时，A口和O口连通，有电信号时，A口和P口连通。

6.根据权利要求1所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的端盖(29)中心设有通孔，能通过十个电感式接近开关(1-10)的导线，并设有两个定位销孔以及若干个螺钉孔。

7.根据权利要求1所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的配流体(28)设有五个两位三通高速电磁开关阀的安装孔，五个安装孔的A口与配流体(28)的五个油孔对齐连通，设有一个P流道与五个安装孔的P口对齐连通，设有一个O流道五个安装孔的O口对齐连通，设有若干个端盖螺钉孔和若干个配流体螺钉孔。

8.根据权利要求1或者7所述的曲轴连杆式低速大扭矩液压马达电控阀配流机构，其特征是，所述的配流体(28)上的P流道和O流道与供油系统(23)的高压进油和低压回油分别连通。