CN103671330A - 液压斜轴马达变量控制机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，包括马达盖，马达盖内设有滑杆，滑杆的一端与活塞连接，滑杆的另一端通过第三弹簧与第一弹簧座的一端连接，第一弹簧座的另一端设于电磁阀块内与阀芯的一端连接，阀芯设于阀套内，阀套设于电磁阀块内，电磁阀块的侧面设有调节螺杆，电磁阀块与电磁阀连接，马达盖内通过第二弹簧与第二弹簧座的一端连接，第二弹簧座的另一端通过第一弹簧与第一弹簧座的底座连接。本发明具有反应灵敏、控制平稳、能实现排量无级变化等特点。

Description

液压斜轴马达变量控制机构

技术领域

本发明涉及一种液压斜轴马达变量控制机构，适用于机械行走驱动和工业装置驱动，属于液压马达技术领域。

背景技术

市场上现有的一些斜轴马达多数为定量马达，一些变量斜轴马达多为有级变量，不能够实现排量无级变化控制或者是变量控制不稳定。由于马达的工作环境变化复杂，随着现在社会对节能环保要求越来越高，所以液压马达也应能够有着良好的变量控制特性，以适应不断变化的环境要求，节能减排、提高效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供了一种反应灵敏、控制平稳、实现排量无级变化的液压斜轴马达变量控制机构，解决了变量斜轴马达不能够实现排量无级变化控制或者是变量控制不稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，包括马达盖，马达盖内设有滑杆，滑杆的一端与活塞连接，滑杆的另一端通过第三弹簧与第一弹簧座的一端连接，第一弹簧座的另一端设于电磁阀块内与阀芯的一端连接，阀芯设于阀套内，阀套设于电磁阀块内，电磁阀块的侧面设有调节螺杆，电磁阀块与电磁阀连接，马达盖内通过第二弹簧与第二弹簧座的一端连接，第二弹簧座的另一端通过第一弹簧与第一弹簧座的底座连接。

优选地，所述的马达盖上设有单向节流阀，单向节流阀与电磁阀块内的第一腔体连接。

优选地，所述的第一腔体与滑杆一侧的小腔接通。

优选地，所述电磁阀块内的第二腔体通过马达盖内的通道与滑杆上面的大腔连接。

优选地，当所述电磁阀为不通电或电流不足时，阀芯不动，第二腔体和滑杆的大腔不接通；当所述电磁阀的通电电流到达一定值时，阀芯移动，使得第二腔体和滑杆的大腔接通。

优选地，所述的通电电流为150～250mA。

优选地，所述阀芯与阀套的开口大小与大腔的压力大小成正比，电磁力大小与其开口大小成正比。

优选地，所述的阀芯底部设有V型槽。

本发明结构紧凑、反应灵敏、控制简单平稳、能够实现连续控制，采用正比例电磁阀控制阀芯移动的位置，控制滑杆的移动位置，从而控制马达排量，通过电流变化实现马达排量无级变化，使液压马达工作稳定、工作效率高、节能环保。

滑杆的移动位置由第三弹簧反馈到阀芯，阀芯移动以压力方式又反馈给滑杆，从而使阀芯与滑杆相互反馈达到平衡。通过调节螺杆调整弹簧座的位置，使阀芯受弹簧力发生变化，从而使比例电磁阀控制阀芯移动所需的电流大小改变，调整控制电流的起终点。其中刚度较小的第三弹簧使活塞移动的位置迅速、准确的反馈到阀芯，实现灵敏、精细控制。

附图说明

图1为一种液压斜轴马达变量控制机构的结构示意图；

图2为图1中电磁阀块的A-A剖视图；

图3为图1中电磁阀块与电磁阀部分的旋转剖视图；

图4为一种液压斜轴马达变量控制机构去掉电磁阀块与电磁阀部分后的结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为图4的B-B剖视图；

图7为一种液压斜轴马达变量控制机构工作时液压油的流向图；

图8为一种液压斜轴马达变量控制机构与另一个阀块的结构示意图。

其中：1为马达盖，2为单向节流阀，3为电磁阀块，4为调节螺杆，5为电磁阀，6为阀芯，7为阀套，8为第一弹簧座，9为第一弹簧，10为第二弹簧座，11为第二弹簧，12为第三弹簧，13为滑杆，14为活塞，15为另一个阀块，a为第一腔体，b为第二腔体，13-1为小腔，13-2为大腔。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本发明为一种液压斜轴马达变量控制机构，如图1-图6所示，其包括一个比例电磁阀控制部分和一个马达盖变量机构实现部分，通过电磁阀5的电流大小的变化控制阀芯6移动，启闭控制油路控制马达盖1内部滑杆13摆动，连接马达配流盘及缸体摆动实现排量变化。

比例电磁阀控制部分包括电磁阀块3、调节螺杆4、电磁阀5、阀芯6、阀套7。

马达盖变量机构实现部分包括马达盖1、单向节流阀2、第一弹簧座8、第一弹簧9、第二弹簧座10、第二弹簧11、第三弹簧12、滑杆13、活塞14。

马达盖1内安装有滑杆13，滑杆13的一端与活塞14连接，滑杆13的另一端通过第三弹簧12与第一弹簧座8的一端连接，第一弹簧座8的另一端安装在电磁阀块3内与阀芯6的一端连接，阀芯6安装在阀套7内，阀套7安装在电磁阀块3内，电磁阀块3的侧面安装有调节螺杆4，电磁阀块3与电磁阀5连接，马达盖1内通过第二弹簧11与第二弹簧座10的一端连接，第二弹簧座10的另一端通过第一弹簧9与第一弹簧座8的底座连接。阀芯6底部开有V型槽，其具有泄压的作用，压力的变化使得运动平缓。

滑杆13与阀芯6有两组的力的平衡：一个滑杆13上活塞14两端受液压力平衡，一个阀芯6两端弹簧力与电磁力平衡，并且两组力的平衡相互关联、相互制约。阀芯6的一端接电磁阀5，其另一端接第三弹簧12和第一弹簧9，第三弹簧12接滑杆13，并反馈滑杆13的移动距离给阀芯6，阀芯6由两个弹簧力以及电磁力保持平衡。活塞14两端受大小腔液压力以及第三弹簧12的力保持平衡。

如图7所示，本发明包括两个控制油路，马达盖1上马达A(B)口的高压油通向电磁阀块3内第一腔体a的油路上装有两个相同的单向节流阀2，同时只能有较高的压力油进入第一腔体a。第一腔体a内为控制油，控制油一路直接通向滑杆13一侧的小腔13-1，即第一腔体a与滑杆13的小腔13-1接通。电磁阀块3内的第二腔体b通过马达盖1内的通道与滑杆13上面的大腔13-2连接。另一路当电磁阀5为不通电或电流不足时，阀芯6不动，第二腔体b和滑杆13的大腔13-2不接通；当电磁阀5的通电电流到达一定值(150～250mA)时，阀芯6移动，使得第二腔体b和滑杆13的大腔13-2接通。通过电磁阀5控制阀芯6移动，改变节流口开口大小，使控制油按一定比例变化通向马达盖1内滑杆13上的活塞14一端的大腔13-2。阀芯6与阀套7的开口大小与大腔13-2的压力大小成正比，电磁力大小与其开口大小成正比。

其中，电磁阀5的通电电流总的范围为0-800mA。

滑杆13的另一端通过第三弹簧12连接阀芯6，给阀芯6移动施加一个阻力，电磁力与弹簧阻力平衡，从而使阀芯6移动稳定，即节流开口稳定，使控制油压稳定。滑杆13的活塞14两端受力平衡，从而使滑杆13控制在某一固定位置，控制马达排量。

应用系统中的传感器采集马达负载信号，通过电流大小形式反馈到电磁阀5处，电磁阀5调整马达排量变化以适应环境中的力矩变化，从而使马达功率随负载变化而变化，达到了提高效率、节能减排的目的。

阀芯6两端连接电磁阀5和第三弹簧12，第三弹簧12另一端连接滑杆13。滑杆13移动后施加给第三弹簧12的力反馈给阀芯6，再由电磁力相互作用。通过第三弹簧12不停的的微动调节阀芯6开口，互相反馈滑杆13位置和阀芯6开口，使滑杆13和阀芯6达到受力平衡，从而控制马达稳定在某一排量。

阀芯6初始位置预紧弹簧的预紧力由一个第二弹簧11和调节螺杆4控制，通过调节螺杆4控制第二弹簧11压缩量从而控制第一弹簧9的压缩量，以此调整阀芯6移动的推力大小。

电磁阀块3控制阀套7的油路有三个油口，一个油口常开接通马达壳体平衡油压，一个油口常开接通控制油和滑杆13上活塞14一端的小腔13-1，一个油口由阀芯6控制开口大小，接通控制油和滑杆13上活塞14另一端的大腔13-2。

其中刚度较小的第三弹簧12使活塞14移动的位置迅速、准确的反馈到阀芯6，实现灵敏、精细控制。

对排量的无级变化调节：采用正比例电磁阀5控制阀芯6移动的位置，控制滑杆13的移动位置，从而控制马达排量，通过电流变化实现排量无级变化。

马达排量变化的原理：马达盖1中的高压油从A(B)口经单向节流阀2流向电磁阀块3的第一腔体a，由于单向节流阀2的作用，A(B)口同时只能通过高压油至第一腔体a，而第一腔体a中的高压油不能返回到A(B)口中。因此，在电磁阀块3的第一腔体a内形成控制油。控制油一路直接由电磁阀块3经马达盖1的油路到达滑杆13的小腔13-1，推动活塞14使滑杆13上移，马达排量减小。控制油另一路由电磁阀块3中的阀芯6控制，当电磁阀5不通电时，阀芯6受第一弹簧9的力在最左端(如图3所示)，第一腔体a与第二腔体b不导通，第二腔体b直接连通壳体油；当电磁阀5通电时，受电磁力影响，阀芯6渐渐向左移动，打开阀芯6与阀套7的封闭开口，第一腔体a与第二腔体b导通，第二腔体b的控制油也经马达盖1的油路以及另一个阀块15(如图8所示)的油路到达滑杆13的大腔13-2，当电磁力越来越大时阀芯6与阀套7的开口也越大，则大腔13-2的油压越高，当活塞14的大腔端受力大于小腔端受力时，推动活塞14使滑杆13下移，马达排量变大。

当电磁阀5不通电或电流不足时，滑杆13的大腔13-2无进油，小腔13-1压力使滑杆13停留在最上端，马达此时有最小排量。当电磁阀5电流达到最大即电磁力最大时，阀芯6与阀套7开口最大，滑杆13大小腔的压力相同，而活塞14大腔端受力大于小腔端，使滑杆13移动停留在最下端，马达此时有最大排量。当电磁阀5电流变化时，阀芯6左右移动，阀芯6与阀套7开口大小来回变化，活塞14两端受力来回变化，滑杆13上下移动，马达排量不断变化。

滑杆13大小腔回油：排量变大时，活塞14下移，大腔13-2进油，小腔13-1的液压油受挤压返回电磁阀块3的第一腔体a，然后再由第一腔体a反补到滑杆13的大腔13-2，促进滑杆13的移动。排量变小时，活塞14上移，小腔13-1进油，大腔13-2的液压油返回到阀套7的第二腔体b，并经过阀芯6与阀套7的开口接通马达壳体回油。

马达排量稳定的原理：由于电磁阀5电流增大，活塞14的大腔端进油压力增大，活塞14大腔端受力大于小腔端，滑杆13向下移动压缩第三弹簧12，则第三弹簧12给阀芯6的作用力逐渐增大，从而又将阀芯6向右推动(如图3所示)，使阀芯6与阀套7的开口变小，而大腔13-2的压力变小，当活塞14两端受力相同时，滑杆13停止移动，阀芯6受第三弹簧12和第一弹簧9以及电磁力相同时，阀芯6停止移动。同样，电磁阀5电流减小，活塞14大腔端进油压力减小，活塞14大腔端受力小于小腔端，滑杆13向上移动，松开第三弹簧12，则第三弹簧12给阀芯6的作用力逐渐减小，从而阀芯6向左移动(如图3所示)，使阀芯6与阀套7的开口变大，而大腔13-2的压力变小，当活塞14两端受力相同时，滑杆13停止移动，阀芯6受第三弹簧12和第一弹簧9以及电磁力平衡时，阀芯6停止移动。

故，由于阀芯6和滑杆13通过第三弹簧12的相互关联相互反馈，第三弹簧12不停的微动进行调节两端受力以达到平衡，使马达稳定在某一排量。由于采用比例电磁阀控制，所以马达可以实现排量的无级变化。

控制起点、终点的调整：阀芯6的初始位置由第一弹簧座8直接控制，受第一弹簧9和第三弹簧12的共同推力使阀芯6停留在最右端(如图3所示)。其受力大小主要由两个弹簧的压缩量决定。通过调整调节螺杆4旋进推动第二弹簧座10，压缩第二弹簧11。从而使第一弹簧9的压缩量减少，第三弹簧12的压缩量不变，故阀芯6的在初始位置以及最终位置的受力都减小。所以阀芯6移动所需的电磁力变小，即控制起点和终点的电流变小。同理，当调节螺杆4旋出，控制起点和终点的电流变大。

Claims (8)

1.一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，包括马达盖(1)，马达盖(1)内设有滑杆(13)，滑杆(13)的一端与活塞(14)连接，滑杆(13)的另一端通过第三弹簧(12)与第一弹簧座(8)的一端连接，第一弹簧座(8)的另一端设于电磁阀块(3)内与阀芯(6)的一端连接，阀芯(6)设于阀套(7)内，阀套(7)设于电磁阀块(3)内，电磁阀块(3)的侧面设有调节螺杆(4)，电磁阀块(3)与电磁阀(5)连接，马达盖(1)内通过第二弹簧(11)与第二弹簧座(10)的一端连接，第二弹簧座(10)的另一端通过第一弹簧(9)与第一弹簧座(8)的底座连接。

2.如权利要求1所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述的马达盖(1)上设有单向节流阀(2)，单向节流阀(2)与电磁阀块(3)内的第一腔体(a)连接。

3.如权利要求2所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述的第一腔体(a)与滑杆(13)一侧的小腔(13-1)接通。

4.如权利要求2所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述电磁阀块(3)内的第二腔体(b)通过马达盖(1)内的通道与滑杆(13)上面的大腔(13-2)连接。

5.如权利要求4所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，当所述电磁阀(5)为不通电或电流不足时，阀芯(6)不动，第二腔体(b)和滑杆(13)的大腔(13-2)不接通；当所述电磁阀(5)的通电电流到达一定值时，阀芯(6)移动，使得第二腔体(b)和滑杆(13)的大腔(13-2)接通。

6.如权利要求5所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述的通电电流为150～250mA。

7.如权利要求4或5所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述阀芯(6)与阀套(7)的开口大小与大腔(13-2)的压力大小成正比，电磁力大小与其开口大小成正比。

8.如权利要求1所述的一种液压斜轴马达变量控制机构，其特征在于，所述的阀芯(6)底部设有V型槽。

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