CN110925160A - 一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多出油口高压轴向柱塞泵的可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘。配流盘由顶面层和底面层组成，顶面层中心凸起部分与底面层定位部分之间形成高压契合密封。顶面层直接连接伺服驱动控制机构，在其反馈调节下，围绕配流盘的中心自由进行旋转；顶面层上有两个过渡减震槽孔，过渡减震槽孔与底面层上的阶梯形U型减震槽之间连通；过渡减震槽孔旋转调节时，过渡减震槽孔与垂直Y轴间的夹角发生改变，使得底面层A、B排油窗口上的阶梯形U型减震槽截面积阻尼通流状况随动变化，最终实现排油窗口与吸油窗口间的闭死困油区域随压力变化而变化，适应不同的压力工况，实现用一个配流盘就可适应多种压力状态、压力冲击下的使用。

Description

一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘

技术领域

本发明属于液压技术领域，具体涉及一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘。

背景技术

目前，直接泵控技术已取得非常大的进展，液压泵直接控制执行元件具有液压系统结构简单、效率高等特点。直接泵控技术大多为闭式回路，面对复杂多变的现场工况，对液压泵的使用提出了越来越高的性能和寿命要求。如何解决多变工况条件下，泵的困油震动噪声、油液的过滤及温升等情况，成为保证液压泵使用寿命的首要问题。

发明专利“闭式电液控制系统”（专利号200610012476.2）公开了一种三油口轴向柱塞泵，其配流盘上设置了三个串联或并联布置的吸排油配流窗口，通过第一吸排油配流窗口的流量等于通过第二吸排油配流窗口流量与通过第三吸排油配流窗口流量之和。发明专利“多排油口轴向柱塞液压泵”（专利号2010101975689）公开了一种配流盘结构方案，其配流盘上设置了三个排油腰形槽和一个吸油腰形槽，第一排油腰形槽与第三排油腰形槽串联，且第二排油腰形槽与第一排油腰形槽和第三排油腰形槽并联布置在配流盘上的一侧，吸油腰形槽布置在配流盘的另一侧。上述配流盘结构均是为非对称配流结构轴向柱塞泵专门设计的，但他们仅是为实现直接泵控技术创造了条件。

发明专利“可平衡转矩和缓解冲击的四配流窗口配流盘”（专利号201810650449.0）公开了一种四配流窗口配流盘，其配流盘上设置了一个吸油窗口和三个排油窗口，能够缓解柱塞腔与排油窗口前端减震槽接通时的瞬时压力冲击，避免柱塞滑靴组件对变量斜盘产生不平衡单向力矩作用。上述配流盘虽然可以缓解瞬时的压力冲击，但仅限于在某一工况或压力条件下，缓解压力冲击的效果；当工况发生变化，如压力不断发生改变或遇到压力冲击时，泵产生的噪声仍难以在最大程度上予以连续解决。如果想要满足复杂工况条件下泵的低噪声使用，必须解决缸体上的闭死柱塞腔与配流窗口前端减震槽接通后，不同压力状态下的最佳阻尼通流状态问题，从而达到最低的噪声效果。

目前国内外通用的配流盘结构如图17所示，它的特点是配流盘上两配流腰形窗口相对于纵轴是对称的，两个减振槽形状为三角形，安装到泵体上时面向旋转方向偏转一个角度φ₀，以使闭死柱塞腔的油液通过机械压缩 (膨胀 )来实现预升压 (预卸压 )。图中虚线部分为闭死柱塞腔，配流盘的减振结构可使闭死柱塞腔在Δφ₁旋转区域内，逐步通过减震槽引入（出）部分高压油使闭死柱塞腔中的油压逐渐接近即将接通的配流窗口，避免闭死柱塞腔因过度的压缩或膨胀，产生剧烈的噪声。确定形状与Δφ₁展角的减震槽，在额定设计压力下，可保证闭死柱塞腔预升压力和预卸压力与配流窗口的工作压力相等，没有配流冲击；但当柱塞泵的排量或者工作压力改变时，闭死柱塞腔和配流窗口接通瞬间，就会出现工作压差，形成配流冲击，引起不同程度的液压冲击和噪声。因此，合适的减震槽形状与Δφ₁展角区域，是决定困油噪声的关键因素；在合适减震槽形状条件下，只有变化的Δφ₁展角区域或是Δφ₁不变但能旋转移动，才能适用不同工作压力下，保证闭死柱塞腔与配流窗口接通瞬间，阻尼通流状态最佳，工作压力尽可能接近，避免或消除配流冲击。

发明内容

针对上述需求，本发明的目的是设计一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，对应不同压力使用工况，可以通过伺服随动调整闭死柱塞腔与配流窗口间的Δφ₁展角困油区域，就是调节配流窗口减震槽与Y轴间的角度范围，达到减震效果，使得排油窗口在不同压力工况、压力冲击状态下，形成的压力脉动噪声能够得到有效解决。本发明配流盘用于非对称配流结构轴向柱塞泵，可以实现用一个配流盘就可适应不同压力、流量工况下的使用，使其在多种复杂变化工况下工作时，噪声与压力冲击为最小。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，所述配流盘为圆形盘，在圆形盘上设有多个吸油窗口C和两个排油窗口；其中，两个排油窗口包括：A排油窗口，B排油窗口；相邻吸油窗口C之间有骨架连接；吸油窗口C、A排油窗口、B排油窗口均为圆弧形腰型孔，吸油窗口C位于同一分度圆上，A、B排油窗口位于不同的分度圆上；A排油窗口、B排油窗口的展角相同；配流盘分为两层：顶面层和底面层，配流盘由顶面层和底面层高精度契合而成，能够形成密封承受高压，顶面层能够围绕配流盘的中心旋转；

每层配流盘有独立的结构；所述顶面层开有多个吸油窗口和两个排油窗口，吸油窗口位于同一分度圆上，两个排油窗口位于不同的分度圆上；吸油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有减震三角槽；两个排油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有两个过渡减震槽孔，顶面层下表面的中间的凸起部分用于高精度定位，并与底面层间形成组合密封；所述底面层上开有一个吸油窗口和两个排油窗口，两个排油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有阶梯U型变截面积减震槽，底面层中心部有与顶面层相配合的密封契合部分。

配流盘为多配流窗口并联结构形式。配流盘由两层组成：顶面层和底面层，顶面层中心凸起部分与底面层定位部分之间形成高压契合密封。顶面层直接连接伺服驱动控制机构，在其反馈调节下，围绕配流盘的中心自由进行旋转；顶面层上有两个过渡减震槽孔，过渡减震槽孔与底面层上的阶梯形U型减震槽之间连通；过渡减震槽孔旋转调节时，过渡减震槽孔与垂直Y轴间的夹角发生改变，使得底面层A、B排油窗口上的阶梯形U型减震槽截面积阻尼通流状况随动变化，最终实现排油窗口与吸油窗口间的闭死困油区域随压力变化而变化。

进一步的，顶面层的外侧设有伺服驱动控制旋转调节机构，能够使顶面层围绕配流盘中心自由旋转。

多出油口高压轴向柱塞泵工作过程中，出现压力工况变化或压力冲击时，配流盘顶面层通过伺服反馈（伺服驱动控制旋转调节机构）旋转调节，底面层阶梯形U型减震槽及时能与闭死柱塞腔形成合适的阻尼通道，使多种压力工况与压力冲击下闭死柱塞腔产生的压力脉动，能够得到很好的解决。本发明配流盘的创新点是配流盘通过调节顶面层的转动（如通过伺服反馈控制机构），可以调节闭死柱塞腔与配流窗口间的阻尼接通状态，适应不同的压力工况，实现用一个配流盘就可适应多种压力状态、压力冲击下的使用，使其在不同工况下工作时形成的噪声尽量达到最小，具有很大的实用价值。

附图说明

图1为本发明配流盘的结构示意图。

图2为本发明配流盘的平面结构（前侧方向）示意图。

图3为本发明配流盘的平面结构（后侧方向）示意图。

图4为本发明配流盘的立体结构（前侧方向）示意图。

图5为本发明配流盘的立体结构（后侧方向）示意图。

图6为本发明配流盘的立体结构（分解）示意图。

图7为本发明配流盘的顶面层平面结构（前侧方向）示意图。

图8为本发明配流盘的顶面层平面结构（后侧方向）示意图。

图9为本发明配流盘的顶面层立体结构（前侧方向）示意图。

图10为本发明配流盘的顶面层立体结构（后侧方向）示意图。

图11为本发明配流盘的底面层平面结构（前侧方向）示意图。

图12为本发明配流盘的底面层平面结构（后侧方向）示意图。

图13为本发明配流盘的底面层立体结构（前侧方向）示意图。

图14为本发明配流盘的底面层立体结构（后侧方向）示意图。

图15为本发明配流盘的顶面层排油窗口过渡减震槽孔结构示意图。

图16为本发明配流盘的底面层排油窗口阶梯U型减震槽结构示意图。

图17为国内外通用的配流盘结构示意图。

图中主要元件符号说明：

1-配流盘，2-吸油窗口C，3-A排油窗口，4-B排油窗口，5-顶面层，6-顶面层旋转伺服驱动控制调节机构，7-底面层，8-吸油窗口减震三角槽，9-排油窗口过渡减震槽孔，10-底面层阶梯U型减震槽，11-底面层密封契合部分，12-定位凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。应当指出，本部分中对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以对权利要求提供进一步佐证。

本发明的一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘具体包括：配流盘上有多个吸油窗口C2和两个排油窗口，其中两个排油窗口包括：A排油窗口3，B排油窗口4。吸油窗口C、A排油窗口、B排油窗口均为圆弧形腰型孔，配流窗口C位于同一分度圆上；A排油窗口、B排油窗口的宽度相同。配流盘分为两层：顶面层5和底面层7，配流盘1由两层密封组合而成，顶面层5可以围绕配流盘1的中心通过伺服驱动控制自由旋转。每层配流盘有独自功能的配流窗口结构，共同构成配流盘的配流窗口。

顶面层5相邻多个吸油窗口之间有骨架连接，两个排油窗口有骨架连接（是指多个A排油窗口之间有骨架连接、多个B 排油窗口之间也有骨架连接）；两个过渡减震槽孔9为圆形孔与腰型孔两种模块的组合，其中腰型孔为变截面积沉台结构，圆形孔为变阻尼通孔结构，圆形孔与腰型孔相切组合连接；底面层7的两个排油窗口之间无骨架连接，吸油窗口的展角比顶面层5吸油窗口的展角大；两个排油窗口阶梯U型变截面积减震槽10的展角相同。顶面层下表面的中间的凸起部分（定位凸台）嵌入底面层中心孔内，实现顶面层和底面层的密封连接且顶面层能够绕中心孔转动。

顶面层5的两个排油窗口过渡减震槽孔9与两个排油窗口不连接。

根据图1、图2和图3所示的配流盘结构示意图，配流盘上的右侧有多个吸油窗口C2，左侧有两个排油窗口，A排油窗口3，B排油窗口4，顶面层5可以围绕配流盘1的中心通过伺服驱动控制自由旋转。配流盘分为两层：顶面层5和底面层7，配流盘1由两层密封组合而成。配流盘顶面层5的吸油窗口C在泵沿顺时针方向旋转时对应有吸油窗口三角减震槽8，排油窗口在泵沿顺时针方向旋转时对应有排油窗口过渡减震槽孔9。根据图7和图8所示的配流盘顶面层结构示意图，顶面层5的两个排油窗口的展角相同，两个排油窗口在泵沿顺时针方向旋转时对应有两个排油窗口过渡减震槽孔9，结构如图15所示。顶面层5的外侧有顶面层旋转伺服驱动控制调节机构6，可使顶面层5绕中心旋转，可以调整A、B排油窗口上的困油区域范围；底面层7的两个排油窗口在泵沿顺时针方向旋转时，对应开有底面层阶梯U型减震槽10，两个排油窗口底面层阶梯U型减震槽10的展角相同。顶面层5的排油窗口过渡减震槽孔9和底面层7的底面层阶梯U型减震槽10相通，当顶面层5以中心旋转时，排油窗口过渡减震槽孔9与底面层7的底面层阶梯U型减震槽10的相对位置会改变，这样减震效果就会改变，使A、B两个排油窗口在多种压力、冲击工况下产生的噪声得到解决。

具体使用中，在某一压力、冲击工况下，顶面层5上的排油窗口过渡减震槽孔9与底面层7上的底面层阶梯U型减震槽10确定对应在某一相对位置，此位置为该工况下最佳阻尼通流位置。当泵的压力发生变化时，即工况发生改变，随着压力发生改变，顶面层5外侧的顶面层伺服驱动控制旋转调节机构6可以随压力的改变，使顶面层5以中心旋转，调整改变顶面层5上排油窗口过渡减震槽孔9与底面层7上底面层阶梯U型减震槽10间的相对位置，使其到达新的对应位置，从而实现该工况时的最佳减震效果。底面层7在使用过程中是可以更换的，即其上的底面层阶梯U型减震槽10的具体阶梯深度、直径大小对应不同的压力、冲击工况，可根据泵具体的使用场合选择合适的底面层阶梯U型减震槽10。

将本发明的配流盘用于非对称配流结构轴向柱塞泵可以实现用一个配流盘就可适应不同压力、冲击工况下的使用，使其在多种工况下工作时形成的噪声为最小。

尽管上面结合附图对本发明的实施进行了描述，但是本发明并不局限上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的技术人员在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，所述配流盘（1）为圆形盘，其特征在于：在圆形盘上设有多个吸油窗口C（2）和两个排油窗口；其中，两个排油窗口包括：A排油窗口（3），B排油窗口（4）；相邻吸油窗口C（2）之间有骨架连接；吸油窗口C（2）、A排油窗口（3）、B排油窗口（4）均为圆弧形腰型孔，吸油窗口C（2）位于同一分度圆上，A、B排油窗口位于不同的分度圆上；A排油窗口（3）、B排油窗口（4）的展角相同；配流盘分为两层：顶面层（5）和底面层（7），配流盘（1）由顶面层（5）和底面层（7）高精度契合而成，能够形成密封承受高压，顶面层（5）能够围绕配流盘（1）的中心旋转；

每层配流盘有独立的结构；所述顶面层（5）开有多个吸油窗口和两个排油窗口，吸油窗口位于同一分度圆上，两个排油窗口位于不同的分度圆上；吸油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有减震三角槽（8）；两个排油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有两个过渡减震槽孔（9），顶面层（5）下表面的中间的凸起部分用于高精度定位，并与底面层（7）间形成组合密封；所述底面层（7）上开有一个吸油窗口和两个排油窗口，两个排油窗口在泵顺时针方向旋转时，对应开有阶梯U型变截面积减震槽（10），底面层（7）中心部有与顶面层（5）相配合的密封契合部分（11）。

2.根据权利要求1所述的一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，其特征在于：顶面层（5）的外侧设有伺服驱动控制旋转调节机构（6），能够使顶面层（5）围绕配流盘中心自由旋转。

3.根据权利要求1或2所述的一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，其特征在于：顶面层（5）相邻多个吸油窗口之间有骨架连接，排油窗口之间有骨架连接；两个过渡减震槽孔（9）为圆形孔与腰型孔两种模块的组合，其中腰型孔为变截面积沉台结构，圆形孔为变阻尼通孔结构，圆形孔与腰型孔相切组合连接；底面层（7）的两个排油窗口之间无骨架连接，吸油窗口的展角比顶面层（5）吸油窗口的展角大；两个排油窗口阶梯U型变截面积减震槽（10）的展角相同。

4.根据权利要求1或2所述的一种可降低多变化工况与压力冲击噪声的配流盘，其特征在于：顶面层（5）的两个排油窗口的过渡减震槽孔（9）与两个排油窗口不连接。

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