CN111005851A - 液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵，属于液压泵技术领域。该变量机构的变量活塞的一端伸出壳体与斜盘连接，变量活塞与壳体内壁滑动配合且形成容腔A，变量活塞内滑动配合有变量阀芯，变量阀芯及变量活塞远离斜盘一端形成容腔D，壳体的侧壁开设油口F、远离斜盘一端开设油口R，容腔D与油口R连通，壳体及变量阀芯靠近斜盘一端之间压缩有弹性件，壳体和变量活塞靠近斜盘一端之间形成容腔C、远离斜盘一端之间形成容腔B，变量活塞和变量阀芯上开设油道，油道被配置为使得容腔B选择性地与容腔A和容腔C连通。本发明结构紧凑，斜盘带动变量活塞跟随变量阀芯运动，达到再平衡，只需连接控制油源，无需额外控制模块。

Description

液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵

技术领域

本发明涉及液压泵技术领域，尤其涉及一种液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵。

背景技术

斜盘式液压柱塞泵是指依靠柱塞在缸体内的往复运动实现吸油和压油的液压泵。其具有变量机构，利用该机构改变液压泵斜盘与驱动轴之间夹角，间接改变柱塞的吸排油行程和体积，从而改变液压泵的排量。其进行排量反馈的原理为：当液压泵排量稳定时，变量阀芯与变量活塞间保持动态平衡；当控制阀芯接到液压信号时开始移动，打破动态平衡，先导油会进入或排出变量控制腔，变量活塞移动带动斜盘转动实现变量；斜盘转动同时带动变量阀芯或变量活塞移动，使变量阀芯与变量活塞再次达到动态平衡，液压泵恢复稳定状态，完成变量动作。

传统液压泵变量机构只含有推动斜盘变量的活塞机构，变量反馈部分需要额外控制模块通过杠杆等复杂结构让变量阀芯跟随斜盘复位，成本高，可靠性低。

因此，亟需提供一种液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压柱塞泵排量反馈变量机构及液压柱塞泵，将排量反馈集成至变量机构内，以实现液压泵的稳定比例变量，简单可靠、集成度高、成本低。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

本发明提供了一种液压柱塞泵排量反馈变量机构，包括壳体及设置在所述壳体内的变量活塞、变量阀芯、导管和弹性件，所述变量活塞的一端伸出所述壳体与斜盘连接，所述变量活塞与所述壳体内壁滑动配合，且所述变量活塞与所述壳体接触的部位形成有容腔A，所述壳体侧壁上贯通开设有与所述容腔A连通的油口F，所述变量阀芯滑动设置于所述变量活塞内，所述变量阀芯及所述变量活塞远离斜盘的一端之间形成容腔D，所述壳体远离所述斜盘的一端开设有油口R，所述容腔D与所述油口R通过所述导管连通，所述变量活塞与所述壳体远离斜盘的一端之间形成容腔B，所述壳体及所述变量阀芯靠近斜盘的一端之间压缩有所述弹性件，所述壳体和所述变量活塞靠近斜盘的一端之间形成有容腔C，所述变量活塞和所述变量阀芯上开设有油道，所述油道被配置为使得所述容腔B选择性地与所述容腔A或所述容腔C连通。

进一步地，所述变量活塞上开设有油道X、油道Y、油道H和油道I，所述变量阀芯上开设有油道J和油道K，所述油道X一端与所述容腔B连通，另一端与所述油道H连通，所述油道I与所述容腔C连通，当所述变量阀芯滑动时，所述油道H能够选择性地与所述油道K或所述油道J连通，所述油道I与所述油道K始终连通。

进一步地，所述壳体设置有台阶状的限位阻挡部，以限制所述变量活塞向斜盘移动的最大距离。

进一步地，所述液压柱塞泵排量反馈变量机构还包括弹性件安装座和弹性件挡圈，所述弹性件安装座固定在所述变量阀芯靠近斜盘的一端，所述弹性件挡圈固定或抵接在所述壳体靠近斜盘的内端，所述弹性件压缩在所述弹性件安装座和所述弹性件挡圈之间。

进一步地，所述弹性件安装座与所述变量阀芯之间通过销钉连接固定。

进一步地，所述壳体包括壳体本体和盖板，所述盖板固定在所述壳体远离斜盘的端部，所述变量活塞与所述盖板之间形成所述容腔B。

进一步地，所述变量活塞包括活塞本体和堵盖，所述堵盖固定在所述活塞本体远离斜盘的端部，所述活塞本体内沿其轴线方向开设有滑道，所述变量阀芯滑动设置于所述滑道内，所述变量阀芯和所述堵盖相对的一端开设所述容腔D。

进一步地，所述堵盖与所述变量活塞之间通过螺纹连接。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

本发明还提供了一种液压柱塞泵，包括斜盘、油箱、控制油源和上述任一项技术方案所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，所述容腔C与所述油箱连通，所述油口F及所述油口R均与所述控制油源连通。

与现有技术相比，本发明提供的液压柱塞泵排量反馈变量机构的有益效果如下：

1.在变量活塞内部集成变量阀芯，结构更紧凑；

2.通过斜盘带动变量活塞运动，实现对变量阀芯的跟随，达到再平衡状态，与传统变量阀芯跟随斜盘复位不同；

3.只需要连接外部控制油源，无需额外复杂的控制模块，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例中的斜盘及液压柱塞泵排量反馈变量机构在斜盘最大角度的结构示意图；

图2为本发明实施例中的斜盘及液压柱塞泵排量反馈变量机构在变量活塞向盖板方向移动至容腔B与容腔C连通时的结构示意图；

图3为本发明实施例中的斜盘及液压柱塞泵排量反馈变量机构在变量活塞向盖板方向移动至容腔B与容腔C之间通道关闭且重新达到平衡状态的结构示意图。

附图标记：

1-斜盘；2-壳体本体；201-限位阻挡部；3-活塞本体；4-变量阀芯；5-弹性件；6-导管；7-盖板；8-堵盖；9-弹性件安装座；10-弹性件挡圈；11-容腔A；12-容腔B；13-容腔C；14-容腔D；15-油口R；16-油口F；17-油道X；18-油道Y；19-油道H；20-油道I；21-油道J；22-油道K；23-销钉。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种液压柱塞泵，包括斜盘1、油箱、控制油源和液压柱塞泵排量反馈变量机构。其中，如图1-图3所示，本实施例的液压柱塞泵排量反馈变量机构包括：壳体及设置在壳体内的变量活塞、变量阀芯4、导管6和弹性件5，变量活塞的一端伸出壳体与斜盘1连接，变量活塞与壳体内壁滑动配合，且变量活塞与壳体接触的部位形成有容腔A11，壳体侧壁上贯通开设有与容腔A11连通的油口F16，变量阀芯4滑动设置于变量活塞内，变量阀芯4及变量活塞远离斜盘的一端之间形成容腔D14，壳体远离斜盘1的一端开设有油口R15，容腔D14与油口R15通过导管6连通，变量活塞与壳体远离斜盘1的一端之间形成容腔B12，壳体及变量阀芯4靠近斜盘1的一端之间压缩有弹性件5，壳体和变量活塞靠近斜盘1的一端之间形成有容腔C13，变量活塞和变量阀芯4上开设有油道，上述油道被配置为使得容腔B12选择性地与容腔A11或容腔C13连通。

具体地，变量活塞上开设有油道X17、油道Y18、油道H19和油道I20，变量阀芯4上开设有油道J21和油道K22，油道X17一端与容腔B12连通，另一端与油道H19连通，油道I20与容腔C13连通，当变量阀芯4滑动时，油道H19能够选择性地与油道K22或油道J21连通，油道I20与油道K22始终连通。其中，容腔C13与油箱连通，油口F16及油口R15均与控制油源连通。

优选地，壳体内靠近上述容腔C13的部位设置有台阶状的限位阻挡部201，以限制变量活塞向斜盘1移动的最大距离，当变量活塞移动至该限位阻挡部201时，斜盘1的角度最大，液压柱塞泵的排量最大。

本实施例中，弹性件5优选弹簧，为方便弹簧的安装和固定，液压柱塞泵排量反馈变量机构还包括弹性件安装座9和弹性件挡圈10，弹性件安装座9固定在变量阀芯4靠近斜盘1的一端，弹性件挡圈10设置在变量活塞和壳体靠近斜盘1的端部之间，弹簧压缩在弹性件安装座9和弹性件挡圈10之间。具体地，弹性件安装座9与变量阀芯4之间通过销钉23连接固定。

进一步地，为方便壳体、变量活塞和变量阀芯4的安装和维修更换，壳体包括壳体本体2和盖板7，盖板7固定在壳体远离斜盘1的端部，变量活塞与盖板7之间形成上述容腔B12。变量活塞包括活塞本体3和堵盖8，堵盖8固定在活塞本体3远离斜盘1的端部。具体地，堵盖8与活塞本体3之间通过螺纹连接固定。为使得变量阀芯4能够顺利在变量活塞内滑动且不至于滑出变量活塞，活塞本体3内沿其轴线方向开设有滑道，变量阀芯4滑动设置于滑道内，堵盖8形成台阶挡块，能够限制变量阀芯4自活塞本体3内滑出，变量阀芯4和堵盖8相对的一端开设容腔D14。导管一端与堵盖8内壁密封滑动接触，另一端与盖板内壁密封固定，该种结构可靠地保证了容腔D14与油口R15之间仅通过导管进行连通，且不妨碍活塞本体3和堵盖8的运动。

本发明提供的液压柱塞泵排量反馈变量机构的作过程如下：

图1所示，斜盘1在最大角度，液压柱塞泵在最大排量；容腔D14内压力产生的推力与弹簧作用力平衡；容腔B12压力产生的推力与斜盘1反作用力以及容腔D14内压力产生的推力之和平衡。

当油口R15控制油压降低时，容腔D14内压力降低，弹簧作用下，变量阀芯4向盖板7方向移动，直到容腔D14内压力产生的推力与弹簧作用力达到平衡，如图2所示。

此时容腔B12通过油道X17、油道H19、油道K22和油道I20与容腔C13连通，压力下降，斜盘1反作用力以及容腔D14内液压油产生的压力推动作用下，变量活塞向盖板7方向移动，斜盘1角度随之变小，液压柱塞泵排量降低。随着变量活塞的移动，油道H19与油道K22之间的通道面积随之变小，即容腔B12与容腔C13之间通道面积随之变小，当变量活塞移动至将容腔B12与容腔C13之间通道关闭位置，变量活塞内液压油无法再排出，变量活塞停止运动，实现变量反馈，此时完成液压柱塞泵的变量，重新达到平衡，如图3所示。

当油口R15控制油压增大时，变量阀芯4向斜盘1方向移动，油道H19与油道J21连通，从而使容腔A11与容腔B12连通，液压油从油口F16通过容腔A11进入容腔B12，容腔B12压力增加，变量活塞向斜盘1方向移动，斜盘1角度增大，液压柱塞泵排量变大，工作过程与上述过程相反，不再赘述。

上述工作过程简述就是控制油源输入一定压力的液压油，通过本实施例的液压柱塞泵排量反馈变量机构进行调节斜盘1的角度，最终达到与输入的油压相适应的一个斜盘1角度，液压柱塞泵输出一个相适应的排量。

本实施例提供的液压柱塞泵排量反馈变量机构在变量活塞内部集成变量阀芯4，结构更紧凑；通过斜盘1带动变量活塞运动，实现对变量阀芯4的跟随，达到再平衡状态，与传统变量阀芯4跟随斜盘1复位不同；只需要连接外部控制油源，无需额外复杂的控制模块，成本低。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，包括壳体及设置在所述壳体内的变量活塞、变量阀芯(4)、导管(6)和弹性件(5)，所述变量活塞的一端伸出所述壳体与斜盘(1)连接，所述变量活塞与所述壳体内壁滑动配合，且所述变量活塞与所述壳体接触的部位形成有容腔A(11)，所述壳体侧壁上贯通开设有与所述容腔A(11)连通的油口F(16)，所述变量阀芯(4)滑动设置于所述变量活塞内，所述变量阀芯(4)及所述变量活塞远离斜盘(1)的一端之间形成容腔D(14)，所述壳体远离所述斜盘(1)的一端开设有油口R(15)，所述容腔D(14)与所述油口R(15)通过所述导管(6)连通，所述变量活塞与所述壳体远离斜盘(1)的一端之间形成容腔B(12)，所述壳体及所述变量阀芯(4)靠近斜盘(1)的一端之间压缩有所述弹性件(5)，所述壳体和所述变量活塞靠近斜盘(1)的一端之间形成有容腔C(13)，所述变量活塞和所述变量阀芯(4)上开设有油道，所述油道被配置为使得所述容腔B(12)选择性地与所述容腔A(11)或所述容腔C(13)连通。

2.根据权利要求1所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述变量活塞上开设有油道X(17)、油道Y(18)、油道H(19)和油道I(20)，所述变量阀芯(4)上开设有油道J(21)和油道K(22)，所述油道X(17)一端与所述容腔B(12)连通，另一端与所述油道H(19)连通，所述油道I(20)与所述容腔C(13)连通，当所述变量阀芯(4)滑动时，所述油道H(19)能够选择性地与所述油道K(22)或所述油道J(21)连通，所述油道I(20)与所述油道K(22)始终连通。

3.根据权利要求1所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述壳体内设置有台阶状的限位阻挡部(201)，以限制所述变量活塞向斜盘(1)移动的最大距离。

4.根据权利要求1所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，还包括弹性件安装座(9)和弹性件挡圈(10)，所述弹性件安装座(9)固定在所述变量阀芯(4)靠近斜盘(1)的一端，所述弹性件挡圈(10)固定或抵接在所述壳体靠近斜盘(1)的内端，所述弹性件(5)压缩在所述弹性件安装座(9)和所述弹性件挡圈(10)之间。

5.根据权利要求4所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述弹性件安装座(9)与所述变量阀芯(4)之间通过销钉(23)连接固定。

6.根据权利要求1所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述壳体包括壳体本体(2)和盖板(7)，所述盖板(7)固定在所述壳体本体(2)远离斜盘(1)的端部，所述变量活塞与所述盖板(7)之间形成所述容腔B(12)。

7.根据权利要求3所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述变量活塞包括活塞本体(3)和堵盖(8)，所述堵盖(8)固定在所述活塞本体(3)远离斜盘(1)的端部，所述活塞本体(3)内沿其轴线方向开设有滑道，所述变量阀芯(4)滑动设置于所述滑道内，所述变量阀芯(4)和所述堵盖(8)相对的一端开设所述容腔D(14)。

8.根据权利要求7所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述堵盖(8)与所述变量活塞之间通过螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，其特征在于，所述弹性件(5)为弹簧。

10.一种液压柱塞泵，其特征在于，包括斜盘(1)、油箱、控制油源和如权利要求1-9任一项所述的液压柱塞泵排量反馈变量机构，所述容腔C(13)与所述油箱连通，所述油口F(16)及所述油口R(15)均与所述控制油源连通。

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