CN112211798B - 一种变量泵及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变量泵技术领域，具体公开了一种变量泵及车辆，该变量泵的盖体设有控制腔、变量腔、阀腔和与阀腔连通的信号腔，信号油路与信号腔连通，进油油路与变量腔连通，回油油路与油箱连通，阀芯滑动位于阀腔内，且阀芯的一端位于信号腔内，斜盘与盖体转动连接，且斜盘分别与变量腔内的变量活塞和控制腔内的控制活塞球铰，斜盘还与反馈杆枢接，反馈杆和阀芯分别与弹性件的两端抵接，信号油控制阀芯运动，并将高压油引入控制腔，推动斜盘转动实现变量，同时借助反馈杆将斜盘位置反馈至阀芯，使阀芯复位，使斜盘停止转动，实现变量泵排量的比例变化，方案简单可靠，集成度高，无需设置额外的机械结构或油缸，成本低。

Description

一种变量泵及车辆

技术领域

本发明涉及变量泵技术领域，尤其涉及一种变量泵及车辆。

背景技术

变量泵通常为斜盘式液压柱塞泵，在液压装置中广泛使用，利用变量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。

传统液压柱塞泵的变量执行机构主要有三种方式：机械机构、液压伺服机构和液压缸等。机械式变量机构是直接以刚性的机械连接来改变斜盘倾角的变量方式；液压伺服式变量机构是通过液压放大器动作液压泵的斜盘机构实现变量；液压缸式变量机构是以液压缸动作液压泵的斜盘机构进行变量。传统的变量机构，斜盘的最大摆角范围只由变量柱塞的行程决定，通过柱塞杆的伸出和缩回，推动斜盘摆角的增大和减小，从而来控制柱塞泵输出流量的改变。但现有的变量机构通常需要配置外置机械机构或油缸，其结构复杂，集成度较低。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种变量泵及车辆，以解决相关技术中变量泵的构复杂，集成度较低的问题。

一方面，本发明提供一种变量泵，该变量泵包括：

盖体，所述盖体设有控制腔、变量腔、阀腔和与所述阀腔连通的信号腔，所述控制腔的截面面积大于所述变量腔的截面面积；

控制活塞，滑动位于所述控制腔；

变量活塞，滑动位于所述变量腔；

斜盘，分别与所述变量活塞和所述控制活塞球铰；

反馈杆，与所述斜盘枢接，且所述变量活塞和所述反馈杆分别位于所述控制活塞的两侧；

弹性件，所述弹性件的一端与所述反馈杆抵接；

阀芯，滑动穿设于所述阀腔，且所述阀芯的一端位于所述信号腔内，所述阀芯的另一端能与所述弹性件的另一端抵接；

进油油路、信号油路和回油油路，所述信号油路与所述信号腔连通，所述进油油路与所述变量腔连通，所述阀芯移动能使所述控制腔选择性连通于所述进油油路和所述回油油路中的一个，或者使所述控制腔同时与所述进油油路和所述回油油路断开连通。

作为变量泵的优选技术方案，所述盖体包括本体、可拆卸连接于所述本体的阀套，以及封堵于所述阀套一端的堵头，所述阀腔和所述信号腔均设置于所述阀套。

作为变量泵的优选技术方案，所述阀套沿其轴向依次设有均与所述阀腔连通的第一腔、第二腔和第三腔，所述回油油路与所述第一腔连通，所述进油油路与所述第三腔连通，所述控制腔与所述第二腔连通，所述变量腔与所述第三腔连通，所述阀芯移动能使所述第二腔择性连通于所述第一腔和所述第三腔的一个，或者使所述第二腔同时与所述第一腔和所述第三腔断开连通。

作为变量泵的优选技术方案，所述阀芯沿其轴向依次设有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽和所述第二环槽之间形成密封凸起，所述第一环槽与所述第一腔连通，所述第二环槽与所述第三腔连通，所述阀芯移动能使所述密封凸起将所述第二腔封闭，或者使所述第一环槽与所述第二腔连通，或者使第二环槽与所述第二腔连通。

作为变量泵的优选技术方案，所述阀套上还设有导向腔，所述导向腔的一端与所述阀腔连通，另一端设有开口，所述弹性件设置于所述导向腔，所述阀芯和所述反馈杆均部分伸入所述导向腔并与所述弹性件的两端抵接。

作为变量泵的优选技术方案，所述反馈杆的外周面凸设有活塞环，所述活塞环与所述导向腔的腔壁密封且滑动配合。

作为变量泵的优选技术方案，所述导向腔的腔壁设有油孔，所述油孔与油箱连通。

作为变量泵的优选技术方案，所述阀芯伸入所述导向腔的一端设有弹簧座，所述弹簧座包括底座和导向柱，所述弹性件为压簧，所述压簧的一端套设于所述导向柱并抵接于所述底座，所述压簧的另一端套设于所述反馈杆并抵接于所述活塞环。

作为变量泵的优选技术方案，所述阀芯位于所述信号腔的一端设有挡环，所述挡环的外径大于所述阀腔的内径。

另一方面，本发明提供一种车辆，包括上述任一方案中的变量泵。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种变量泵及车辆，该变量泵的盖体设有控制腔、变量腔、阀腔和与阀腔连通的信号腔，信号油路与信号腔连通，进油油路与变量腔连通，回油油路与油箱连通，阀芯滑动位于阀腔内，且阀芯的一端位于信号腔内，斜盘与盖体转动连接，且斜盘分别与变量腔内的变量活塞和控制腔内的控制活塞球铰，斜盘还与反馈杆枢接，反馈杆和阀芯分别与弹性件的两端抵接，信号油控制阀芯运动，并将高压油引入控制腔，推动斜盘转动实现变量，同时借助反馈杆将斜盘位置反馈至阀芯，使阀芯复位，使斜盘停止转动，实现变量泵排量的比例变化，方案简单可靠，集成度高，无需设置额外的机械结构或油缸，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例中变量泵的结构示意图一；

图2为本发明实施例中变量泵的结构示意图二

图3为本发明实施例中变量泵的结构示意图三。

图中：

1、盖体；11、本体；111、控制腔；112、变量腔；113、进油油路；114、信号油路；115、回油油路；116、第一连接油路；117、第二连接油路；12、阀套；121、阀腔；122、信号腔；123、第一腔；124、第二腔；125、第三腔；126、第四腔；127、导向腔；128、油孔；13、堵头；

2、控制活塞；3、变量活塞；4、斜盘；

5、反馈杆；51、活塞环；

6、弹性件；

7、阀芯；71、第一环槽；72、第二环槽；73、密封凸起；74、挡环；

8、弹簧座；81、底座；82、导向柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，本实施例提供一种变量泵，该变量泵包括盖体1、控制活塞2、变量活塞3、斜盘4、反馈杆5、弹性件6、阀芯7、进油油路113、信号油路114和回油油路115。

其中，盖体1设有控制腔111、变量腔112、阀腔121和与阀腔121连通的信号腔122。阀芯7滑动位于阀腔121内，且阀芯7的一端位于信号腔122内。优选地，盖体1包括本体11和可拆卸设置于本体11的阀套12，以及封堵于阀套12一端的堵头13，阀套12可以与本体11螺接或者过盈配合，堵头13优选和阀套12螺接，阀腔121和信号腔122均设置于阀套12。如此设置，便于对阀芯7进行维护。本实施例中，进油油路113、信号油路114和回油油路115均设置于盖体1的本体11上，并且信号油路114的一端连接信号油源PP，信号油路114的另一端与信号腔122连通，进油油路113的一端连接高压油源HP，进油油路113的另一端与变量腔112连通，回油油路115的一端与油箱T连通。

控制活塞2滑动位于控制腔111，变量活塞3滑动位于变量腔112；斜盘4分别与变量活塞3和控制活塞2球铰，本实施例中，反馈杆5和变量活塞3分别位于控制活塞2的两侧，且变量活塞3和控制活塞2分别位于斜盘4转动中心的两侧。斜盘4还与反馈杆5枢接，反馈杆5和阀芯7分别与弹性件6的两端抵接。控制活塞2和变量活塞3的往复运动将带动斜盘4相对盖体1转动，同时斜盘4带动反馈杆5运动，将导致弹性件6被压缩或者释放，从而斜盘4通过反馈杆5以及弹性件6给予阀芯7一端一个作用力F1，信号油进入信号腔122给予阀芯7另一端一个作用力F2，通过F1和F2的比较决定阀芯7的运动方向。本实施例中，弹性件6优选为压簧。

本实施例中，阀芯7移动能使控制腔111选择性连通于进油油路113和回油油路115中的一个，或者使控制腔111同时与进油油路113和回油油路115断开连通。控制腔111的截面面积大于变量腔112的截面面积。具体地，信号油压的大小将决定斜盘4的最终平衡时的摆角。其中，阀芯7具有左位、中位和右位。具体地，当信号油路114的油压减小时，阀芯7在弹性件6的驱动下向左移动，阀芯7由中位切换至右位，此时，阀芯7使控制腔111仅与进油油路113连通，由于控制腔111的截面面积大于变量腔112的截面面积，控制活塞2伸出，同时变量活塞3回缩，斜盘4的摆角减小，反馈杆5向远离阀芯7的方向运动，弹性件6释放，并直至弹性件6的弹性力小于信号油给予阀芯7的作用力，阀芯7向右移动至中位，此时弹性件6的弹力等于信号油给予阀芯7的作用力，并且控制活塞2和变量活塞3处于平衡状态。当信号油路114的油压增大时，阀芯7在信号油的作用下向右移动，阀芯7处于左位，此时阀芯7使控制腔111连通回油油路115，弹性件6被压缩，控制腔111内的油液经回油油路115回流至油箱，在变量腔112内油液的作用下，变量活塞3伸出，控制活塞2回缩，斜盘4的摆角增大，同时反馈杆5压缩弹性件6，并直至弹性件6的弹性力大于信号油给予阀芯7的作用力，阀芯7在弹性件6的驱动下向左移动，并直至中位。从而，斜盘4的摆角与信号油的油压大小正相关，随着信号油油压的变化，斜盘4将处于不同的平衡位置，可实现对斜盘4摆角的比例控制。

需要注意的时，由于斜盘4需要摆动，从而控制活塞2和变量活塞3的也需摆动，对此，本实施例中，控制活塞2的活塞环部的外表面设置为半圆环形，从而可以相对制动腔的腔壁倾斜。同理，变量活塞3的活塞环部的外表面设置为半圆环形，从而可以相对变量腔112的腔壁倾斜。

本实施提供的变量泵通过阀芯7设置于盖体1内，无需设置额外的机械结构或油缸，信号油控制阀芯7运动，并将高压油引入控制腔111，推动斜盘4转动实现变量，同时借助反馈杆5将斜盘4位置反馈至阀芯7，使阀芯7复位，使斜盘4停止转动，实现变量泵排量的比例变化，方案简单可靠，集成度高，成本低。

可选地，阀套12沿其轴向依次设有均与阀腔121连通的第一腔123、第二腔124和第三腔125，回油油路115与第一腔123连通，进油油路113与第三腔125连通，控制腔111与第二腔124连通，变量腔112与第三腔125连通，阀芯7移动能使第二腔124择性连通于第一腔123和第三腔125的一个，或者使第二腔124同时与第一腔123和第三腔125断开连通。优选地，阀芯7沿其轴向依次设有第一环槽71和第二环槽72，第一环槽71和第二环槽72之间形成密封凸起73，第一环槽71与第一腔123连通，第二环槽72与第三腔125连通，阀芯7移动能使密封凸起73将第二腔124封闭，或者使第一环槽71与第二腔124连通，或者使第二环槽72与第二腔124连通。在其他的实施例中，环槽也可设置为阀芯7内部的油道。本实施例中，密封凸起73与第二腔124相匹配，当阀芯7位于中位时，密封凸起73将第二腔124封闭，此时密封凸起73同时将第二腔124以及两个环槽隔开；当阀芯7处于左位时，密封凸起73保持将第二环槽72和第二腔124隔开，且第一环槽71移动至和第二腔124连通，控制腔111内的油液经第二腔124、第一环槽71、第一腔123和回油油路115回流至油箱；当阀芯7处于右位时，此时密封凸起73保持将第一环槽71和第二腔124隔开，且第二环槽72移动至和第二腔124连通，高压油经进油油路113、第三腔125、第二环槽72和第二腔124进入至控制腔111内。

可选地，本实施例中，本体11上还设有连通第二腔124和控制腔111的第一连接油路116，以及连接第三腔125和变量腔112的第二连接油路117。阀套12上还设有连通信号油路114和信号腔122的第四腔126。信号油经信号油路114和第四腔126可进入至信号腔122以给予阀芯7左端压力。

可选地，阀套12上还设有导向腔127，导向腔127的一端与阀腔121连通，另一端设有开口，弹性件6设置于导向腔127，阀芯7和反馈杆5均部分伸入导向腔127并与弹性件6的两端抵接。通过设置导向腔127，导向腔127的腔壁对弹性件6进行约束，便于保证弹性件6弹性变形的方向稳定。优选地，反馈杆5的外周面凸设有活塞环51，活塞环51与导向腔127的腔壁密封且滑动配合。可进一步保证反馈杆5的运动方向稳定。进一步优选地，导向腔127的腔壁设有油孔128，油孔128与油箱连通。可通过油液对弹性件6进行冷却，防止弹性件6过热。

可选地，阀芯7伸入导向腔127的一端设有弹簧座8，弹簧座8包括底座81和导向柱82，弹性件6为压簧，压簧的一端套设于导向柱82并抵接于底座81，压簧的另一端套设于反馈杆5并抵接于活塞环51。通过设置弹簧座8，并且使压簧的两端分别套设于导向柱82和反馈杆5能够保证压簧的弹性变形方向稳定。

可选地，阀芯7位于信号腔122的一端设有挡环74，挡环74的外径大于阀腔121的内径。通过设置挡环74，可限制阀芯7向弹性件6一侧移动的最大距离。

本实施例中，变量泵的工作原理如下：

如图1所示，斜盘4处于最小摆角时，信号油的油压可以为零，也可以为一个较小值，此时阀芯7位于中位，密封凸起73将第二腔124封堵，控制腔111同时与回油油路115以及进油油路113断开，斜盘4处于最小摆角。

当信号油的油压增大时，信号油经第四腔126进入信号腔122并作用于阀芯7，信号油给予阀芯7的作用力增大，阀芯7受力失去平衡，阀芯7在信号油的作用下右移并处于左位，此时进油油路113的油液经第三腔125、第二环槽72和第二连接油路117流入至变量腔112，并驱动变量活塞3伸出，控制腔111内的油液经第一连接油路116、第二腔124、第一环槽71、第一腔123以及回油油路115回流至油箱，导致控制活塞2回缩，同时斜盘4的摆角增大，斜盘4带动反馈杆5压缩压簧，压簧的变形量逐渐变大，当压簧的弹力大于信号油给予阀芯7的力时，阀芯7被压簧推动向左移动，并直至位于中位，如图2所示状态。

当信号油的油压减小时，信号油给予阀芯7的作用力减小，阀芯7受力失去平衡，阀芯7在压簧的作用下左移并处于右位，此时进油油路113的油液经第三腔125、第二环槽72和第二连接油路117流入至变量腔112，且进油油路113的油液经第三腔125、第二环槽72和第一连接油路116流入至控制腔111，由于控制腔111的截面面积大于变量腔112的截面面积，从而控制活塞2伸出并驱动斜盘4压缩变量活塞3回缩，斜盘4摆角减小，同时斜盘4带动反馈杆5向远离阀芯7的方向移动，压簧释放，当压簧的弹性力小于信号油压给予阀芯7的作用力时，信号油驱动阀芯7向右移动，并最终位于中位，如图3所示状态。

本实施例还提供一种车辆，包括上述方案中的变量泵。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变量泵，其特征在于，所述变量泵还包括：

盖体(1)，所述盖体(1)设有控制腔(111)、变量腔(112)、阀腔(121)和与所述阀腔(121)连通的信号腔(122)，所述控制腔(111)的截面面积大于所述变量腔(112)的截面面积；

控制活塞(2)，滑动位于所述控制腔(111)；

变量活塞(3)，滑动位于所述变量腔(112)；

斜盘(4)，与所述变量活塞(3)球铰，且与所述控制活塞(2)球铰；

反馈杆(5)，与所述斜盘(4)枢接，且所述变量活塞(3)和所述反馈杆(5)分别位于所述控制活塞(2)的两侧；

弹性件(6)，所述弹性件(6)的一端与所述反馈杆(5)抵接；

阀芯(7)，滑动穿设于所述阀腔(121)，且所述阀芯(7)的一端位于所述信号腔(122)内，所述阀芯(7)的另一端能与所述弹性件(6)的另一端抵接；

进油油路(113)、信号油路(114)和回油油路(115)，所述信号油路(114)与所述信号腔(122)连通，所述进油油路(113)与所述变量腔(112)连通，所述阀芯(7)移动能使所述控制腔(111)选择性连通于所述进油油路(113)和所述回油油路(115)中的一个，或者使所述控制腔(111)同时与所述进油油路(113)和所述回油油路(115)断开连通。

2.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述盖体(1)包括本体(11)、可拆卸连接于所述本体(11)的阀套(12)，以及封堵于所述阀套(12)一端的堵头(13)，所述阀腔(121)和所述信号腔(122)均设置于所述阀套(12)。

3.根据权利要求2所述的变量泵，其特征在于，所述阀套(12)沿其轴向依次设有均与所述阀腔(121)连通的第一腔(123)、第二腔(124)和第三腔(125)，所述回油油路(115)与所述第一腔(123)连通，所述进油油路(113)与所述第三腔(125)连通，所述控制腔(111)与所述第二腔(124)连通，所述变量腔(112)与所述第三腔(125)连通，所述阀芯(7)移动能使所述第二腔(124)选择性连通于所述第一腔(123)和所述第三腔(125)的一个，或者使所述第二腔(124)同时与所述第一腔(123)和所述第三腔(125)断开连通。

4.根据权利要求3所述的变量泵，其特征在于，所述阀芯(7)沿其轴向依次设有第一环槽(71)和第二环槽(72)，所述第一环槽(71)和所述第二环槽(72)之间形成密封凸起(73)，所述第一环槽(71)与所述第一腔(123)连通，所述第二环槽(72)与所述第三腔(125)连通，所述阀芯(7)移动能使所述密封凸起(73)将所述第二腔(124)封闭，或者使所述第一环槽(71)与所述第二腔(124)连通，或者使第二环槽(72)与所述第二腔(124)连通。

5.根据权利要求2所述的变量泵，其特征在于，所述阀套(12)上还设有导向腔(127)，所述导向腔(127)的一端与所述阀腔(121)连通，另一端设有开口，所述弹性件(6)设置于所述导向腔(127)，所述阀芯(7)和所述反馈杆(5)均部分伸入所述导向腔(127)并与所述弹性件(6)的两端抵接。

6.根据权利要求5所述的变量泵，其特征在于，所述反馈杆(5)的外周面凸设有活塞环(51)，所述活塞环(51)与所述导向腔(127)的腔壁密封且滑动配合。

7.根据权利要求6所述的变量泵，其特征在于，所述导向腔(127)的腔壁设有油孔(128)，所述油孔(128)与油箱连通。

8.根据权利要求6所述的变量泵，其特征在于，所述阀芯(7)伸入所述导向腔(127)的一端设有弹簧座(8)，所述弹簧座(8)包括底座(81)和导向柱(82)，所述弹性件(6)为压簧，所述压簧的一端套设于所述导向柱(82)并抵接于所述底座(81)，所述压簧的另一端套设于所述反馈杆(5)并抵接于所述活塞环(51)。

9.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于，所述阀芯(7)位于所述信号腔(122)的一端设有挡环(74)，所述挡环(74)的外径大于所述阀腔(121)的内径。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的变量泵。

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