CN116378892A - 双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，涉及径向柱塞液压装置领域，该装置主要包括壳体、若干柱塞组件、可转动配置在壳体一端上的偏心主轴、与柱塞组件一一对应的液控单向阀、与柱塞组件一一对应的二通插装阀、内置换向滑阀的汇流盘和配流轴。本发明还提供一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法。通过该径向柱塞液压装置，使得当做液压马达和液压泵使用时均可实现双向转动，解决了阀配流在马达上运用的局限性问题。

Description

双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法

技术领域

本发明涉及径向柱塞液压装置技术领域，具体而言，涉及一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法。

背景技术

径向柱塞液压装置是液压系统中极其重要的执行元件，广泛应用在工程机械、军工机械、建筑机械、矿山机械等领域，常见的商用径向柱塞液压装置包括液压马达、液压泵都具备了低速大扭矩的特点，径向柱塞泵通过输出具有一定压力的油液为液压系统提供动力，径向柱塞马达则是向外界输出一定的扭矩和转速，使得执行机构对外界做功，液压马达和液压泵的性能好坏直接影响着液压系统的性能。

径向柱塞液压装置的主要配流方式分为：轴配流、端面配流、阀配流三种，其中，轴配流和端面配流方式都可实现泵的状态和马达的状态，当装置输入转矩时，为泵的状态下工作，装置可向外界输出具有高压力的流体；当装置输入高压流体时，为马达的状态，此时装置向外界输出扭矩和转速。但是，采用这两种配流方式的径向柱塞液压装置存在较大的间隙，并且部分相互运动的结构之间存在较大磨损，在一定程度上限制了马达和泵的工作性能；而在现有的径向柱塞液压装置中，每个柱塞所对应的两个液控单向阀或二通插装阀分别需要采用独立的控制油路，这就导致了壳体内部的油路控制非常复杂且配流装置结构复杂、加工成本大；公开号为CN115898748A的发明公开了一种用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置、工作方法，但是该发明方案中，只能实现泵或者马达装置的单向旋转，并无法实现泵和马达双向旋转的需求。

发明内容

本发明公开了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，结构简单，操作便利，旨在改善现有的径向柱塞液压装置只能实现泵或者马达装置的单向旋转，无法实现泵和马达双向旋转的问题。

本发明采用了如下方案：

本申请提供了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，包括壳体、若干柱塞组件、可转动配置在壳体上的偏心主轴、与柱塞组件一一对应的液控单向阀和二通插装阀；其中，所述壳体内设有若干柱塞腔、一偏心主轴腔、与柱塞组件一一对应的液控单向阀腔和二通插装阀腔、若干壳体高压油路、低压油路和控制油路；所述柱塞组件可上下滑动地设置在对应的所述柱塞腔内；所述偏心主轴转动装接在所述偏心主轴腔内且传动连接所有的所述柱塞组件；还包括与偏心主轴插装连接的配流轴、内置有换向滑阀的汇流盘；

所述配流轴设有与高压总口或低压总口相通的第一配流环槽、第二配流环槽和第三配流环槽；还设有第一配流半环槽、第二配流半环槽，且设置有第一油孔与所述第二配流半环槽、所述第二配流环槽相连通；设置有第二油孔与所述第一配流半环槽、所述第一配流环槽和所述第三配流环槽相连通；

所述汇流盘上设有高压环槽、低压环槽、换向滑阀腔、汇流盘控制油路和换向滑阀；所述高压环槽上开高压环槽孔，所述低压环槽上开低压环槽孔，所述换向滑阀腔一侧分别通过高压环槽孔和低压环槽孔与高压环槽和低压环槽连通；所述换向滑阀腔的另一侧与所述第一配流环槽、所述第二配流环槽和所述第三配流环槽相连通；所述换向滑阀插装于所述换向滑阀腔内，其配置为能使所述高压环槽在第一配流环槽和第二配流环槽之间切换连接，且使所述低压环槽在第二配流环槽和第三配流环槽之间切换连接；

所述液控单向阀和二通插装阀分别安装在对应的腔室内，且连接所述壳体的高压油路、低压油路和控制油路；其中，所述液控单向阀包括第一控油腔、第一高压腔和第一低压腔，所述第一高压腔与其对应的所述柱塞腔相连通，所述第一低压腔与所述低压环槽相连通，所述第一控油腔适于与所述第一配流半环槽和第二配流半环槽交替接通，且当所述第一控油腔和第一高压腔同时受高压时，所述第一高压腔和第一低压腔导通；所述二通插装阀包括第二控制油腔、第二高压油腔和第二低压油腔，其中，所述第二低压油腔与对应的所述柱塞腔连通，第二高压油腔与所述高压环槽连通，所述第二控制油腔适于与所述第一配流半环槽和所述第二配流半环槽交替接通；且当所述第二控制油腔和第二高压油腔同时受高压时，所述第二高压油腔和第一低压油腔封闭。

进一步地，所述换向滑阀包括换向杆，所述换向杆上设置有第一挡块、第二挡块以及第三挡块，且相邻挡块之间各设置有连通槽，所述连通槽适于在所述换向杆滑动时使所述高压环槽在第一配流环槽和第二配流环槽之间切换连接，且使所述低压环槽在第二配流环槽和第三配流环槽之间切换连接。

进一步地，所述换向滑阀靠近配流轴端盖的一端设置有用于稳定所述换向杆的限位螺钉，所述换向滑阀的另一端设置有与所述换向杆连接的回程弹簧。

进一步地，所述液控单向阀包括第一阀体和设置于所述第一阀体内的第二阀体，所述第一阀体上设置有第一控油腔，所述第二阀体上设置有第一活动腔、第一高压腔和第一低压腔，所述第一活动腔内活动安装有第一阀芯，所述第一阀芯配置为能控制第一高压腔与第一低压腔之间的通断。

进一步地，所述二通插装阀包括第三阀体、第四阀体以及第二阀芯，其中，所述第三阀体内部设有第二高压油腔和第二低压油腔，所述第四阀体内部设有第二控制油腔；所述第二阀芯活动安装在第四阀体内且其能够控制所述第二高压油腔和所述第二低压油腔之间的通断。

进一步地，所述第一油孔与所述第二配流半环槽、所述第二配流环槽分别通过第二配流半环槽孔以及第二配流环槽孔相连通，所述第二油孔与所述第一配流半环槽、所述第一配流环槽和所述第三配流环槽分别通过第一配流半环槽孔、第一配流环槽孔、第三配流环槽孔相连通。

进一步地，所述壳体第一控制油路、第一油孔、壳体第二控制油路相连通，或者所述壳体第一控制油路、第二油孔、壳体第二控制油路相连通。

本发明还提供了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，当该装置为液压马达时，应用上述任意一项所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其步骤在于：

所述高压总口与压力油源连接，且所述高压总口为进油通道，所述低压总口为出油通道：

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的其中一端时，其中一个柱塞组件位于上顶位，其对应的二通插装阀控油腔通入低压油，且其对应的液控单向阀控油腔也通入低压油，高压油液流经高压总口、第二高压油腔、第二低压油腔后进入对应的柱塞腔内，推动柱塞下行运动，使柱塞腔容积增大，并带动所述偏心主轴做正向圆周运动，直至所述柱塞组件到达下底位；当柱塞组件位于下底位时，偏心主轴和配流轴均正向旋转了180度，使对应的二通插装阀控油腔通入高压油，且其对应的液控单向阀控油腔也通入高压油，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使柱塞腔容积减小，柱塞腔内的油液通过第一高压腔、第一低压腔后从低压总口流出，从而实现单个柱塞组件的周期运动；若干个所述柱塞组件往复运动使主轴持续输出正向转矩，以将液压能转化为机械能；

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的另一端时，高压油液流经高压总口、第二高压油腔、第二低压油腔后进入对应的柱塞腔内，推动柱塞下行运动，使柱塞腔容积增大，并带动所述偏心主轴做反向圆周运动，直至所述柱塞组件到达下底位；反向旋转了180度后，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使柱塞腔容积减小，柱塞腔内的油液通过第一高压腔、第一低压腔后从低压总口流出，从而实现单个柱塞组件的周期运动；若干个所述柱塞组件往复运动使主轴持续输出反向转矩，以将液压能转化为机械能。

本发明还提供了另一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，当该装置为液压泵时，应用上述所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其步骤在于：

所述高压总口与高压油箱或液压负载相连，且此时所述高压总口为出油通道，低压总口与油箱相连，且所述低压总口为进油通道：

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的其中一端时，所述偏心主轴反向转动带动一柱塞组件从上顶位开始下行运动，使对应的柱塞腔容积增大，产生真空，此时所述柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口、第一低压腔、第一高压腔进入该柱塞腔内，直至柱塞组件移动至下底位，此时所述偏心主轴带动配流轴反向旋转了180度；偏心主轴继续反向转动，所述柱塞组件开始上行运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载处的压力，柱塞腔内的油液流经第二低压油腔、第二高压油腔后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件的排油运动；若干个柱塞组件在偏心主轴的反向转动带动下，各个柱塞腔吸入低压油液，并形成压力油排出，以实现机械能转换为液压能；

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的另一端时，所述偏心主轴正向转动带动一柱塞组件从上顶位开始下行运动，使对应的柱塞腔容积增大，产生真空，此时所述柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口、第一低压腔、第一高压腔进入该柱塞腔内，直至柱塞组件移动至下底位，此时所述偏心主轴带动配流轴正向旋转了180度；偏心主轴继续正向转动，所述柱塞组件开始上行运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载处的压力，柱塞腔内的油液流经第二低压油腔、第二高压油腔后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件的排油运动；若干个柱塞组件在偏心主轴的正向转动带动下，各个柱塞腔吸入低压油液，并形成压力油排出，以实现机械能转换为液压能。

有益效果：

本发明中，该用双阀配流的四象限径向柱塞液压装置采用双阀配流，提供了一种全新的配流方法，使得每个柱塞所对应的两个阀可采用同一个控制油路控制，简化了整个装置的控制油路；另外，通过设置与偏心主轴插装连接的配流轴、内置有换向滑阀的汇流盘，在汇流盘上内置换向滑阀解决了泵和马达在液控单向阀和二通插装阀配流下无法双向转动的问题；液控单向阀具有极佳的密封性，且二通插装阀具有极佳的密封性和阀口通径大的优点，该装置可运用在高压环境下，且可达到较高的容积效率，该径向柱塞液压装置可实现液压马达和液压泵状态下双向转动，解决了阀配流在马达和泵上运用的局限性的问题。

附图说明

图1为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的爆炸结构示意图。

图2为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的轴向剖视示意图。

图3为图2的A-A方向的剖视示意图。

图4为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的液控单向阀的剖视示意图。

图5为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的二通插装阀的剖视示意图。

图6为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的汇流盘外观示意图。

图7为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的汇流盘正面示意图。

图8为图7的B-B方向的剖视示意图。

图9为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的配流轴的外观结构示意图。

图10为本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的配流轴剖视示意图。

图11为图10的C-C的剖视示意图。

图12为图10的D-D的剖视示意图。

图13为图10的E-E的剖视示意图。

图14为图10的F-F的剖视示意图。

图15本发明实施例双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的F2一侧示意图。

图16为图15的G-G的剖视示意图。

图17为图16的H-H的剖视示意图。

图18为图15的I-I的剖视示意图。

图19为图15的J-J的剖视示意图。

图20为图15的K-K的剖视示意图。

图21为图18换向滑阀靠近回程弹簧一侧局部放大示意图。

图22为图18换向滑阀远离回程弹簧一侧局部放大示意图。

具体实施方式

实施例

结合图1至图22所示，本实施例提供了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，包括壳体2、若干柱塞组件11、可转动配置在壳体2上的偏心主轴12、与柱塞组件11一一对应的液控单向阀7和二通插装阀10；其中，所述壳体内设有若干柱塞腔20、一偏心主轴腔23、与柱塞组件11一一对应的液控单向阀腔8和二通插装阀腔9、若干壳体高压油路、低压油路和控制油路；所述柱塞组件11可上下滑动地设置在对应的所述柱塞腔20内；所述偏心主轴12转动装接在所述偏心主轴腔23内且传动连接所有的所述柱塞组件11；还包括与偏心主轴12插装连接的配流轴6、内置有换向滑阀101的汇流盘3；

所述配流轴6设有与高压总口32或低压总口30相通的第一配流环槽76、第二配流环槽78和第三配流环槽77；还设有第一配流半环槽75、第二配流半环槽79，设置有第一油孔82与所述第二配流半环槽79、所述第二配流环槽78相连通；设置有第二油孔81与所述第一配流半环槽75、所述第一配流环槽76和所述第三配流环槽77相连通；

所述汇流盘3上设有高压环槽65、低压环槽66、换向滑阀腔72、汇流盘控制油路71和换向滑阀101；所述高压环槽65上开设有高压环槽孔70，所述低压环槽66上开设有低压环槽孔73，所述换向滑阀腔72一侧分别通过高压环槽孔70、低压环槽孔73与高压环槽65、低压环槽66连通；所述换向滑阀腔72的另一侧与所述第一配流环槽76、所述第二配流环槽78和所述第三配流环槽77相连通；所述换向滑阀101插装于所述换向滑阀腔72内，其配置为能使所述高压环槽65在第一配流环槽76和第二配流环槽78之间切换连接，且使所述低压环槽66在第二配流环槽78和第三配流环槽77之间切换连接；

所述液控单向阀7和二通插装阀10分别安装在对应的腔室内，且连接所述壳体2的高压油路、低压油路和控制油路；其中，所述液控单向阀7包括第一控油腔43、第一高压腔35和第一低压腔38，所述第一高压腔35与其对应的所述柱塞腔20相连通，所述第一低压腔38与所述低压环槽66相连通，所述第一控油腔43适于与所述第一配流半环槽75和第二配流半环槽79交替接通，且当所述第一控油腔43和第一高压腔35同时受高压时，所述第一高压腔35和第一低压腔38导通；所述二通插装阀10包括第二控制油腔59、第二高压油腔52和第二低压油腔55，其中，所述第二低压油腔55与对应的所述柱塞腔20连通，第二高压油腔52与所述高压环槽65连通，所述第二控制油腔59适于与所述第一配流半环槽75和所述第二配流半环槽79交替接通；且当所述第二控制油腔59和第二高压油腔52同时受高压时，所述第二高压油腔52和第二低压油腔55封闭。

如图1和图2所示，在本实施例中，所述壳体2依次与轴端盖14、壳体端盖13、偏心主轴12、汇流盘3、配流轴端盖5同轴相连。所述壳体2内设有若干个柱塞腔20、一个偏心主轴腔23、与柱塞组件11一一对应的液控单向阀腔8和二通插装阀腔9、若干壳体高压油路、低压油路和控制油路，例如设置有壳体第一高压油路90，壳体第二高压油路93，壳体第一控制油路105，壳体第二控制油路95，壳体低压油路107等。柱塞21和柱塞端盖1围成柱塞腔20。如图2所示，在本实施例中，柱塞端盖1设有5个，柱塞腔20设有5个，每一柱塞腔20对应设置有一个液控单向阀7和一个二通插装阀10，液控单向阀7和二通插装阀10分别安装在液控单向阀腔8和二通插装阀腔9上。柱塞腔20的个数不以此为限，也可为8个10个不等。所述偏心主轴腔23用于安装偏心主轴12，第二轴承24和第三轴承25分别安装在壳体端盖13和壳体2上，用于支承偏心主轴12。

所述柱塞组件11可在柱塞腔20内上下滑动。在本实施例中，所述柱塞组件11包括柱塞21和连杆滑靴22，所述柱塞21上下滑动连接在柱塞腔20内，所述连杆滑靴22顶端套接在柱塞21内，底端通过回程环31固定在偏心主轴12外部的第四轴承26上，柱塞21在柱塞腔20内上下滑动可通过连杆滑靴22和回程环31带动偏心主轴12转动，此为液压马达的工作状态；或者偏心主轴12转动可通过连杆滑靴22和回程环31带动柱塞21在柱塞腔20内上下滑动，此为液压泵的工作状态。

所述偏心主轴12安装在偏心主轴腔23内，左右两侧分别有第二轴承24和第三轴承25，分别安装在壳体端盖13和壳体2上，对偏心主轴12进行稳定支撑。

如图1和图4所示，在本实施例中，所述液控单向阀7个数有5个，均布在壳体2上，方向F2一侧。液控单向阀7包括第一阀体44、第二阀体51、第一阀芯48和第一弹性件47。所述第二阀体51内设有第一活动腔49、第一高压腔35和第一低压腔38，所述第一阀体44内设有第一控油腔43，所述第一阀芯48活动装接在第二阀体51内且其可控制所述第一高压腔35与第一低压腔38之间的通断，第一高压腔35与对应的柱塞腔20相通，第一低压腔38与低压总口30相通，第一控油腔43与所述第一配流半环槽75和第二配流半环槽79交替接通。具体地，如图4所示，第一阀体44设有第一环形槽46，第一环形槽46上有一通孔45，使第一环形槽46与第一阀体控油腔43相通；第二阀体51设有第二环形槽50，第二环形槽50上有第二通孔39，使第二环形槽50与第一低压腔38相通。所述液控单向阀7的第一阀芯48包括阀芯柱40和分别固接在阀芯柱40两端的第一阀芯块37和第二阀芯块41，所述阀芯柱40活动套接在第一活动腔49内且可带动第一阀芯块37与第二阀芯块41同步移动，第二阀芯块41位于第一控油腔43内且将第一控油腔43分隔为两个独立的阀体控油分腔，第一阀芯块37位于第一高压腔35内且其可控制第一高压腔35的开闭，另设有第一弹性件47，该第一弹性件47夹置在第二阀芯块41和第二阀体51之间。第一阀芯块37设有第一受压面36，所述第二阀芯块41设有第二受压面42，第一受压面36面积小于第二受压面42面积，故在某一合适先导比下，所述第一高压腔35与第一控油腔43在同时受高压油的情况下，第一高压腔35与第一低压腔38打开，也即所述液控单向阀7在高压下导通，且在低压下封闭。

如图1和图5所示，在本实施例中，所述二通插装阀10个数有5个，均布在壳体2上，位于二通插装阀腔9内。二通插装阀10包括第三阀体57、第四阀体58、第二阀芯56和第二弹性件61，第三阀体57设有第二高压油腔52和第二低压油腔55，第四阀体58设有第二控制油腔59，第二高压油腔52始终与高压油液接通，第二低压油腔55与对应的柱塞腔20相通，第二控制油腔59与第一配流半环槽75和第二配流半环槽79交替相通。所述第二阀芯56可在第三阀体57的腔内滑动，第二弹性件61的一端与第四阀体58接触，另一端与第二阀芯56接触，第二阀芯56设置有一斜面54控制第二高压油腔52与第二低压油腔55的开断，第二阀芯56靠近斜面54一处是第一受压面53，另一端设置有第二受压面60和第三受压面62，第一受压面53小于第二受压面60和第三受压面62之和，以确保在合适的先导比下在第二控制油腔59和第二高压油腔52同时为高压油时，第二阀芯56关闭，第二高压油腔52与第二低压油腔55被切断，也即所述二通插装阀10在高压下关闭，且在低压下导通。

结合图6至图8所示，所述配流轴6的左端与偏心主轴12插装连接，右端通过第一轴承4支撑在配流轴端盖5上，配流轴6上开有第一配流环槽76、第二配流环槽78、第三配流环槽77、第一配流半环槽75、第二配流半环槽79、第一油孔82和第二油孔81；所述第一配流环槽76、第二配流环槽78、第三配流环槽77、第一配流半环槽75、第二配流半环槽79上分别开有第一配流环槽孔86、第二配流环槽孔89、第三配流环槽孔88、第一配流半环槽孔85、第二配流半环槽孔87；所述高压总口32或低压总口30与所述第一配流环槽76、第二配流环槽78和第三配流环槽77相通，所述第一油孔82与所述第二配流半环槽79、所述第二配流环槽78相连通；所述第二油孔81与所述第一配流半环槽75、所述第一配流环槽76和所述第三配流环槽77相连通；

结合图15至图22所示，所述汇流盘3通过螺栓安装在壳体F2一侧，汇流盘3上设有高压环槽65、低压环槽66、换向滑阀腔72、汇流盘控制油路71；所述高压环槽65上开有一个高压环槽孔70，所述低压环槽66上开有一个低压环槽孔73，所述高压环槽孔70一端与高压总口32相通，另一端与配流轴6的第一配流环槽76或第二配流环槽78相通；所述低压环槽孔73一端与低压总口30相通，另一端与配流轴6的第二配流环槽78或第三配流环槽77相通；所述换向滑阀腔72内用于安装换向滑阀101，所述换向滑阀101包括一换向杆111，所述换向杆111上设置有第一挡块110、第二挡块112以及第三挡块114，且相邻两挡块之间各设置有连通槽113，所述连通槽113适于在所述换向杆111滑动时使所述高压环槽65在第一配流环槽76和第二配流环槽78之间切换连接，且使所述低压环槽66在第二配流环槽78和第三配流环槽77之间切换连接。这里所述换向滑阀101靠近配流轴端盖5的一端设置有用于稳定所述换向杆111的限位螺钉102，所述换向滑阀101的另一端设置有与所述换向杆111连接的回程弹簧100。所述换向滑阀101位于靠近回程弹簧100一侧时，所述第一配流环槽76与所述高压环槽65相连通，所述第二配流环槽78与所述低压环槽66相连通；所述换向滑阀101位于远离回程弹簧100一侧时，所述第二配流环槽78与所述高压环槽65相连通，所述第三配流环槽77与所述低压环槽66相连通；所述汇流盘控制油路71一端与壳体第一控制油路105和壳体第二控制油路95相连通，一端与配流轴6的第一配流半环槽75和第二配流半环槽79交替接通。

结合图15至图22所示，在另一实施例中，本发明实施例提供了一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，具体地，当该径向柱塞液压装置为液压马达时，高压总口32与压力油源相连，且为进油口，低压总口30与低压油箱相连且为出油口，以其中一个柱塞组件11为例：

继续结合图15至图22所示，当换向滑阀101位于远离回程弹簧100一侧时，换向滑阀101在回程弹簧100的弹力作用下与限位螺钉102接触，使换向滑阀101处于稳定的位置，此时高压环槽65与第二配流环槽78相通、低压环槽66与第三配流环槽77相通，当其中一个柱塞组件11位于上顶位时，高压油液一部分从高压总口32流入高压环槽65进而进入壳体第一高压油路90，壳体第一高压油路90与第二高压油腔52相通；另一部分高压油液从高压总口32进入高压环槽65，从高压环槽孔70进入换向滑阀腔72进而进入第二配流环槽78，再流经配流轴第一油孔82后进入汇流盘控制油路71，进而进入壳体第二控制油路95，壳体第二控制油路95与第二控制油腔59相连通，配流轴6随着偏心主轴12一起转动，故壳体第一控制油路105和壳体第二控制油路95不停在高压与低压之间切换；壳体第一控制油路105、第一油孔82或第二油孔81、壳体第二控制油路95是相通的，故壳体第一控制油路105和壳体第二控制油路95同时为高压状态或同时为低压状态；当壳体第一控制油路105和壳体第二控制油路95同时为低压状态时，此时第二高压油腔52与第二低压油腔55相导通，高压油液流经第二低压油腔55进入柱塞端盖第一油路92、柱塞端盖第二油路91从而进入柱塞腔20，推动柱塞组件11下行运动。当该柱塞组件11位于下底位时，此时偏心主轴12和配流轴6均正向旋转了180度，对应的壳体第一控制油路105和壳体第二控制油路95同时为高压状态，此时第二高压油腔52与第二低压油腔55闭合，又壳体第一控制油路105与液控单向阀第一控油腔43相通，此时液控单向阀第一高压腔35与第一低压腔38相导通，柱塞腔20内的油液流经柱塞端盖第二油路91、第三油路94、壳体第二高压油路93、液控单向阀第一高压腔35、第一低压腔38、再经壳体低压油路107流进低压环槽66，最后从低压总口30流出；若干个所述柱塞组件11往复运动使主轴持续输出正向转矩，以将液压能转化为机械能。

当液压马达要反向旋转时，控制油口103通入高压油，高压油液推动换向滑阀101向靠近回程弹簧100一侧移动，移动至限位阶梯106后换向滑阀101处于稳定的位置，此时高压环槽65与第一配流环槽76相通、低压环槽66与第二配流环槽78相通，高压油液流经高压总口32、第二高压油腔52、第二低压油腔55后进入对应的柱塞腔20内，推动柱塞21下行运动，使柱塞腔20容积增大，并带动所述偏心主轴12做反向圆周运动，直至所述柱塞组件11到达下底位；反向旋转了180度后，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴12惯性力的作用下，该柱塞组件11上行运动，使柱塞腔20容积减小，柱塞腔20内的油液通过液控单向阀第一高压腔35、第一低压腔38后从低压总口30流出，从而实现单个柱塞组件11的周期运动；若干个所述柱塞组件11往复运动使偏心主轴12持续输出反向转矩，以将液压能转化为机械能。

也即，液压马达状态下，油液的流向为：压力油源→高压总口32→高压环槽65→壳体第一高压油路90→第二高压油腔52→第二低压油腔55→柱塞端盖第一油路92→柱塞端盖第二油路91→柱塞腔20→柱塞端盖第二油路91→柱塞端盖第三油路94→壳体第二高压油路93→第一高压腔35→第一低压腔38→壳体低压油路107→低压环槽66→低压总口30。

继续结合图15至图22所示，本发明另一实施例还提供了另一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，具体地，当该径向柱塞液压装置为液压泵时，高压总口32与高压油箱或液压负载相连，且为出油口，低压总口30与低压油箱相连且为进油口，以其中一个柱塞组件为例：

当换向滑阀101位于远离回程弹簧100一侧时，此时高压环槽65与第二配流环槽78相通、低压环槽66与第三配流环槽77相通，偏心主轴12反向转动带动某一个柱塞组件11从上顶位开始下行运动，则对应的柱塞腔20容积增大，产生真空，柱塞腔20内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口30、低压环槽66、壳体低压油路107、液控单向阀第一低压腔38、第一高压腔35进入壳体第二高压油路93内，再经柱塞端盖第三油路94、柱塞端盖第二油路91进入柱塞腔20，推动柱塞组件11下移，直至柱塞组件11移动至下底位，此时偏心主轴12带动配流轴6反向旋转了180度。偏心主轴12继续反向转动，该柱塞组件11开始上行运动，对应的柱塞腔20容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载的压力，柱塞腔20内的油液流经柱塞端盖第二油路91、柱塞端盖第一油路92进入第二低压油腔55，第二高压油腔52进入壳体第一高压油路90、高压环槽65进入高压总口32、最后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件11的排油运动。若干个柱塞组件往复运动，以将机械能转化为液压能。

当液压泵要正向旋转时，控制油口103通入高压油，高压油液推动换向滑阀101向靠近回程弹簧100一侧移动，移动至限位阶梯106后换向滑阀101处于稳定的位置，此时高压环槽65与第一配流环槽76相通、低压环槽66与第二配流环槽78相通，偏心主轴12正向转动带动某一个柱塞组件11从上顶位开始下行运动，则对应的柱塞腔20容积增大，产生真空，柱塞腔20内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口30、低压环槽66、壳体低压油路107、液控单向阀的第一低压腔38、第一高压腔35进入壳体第二高压油路93内，再经柱塞端盖第三油路94、柱塞端盖第二油路91进入柱塞腔20，推动柱塞组件11下移，直至柱塞组件11移动至下底位，此时偏心主轴12带动配流轴6正向旋转了180度。偏心主轴12继续正向转动，该柱塞组件11开始上行运动，对应的柱塞腔20容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载的压力，柱塞腔20内的油液流经柱塞端盖第二油路91、柱塞端盖第一油路92进入第二低压油腔55，第二高压油腔52进入壳体第一高压油路90、高压环槽65后，进入高压总口32，最后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件11的排油运动。若干个柱塞组件往复运动，以将机械能转化为液压能。

也即，液压泵状态下，油液的流向为：低压油箱→低压总口30→低压环槽66→壳体低压油路107→第一低压腔38→第一高压腔35→壳体第二高压油路93→柱塞端盖第三油路94→柱塞端盖第二油路91→柱塞腔20→柱塞端盖第二油路91→柱塞端盖第一油路92→第二低压油腔55→第二高压油腔52→壳体第一高压油路90→高压环槽65→高压总口32→高压油箱或液压负载。

通过本发明实施例方案，使用了新型的双阀配流的方案，简化了配流装置的控制油路，同时使得该径向柱塞液压装置可以实现液压泵和液压马达双向转动的功能，解决了现有液控单向阀或二通插装阀配流无法实现液压泵和液压马达双向转动的问题。

应当理解的是：以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

上面对实施方式中所使用的附图介绍仅示出了本发明的某些实施例，不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

Claims (9)

1.一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，包括壳体、若干柱塞组件、可转动配置在壳体上的偏心主轴、与柱塞组件一一对应的液控单向阀和二通插装阀；其中，所述壳体内设有若干柱塞腔、一偏心主轴腔、与柱塞组件一一对应的液控单向阀腔和二通插装阀腔、若干壳体高压油路、低压油路和控制油路；所述柱塞组件可上下滑动地设置在对应的所述柱塞腔内；所述偏心主轴转动装接在所述偏心主轴腔内且传动连接所有的所述柱塞组件；其特征在于，还包括与偏心主轴插装连接的配流轴、内置有换向滑阀的汇流盘；

所述配流轴设有与高压总口或低压总口相通的第一配流环槽、第二配流环槽和第三配流环槽；还设有第一配流半环槽、第二配流半环槽，且设置有第一油孔与所述第二配流半环槽、所述第二配流环槽相连通；设置有第二油孔与所述第一配流半环槽、所述第一配流环槽和所述第三配流环槽相连通；

所述汇流盘上设有高压环槽、低压环槽、换向滑阀腔、汇流盘控制油路和换向滑阀；所述高压环槽上开设有高压环槽孔，所述低压环槽上开设有低压环槽孔；所述换向滑阀腔一侧分别通过所述高压环槽孔和低压环槽孔与高压环槽和低压环槽连通；所述换向滑阀腔的另一侧与所述第一配流环槽、所述第二配流环槽和所述第三配流环槽相连通；所述换向滑阀插装于所述换向滑阀腔内，其配置为能使所述高压环槽在第一配流环槽和第二配流环槽之间切换连接，且使所述低压环槽在第二配流环槽和第三配流环槽之间切换连接；

所述液控单向阀和二通插装阀分别安装在对应的腔室内，且连接所述壳体的高压油路、低压油路和控制油路；其中，所述液控单向阀包括第一控油腔、第一高压腔和第一低压腔，所述第一高压腔与其对应的所述柱塞腔相连通，所述第一低压腔与所述低压环槽相连通，所述第一控油腔适于与所述第一配流半环槽和第二配流半环槽交替接通，且当所述第一控油腔和第一高压腔同时受高压时，所述第一高压腔和第一低压腔导通；所述二通插装阀包括第二控制油腔、第二高压油腔和第二低压油腔，其中，所述第二低压油腔与对应的所述柱塞腔连通，第二高压油腔与所述高压环槽连通，所述第二控制油腔适于与所述第一配流半环槽和所述第二配流半环槽交替接通；且当所述第二控制油腔和第二高压油腔同时受高压时，所述第二高压油腔和第一低压油腔封闭。

2.根据权利要求1所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述换向滑阀包括换向杆，所述换向杆上设置有第一挡块、第二挡块以及第三挡块，且相邻挡块之间各设置有连通槽，所述连通槽适于在所述换向杆滑动时使所述高压环槽在第一配流环槽和第二配流环槽之间切换连接，且使所述低压环槽在第二配流环槽和第三配流环槽之间切换连接。

3.根据权利要求2所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述换向滑阀靠近配流轴端盖的一端设置有用于稳定所述换向杆的限位螺钉，所述换向滑阀的另一端设置有与所述换向杆连接的回程弹簧。

4.根据权利要求1所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述液控单向阀包括第一阀体和设置于所述第一阀体内的第二阀体，所述第一阀体上设置有第一控油腔，所述第二阀体上设置有第一活动腔、第一高压腔和第一低压腔，所述第一活动腔内活动安装有第一阀芯，所述第一阀芯配置为能控制第一高压腔与第一低压腔之间的通断。

5.根据权利要求1所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述二通插装阀包括第三阀体、第四阀体以及第二阀芯，其中，所述第三阀体内部设有第二高压油腔和第二低压油腔，所述第四阀体内部设有第二控制油腔；所述第二阀芯活动安装在第四阀体内且其能够控制所述第二高压油腔和所述第二低压油腔之间的通断。

6.根据权利要求1所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述第一油孔与所述第二配流半环槽、所述第二配流环槽分别通过第二配流半环槽孔以及第二配流环槽孔相连通，所述第二油孔与所述第一配流半环槽、所述第一配流环槽和所述第三配流环槽分别通过第一配流半环槽孔、第一配流环槽孔、第三配流环槽孔相连通。

7.根据权利要求1所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其特征在于，所述壳体第一控制油路、第一油孔、壳体第二控制油路相连通，或者所述壳体第一控制油路、第二油孔、壳体第二控制油路相连通。

8.一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，其特征在于，当该装置为液压马达时，应用如权利要求1至7任意一项所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其步骤在于：

所述高压总口与压力油源连接，且所述高压总口为进油通道，所述低压总口为出油通道：

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的其中一端时，其中一个柱塞组件位于上顶位，其对应的二通插装阀控油腔通入低压油，且其对应的液控单向阀控油腔也通入低压油，高压油液流经高压总口、第二高压油腔、第二低压油腔后进入对应的柱塞腔内，推动柱塞下行运动，使柱塞腔容积增大，并带动所述偏心主轴做正向圆周运动，直至所述柱塞组件到达下底位；当柱塞组件位于下底位时，偏心主轴和配流轴均正向旋转了180度，使对应的二通插装阀控油腔通入高压油，且其对应的液控单向阀控油腔也通入高压油，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使柱塞腔容积减小，柱塞腔内的油液通过第一高压腔、第一低压腔后从低压总口流出，从而实现单个柱塞组件的周期运动；若干个所述柱塞组件往复运动使主轴持续输出正向转矩，以将液压能转化为机械能；

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的另一端时，高压油液流经高压总口、第二高压油腔、第二低压油腔后进入对应的柱塞腔内，推动柱塞下行运动，使柱塞腔容积增大，并带动所述偏心主轴做反向圆周运动，直至所述柱塞组件到达下底位；反向旋转了180度后，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使柱塞腔容积减小，柱塞腔内的油液通过第一高压腔、第一低压腔后从低压总口流出，从而实现单个柱塞组件的周期运动；若干个所述柱塞组件往复运动使主轴持续输出反向转矩，以将液压能转化为机械能。

9.一种双阀配流的四象限径向柱塞液压装置的工作方法，其特征在于，当该装置为液压泵时，应用如权利要求1至7任意一项所述的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置，其步骤在于：

所述高压总口与高压油箱或液压负载相连，且此时所述高压总口为出油通道，低压总口与油箱相连，且所述低压总口为进油通道：

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的其中一端时，所述偏心主轴反向转动带动一柱塞组件从上顶位开始下行运动，使对应的柱塞腔容积增大，产生真空，此时所述柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口、第一低压腔、第一高压腔进入该柱塞腔内，直至柱塞组件移动至下底位，此时所述偏心主轴带动配流轴反向旋转了180度；偏心主轴继续反向转动，所述柱塞组件开始上行运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载处的压力，柱塞腔内的油液流经第二低压油腔、第二高压油腔后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件的排油运动；若干个柱塞组件在偏心主轴的反向转动带动下，各个柱塞腔吸入低压油液，并形成压力油排出，以实现机械能转换为液压能；

当所述换向滑阀位于所述换向滑阀腔的另一端时，所述偏心主轴正向转动带动一柱塞组件从上顶位开始下行运动，使对应的柱塞腔容积增大，产生真空，此时所述柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液流经低压总口、第一低压腔、第一高压腔进入该柱塞腔内，直至柱塞组件移动至下底位，此时所述偏心主轴带动配流轴正向旋转了180度；偏心主轴继续正向转动，所述柱塞组件开始上行运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油箱或液压负载处的压力，柱塞腔内的油液流经第二低压油腔、第二高压油腔后进入高压油箱或液压负载处，实现该柱塞组件的排油运动；若干个柱塞组件在偏心主轴的正向转动带动下，各个柱塞腔吸入低压油液，并形成压力油排出，以实现机械能转换为液压能。

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