CN117189456B - 基于滑套换向的径向柱塞液压装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置，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、换向滑套和配流轴，通过换向滑套与配流轴的滑动切换以改变油液的油路方向。本发明还提供一种基于滑套换向的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

基于滑套换向的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，涉及一种基于滑套换向的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。公开号为CN116378892A的发明专利公开了一种基于滑阀换向的径向柱塞液压装置，采用内置的换向滑阀配合汇流盘和配流轴进行切换，但是该方案需要单独设置一个换向滑阀，通过换向滑阀来实现汇流盘和配流轴之间油路的切换，使得结构上更加复杂，且独立设置的换向滑阀也增大了径向柱塞液压装置的体积。

发明内容

本发明公开了一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置，结构简单，操作便利，旨在改善现有的径向柱塞液压装置实现双向旋转的机构复杂的问题。

本发明采用了如下方案：

本申请提供了一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置，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、若干壳体高压油孔、低压油孔和控制油孔；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；所述配流轴上滑动套设有换向滑套；

所述壳体内包括有第一低压总口和第二低压总口，且第一低压总口和第二低压总口相通；

所述配流轴设有第一配流环槽、第二配流环槽；还设有与所述第一配流环槽连通的第一配流半环槽，以及与所述第二配流环槽连通的第二配流半环槽；

所述换向滑套上设有与第一低压总口相通的第一低压环槽、与高压总口相通的高压环槽和与第二低压总口相通的第二低压环槽；所述第一低压环槽上开有第一低压环槽孔，所述高压环槽上开有高压环槽孔，所述第二低压环槽上开有第二低压环槽孔；所述换向滑套上设有与壳体内控制油路一一对应且连通的配流凹槽，且每一凹槽上开有对应的凹槽孔；

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孔、低压油孔和控制油孔；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第二低压环槽相连通，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；

所述换向滑套配置为能在所述配流轴上滑动以实现所述第一工作状态与第二工作状态之间的切换；其中，当处于所述第一工作状态时，所述高压环槽与第一配流环槽相连通，所述第二低压环槽与第二配流环槽相连通，以使所述径向柱塞液压装置实现第一方向的转动；所述第二工作状态下，所述高压环槽与第二配流环槽相连通，所述第一低压环槽孔与第一配流环槽相连通，以使所述径向柱塞液压装置实现与所述第一方向相反的方向转动。

进一步地，所述壳体设置有配流轴端盖，在所述配流轴端盖上开有换向油口，所述换向油口连接至所述换向滑套用以驱动所述换向滑套在所述配流轴上滑动。

进一步地，所述换向滑套靠近第一低压环槽的端面设为第一端面，靠近配流凹槽的端面设为第二端面，且所述换向油口连接至所述第二端面；所述壳体适于与所述第一端面接触的面设置有安装槽，所述安装槽内设置有弹性件，当所述换向滑套受到的控制油压大于所述弹性件的弹性恢复力时，所述换向滑套靠近所述壳体以处于第一工作状态；当所述换向滑套受到的控制油压小于所述弹性件的弹性恢复力时，所述换向滑套的第二端面与配流轴端盖接触，且处于第二工作状态。

进一步地，所述弹性件为换向弹簧，且包括有第一换向弹簧和第二换向弹簧；所述第一换向弹簧与第二换向弹簧同轴心设置。

进一步地，所述第一配流环槽设置有第一油孔；所述第二配流环槽设置有第二油孔；所述第一配流半环槽和所述第二配流半环槽分别设置有第三油孔和第四油孔；所述配流轴内还设有第一孔道连通所述第一油孔与第三油孔，设有第二孔道连通所述第二油孔与第四油孔。

进一步地，所述配流凹槽孔适于随着配流轴的旋转与其对应的第一配流半环槽、第二配流半环槽交替连通。

本发明还提供了一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置的工作方法，当该装置为液压马达时，应用上述所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其步骤为：

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：

当所述换向滑套第一端面压紧所述换向弹簧以达到最大压缩量时，马达为第一工作状态，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；

当所述换向滑套第二端面与配流轴端盖接触配合时，马达为第二工作状态，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。

本发明还提供了一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置的工作方法，当该装置为液压泵时，应用上述所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其步骤为：

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；

当所述换向滑套第一端面压缩换向弹簧达到最大压缩量时，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；

当所述换向滑套第二端面与配流轴端盖接触配合时，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。

有益效果：

本发明中，该用基于滑套换向的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；在结构上，将换向结构和配流盘结构结合在一起形成换向滑套结构，兼具配流和换向功能，有效降低了相关结构的尺寸和结构复杂度，方便制造和装配。在配流上，简化马达内部油路结构，能降低配流通道和控制油路的液阻。

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为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的爆炸结构示意图。

图2为本发明实施例基于换向滑套的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为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的液控单向阀的剖视示意图。

图5为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的二通插装阀的剖视示意图。

图6为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的换向滑套外观示意图。

图7为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的换向滑套剖视示意图。

图8为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的配流轴的外观结构示意图。

图9为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的配流轴剖视示意图。

图10为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的F2一侧的二通插装阀阶梯剖位置示意图。

图11为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的F2一侧的液控单向阀阶梯剖位置示意图。

图12为图10的B-B的剖视示意图。

图13为图12的C-C的剖视示意图。

图14为图10的D-D的剖视示意图。

图15为图11的E-E的剖视示意图。

图16为图11的F-F的剖视示意图。

图17为本发明实施例基于换向滑套的径向柱塞液压装置的F2一侧的低压总口阶梯剖位置示意图。

图18为图17的G-G剖视示意图。

具体实施方式

结合图1至图18所示，本实施例提供了一种基于换向滑套的径向柱塞液压装置，包括壳体2、若干柱塞组件13、可转动配置在壳体2上的偏心主轴14、与柱塞组件13一一对应的液控单向阀9和二通插装阀12；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13一一对应的液控单向阀腔10和二通插装阀腔11、换向弹簧3、若干壳体高压油路、低压油路和控制油路；所述柱塞组件13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14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13；还包括与偏心主轴14插装连接的配流轴5、外接在配流轴5的换向滑套4；

所述配流轴5设有与高压总口32或低压总口30相通的第一配流环槽75和第二配流环槽76；设置有第一配流半环槽77与第二配流半环槽78；还设置有第一孔道81与所述第一配流环槽75和第一配流半环槽77相通、第二孔道82与所述第二配流环槽76和第二配流半环槽78相通；所述第一配流环槽75上开有第一油孔85、所述第二配流环槽上开有第二油孔86、所述第一配流半环槽77上开有第三油孔87、所述第二配流半环槽78上开有第四油孔88；

所述换向滑套4上设有与高压总口相通的高压环槽66、与低压总口30相通的第一低压环槽65和第二低压环槽67、和与每一液控单向阀控制油路100对应连通的配流凹槽68；所述高压环槽66上开设有高压环槽孔71、所述第一低压环槽65上开设有第一低压环槽孔70、所述第二低压环槽67上开设有第二低压环槽孔72、所述每一配流凹槽68上开设有一一对应的配流凹槽孔73；

所述换向油孔8通入高压油液后，当换向弹簧3的回复力小于换向油孔8提供的液压力且二者合力大于换向滑套4的启动力时，换向滑套4朝着压缩换向弹簧3的方向移动，直至换向弹簧3达到最大压缩状态，此时马达为第一工作状态；所述换向滑套4配置为在所述第一工作状态下，所述高压环槽66通过高压环槽孔71与第一配流环槽75相通、所述第二低压环槽67通过第二低压环槽孔72与第二配流环槽76相通、所述第一低压环槽65与配流轴5上的环槽结构断开连接，此时高压油液的流向为高压总口32→高压环槽66→高压环槽孔71→第一配流环槽75→第一油孔85→第一孔道81→第三油孔87→第一配流半环槽77→对应的配流凹槽孔73→配流凹槽孔73对应的配流凹槽68→对应的液控单向阀控制油路100；低压油液的流向为低压总口30→第二低压环槽67→第二低压环槽孔72→第二配流环槽76→第二油孔86→第二孔道82→第四油孔88→第二配流半环槽78→每一配流凹槽孔73→与每一配流凹槽孔73对应的配流凹槽68→对应的液控单向阀控制油路100；

所述换向油孔8通入低压油液后，当换向弹簧3的回复力大于换向油孔8提供的液压力且二者合力大于换向滑套4的启动力时，换向滑套4朝着配流轴端盖7的方向移动，直至换向滑套4与配流轴端盖7接触配合，此时马达为第二工作状态；所述换向滑套4配置为在所述第二工作状态下，所述高压环槽66通过高压环槽孔71与第二配流环槽76相通、所述第一低压环槽65通过第一低压环槽孔70与第一配流环槽75相通、所述第二低压环槽67与配流轴上的环槽结构断开连接，此时高压油液的流向为：高压总口32→高压环槽66→高压环槽孔71→第二配流环槽76→第二油孔86→第二孔道82→第四油孔88→第二配流半环槽78→每一配流凹槽孔73→与每一配流凹槽孔73对应的配流凹槽68→对应的液控单向阀控制油路100；低压油液的流向为低压总口30→第一低压环槽65→第一低压环槽孔70→第一配流环槽75→第一油孔85→第一孔道81→第三油孔87→第一配流半环槽77→每一配流凹槽孔73→与每一配流凹槽孔73对应的配流凹槽68→液控单向阀控制油路100；

所述液控单向阀9和二通插装阀12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9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与所述第二低压环槽67相连通，所述第一控油腔43适于与所述第一配流半环槽77和第二配流半环槽78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12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66连通，所述第二控制油腔59适于与所述第一配流半环槽77和所述第二配流半环槽78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16、壳体端盖15、偏心主轴14、换向滑套4、配流轴端盖7同轴相连。所述配流轴端盖7上开有换向油孔8；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13一一对应的液控单向阀腔10和二通插装阀腔11、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93，二通插装阀控制油路95，液控单向阀控制油路100，壳体控制油路101，液控单向阀低压油路105等。所述壳体内部设置有柱塞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9和一个二通插装阀12，液控单向阀9和二通插装阀12分别安装在液控单向阀腔10和二通插装阀腔11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14，第二轴承24和第三轴承25分别安装在壳体端盖15和壳体2上，用于支承偏心主轴14。

所述柱塞组件13可在柱塞腔20内上下滑动。在本实施例中，所述柱塞组件13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14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14转动，此为液压马达的工作状态；或者偏心主轴14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14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15和壳体2上，对偏心主轴14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9个数有5个，均布在壳体2上，方向F2一侧。液控单向阀9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77和第二配流半环槽78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9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9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12个数有5个，均布在壳体2上，位于二通插装阀腔11内。二通插装阀12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77和第二配流半环槽78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12在高压下关闭，且在低压下导通。

结合图8和图9所示，所述配流轴5的左端与偏心主轴14插装连接，右端通过第一轴承6支撑在配流轴端盖7上，配流轴5上开有第一配流环槽75、第二配流环槽76、第一配流半环槽77、第二配流半环槽78、第一孔道81和第二孔道82；所述第一配流环槽75、第二配流环槽76、第一配流半环槽77、第二配流半环槽78上分别开有第一油孔85、第二油孔86、第三油孔87和第四油孔88；所述高压总口32或低压总口30与所述第一配流环槽75、第二配流环槽76相通，所述第一孔道81与所述第一配流环槽75、所述第二一配流半环槽77相连通；所述第二孔道81与所述第二配流环槽76、所述第二配流半环槽78相连通；

结合图6至图18所示，所述换向滑套4可安装在靠近壳体2的F1一侧或安装在靠近端盖7的F2一侧；所述换向滑套4安装在靠近壳体2的F1一侧时，此时换向弹簧3的压缩量达到最大；所述换向滑套4安装在靠近端盖7的F2一侧时，此时换向滑套4与端盖7接触配合；换向滑套4上设有高压环槽66、第一低压环槽65、第二低压环槽67、配流凹槽68；所述高压环槽66上开有一个高压环槽孔71，所述第一低压环槽65上开有第一低压环槽孔70，所述第二低压环槽67上开有第二低压环槽孔72，所述配流凹槽68上开有配流凹槽孔73；所述高压环槽孔71一端与高压总口32相通，另一端与配流轴5的第一配流环槽75或第二配流环槽76相通；所述第一低压环槽孔70一端与低压总口30相通，另一端与配流轴5的第一配流环槽78相通或断开；所述第二低压环槽孔72一端与低压总口30相通，另一端与配流轴5的第二配流环槽76相通或断开；所述配流凹槽68与液控单向阀控制油路100、壳体控制油路101和二通插装阀控制油路95连通，且所述液控单向阀控制油路100通过壳体控制油路101与二通插装阀控制油路95连通；所述换向滑套滑动时使所述高压环槽66在第一配流环槽75和第二配流环槽76之间切换连接，且控制所述第一低压环槽65与第一配流环槽75的连接或断开、控制所述第二低压环槽67与第二配流环槽76的连接或断开；所述换向滑套4安装在靠近壳体2的F1一侧时，所述高压环槽66与第一配流环槽75相连通，所述第二低压环槽67与第二配流环槽76相连通，所述第一低压环槽65与第一配流环槽75断开连接；所述换向滑套4安装在靠近端盖7的F2一侧时，所述高压环槽66与第二配流环槽76相连通，所述第一低压环槽65与第一配流环槽75相连通，所述第二低压环槽67与第二配流环槽76断开连接；所述配流凹槽68一端与液控单向阀控制油路100连通，继而与马达壳体控制油路101连通，更继而与二通插装阀控制油路95连通；配流凹槽68另一端通过配流凹槽孔与所述配流轴5的第一配流半环槽77和第二配流半环槽78交替接通。

结合图10至图18所示，在另一实施例中，本发明实施例提供了一种基于换向滑套的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13为例：

继续结合图10至图18所示，当换向滑套4安装在靠近端盖7的F2一侧时，此时高压环槽66与第二配流环槽76相通、第一低压环槽65与第一配流环槽75相通，当其中一个柱塞组件13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66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66，从高压环槽孔71进入第二配流环槽76，再流经配流轴第二孔道82后进入换向滑套配流凹槽孔73，进而进入配流凹槽68，继而进入液控单向阀控制油路100，并且进入壳体控制油路101后进入二通插装阀控制油路95；配流轴5随着偏心主轴14一起转动，故液控单向阀控制油路100和与之相通的二通插装阀控制油路95不停在高压与低压之间切换；第一孔道81或第二孔道82与液控单向阀控制油路100、二通插装阀控制油路95是相通的，故液控单向阀控制油路100、二通插装阀控制油路95同时为高压状态或同时为低压状态；当液控单向阀控制油路100、二通插装阀控制油路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13下行运动。当该柱塞组件13位于下底位时，此时偏心主轴14和配流轴5均正向旋转了180度，对应的液控单向阀控制油路100和二通插装阀控制油路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，又液控单向阀控制油路100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、再经液控单向阀低压油路105流进第二低压环槽67，最后从低压总口30流出；若干个所述柱塞组件13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，使所述换向滑套4安装在靠近壳体2的F1一侧，此时高压环槽66与第一配流环槽75相通、第二低压环槽67与第二配流环槽76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14做反向圆周运动，直至所述柱塞组件13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14惯性力的作用下，该柱塞组件13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13的周期运动；若干个所述柱塞组件13往复运动使偏心主轴14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66→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→液控单向阀低压油路105→第二低压环槽67→低压总口30。

继续结合图10至图18所示，本发明另一实施例还提供了另一种基于换向滑套的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：

当换向滑套4安装在靠近端盖7的F2一侧时，此时高压环槽66与第二配流环槽76相通、第一低压环槽65与第一配流环槽75相通，偏心主轴14反向转动带动某一个柱塞组件13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、第二低压环槽67、液控单向阀低压油路105、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13下移，直至柱塞组件13移动至下底位，此时偏心主轴14带动配流轴5反向旋转了180度。偏心主轴14继续反向转动，该柱塞组件13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66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13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，使所述换向滑套4安装在靠近壳体2的F1一侧，此时高压环槽66与第一配流环槽75相通、第二低压环槽67与第二配流环槽76相通，偏心主轴14正向转动带动某一个柱塞组件13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、第二低压环槽67、液控单向阀低压油路105、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13下移，直至柱塞组件13移动至下底位，此时偏心主轴14带动配流轴5正向旋转了180度。偏心主轴14继续正向转动，该柱塞组件13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13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→第二低压环槽67→液控单向阀低压油路105→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66→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 (8)

1.一种基于滑套换向的径向柱塞液压装置，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、若干壳体高压油孔、低压油孔和控制油孔；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；其特征在于，

所述配流轴上滑动套设有换向滑套；

所述壳体内包括有第一低压总口和第二低压总口，且第一低压总口和第二低压总口相通；

所述配流轴设有第一配流环槽、第二配流环槽；还设有与所述第一配流环槽连通的第一配流半环槽，以及与所述第二配流环槽连通的第二配流半环槽；

所述换向滑套上设有与第一低压总口相通的第一低压环槽、与高压总口相通的高压环槽和与第二低压总口相通的第二低压环槽；所述第一低压环槽上开有第一低压环槽孔，所述高压环槽上开有高压环槽孔，所述第二低压环槽上开有第二低压环槽孔；所述换向滑套上设有与壳体内控制油路一一对应且连通的配流凹槽，且每一凹槽上开有对应的凹槽孔；

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孔、低压油孔和控制油孔；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第二低压环槽相连通，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；

所述换向滑套配置为能在所述配流轴上滑动以实现在第一工作状态与第二工作状态之间切换；其中，当处于所述第一工作状态时，所述高压环槽与第一配流环槽相连通，所述第二低压环槽与第二配流环槽相连通，以使所述径向柱塞液压装置实现第一方向的转动；所述第二工作状态下，所述高压环槽与第二配流环槽相连通，所述第一低压环槽孔与第一配流环槽相连通，以使所述径向柱塞液压装置实现与所述第一方向相反的方向转动。

2.根据权利要求1所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其特征在于，所述壳体设置有配流轴端盖，在所述配流轴端盖上开有换向油口，所述换向油口连接至所述换向滑套用以驱动所述换向滑套在所述配流轴上滑动。

3.根据权利要求2所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其特征在于，所述换向滑套靠近第一低压环槽的端面设为第一端面，靠近配流凹槽的端面设为第二端面，且所述换向油口连接至所述第二端面；所述壳体适于与所述第一端面接触的面设置有安装槽，所述安装槽内设置有弹性件，当所述换向滑套受到的控制油压大于所述弹性件的弹性恢复力时，所述换向滑套靠近所述壳体以处于第一工作状态；当所述换向滑套受到的控制油压小于所述弹性件的弹性恢复力时，所述换向滑套的第二端面与配流轴端盖接触，且处于第二工作状态。

4.根据权利要求3所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其特征在于，所述弹性件为换向弹簧，且包括有第一换向弹簧和第二换向弹簧；所述第一换向弹簧与第二换向弹簧同轴心设置。

5.根据权利要求1所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其特征在于，所述第一配流环槽设置有第一油孔；所述第二配流环槽设置有第二油孔；所述第一配流半环槽和所述第二配流半环槽分别设置有第三油孔和第四油孔；所述配流轴内还设有第一孔道连通所述第一油孔与第三油孔，设有第二孔道连通所述第二油孔与第四油孔。

6.根据权利要求1所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其特征在于，所述凹槽孔适于随着配流轴的旋转与其对应的第一配流半环槽、第二配流半环槽交替连通。

7.一种基于滑套换向的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，应用权利要求4所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其步骤为：

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，低压总口为出油通道：

当所述换向滑套第一端面压紧所述换向弹簧以达到最大压缩量时，马达为第一工作状态，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；

当所述换向滑套第二端面与配流轴端盖接触配合时，马达为第二工作状态，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。

8.一种基于滑套换向的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，应用权利要求4所述的基于滑套换向的径向柱塞液压装置，其步骤为：

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；

当所述换向滑套第一端面压缩换向弹簧达到最大压缩量时，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；

当所述换向滑套第二端面与配流轴端盖接触配合时，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。