CN118066160A - 外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置及其工作方法，涉及径向柱塞液压装置技术领域。包括：壳体、可转动配置在所述壳体上的偏心主轴和多个柱塞组件、与所述偏心主轴插装连接的配流轴、汇流盘、配流轴端盖以及与各柱塞组件对应的液控单向阀和二通插装阀；所述配流轴端盖上设置有适于连通外部高压力油源或者低压力油源的第一外控总口与第二外控总口以用于控制径向柱塞液压装置的正转或者反转。通过本发明方案使得当做液压马达和液压泵使用时均可实现双向转动，且切换方便。

Description

外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置及其工作方法

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，涉及一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置及其工作方法。

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；另外，虽然也有能实现反向旋转的，但是由于其一般是在壳体内部采用换向滑阀来实现换向，这同样会增大壳体内部的体积，不利于小型化设计，例如公开号为CN116378892A的双阀配流的四象限径向柱塞液压装置及工作方法。

发明内容

本发明公开了一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，旨在改善现有的径向柱塞液压装置实现换向的结构复杂，导致径向柱塞液压装置的整体体积较大问题。

本发明采用了如下方案：

本申请提供了一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，包括：壳体、可转动配置在所述壳体上的偏心主轴和多个柱塞组件、与所述偏心主轴插装连接的配流轴、汇流盘、配流轴端盖以及与各柱塞组件对应的液控单向阀和二通插装阀；所述壳体内设有若干壳体高压油路、低压油路和控制油路，多个与每一柱塞组件对应的柱塞腔、多个与每一液控单向阀对应的液控单向阀腔以及多个与每一二通插装阀对应的二通插装阀腔，所述壳体的外圆周面上设有卸油总口、高压总口和低压总口；所述配流轴外周设有第一控制配流环槽、第二控制配流环槽、第一控制配流半环槽、第二控制配流半环槽、配流轴第一控制油口、配流轴第二控制油口，所述配流轴第一控制油口与所述第一控制配流半环槽、所述第一控制配流环槽相连通，所述配流轴第二控制油口与所述第二控制配流半环槽、所述第二控制配流环槽相连通；

所述汇流盘连接在壳体的一侧端面上，且套设在所述配流轴上，其外周设有高压环槽、低压环槽，所述高压环槽始终与所述高压总口、壳体第一高压油路相连通，所述低压环槽始终与所述低压总口、壳体低压油路相连通，其特征在于，所述配流轴端盖上设置有适于连通外部高压力油源或者低压力油源的第一外控总口与第二外控总口；

所述汇流盘内设有多个汇流盘第一控制油路、汇流盘第二控制油路、汇流盘第三控制油路，所述汇流盘第一控制油路的一端与壳体第一控制油路和壳体第二控制油路保持连通，另一端适于与配流轴第一控制油口和配流轴第二控制油口交替连通；

所述液控单向阀包括第一控油腔、第一高压腔、第一低压腔，所述第一高压腔与对应的柱塞腔连通，所述第一低压腔与所述低压总口相连通，所述第一控油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通，且在所述第一高压腔与所述第一控油腔同时受高压油时，所述第一高压腔与所述第一低压腔导通；所述二通插装阀包括第二高压油腔、第二低压油腔和第二控制油腔，所述第二低压油腔与对应的柱塞腔连通，所述第二高压油腔与所述高压总口连通，所述第二控制油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通，当所述第二控制油腔和所述第二高压油腔同时为高压油时，所述第二高压油腔与所述第二低压油腔封闭；

所述汇流盘第二控制油路始终与所述第二外控总口、第二控制配流环槽相连通，并通过第二环槽孔与配流轴第二控制油口相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路与多个壳体控制油路相连通实现对于所述二通插装阀和液控单向阀的开闭控制；所述汇流盘第三控制油路始终与所述第一外控总口、第一控制配流环槽相连通，并通过第一环槽孔与配流轴第一控制油口相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路与多个壳体控制油路相连通实现对于二通插装阀和液控单向阀的开闭控制，且其控制开闭与汇流盘第二控制油路控制动作相反；通过所述第一外控总口和第二外控总口适于在高压力油源和低压力油源之间切换连通以实现径向柱塞液压装置的正转或者反转。

进一步地，所述偏心主轴的两侧设置有配重盘，所述配重盘通过螺钉与所述偏心主轴固定连接。

进一步地，所述液控单向阀包括第一阀体和配置在所述第一阀体内的第二阀体，所述第一阀体上设有第一控油腔，所述第二阀体上设有第一活动腔、第一高压腔、第一低压腔和第一阀芯，所述第一阀芯活动安装在所述第一活动腔内，且能够控制所述第一高压腔和所述第一低压腔之间的通断，所述第一高压腔与对应的柱塞腔连通，所述第一低压腔与所述低压总口相连通，所述第一控油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

进一步地，所述二通插装阀包括第三阀体、第四阀体、第五阀体以及第二阀芯，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，所述第二低压油腔与对应的柱塞腔连通，所述第二高压油腔与所述高压总口连通，所述第二控制油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

进一步地，所述配流轴适于随偏心主轴旋转，配流轴上的第一控制配流半环槽与第二控制配流半环槽相对设置，且多个所述汇流盘第一控制油路适于与所述第一控制配流半环槽和所述第二控制配流半环槽交替连通。

进一步地，所述第一控制配流环槽上开设有一个第一环槽孔，所述第二控制配流环槽上开设有多个第二环槽孔。

本发明还提供了一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的工作方法，当该径向柱塞液压装置为液压马达时，高压总口与压力油源相连为进油口，低压总口为低压油箱相连且为出油口，此时，第一外控总口与外控高压力油源相连，第二外控总口与外控低压力油源相连；外控高压油液通过第一外控总口进入汇流盘第三控制油路，汇流盘第三控制油路与配流轴第一配流环槽连通，外控高压油液通过配流轴第一配流环槽上的第一环槽孔进入第一控制油口，第一控制油口连通汇流盘第一控制油路，外控高压油液通过汇流盘第一控制油路进入壳体第一控制油路和壳体第二控制油路；

外控低压油液通过第二外控总口，进入汇流盘第二控制油路，汇流盘第二控制油路与配流轴第二配流环槽相通，外控低压油液通过配流轴第二配流环槽上的第二环槽孔进入第二控制油口，使第二控制油口连通汇流盘第一控制油路，外控低压油液通过汇流盘第一控制油路进入壳体第一控制油路和壳体第二控制油路；

配流轴随着偏心主轴一起旋转，使壳体第一控制油路和壳体第二控制油路在高压与低压之间切换；壳体第一控制油路和壳体第二控制油路通过汇流盘第一控制油路连通，使壳体第一控制油路和第二控制油路同时为高压状态或低压状态；

当其中一个柱塞组件位于上顶位时，高压油液通过高压总口流入汇流盘高压环槽进而进入壳体第一高压油路，壳体第一高压油路与二通插装阀高压腔相通；当壳体第一控制油路和壳体第二控制油路同时为低压状态时，此时二通插装阀高压油腔与低压油腔相导通，高压油液流经二通插装阀低压油腔进入柱塞腔，推动柱塞组件下行运动；

当该柱塞组件位于下底位时，此时偏心主轴和配流轴逆时针旋转了180度，对应的壳体第一控制油路和壳体第二控制油路为高压状态，此时二通插装阀高压腔与低压腔闭合，且壳体第一控制油路与液控单向阀控油腔相通，此时液控单向阀高压腔与低压腔相导通，柱塞腔内的油液从低压总口流出，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上下运动，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；

当液压马达要反向旋转时，将第一外控总口与外控低压力油源相连，第二外控总口与外控高压力油源相连。

本发明还提供了另一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的工作方法，当该径向柱塞液压装置为液压泵时，高压总口与高压油箱或液压负载相连，且为出油口，低压总口与低压油箱相连且为进油口，将第一外控总口与外控高压力油源相连，第二外控总口与外控低压力油源相连。

排油时，偏心主轴反向转动带动柱塞组件上下运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油腔或液压负载的压力，柱塞腔内的油液进入二通插装阀低压油腔，由于二通插装阀阀芯为台阶型的，双向均可打开，油液再经二通插装阀高压油腔流经端盖第二油路，进入壳体第一高压油路、汇流盘高压环槽，进入高压总口，最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；

吸油时，出油口建立高压，此时所述二通插装阀阀芯关闭，偏心主轴继续反向转动带动至少一个柱塞组件从上顶位开始下行运动，则对应的柱塞腔容积增大，产生真空，柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液进入壳体第二高压油路，最终进入柱塞腔，推动柱塞组件下移，直到柱塞组件移动至下底位；如此反复以实现机械能转换为液压能；

当液压泵要反向旋转时，将第一外控总口与外控低压力油源相连，第二外控总口与外控高压力油源相连。

有益效果：

本方案通过设置第一外控总口与第二外控总口用于控制径向柱塞液压装置实现正转或者反转，通过内部油路的设置，简化了整个装置的控制油路，提供了一种新型双阀配流方式，可以减少整个径向柱塞液压装置壳体的体积，有利于小型化设计。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的爆炸结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流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为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的液控单向阀的剖视示意图。

图5为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的二通插装阀的剖视示意图。

图6为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的汇流盘正面示意图。

图7为图6的B-B剖视示意图。

图8为图6的C-C剖视示意图。

图9为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的高、低压油孔剖视示意图。

图10为图9的D-D剖视示意图。

图11为图9的E-E剖视示意图。

图12为本发明实施例提供的一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的F2一侧的示意图。

图13为图12的F-F的剖视示意图。

图14为图13的G-G的剖视示意图。

图15为图12的H-H的剖视示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图15，本发明的第一实施例提供了一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，包括壳体4、可转动配置在所述壳体4上的偏心主轴18和多个柱塞组件15、与所述偏心主轴18插装连接的配流轴6、汇流盘5、以及与各柱塞组件15对应的液控单向阀11和二通插装阀14；

所述壳体4内设有多个与每一柱塞组件15对应的柱塞腔20、偏心主轴腔22、多个与每一所述液控单向阀11对应的液控单向阀腔12、多个与每一所述二通插装阀14对应的二通插装阀腔13、高压油路、低压油路和控制油路，所述壳体4的外圆周面上设有泄油总口16、高压总口32和低压总口30，每一所述柱塞组件15能够在对应的柱塞腔20内上下滑动，每一所述液控单向阀11分别配置在对应的所述液控单向阀腔12内，每一所述二通插装阀14分别配置在对应的所述二通插装阀腔13内。

所述偏心主轴18可转动地配置在所述偏心主轴腔22内，且与每一所述柱塞组件15传动连接，所述偏心主轴18与配重盘17螺钉固定连接且与所述配流轴6插装连接。所述配流轴6外周设有第一控制配流环槽81、第二控制配流环槽80、第一控制配流半环槽85、第二控制配流半环槽82、配流轴第一控制油口84、配流轴第二控制油口83，所述配流轴第一控制油口84与所述第一控制配流半环槽85、所述第一控制配流环槽81相连通，所述配流轴第二控制油口83与所述第二控制配流半环槽82、所述第二控制配流环槽80相连通。

所述汇流盘5用螺钉固连在壳体F2侧端面上，其外周设有高压环槽65、低压环槽68，所述高压环槽65始终与所述高压总口32相连通，所述低压环槽68始终与所述低压总口30相连通，所述汇流盘5内设有多个汇流盘第一控制油路66、汇流盘第二控制油路69、汇流盘第三控制油路67，所述汇流盘第二控制油路69始终与所述第二外控总口10、第二控制配流环槽80相连通，通过第二环槽孔86与配流轴第二控制油口83相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路66与多个所述壳体控制油路相连通实现对于二通插装阀14和液控单向阀11的开闭控制，所述汇流盘第三控制油路67始终与所述第一外控总口9、第一控制配流环槽81相连通，通过第一环槽孔89与配流轴第一控制油口84相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路66与多个所述壳体控制油路相连通实现对于二通插装阀14和液控单向阀11的开闭控制，其控制开闭与汇流盘第二控制油路69控制动作相反。

每一所述液控单向阀11，包括第一阀体44和配置在所述第一阀体44内的第二阀体51，所述第一阀体44上设有第一控油腔43，所述第二阀体51上设有第一活动腔49、第一高压腔35、第一低压腔38和第一阀芯48，所述第一阀芯48活动安装在所述第一活动腔49内，且能够控制所述第一高压腔35和所述第一低压腔38之间的通断，所述第一高压腔35与对应的柱塞腔20连通，所述第一低压腔38与所述低压总口30相连通，所述第一控油腔43与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

每一所述二通插装阀14，包括第三阀体57、第四阀体58、第五阀体63以及第二阀芯56，其中所述第三阀体57内部设有第二高压油腔52和第二低压油腔55，所述第四阀体58内部设有第二控制油腔59，所述第二阀芯56活动安装在第四阀体58内且能够控制所述第二高压油腔52和所述第二低压油腔55之间的通断，所述第二低压油腔55与对应的柱塞腔20连通，所述第二高压油腔52与所述高压总口32连通，所述第二控制油腔59与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

请参阅图1至图2，在本发明一个可能的实施例中，还包括轴端盖1、壳体端盖2以及配流轴端盖8，其中，所述轴端盖1、所述壳体端盖2、所述汇流盘5和所述配流轴端盖8依次连接且同轴设置在所述壳体4上。

具体地，在本实施例中，例如设置有壳体第一高压油路90，壳体第二高压油路95，壳体第一控制油路97，壳体第二控制油路96，壳体低压油路98等。柱塞端盖3与柱塞21围成柱塞腔20。如图3所示，柱塞端盖3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11和二通插装阀14，液控单向阀11和二通插装阀14分别安装在液控单向阀腔12和二通插装阀腔13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18安装于偏心主轴腔22，第一轴承23和第二轴承25分别安装在壳体端盖2和壳体4上，用于支撑偏心主轴18。

在本发明一个可能的实施例中，所述柱塞组件15包括柱塞21、以及连杆滑靴26能够对应的柱塞腔20内上下滑动，所述连杆滑靴26的顶端套接在所述柱塞21内，所述连杆滑靴26的底端通过回程环31抵靠在所述偏心主轴18外端的轴承上。

具体地，在本实施例中，所述连杆滑靴26的底端通过回程环31固定在所述偏心主轴14外部的第三轴承24上，所述柱塞21在所述柱塞腔20内上下滑动可通过所述连杆滑靴26和所述回程环31带动所述偏心主轴18转动，此为液压马达的工作状态；或者，所述偏心主轴18转动通过所述连杆滑靴26和所述回程环31带动所述柱塞21在所述柱塞腔20内上下滑动，此为液压泵的工作状态。

在本实施例中，所述偏心主轴18安装在所述偏心主轴腔22内，其左右两侧分别有第一轴承23和第二轴承25，并分别安装在所述壳体端盖2和所述壳体4上，用以对所述偏心主轴18进行稳定支撑。

请参阅图1至图4，在本发明一个可能的实施例中，液控单向阀11中所述第一阀体44上开设有第一环形槽46，所述第一环形槽46上设有与所述第一控油腔相通的第一通孔45，所述第二阀体51上开设有第二环形槽50，所述第二环形槽50上设有与所述低压腔38相通的第二通孔39；

所述第一阀芯48包括阀芯柱40、分别固接在所述阀芯柱40两端的第一阀芯块37和第二阀芯块41、以及夹置在所述第二阀芯块41和所述第二阀体51之间的第一弹性件47，所述阀芯柱40活动套接在所述第一活动腔49内，且能够带动所述第一阀芯块37与所述第二阀芯块41同步移动，所述第二阀芯块41配置在所述第一控油腔43内且能够将所述第一控油腔43分隔成两个独立的阀体控油分腔，所述第一阀芯块37配置在所述第一高压腔35内，且能够控制所述第一高压腔35的打开和关闭。

具体地，在本实施例中，所述液控单向阀11的个数有5个，且均匀分布在所述壳体4上的液控单向阀腔12内，方向为F2一侧。所述第一阀芯块37设有第一受压平面36，所述第二阀芯块41设有第二受压平面42，其中，所述第一受压平面36面积小于所述第二受压平面42面积，故在某一合适先导比下，所述第一高压腔35与所述第一控油腔43同时受高压油的情况下，所述第一高压腔35与所述第一低压腔38会打开，即所述液控单向阀11在高压下导通。

请参阅图1至图5，在本发明一个可能的实施例中，所述二通插装阀14还包括设置在所述第二阀芯56与第四阀体58之间的第二弹性件61，所述第二阀芯56设有斜面54，所述第二阀芯56靠近所述斜面54处设有第一受压面53，所述第二阀芯56远离所述斜面54处设置有第二受压面62和第三受压面60；

其中，所述斜面54配置为控制所述第二高压油腔52和第二低压油腔55的通断，所述第一受压面53的面积小于所述第二受压面62和所述第三受压面60的面积之和，以确保在合适的先导比下在第二控油腔59为高压时所述第二高压油腔52和所述第二低压油腔55关闭。

具体地，在本实施例中，所述二通插装阀14的个数有5个，均布在所述壳体4上的二通插装阀腔13内。所述第二阀芯56可在所述第三阀体57的腔内滑动，所述第二弹性件61的一端与所述第四阀体58接触，另一端与所述第二阀芯56接触，所述第二阀芯56设有所述斜面54用以控制所述第二高压油腔52与所述第二低压油腔55的通断，所述第二阀芯56靠近所述斜面54一处是所述第一受压面53，另一端设置有所述第二受压面62和所述第三受压面60，所述第一受压面53小于所述第二受压面62和所述第三受压面60之和，故在某一合适的先导比下，在所述第二控制油腔59和所述第二高压油腔52同时为高压油时，所述第二阀芯56关闭，所述第二高压油腔52与所述第二低压油腔55被切断，即所述二通插装阀14在高压下关闭。

请参阅图1至图8，在本发明一个可能的实施例中，所述汇流盘5其圆周上开设有高压环槽65和低压环槽68，其内部开设有一条汇流盘第一控制油路66、一条汇流盘第二控制油路69和多条汇流盘第三控制油路67。

具体地，在本实施例中，所述汇流盘5是壳体4与配流轴6之间的桥梁。所述汇流盘5通过螺钉固连在所述壳体F2一侧，所述汇流盘5上设有高压环槽65、低压环槽68、汇流盘第一控制油路66、汇流盘第二控制油路69和多个汇流盘第三控制油路67；所述高压环槽65始终与高压总口32、壳体第一高压油路90相连通；所述低压环槽68始终与低压总口30、壳体低压油路98相连通；所述汇流盘第一控制油路66一端与壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96相连通，一端与配流轴第一控制油口80和配流轴第二控制油口81交替连通。

请参阅图1至图11，在本发明一个可能实施例中，还包括配流轴轴承7、配流轴端盖8、第一外控总口9、第二外控总口10，第一外控总口9和第二外控总口10用螺纹固连在配流轴端盖8，所述配流轴6的一端通过所述的配流轴轴承7支撑在所述配流轴端盖8上，所述配流轴6上开设有第一控制配流环槽81、第二控制配流环槽80，所述第一控制配流环槽81与第一环槽孔89位于同一平面，所述第一外控总口9，汇流盘第三控制油路67和所述第一控制配流环槽81连通；所述第二控制配流环槽80与第二环槽孔86位于同一平面，所述第二外控总口10，汇流盘第二控制油路69和所述第二控制配流环槽80连通。

所述配流轴6上还开设有第一控制配流半环槽85和第二控制配流半环槽82，当所述配流轴6随偏心主轴18旋转时，多个所述汇流盘第一控制油路66分别与所述第一控制配流半环槽85和所述第二控制配流半环槽82交替连通。

所述第一控制配流环槽81上开设有多个第一环槽孔89，所述第二控制配流环槽80上开设有多个第二环槽孔86，第一控制配流半环槽85上开设有多个第一半环槽孔87，第二控制配流半环槽82上开设有多个配流轴第二半环槽孔88。

具体地，在本实施例中，所述第一控制配流环槽81上开设有一个第一环槽孔89，所述第二控制配流环槽80上开设有多个第二环槽孔86。所述配流轴6的左端与所述偏心主轴18插装连接，所述配流轴6的右端通过配流轴轴承7支撑在所述配流轴端盖8上，所述配流轴6上开设有第一控制配流环槽81、第二控制配流环槽80、第一控制配流半环槽85、第二控制配流半环槽82，第一环槽孔89、第二环槽孔86、第一半环槽孔87、第二半环槽孔88；第一控制配流环槽81上开设有一个第一环槽孔89，所述第一环槽孔89一端与第一外控总口9相连，一端与所述第一控制油口81相连；所述第二控制配流环槽80上开设有一个第二环槽孔86，所述第二环槽孔86一端与第二外控总口10相连，一端与所述第二控制油口80相连；所述第一控制配流半环槽85、第二控制配流半环槽82上分别开有一个第一半环槽孔87、第二半环槽孔88，所述第一控制油口81与所述第一半环槽孔87、第一环槽孔89相连通；所述第二控制油口80与所述第二半环槽孔88、第二环槽孔86相连通。

综上，所述外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置采用双阀配流，首先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；其次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既可当作液压马达使用，也可当作液压泵使用，解决了阀配流在马达上运用的局限性的问题。

结合图12至图15所示，在另一实施例中，本发明实施例提供了一种外控换向控制双阀配流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为低压油箱相连且为出油口，以其中一个柱塞件15为例：

继续结合图12至图15所示，当第一外控总口9与外控高压力油源相连，第二外控总口10与外控低压力油源(远低于压力油源压力)相连。外控高压油液通过第一外控总口9，进入汇流盘第三控制油路67，汇流盘第三控制油路67与配流轴第一配流环槽84连通，外控高压油液通过配流轴第一配流环槽84上的第一环槽孔89进入第一控制油口81，第一控制油口81连通汇流盘第一控制油路66，外控高压油液通过汇流盘第一控制油路66进入壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96；外控低压油液通过第二外控总口10，进入汇流盘第二控制油路69，汇流盘第二控制油路69与配流轴第二配流环槽83相通，外控低压油液通过配流轴第二配流环槽83上的第二环槽孔86进入第二控制油口80，第二控制油口80连通汇流盘第一控制油路66，外控低压油液通过汇流盘第一控制油路66进入壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96。配流轴6随着偏心主轴18一起旋转，故壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96不停地在高压与低压之间切换；壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96通过汇流盘第一控制油路66连通，故壳体第一控制油路97和第二控制油路96同时为高压状态或低压状态。

当其中一个柱塞组件15位于上顶位时，高压油液通过高压总口32流入汇流盘高压环槽65进而进入壳体第一高压油路90，壳体第一高压油路90与二通插装阀高压腔52相通；当壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96同时为低压状态时，此时二通插装阀高压油腔52与低压油腔55相导通，高压油液流经二通插装阀低压油腔55进入壳体第三高压油路94，再进入壳体第二高压油路95，流经柱塞端盖第三油路93、柱塞端盖第一油路91从而进入柱塞腔20，推动柱塞组件15下行运动。

当该柱塞组件15位于下底位时，此时偏心主轴18和配流轴6逆时针旋转了180度(从F1方向看)，对应的壳体第一控制油路97和壳体第二控制油路96为高压状态，此时二通插装阀高压腔52与低压腔55闭合，且壳体第一控制油路97与液控单向阀控油腔43相通，此时液控单向阀高压腔32与低压腔38相导通，柱塞腔20内的油液流经柱塞端盖第一油路91、第三油路93、壳体第二高压油路95、液控单向阀高压腔35、低压腔38、再经壳体低压油路98流进汇流盘低压环槽68，最后从低压总口30流出。

当液压马达要反向旋转时，将第一外控总口9与外控低压力油源(低于压力油源压力)相连，第二外控总口10与外控高压力油源相连。

即在液压马达状态下，油液的流向为：压力油源流向所述高压总口32，流向所述汇流高压环槽65，流向所述壳体第一高压油路90，流向所述柱塞端盖第二油路92，流向所述二通插装阀高压油腔52，流向所述二通插装阀低压油腔55，流向壳体第三高压油路94，流向壳体第二高压油路95，流向柱塞端盖第三油路93，流向柱塞端盖第一油路91，流向所述柱塞腔20，流向所述柱塞端盖第一油路91，流向所述柱塞端盖第三油路93，流向所述壳体第二高压油路95、流向所述液控单向阀高压腔35，流向所述液控单向阀低压腔38，流向所述壳体低压油路98，流向所述汇流盘低压环槽68，流向所述低压总口30。

在本实施例中，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，以其中一个所述柱塞组件15为例：

排油时，偏心主轴18反向转动带动柱塞组件15上行运动，对应的柱塞腔20容积减小，压力增大，其压力高于高压油腔或液压负载的压力，柱塞腔20内的油液流经柱塞端盖的第一油路91、第三油路93，壳体第二高压油路95、第三高压油路95，进入二通插装阀低压油腔55，由于二通插装阀阀芯为台阶型的，双向均可打开，油液再经二通插装阀高压油腔52流经端盖第二油路92，进入壳体第一高压油路90、汇流盘高压环槽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15的排油运动。

吸油时，出油口已经建立了高压，二通插装阀阀芯关闭，偏心主轴18继续反向转动带动至少一个柱塞组件15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、汇流盘低压环槽68、壳体低压油路98、液控单向阀低压腔38、高压腔35进入壳体第二高压油路95，流经柱塞端盖第三油路93、第一油路91进入柱塞腔20，推动柱塞组件15下移，直到柱塞组件15移动至下底位。

当液压泵要反向旋转时，将第一外控总口9与外控低压力油源(低于压力油源压力)相连，第二外控总口10与外控高压力油源相连。

即在液压泵状态下，油液的流向为：低压油箱流向所述低压总口30，流向所述汇流盘低压环槽68，流向所述壳体低压油路98，流向所述液控单向阀低压腔38，流向所述液控单向阀高压腔35，流向所述壳体第二高压油路95，流向所述柱塞端盖第三油路93，流向所述柱塞端盖第一油路91，流向所述柱塞腔20，流向所述柱塞端盖第一油路91，流向所述柱塞端盖第三油路93，流向所述壳体第二高压油路95，流向所述壳体第三高压油路94，流向所述二通插装阀低压油腔55，流向所述二通插装阀高压油腔52，流向所述柱塞端盖第二油路92，流向所述壳体第一高压油路90，流向所述汇流盘高压环槽65，流向所述高压总口32，流向所述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，将控制油路设置在壳体外，可以降低所需的切换空间，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，也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)

1.一种外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，包括：壳体、可转动配置在所述壳体上的偏心主轴和多个柱塞组件、与所述偏心主轴插装连接的配流轴、汇流盘、配流轴端盖以及与各柱塞组件对应的液控单向阀和二通插装阀；所述壳体内设有若干壳体高压油路、低压油路和控制油路，多个与每一柱塞组件对应的柱塞腔、多个与每一液控单向阀对应的液控单向阀腔以及多个与每一二通插装阀对应的二通插装阀腔，所述壳体的外圆周面上设有卸油总口、高压总口和低压总口；所述配流轴外周设有第一控制配流环槽、第二控制配流环槽、第一控制配流半环槽、第二控制配流半环槽、配流轴第一控制油口、配流轴第二控制油口，所述配流轴第一控制油口与所述第一控制配流半环槽、所述第一控制配流环槽相连通，所述配流轴第二控制油口与所述第二控制配流半环槽、所述第二控制配流环槽相连通；

所述汇流盘连接在壳体的一侧端面上，且套设在所述配流轴上，其外周设有高压环槽、低压环槽，所述高压环槽始终与所述高压总口、壳体第一高压油路相连通，所述低压环槽始终与所述低压总口、壳体低压油路相连通，其特征在于，所述配流轴端盖上设置有适于连通外部高压力油源或者低压力油源的第一外控总口与第二外控总口；

所述汇流盘内设有多个汇流盘第一控制油路、汇流盘第二控制油路、汇流盘第三控制油路，所述汇流盘第一控制油路的一端与壳体第一控制油路和壳体第二控制油路保持连通，另一端适于与配流轴第一控制油口和配流轴第二控制油口交替连通；

所述液控单向阀包括第一控油腔、第一高压腔、第一低压腔，所述第一高压腔与对应的柱塞腔连通，所述第一低压腔与所述低压总口相连通，所述第一控油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通，且在所述第一高压腔与所述第一控油腔同时受高压油时，所述第一高压腔与所述第一低压腔导通；所述二通插装阀包括第二高压油腔、第二低压油腔和第二控制油腔，所述第二低压油腔与对应的柱塞腔连通，所述第二高压油腔与所述高压总口连通，所述第二控制油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通，当所述第二控制油腔和所述第二高压油腔同时为高压油时，所述第二高压油腔与所述第二低压油腔封闭；

所述汇流盘第二控制油路始终与所述第二外控总口、第二控制配流环槽相连通，并通过第二环槽孔与配流轴第二控制油口相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路与多个壳体控制油路相连通实现对于所述二通插装阀和液控单向阀的开闭控制；所述汇流盘第三控制油路始终与所述第一外控总口、第一控制配流环槽相连通，并通过第一环槽孔与配流轴第一控制油口相连通，再通过多个所述汇流盘第一控制油路与多个壳体控制油路相连通实现对于二通插装阀和液控单向阀的开闭控制，且其控制开闭与汇流盘第二控制油路控制动作相反；通过所述第一外控总口和第二外控总口适于在高压力油源和低压力油源之间切换连通以实现径向柱塞液压装置的正转或者反转。

2.根据权利要求1所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，其特征在于，所述偏心主轴的两侧设置有配重盘，所述配重盘通过螺钉与所述偏心主轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，其特征在于，所述液控单向阀包括第一阀体和配置在所述第一阀体内的第二阀体，所述第一阀体上设有第一控油腔，所述第二阀体上设有第一活动腔、第一高压腔、第一低压腔和第一阀芯，所述第一阀芯活动安装在所述第一活动腔内，且能够控制所述第一高压腔和所述第一低压腔之间的通断，所述第一高压腔与对应的柱塞腔连通，所述第一低压腔与所述低压总口相连通，所述第一控油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

4.根据权利要求1所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，其特征在于，所述二通插装阀包括第三阀体、第四阀体、第五阀体以及第二阀芯，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，所述第二低压油腔与对应的柱塞腔连通，所述第二高压油腔与所述高压总口连通，所述第二控制油腔与所述每一对应的汇流盘第一控制油路相连通。

5.根据权利要求1所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，其特征在于，所述配流轴适于随偏心主轴旋转，配流轴上的第一控制配流半环槽与第二控制配流半环槽相对设置，且多个所述汇流盘第一控制油路适于与所述第一控制配流半环槽和所述第二控制配流半环槽交替连通。

6.根据权利要求1所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置，其特征在于，所述第一控制配流环槽上开设有一个第一环槽孔，所述第二控制配流环槽上开设有多个第二环槽孔。

7.一种权利要求1-6任意一项所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的工作方法，其特征在于，当该径向柱塞液压装置为液压马达时，高压总口与压力油源相连且为进油口，低压总口为低压油箱相连且为出油口，此时，第一外控总口与外控高压力油源相连，第二外控总口与外控低压力油源相连；外控高压油液通过第一外控总口进入汇流盘第三控制油路，汇流盘第三控制油路与配流轴第一配流环槽连通，外控高压油液通过配流轴第一配流环槽上的第一环槽孔进入第一控制油口，第一控制油口连通汇流盘第一控制油路，外控高压油液通过汇流盘第一控制油路进入壳体第一控制油路和壳体第二控制油路；

外控低压油液通过第二外控总口，进入汇流盘第二控制油路，汇流盘第二控制油路与配流轴第二配流环槽相通，外控低压油液通过配流轴第二配流环槽上的第二环槽孔进入第二控制油口，使第二控制油口连通汇流盘第一控制油路，外控低压油液通过汇流盘第一控制油路进入壳体第一控制油路和壳体第二控制油路；

配流轴随着偏心主轴一起旋转，使壳体第一控制油路和壳体第二控制油路在高压与低压之间切换；壳体第一控制油路和壳体第二控制油路通过汇流盘第一控制油路连通，使壳体第一控制油路和第二控制油路同时为高压状态或低压状态；

当其中一个柱塞组件位于上顶位时，高压油液通过高压总口流入汇流盘高压环槽进而进入壳体第一高压油路，壳体第一高压油路与二通插装阀高压腔相通；当壳体第一控制油路和壳体第二控制油路同时为低压状态时，此时二通插装阀高压油腔与低压油腔相导通，高压油液流经二通插装阀低压油腔进入柱塞腔，推动柱塞组件下行运动；

当该柱塞组件位于下底位时，此时偏心主轴和配流轴逆时针旋转了180度，对应的壳体第一控制油路和壳体第二控制油路为高压状态，此时二通插装阀高压腔与低压腔闭合，且壳体第一控制油路与液控单向阀控油腔相通，此时液控单向阀高压腔与低压腔相导通，柱塞腔内的油液从低压总口流出，在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上下运动，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；

当液压马达要反向旋转时，将第一外控总口与外控低压力油源相连，第二外控总口与外控高压力油源相连。

8.一种权利要求1-6任意一项所述的外控换向控制双阀配流径向柱塞液压装置的工作方法，其特征在于，当该径向柱塞液压装置为液压泵时，高压总口与高压油箱或液压负载相连，且为出油口，低压总口与低压油箱相连且为进油口，将第一外控总口与外控高压力油源相连，第二外控总口与外控低压力油源相连；

排油时，偏心主轴反向转动带动柱塞组件上下运动，对应的柱塞腔容积减小，压力增大，其压力高于高压油腔或液压负载的压力，柱塞腔内的油液进入二通插装阀低压油腔，由于二通插装阀阀芯为台阶型的，双向均可打开，油液再经二通插装阀高压油腔流经端盖第二油路，进入壳体第一高压油路、汇流盘高压环槽，进入高压总口，最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；

吸油时，出油口建立高压，此时所述二通插装阀阀芯关闭，偏心主轴继续反向转动带动至少一个柱塞组件从上顶位开始下行运动，则对应的柱塞腔容积增大，产生真空，柱塞腔内的压力低于低压油箱，低压油箱的油液进入壳体第二高压油路，最终进入柱塞腔，推动柱塞组件下移，直到柱塞组件移动至下底位；如此反复以实现机械能转换为液压能；

当液压泵要反向旋转时，将第一外控总口与外控低压力油源相连，第二外控总口与外控高压力油源相连。