CN1746516A

CN1746516A - 四柱塞液压变量泵及马达

Info

Publication number: CN1746516A
Application number: CN 200410073103
Authority: CN
Inventors: 赵雪; 陈�镛; 王开华
Original assignee: No471 Factory Wuhan
Current assignee: No471 Factory Wuhan
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: CN100443742C

Abstract

本发明涉及柱塞液压变量泵及马达的结构及控制，尤其涉及结构完全相同的可互为逆向代替的柱塞液压变量泵或柱塞液压变量马达的结构。一种四柱塞液压变量泵及马达，包括有柱塞和柱塞缸，液压配油系统，其主要特点是还包括有在两两柱塞之间连接有往复直线运动机构，柱塞可在柱塞缸中作往复直线运动；柱塞缸的油路上分别设有两位三通阀液压系统。本发明结构简单，设计合理，能够实现自动分级调速。

Description

四柱塞液压变量泵及马达

技术领域：

本发明涉及柱塞液压变量泵及马达的结构及控制，尤其涉及结构完全相同的可互为逆向代替的柱塞液压变量泵或柱塞液压变量马达的结构。

背景技术：

现有技术中柱塞液压变量泵的变量方式均采用改变柱塞行程实现，如斜盘式柱塞泵或斜轴式柱塞泵，泵的结构复杂、制造难度大。当泵的吸入压出环节容积不能变化时，泵的输出排量也不能改变。申请号为03134567.0，名称为“一种双作用四柱塞液压泵”的发明专利申请，公开了一种新的结构，但仅涉及到四柱塞液压泵，其容量虽能变化，但变化量较小，且不可逆向，作为马达使用。申请号为03134569.7，名称为“一种行星轮柱塞液压泵”的发明专利申请，又公开了一种新的结构，也仅涉及到四柱塞、六柱塞液压泵，其容量虽能变化，但分级宽、变化量较小，只能实现过载保护，而不能真正实现调速。且不可逆向，作为马达使用。

发明内容：

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种四柱塞液压变量泵及马达。

本发明的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种四柱塞液压变量泵及马达，包括有柱塞(6a、6b、6c、6d)和柱塞缸(4a、4b、4c、4d)，液压配油系统，其主要特点是还包括有在两两柱塞(6a、6b、6c、6d)之间连接有往复直线运动机构，柱塞(6a、6b、6c、6d)可在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)中作往复直线运动；柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上分别设有两位三通阀液压系统。

所述的四柱塞液压变量泵及马达的两位三通阀液压系统包括有在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上串接有两位三通电磁阀(5_a、5_b、5_c、5_d)，阀(5_a、5_b、5_c、5_d)失电时，柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a₁、a₂、a₃、a₄)对应与油路(b₁、b₂、b₃、b₄)连通；当阀(5_a、5_b、5_c、5_d)得电时，则对应柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a₁、a₂、a₃、a₄)与吸油口(O’)相通。

所述的往复直线运动机构包括传动轴(1)固连齿轮(10)，齿轮(10)与传动轴(13)上的齿轮(9)啮合，齿轮(10)与齿轮(9)的齿数比为1∶1。行星齿轮(8a、8b)空套在传动轴(13)延伸出的系杆(12a、12b)的销轴(14a、14b)上，两个行星齿轮的系杆公用一个传动轴(13)，行星齿轮(8a、8b)与固定的内齿轮(7a、7b)啮合，在行星齿轮(8a、8b)的端面上设有推杆销轴(15a、15b)，推杆销轴(15a、15b)空套的推杆(16a、16b)与柱塞(6a、6b、6c、6d)连接。行星齿轮通过推杆销轴(15a、15b)带动柱塞在柱塞缸中作直线往复运动，其行星齿轮系中，行星齿轮(8a、8b)与固定的内齿轮(7a、7b)齿数比为1∶2。两行星齿轮系系杆(12a、12b)的安装角之间的相位差为90°。四柱塞液压变量泵及马达在固定套(3)与压油口(P’)之间设有蓄能器(11)，液压配油系统由传动轴(1)上同轴所装的转动套(2)和固定套(3)组成，在固定套(3)上设有接油口与油路连通；在柱塞吸油时对应的油路(b₁、b₂)与吸油口(O’)相通，在柱塞压油时对应的油路(b₁、b₂)与压油口(P’)相通，实现卸流，通过逻辑控制使一个两位三通电磁阀得电时，输出排量减小四分之一，当使四个两位三通电磁阀均得电时，输出排量为零，由蓄能器维持输出压力及供油。

本发明作为四柱塞液压变量马达时，所述的吸油口(O’)可设为排油口，压油口(P’)可设为压力油输入口。在压力油作用下，使柱塞在柱塞缸中的直线往复运动推动行星齿轮在内齿轮内公转，这一公转运动实现了行星齿轮系杆的旋转。两个行星齿轮的系杆共同驱动一个传动轴(13)，由一对齿轮把传动轴(13)的动力合成到输出传动轴(1)上，配油系统由驱动输出传动轴上同轴所装的转动套和固定套组成，用于在柱塞吸油时对应的油路(b₁)、(b₂)、(b₃)、(b₄)与压力油输入口(P’)相通，在柱塞排油时对应的油路(b₁)、(b₂)、(b₃)、(b₄)与排油口(O’)相通。串接的两位三通电磁阀(5_a)、(5_b)、(5_c)、(5_d)，当阀(5_a)、(5_b)、(5_c)、(5_d)失电时，使柱塞缸上的各油路(a₁)、(a₂)、(a₃)、(a₄)对应与油路(b₁)、(b₂)、(b₃)、(b₄)相通，当阀(5_a)、(5_b)、(5_c)、(5_d)得电时，使对应柱塞缸油路与排油口(O’)相通，则对应油缸卸载卸流，通过逻辑控制使一个两位三通电磁阀得电时，输入排量减小四分之一，输出转速提高1.3倍，当使三个两位三通电磁阀得电时，输入排量减小四分之三，输出转速提高4倍，当使四个两位三通电磁阀均得电时，输入排量为零，马达停机，油路中的蓄能器用于减小压力脉动，稳定马达输出转速。

本发明的有益效果是，结构简单，设计合理，能够实现自动分级调速。

附图说明：

图1为四柱塞液压变量泵结构简图；

图2为四柱塞液压变量马达结构简图；

图3行星齿轮上的一点(推杆)作往复直线运动的原理示意图。

具体实施方式：

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：

见图1，四柱塞液压变量泵，有柱塞6a、6b、6c、6d和柱塞缸4a、4b、4c、4d，柱塞缸4a、4b、4c、4d的油路上分别串接有两位三通电磁阀5_a、5_b、5_c、5_d，阀5_a、5_b、5_c、5_d失电时，柱塞缸4a、4b、4c、4d上的油路a₁、a₂、a₃、a₄对应与油路b₁、b₂、b₃、b₄连通；当阀5_a、5_b、5_c、5_d得电时，则对应柱塞缸4a、4b、4c、4d上的油路a₁、a₂、a₃、a₄与吸油口O’相通。在两两柱塞6a与6b、6c与6d之间连接有往复直线运动机构，柱塞6a、6b、6c、6d可在柱塞缸4a、4b、4c、4d中作往复直线运动。往复直线运动机构由传动轴1通过齿轮9、10与行星齿轮系传动轴13相连，传动轴1上的齿轮10与传动轴13上的齿轮9啮合，齿轮10与齿轮9的齿数比为1∶1。行星齿轮8a、8b空套在传动轴13延伸出的系杆12a、12b的销轴14a、14b上，两个行星齿轮的系杆公用一个传动轴13，行星齿轮8a、8b与固定的内齿轮7a、7b啮合，在行星齿轮8a、8b的端面上设有推杆销轴15a、15b，推杆销轴15a、15b空套的推杆16a、16b与柱塞6a、6b、6c、6d连接。行星齿轮通过推杆销轴15a、15b带动柱塞在柱塞缸中作直线往复运动，其行星齿轮系中，行星齿轮8a、8b与固定的内齿轮7a、7b齿数比为1∶2。两行星齿轮系系杆12a、12b的安装角之间之间的相位差为90°。四柱塞液压变量泵及马达在固定套3与压油口P’之间设有蓄能器11。液压配油系统由传动轴1上同轴所装的转动套2和固定套3组成，在固定套3上设有接油口与油路连通；在柱塞吸油时对应的油路b₁、b₂与吸油口O’相通，在柱塞压油时对应的油路b₁、b₂与压油口P’相通，通过逻辑控制使一个两位三通电磁阀得电时，输出排量减小四分之一，当使四个两位三通电磁阀均得电时，输出排量为零，由蓄能器11维持输出压力及供油。

使用时，传动轴1在电机驱动下进行转动，驱动输入传动轴1上固连的齿轮10与传动轴13上固连的齿轮9啮合传动，两个行星齿轮的系杆公用一个传动轴13，由一对齿轮把动力从输入传动轴1传入公用传动轴13，带动两个行星齿轮的系杆转动，通过行星齿轮系使柱塞6_a、6_b、6_c、6_d可在柱塞缸4_a、4_b、4_c、4_d中作直线往复运动，进行吸压油动作；在柱塞吸油时对应的油路b₁、b₂、b₃、b₄与吸油口O’相通，在柱塞压油时对应的油路b₁、b₂、b₃、b₄与压油口P’相通。串接的两位三通电磁阀5_a、5_b、5_c、5_d实现卸荷及卸流，阀5_a、5_b、5_c、5_d失电时，使柱塞缸上的各油路a₁、a₂、a₃、a₄对应与油路b₁、b₂、b₃、b₄相通，当阀5_a、5_b、5_c、5_d得电时，则使对应柱塞缸油路与吸油口O’相通，通过逻辑控制使一个两位三通电磁阀得电时，输出排量减小四分之一，当使四个两位三通电磁阀均得电时，输出排量为零，由蓄能器11维持输出压力及供油。

见图2，本发明作为四柱塞液压变量马达时，所述的吸油口O’可设为排油口，压油口P’可设为压力油输入口。在压力油作用下，使柱塞在柱塞缸中的直线往复运动推动行星齿轮在内齿轮内公转，这一公转运动实现了行星齿轮系杆的旋转。两个行星齿轮的系杆共同驱动一个传动轴13，由一对齿轮把传动轴13的动力合成到输出传动轴1上，配油系统由驱动输出传动轴上同轴所装的转动套和固定套组成，用于在柱塞吸油时对应的油路b₁、b₂、b₃、b₄与压力油输入口P’相通，在柱塞排油时对应的油路b₁、b₂、b₃、b₄与排油口O’相通。串接的两位三通电磁阀5_a、5_b、5_c、5_d，当阀5_a、5_b、5_c、5_d失电时，使柱塞缸上的各油路a₁、a₂、a₃、a₄对应与油路b₁、b₂、b₃、b₄相通，当阀5_a、5_b、5_c、5_d得电时，使对应柱塞缸油路与排油口O’相通，则对应油缸卸载卸流，通过逻辑控制使一个两位三通电磁阀得电时，输入排量减小四分之一，输出转速提高1.3倍，当使三个两位三通电磁阀得电时，输入排量减小四分之三，输出转速提高4倍，当使四个两位三通电磁阀均得电时，输入排量为零，马达停机，油路中的蓄能器用于减小压力脉动，稳定马达输出转速。

见图3，行星齿轮上的一点(推杆销轴)作往复直线运动的原理示意图。

由行星齿轮系实现旋转变为直线往复运动转换的论据推理：依据条件，行星齿轮8的齿数Z₁与内齿轮7的齿数Z₂比值为Z₁∶Z₂＝1∶2，如图3所示，开始两齿轮在H点啮合即行星齿轮节圆上的点O₃(推杆销轴15)。在系杆12转过a角时，啮合点从H移动至N，对应的纯滚动弧长分别为S_HN与S_O3N，且S_HN＝S_O3N，由齿数比关系可知，S_O3N对应的圆心角b＝2*a，作角b的角平分线MO₂和作HO₁的垂线PO₂，则有O₃N＝2MN，ΔO₁O₂P与ΔO₂NM全等，即O₃N＝PO₂+MN。由此说明，O₃点在HO₁的直线上。

当系杆12绕O₁一周，点O₃(推杆销轴15)在内齿轮7的直径HH₁上作一次往复直线运动，即带动柱塞6a、6b在柱塞缸4a、4b中作一次往复直线运动。

Claims

1.一种四柱塞液压变量泵及马达，包括有柱塞(6a、6b、6c、6d)和柱塞缸(4a、4b、4c、4d)，液压配油系统，其特征是还包括有在两两柱塞(6a、6b、6c、6d)之间连接有往复直线运动机构；柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上分别设有两位三通阀液压系统。

2.如权利要求1所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的两位三通阀液压系统包括有在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上串接有两位三通电磁阀(5_a、5_b、5_c、5_d)；阀(5_a、5_b、5_c、5_d)失电时，柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a₁、a₂、a₃、a₄)对应与油路(b₁、b₂、b₃、b₄)连通；当阀(5_a、5_b、5_c、5_d)得电时，则对应柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a₁、a₂、a₃、a₄)与吸油口(O’)相通。

3.如权利要求1或2所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的往复直线运动机构包括传动轴(1)固连齿轮(10)，齿轮(10)与传动轴(13)上的齿轮(9)啮合，行星齿轮(8a、8b)空套在传动轴(13)延伸出的系杆(12a、12b)的销轴(14a、14b)上，行星齿轮(8a、8b)与固定的内齿轮(7a、7b)啮合，在行星齿轮(8a、8b)的端面上设有推杆销轴(15a、15b)，推杆销轴(15a、15b)空套的推杆(16a、16b)与柱塞(6a、6b、6c、6d)连接。

4.如权利要求3所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的行星齿轮系，行星齿轮(8a、8b)与固定的内齿轮(7a、7b)齿数比为1∶2。

5.如权利要求4所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的两行星齿轮系系杆(12a、12b)的安装角之间有相位差为90°。

6.如权利要求5所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的在固定套(3)与压油口(P’)之间设有蓄能器(11)

7.如权利要求6所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的液压配油系统由传动轴(1)上同轴所装的转动套(2)和固定套(3)组成，在固定套(3)上设有接油口与油路连通；在柱塞吸油时对应的油路(b₁、b₂)与吸油口(O’)相通，在柱塞压油时对应的油路(b₁、b₂)与压油口(P’)相通。

8.如权利要求1所述的四柱塞液压变量泵及马达，其特征是所述的吸油口(O’)可设为排油口，压油口(P’)可设为压力油输入口。