CN88102679A - 动力传送装置 - Google Patents

Abstract

一旋转式液压装置包括一壳体和装在壳体上并围绕轴线旋转的轴，一液压缸组合与轴连成一体在机壳内绕轴一起转动，柱塞与斜盘结合以决定液压缸内柱塞的行程，一阀板固定在机壳上，从转轴的半径处有弧形槽，这些槽在液压缸对正槽时，分别把液压缸连到入口和出口孔，本发明的特征，一方面阀板包括分别装有靠近弧形槽前缘阀板上的第一和第二压力阀，并对液压缸通向邻近槽的流体压力敏感，事实上，延伸了槽的弧形尺寸并随着液压的变化改变了装置的定时，即液压缸连通至出入口孔。

Description

本发明与旋转式液压装置有关，更具体地说与旋转式轴向柱塞的液压泵和液压马达的出、入孔的定时有关。

为了方便起见，本发明将结合最佳实施例轴向式的可变排液量的柱塞泵来进行说明，但是可以理解本发明的原理也同样可适用于所谓曲折轴线的柱塞泵以及相似结构的液压马达。

常规的轴向式的变排液量柱塞泵包含有一壳体，在壳体内，柱塞缸组件连到转动的驱动轴上，液压缸组件包含有若干个绕着轴线按圆周排列的液压缸空腔，若干个对应柱塞分别在其液压缸内滑动，柱塞与斜盘式凸轮机构相啮合，此斜盘在泵壳体内的角度可以改变，用于共同的调整液压缸内柱塞的行程或排液量，柱塞缸压在带有腰子形槽的弧形出入口的阀板上而转动，用大家知道的方式为柱塞作往复运动的液压缸腔的端孔和泵壳体上的出入通路与开孔之间提供合适的阶段或定时的连通。

液压泵的定时，是借助于在阀板上上述槽的端部按圆周的定位，包括了在某角度位置时，泵的液压缸压力和出入通道压力的配对操作。在该角度位置液压缸开始通过上述槽，与进入口和排出口连通。

这样，一般说来泵的最佳定时仅适用于一种工况，即包括了进出出压力、泵速度、液流量、液温和液压油牌号的一种设计组合，当泵偏离这些最佳设计工况时，就会产生液压缸内的流体压缩不足或压缩过度，引起定时槽边缘大的流体速度、噪音和流体中气穴现象，泵的磨损以及脉动的流动形成的压力波动，所有这些作用在控制液压油路时都是不希望出现的。

在压力不变的情况下，改变泵的排液量操作泵已是一标准的操作。然而，以微处理机为基础的调节系统，在若干所希望泵的操作模式中，诸如常流量和常动力工作模式时，便利地提供了加强的调节。然而，在不符合泵设计的条件下，泵的定时就不是最佳的，结果形成上面所说的各种问题。

本发明总的目的是提供一旋转式液压装置，诸如轴向的变排液量的柱塞泵，在此泵中出入口的定时随工况而变。本发明最具体的目的是提供上述性能的液压装置，对二个工况，特别是对大的和小的输出压力工况，它的定时是最佳的。这样，本发明更具体的目的是对旋转式轴向柱塞的液压装置，诸如变排液量柱赛泵，提供双压力定时。

按照本发明，一旋转式液压装置包括一壳体，壳体上装有与其共轴线的转动轴，一液压缸组合与轴相连并在壳体内与轴一起转动，另有至少一个，最好若干个液压缸沿圆周方面绕轴线平行安置。柱塞安置在各液压缸内作往复运动，柱塞连到一斜盘上来决定缸内柱塞的排液量。一阀板附加在壳体内用来与旋转的液压缸组合进行面啮合。阀板包括在相应于液压缸距离转动轴线的半径处有一弧形槽，当液压缸与槽对正时，分别把液压缸连到液压装置的进出口。

根据本发明其特征在于，一方面的显著特点是阀板包括第一和第二压力阀靠近弧形槽分别装在板上，并对流体的压力作出反应使液压缸通向邻近的槽，从而，实际上延伸了槽内的弧形尺寸，并随着液体压力的变化而改变液压装置的定时。在本发明的最佳实施例中，具体应用于一轴向变排液量柱塞泵的双压力定时，压力阀装在阀板之内，相对于轴和液压缸组合一定的转动方向靠近对应的第一槽和第二槽的前缘，为的是作为泵输出压力的函数，有效地提前和滞后泵的定时。每个压力阀有一位于相关径向孔的阀芯，阀芯有一缩腰部用来有选择地来联结从径向孔到阀板上的液压缸啮合面和到邻近的阀板上槽延伸的通路，一导向通路从各个径向孔内端延伸到与泵的流体出口孔相连的阀板槽，一个螺旋弹簧在阀板和每个阀芯的外端之间受到压缩，阀板装在泵壳内含有流体的空穴内，而弹簧被一具有阻尼孔的保持架保持在阀板内，通过该阻尼孔，流体可从弹簧孔穴在壳压下流入。

根据本发明的另一个重要方面，旋转装置壳体包括相互连在一起的第一和第二壳体部分组成一个在壳体内流体压力下的内空腔，在此空腔内安置了液压缸组合和斜盘，至少一液体通路通过二个壳体部分的分界面延伸，特别在包含有变排液量泵的最佳实施例中，斜盘的位置由作动简活塞来控制，该活塞通过一穿过壳体部分之间交界面的延伸通路，在控制压力作用下接受液体。在交界面上，在壳压下，在流体通路连接的各自壳体部分接收流体，该通路采取了对称的二个半开空腔槽组成的圆柱空腔形式。在各壳体部分形成了内向环形通道，且通向壳体部分交界面和空腔基座之间中途的相互连成一体的半开空腔。计量的流体通向终止在对应通道的作动筒活塞。一空心套筒保持在圆柱形空腔内，而空心套筒面向外的环形通道对正壳体部分面向内的通道还有一连到面向外通道的通路，从而在刚定的压力下把流体输入到驱动斜盘的作动筒活塞，而套筒带有密封圈。

与附件在一起的本发明的，其特点和优点，从下列的介绍结合后面附的权利要求和附图可更好了解。

图1A和图1B一起包括有本发明所实施的一轴向变排液量柱塞泵的侧面剖视图。

图2是图1B阀板组件的正视图，实际上是沿着图1BⅡ-Ⅱ的剖面线所取的视图。

图3和图4实际上是图2沿着3-3和4-4所取的局部剖视图。

图5和图6实际上是在图3和图4分别沿着5-5和6-6所取的局部剖视图。

图7是图1A-图1B所说明的那部分泵的局部剖视图，根据本发明的另一方面所作的修改。

图1A-1B说明的轴向变排液量柱塞泵10，它有一壳体12，而壳体12又包括一带有一装配法兰16的空心机壳14，而连结座18连到其另一端，以便组成一开口的内空腔20，一泵驱动轴22用轴承24以预定转动方向26可转动地安装在壳体12内。一柱塞缸组件28在空腔20内固定到共同转动的轴22上，柱塞缸组件包括若干个沿周向分布并各自围绕着和平行于转动轴22的轴线，若干个柱塞32分别安置在对应的液压缸30内，并在缸内进行滑动，柱塞有柱塞防滑装置34，该柱塞防滑装置与斜盘36的对立面进行滑配合，斜盘30通过正好作用在斜盘偏弹簧力相反方向的一斜盘驱动活塞40，并可围绕着轴38改变自身位置。

阀板44（图1B）固定到连结座18上，阀板包括孔46、48用于有选择地把液压缸组件28的液压缸30，随着液压缸组件的转动变化而连到泵的入口50和泵的出口52上，一阀组件54（见图1A）装在连结座18上并带有一邻近出口52的阻断阀56和一邻近在连结座18上补偿阀60的电磁阀58，电磁阀58是由外部电子装置（未示出）来控制的，用于把泵的出口压力52连到驱动活塞40，从而可有选择地要求斜盘36的最小倾斜位置和最小泵的位移，还可驱动阻断阀56来隔断液压油路和泵。

根据本发明，阀板44有一在图2到图6已详细说明的组装件，阀板组件44包括有一均匀厚度的平面环形圆盘，圆盘上有一围绕轴22的中心开孔66。输入和输出阀板开口46，48分别有绕差圆盘64和轴22轴线延伸的弧形槽，该弧形槽的直径相当于圆盘64的平面68相啮合的液压缸36上孔31的旋转直径，在图2中看得很清楚，弧形槽48与泵的输出孔52（F/A）相匹配，这样就形成了高压平板槽，其中包括成一体的加强筋70。一压力阀组合件72、74根据液压缸30的转动方向26以及相对阀板组件的孔31，由圆盘64在靠近各自的槽46，48的前缘沿周向来携带。

阀74（图3和图5）有一阀芯76在圆柱孔78内进行滑配合，该柱形孔78在圆盘64径向朝外开口。有一“O”形圈80并保持在邻近阀芯76外端的通道内，使阀芯与周围的孔可滑动地密封配合，一对螺旋弹簧82，84同心地保持在阶梯形外持架86上呈压缩状，此阶梯形保持架由阀芯76的外端携带和啮合，而一平圆盘保持架88由保持环90在平板圆盘64的扩大弹簧腔92所固定。外弹簧82由弹簧腔92的周围壁，保持架86的肩以及圆盘保持架的凸筋96所限定，内弹簧被凸筋96所限定并绕着保持架86成一体的中间导向柱98，圆盘保持架88的中心孔91，使弹簧腔92与壳体腔20相通（见图1B）。

中心孔78的内端进行扩大形成了空腔100，通过导向油路102，空腔100连到高压槽口48的邻近边缘，一对平行间隔油路104（见图2和图3）从圆柱形孔78延伸到阀板圆盘64的液压缸啮合面68，而第二对平行间隔的油路106（见图5）从圆柱形孔延伸到槽口48。阀芯76有一对缩腰部分108由台阶110所分隔，两者隔开的距离如同通道104、106之间隔开的距离。当阀芯76被弹簧82、84压向圆柱孔78的内端和基座时，缩腰部分108对正通道104、106如图所示。另一方面，在缩腰部分108之间的环槽脊110和在阀芯76下端的环槽脊111位于阀芯76上，当阀芯76向上压向弹簧82，84（见图3和图5）阻挡通路104和其相关通路106之间的油路。阀芯76的端头在空腔100内有一锥度，为了引入在端头下的液流。

阀72与上面详细介绍的阀74结构上相似，除了导向油路102a（图6）不是从空腔100a延伸到邻近的低压槽口46，而是从驱动轴轴线的功向穿过阀板圆盘64到高压槽口48的相对端以外，阀72的其它元件在结构上和功能上相对于阀74的元件都是相同的，在图4和图6中都相应用相同标号来表示。

在工作过程中，压力阀组件74、72的阀芯76被弹簧82，84推到图示位置，在图上阀芯打开了通路104到通路106，在阀74中，通路104和106的结合就有效地以与旋转方向相反的方向伸展了高压槽48的弧形尺寸，所以通路104，106有效地提前了从液压缸液压输出定时。不同的说法是当液压缸孔31相对于阀板44从底部死点或BDC位置以方向26转动，这时，缸内的油被予压缩。然而，这种予压缩受缸孔与通路104对正的限制，而从柱塞缸来的液流通过通路104，106进入槽口48。同样，在与柱塞缸转动相反方向，在阀72的通路104，106也有效地扩大了低压输入槽口的弧形尺寸，从而有效地提前了液压缸孔到低压输入孔的时限，也就是在与槽口对正以前，液压缸内的负压增加，受到阀72和有关通路104，106所限制，所以在低输出压力条件下，通过阀72，74，藉助其有效的延伸就可避免槽口46，48的前端大的流体速度。

当在泵的输出孔52的流体压力增加，阀板上槽口48的流体压力也相应增加，在阀空腔100内的增加压力通过导向油路102，102a推动阀芯76，顶住由反向阀门弹簧所作用的力，应该指出，瞬间输出压力的变动，由于在壳体压力下受限制的液流，通过在保持架88上的孔91而被有效地阻尼。然而，当稳态输出压力增加，阀芯76移动压到方向相反的弹簧上，直到台阶110，111有效地阻断在各个阀72，74中通路104和106之间的液流，这样当流体输出压力超过阀门弹簧所设定的限度，此限度在各个阀中最好是相同的，泵的定时被有效地推迟到相应于槽口46、48大小的自身的未来的定时。按照本发明，实现了双压力定时。也要指出，在低压和高压工况之间，阀72，74逐渐关闭，（当输出压力下降时，阀相应逐渐打开）影响到泵定时是逐改变而不是突然改变。这样虽然本发明阀板组件具体设计成在高压和低压工况下的定时，而中间工况也就比先有技术中的固定定时的泵更容易适应。

所以泵10对泵的二个输出压力是最佳定时（其它全部参数保持不变），这就对压力一程序泵或双级压力补偿泵特别有利，在较低工作压力下的再次压缩消除了，从而减少了泵的磨损、噪音、压力波动、输入功率和气穴，这些磨损和气穴的减小，提高了泵的寿命，低的压力波动增加了整个液压系统的疲劳寿命，而减小的输入功率就获得了较高的效率和较低的热损耗。

如上所述，发明不限定在变排液量轴向柱塞泵，而且同样也可应用到曲折轴线和固定排液量泵以及类似的运动结构，这些发明能以低成本来实施，也了解到最佳实施例的滑柱式阀对出口压力的低频变化有反应，但对液压缸和出入孔的压差没有反应，这就减少了滑柱式阀所要求的频带宽度，从而正好相反地减小了磨损和疲劳问题。

图7说明了一致型的泵10a，该泵在其它方面与图1～图6所示的泵相同，其中一流动转换组件位于补偿阀60和驱动活塞40之间的导向控制油路62内，并在壳体14和连结座18之间的交界面上，为了减小在导向油路内由于高压工况壳体部分之间的泄漏，特别通过在各自壳体部分二个相对的半圆柱形空腔形成了垂直于壳体14和连结座18之间平面交界面上的一圆柱形空腔。在壳体14的一油路128在泵壳压力下，把空腔122连到空腔20（图1B），在连结座18形成一环形通道130，在壳体部分交界面和空腔部分基座之间大约当中的位置，并通向空腔部分126，同样，在壳体14上形成一环形通道132，在交界面和空腔基座之间大约当中的位置，并通向空腔部分124，在连结座18和壳体14之导向油路62分别终止在通道130、132。

一空心的管状套筒134保持在空腔122内，并有形成在其外表面上沿轴向间隔的通道136，138分别对正在连结座18和壳体14上的通道130，132。在套筒134的内通道140，在壳压下把液流供到补偿阀60。套筒134形成的一成角状通路142相互与通道136，138配对，“O”形图144保持在通道136的两侧的围绕套筒134的相应通道内，在通道138的两侧也有，而且与在壳体14和连结座18内空腔部分124、126相对的表面成密封啮合。这样，在导向压力下的液流从补偿阀60输入通过通道130，136再通过油路142到通道132，138，然后再通过在壳体14内的油路62到活塞40。但是，压着连结座18和壳体14导向液流作用的力，实际上在径向方向接近连结座/壳体的交界面，在交界面上的轴向力实际上是保持不变的壳体内压力。这样，壳体的二部分在分界面处分开的趋势实际上减小了。

Claims (7)

1、一旋转式液压装置包含有包括第一和第二壳体相互密封连在一起，至少一流路从壳体这二部分之间伸出，一轴安装在壳体绕着轴线按予定方向转动，液压缸组件与轴连结一起在壳体内轴动，还包括一与转动轴平行具有空腔的液压缸，柱塞装置包括一安置在液压缸空腔内的柱塞，上述壳体内有高低压流孔以及阀板装置有选择地把液压缸组件对正上述流孔。

其特征在于上述液压装置还有一上述壳体部分二个相对对开的空腔组成的圆柱形空腔，把圆柱空腔在壳体内压力下连到流体的装置，各壳体部分上一环形通道围绕并通向有关的对开空腔，在上述各壳体部分至少有一油路终止在上述有关的通道，而且一空心管状套筒保持在圆柱形空腔内，上述套筒有面向外的环形通道与壳体部分上的上述通道面对面，还有把上述面向外的通道相互连在一起的装置和密封地啮合圆柱形空腔壁面部分的装置。

2、根据权利要求1所述的旋转式液压装置，其中上述阀板装置包含有一阀板连到在壳体压力下含有液压油腔的壳体内，阀板有在径向相对的第一和第二弧形槽分别连到高压和低压流体孔，上述槽离轴线的半径相当于液压缸空腔离轴线的平径，上述槽有一弧形端用于在予定压力下，使上述液压缸定时开口至上述流体孔，还有随着高压流体孔压力的变化改变上述流体孔开口定时的装置，包括有：

上述第一和第二阀包含有一在板上径向向外开的圆柱孔，一导向孔延伸通过上述阀板，把第一槽与圆柱孔的径向内端相连，一对阀孔分别从上述孔延伸到邻近的槽和到液压缸装置啮合的阀板面上，上述阀元件包含有一具有台阶的阀芯，台阶在阀芯位置变化时用来有选择地互相接通阀孔，而弹簧装置保持压缩状态压在阀芯的径向外端;

上述阀板装在装置含有壳体压力下液压油的空腔内，各弹簧装置安置在阀体空腔内，通过阻尼孔与壳体压力相通。

3、根据权利要求2所述的旋转式液压装置，包括一保持架装置，该保持架固定在邻近圆柱孔径向的外端上，而弹簧装置在保持架装置和阀芯的径向外端之间呈压缩状态，保持架上的液流孔把围绕弹簧的圆柱孔部分接通壳体压力。

4、根据权利要求3所述的旋转式液压装置，其中上述的保持架装置包含有一保持圆盘和可折装地固紧在邻近有关圆柱孔径向外端的圆盘装置。

5、根据权利要求4所述的旋转式液压装置，其中，上述各个阀还有一阶梯式保持架裙边与有关的阀芯相配合，上述各弹簧装置有一在保持架圆盘和保持架裙边的周向肩部之间所保持的第一螺旋弹簧，与第一弹簧共轴的第二螺旋弹簧也保持在保持架圆盘和保持架裙边之间，每个保持架裙边包括一中心导向柱一直伸到有关联的第二螺旋弹簧中间。

6、根据权利要求5所述的旋转式液压装置，其中上述的保持架圆盘包括位于有关的上述弹簧之间的一环形凸筋。

7、根据权利要求1所述的旋转式液压装置，其中上述的壳体包含有相互间密封结合的第一壳体和第二壳体，至少一流体通路从上述二壳体结合处延伸，上述机器还有一在壳体部分中相对的对开空腔形成的圆柱空腔，把圆柱形空腔在壳体压力下连到液流的装置，在各壳体部分的环形通道围绕并通过有关的上述对开空腔，在各壳体部分至少一油路终止在有关的上述通道，而且一空心的管状套筒保持在圆柱体空腔内，套筒有面向外对着壳体部分上述通道的环形通道，和把面向外通道相互连结的装置以及把相对的壁向部分密封啮合到上述圆柱形空腔的装置。

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