一种具有可调容腔的配流盘及柱塞液压泵的制作方法

本发明属于柱塞泵制造技术领域，具体是一种具有可调容腔的配流盘及柱塞液压泵。

背景技术：

轴向柱塞液压泵(简称轴向柱塞泵)是一种可以将机械能转化为液压能的液压元件，其具有额定工作压力高、流量大、变量调节方便等诸多优点，被广泛应用于移动设备和固定设备等技术领域中。

图1为现有技术中的一种典型轴向柱塞泵的结构原理图。图中，缸体101沿着轴向布置有若干个圆形的柱塞容腔109，若干柱塞容腔109内置有同等数量的柱塞102，柱塞102的一端作用通过合适的方式与斜盘103保持接触，缸体101的左侧紧密贴合有配流盘104，如图2所示，配流盘104上开有两个腰形孔。当图1中的主轴105按照图示方向驱动缸体101旋转时，柱塞102做往复运动，从而一个腰形孔吸入油液，另一个腰形孔排出高压油液。由此，主轴105输入的机械能转变成油液的压力能。为了保证吸油侧和排油侧的密封，配油盘104的两腰形孔间的封闭区域通常略大于缸体101上的柱塞容腔109的面积，即配油盘104吸、排油孔的间隔角略大于缸体101上柱塞容腔109的底部所对应的中心角。如图2中所示，双点划线的圆表示某个柱塞102运动在上顶点时，缸体101上对应的柱塞容腔109的投影位置。而柱塞102在偏离斜盘103的上、下死点位置时，柱塞101在缸孔101中的往复运动会使工作容积(图1中柱塞容腔109)发生变化。这就会在这一区域内产生困油现象，进而容易造成泵的压力波动和噪声。

在现有的技术中，通常是通过开设减振槽(阻尼槽、眉毛槽)或减振孔(阻尼孔)的方式来在一定程度上缓解困油这一技术问题，但是这种方式会在一定程度上造成吸油侧和排油侧的连通，进而使降低泵的效率降低。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有可调容腔的配流盘及柱塞液压泵，该配流盘有助于减轻柱塞泵的困油问题，可显著地降低柱塞泵的振动和噪声，且能保证柱塞泵的效率；该液压泵的振动小，噪声低，且具有较高的效率。

本发明提供一种具有可调容腔的配流盘，所述配流盘包括配流盘本体和缓冲机构；配流盘本体的轴心设置有轴孔；

所述配流盘本体在轴孔的外侧区域相对称地设置有腰形的左油孔和右油孔，并在左油孔和右油孔的上端之间具有径向隔断区，在左油孔或右油孔和轴孔之间具有环向隔断区；

所述缓冲机构包括缓冲腔、环向容纳腔、杠杆、第二弹簧、传感器和控制器；

所述缓冲腔径向地开设在径向隔断区的中部，其外端延伸到配流盘本体的外圆面，且由固定安装在其内部的堵头密封；其中部通过设置在配流盘本体上的进出油孔与配流盘本体一侧的外部连通，进出油孔的位置与对应缸体上柱塞容腔的位置相对应；

所述环向容纳腔环向地开设在环向隔断区，其上端起始于缓冲腔的里端和轴孔之间，且通过径向设置的连通孔与缓冲腔的里端连通，其下端向靠近轴孔中心的方向环向延伸；所述连通孔的内径小于缓冲腔的内径；

所述杠杆可摆动地设置在环向容纳腔中，杠杆的中部通过旋转轴与配流盘本体可转动地连接，其上端部弧形地延伸到环向容纳腔上端的中部，并且其上端部的上端与滑动地装配在连通孔中的缓冲柱塞的下端相抵接，其上端部的下端通过第一弹簧与环向容纳腔上端的底部连接，其下端部弧形地延伸到环向容纳腔的下端，并且其下端部的下端与固定安装在环向容纳腔底部的致动器的上端相抵接；

所述缓冲柱塞的上端伸入到缓冲腔的内部，并固定连接有限位环，其中段设置有环形凹槽，并于环形凹槽中安装有与连通孔密封配合的密封圈；

所述第二弹簧设置在缓冲腔的内部，且其两端分别与堵头和缓冲柱塞的上端相抵接；

所述传感器用于检测缓冲腔内的压力或用于检测插装于轴孔中主轴的旋转位置，并将检测到的压力信号或旋转位置信号实时输送给控制器；

所述控制器分别与压力传感器和致动器连接，用于根据所接收的压力信号或旋转位置信号控制致动器的伸出或回缩。

作为一种优选，所述传感器为压力传感器，压力传感器与缓冲腔相连接。

作为一种优选，所述转角传感器设置在主轴的一侧。

作为一种优选，所述堵头与缓冲腔之间通过焊接或螺纹连接。

作为一种优选，所述致动器为压电陶瓷致动器或电磁致动器。

本发明中，缓冲腔中柱塞的设置可以与环向容腔中的杠杆的相配合来调节缓冲腔的容积，而缓冲腔通过进出油孔与对应的柱塞容腔连通，可以有效的与旋转到径向隔断区中的柱塞容腔相配合来合理地调整对应柱塞容腔的体积，进而可以有效的克服困油现象，可以有效的减少泵的压力波动和噪声，且能保证柱塞泵的效率。传感器可以实时检测缓冲腔中压力的变化或主轴位置是否到达设定位置，进而可以便于控制器根据缓冲腔容积的变化情况来控制致动器的伸出或缩回。

本发明还提供了一种柱塞液压泵，包括缸体、主轴、斜盘和配流盘，缸体的轴心开设有轴向贯通的轴腔，并在轴腔外部的周向上均匀开设有多个柱塞容腔，主轴穿设于缸体中心的轴腔中，并与缸体之间通过键连接，所述斜盘设置在缸体的右侧，且活动地套设在主轴的外部，多个柱塞分别滑动配合地装配于多个柱塞容腔中，且柱塞的右端作用在斜盘上，所述配流盘贴合地装配在缸体的左端，其中进出油孔的出口端位于右侧，且与柱塞容腔相配合。

本发明中，配流盘缓冲腔中设置的第二弹簧可以弹性作用于柱塞，能使柱塞的的下端与环向容纳腔中的杠杆的上端相抵接，而杠杆的上端下部设置有第一弹簧，且其下端与致动器抵接，这样，可以通过致动器的伸出或缩回来调节柱塞的上端伸入到缓冲腔中的体积，以达到主动地调整缓冲腔的体积变大或变小的目的，而缓冲腔通过进出油孔与对应的柱塞容腔相连通，这样便可以间接地调节到达径向隔断区中柱塞容腔的体积,从而可以有效解决径向隔断区的困油问题，并能有效降低泵的振动和噪声。传感器的设置可以实时检测缓冲腔容积是否变小，进而便于控制器及时地控制致动器来调节缓冲腔体积，因而本柱塞液压泵能有效的吸收工作过程中的压力波动和噪声，能具有较高的工作效率。

附图说明

图1是现有技术中柱塞液压泵的结构示意图；

图2是现有技术中配流盘的结构示意图；

图3是本发明中配流盘的结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5本发明中缓冲柱塞的结构示意图；

图6是本发明中柱塞泵的结构示意图一；

图7是本发明中柱塞泵的结构示意图二。

图8是本发明中缓冲腔变化情况示意图。

图中：101、缸体；102、柱塞；103、斜盘；104、配流盘；1041、缓冲腔；1042、进出油孔；1043、轴孔；1044、径向隔断区；1045、环向隔断区；1046、连通孔；1010、堵头；105、主轴；106、键；107、左油孔；108、右油孔，109、柱塞容腔，110、环向容纳腔；

1、控制器，2、致动器，3、杠杆，4、旋转轴，5、第一弹簧，6、弹簧座，7、缓冲柱塞，71、环形槽，72、限位环，73、弹簧座结构，8、第二弹簧，9、传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种具有可调容腔的配流盘，所述配流盘104包括配流盘本体和缓冲机构；配流盘本体的轴心设置有轴孔1043；

所述配流盘本体在轴孔1043的外侧区域相对称地设置有腰形的左油孔107和右油孔108，并在左油孔107和右油孔108的上端之间具有径向隔断区1044，在左油孔107或右油孔108和轴孔1043之间具有环向隔断区1045；

所述缓冲机构包括缓冲腔1041、环向容纳腔110、杠杆3、第二弹簧8、传感器9和控制器1；

所述缓冲腔1041径向地开设在径向隔断区1044的中部，其外端延伸到配流盘本体的外圆面，且由固定安装在其内部的堵头1010密封；其中部通过设置在配流盘本体上的进出油孔1042与配流盘本体一侧的外部连通，进出油孔1042的位置与对应缸体101上柱塞容腔109的位置相对应；

所述环向容纳腔110环向地开设在环向隔断区1045，其上端起始于缓冲腔1041的里端和轴孔1043之间，且通过径向设置的连通孔1046与缓冲腔1041的里端连通，其下端向靠近轴孔1043中心的方向环向延伸；所述连通孔1046的内径小于缓冲腔1041的内径；

所述杠杆3可摆动地设置在环向容纳腔110中，杠杆3的中部通过旋转轴4与配流盘本体可转动地连接，其上端部弧形地延伸到环向容纳腔110上端的中部，并且其上端部的上端与滑动地装配在连通孔1046中的缓冲柱塞7的下端相抵接，其上端部的下端通过第一弹簧5与环向容纳腔110上端的底部连接，其下端部弧形地延伸到环向容纳腔110的下端，并且其下端部的下端与固定安装在环向容纳腔110底部的致动器2的上端相抵接；

所述缓冲柱塞7的上端伸入到缓冲腔1041的内部，并固定连接有限位环72，其中段设置有环形凹槽71，并于环形凹槽71中安装有与连通孔1046密封配合的密封圈；缓冲柱塞7在限位环72以上的部分形成弹簧座结构73，以便于与第二弹簧8的下端连接；

所述第二弹簧8设置在缓冲腔1041的内部，且其两端分别与堵头1010和缓冲柱塞7的上端相抵接；

所述传感器9用于检测缓冲腔1041内的压力或用于检测插装于轴孔1043中主轴105的旋转位置，并将检测到的压力信号或旋转位置信号实时输送给控制器1；

所述控制器1分别与传感器9和致动器2连接，用于根据所接收的压力信号或旋转位置信号控制致动器2的伸出或回缩。致动器2在初始状态时，处于中间位置，在控制器1的控制下进行伸长或缩短动作。

所述传感器9为压力传感器，压力传感器与缓冲腔1041相连接。

所述传感器9为转角传感器，转角传感器设置在主轴105的一侧。

所述堵头1010与缓冲腔1041之间通过焊接或螺纹连接。

所述致动器2为压电陶瓷致动器或电磁致动器。

一种柱塞液压泵，包括缸体101、主轴105、斜盘103和配流盘104，缸体101的轴心开设有轴向贯通的轴腔，并在轴腔外部的周向上均匀开设有多个柱塞容腔109，主轴105穿设于缸体101中心的轴腔中，并与缸体101之间通过键106连接，所述斜盘103设置在缸体101的右侧，且活动地套设在主轴105的外部，多个柱塞102分别滑动配合地装配于多个柱塞容腔109中，且柱塞102的右端作用在斜盘103上，所述配流盘104贴合地装配在缸体101的左端，其中进出油孔1042的出口端位于右侧，且与柱塞容腔109相配合。

具体工作原理如下：

液压泵工作过程中，缸体101和配流盘104在主轴105的作用下转动，当任意一个柱塞容腔109运转到配流盘104上的径向隔断区1044位置时，该柱塞容腔109由其中的柱塞102和径向隔断区1044封闭。随着缸体101的继续旋转，柱塞102沿着自身所处的柱塞容腔109继续向左运动，压缩该封闭的柱塞容腔109，对应图2中的位置a→位置b的过程。此过程直至柱塞102运动至柱塞容腔109的最左侧为止，即圆周方向的上顶点(柱塞容腔109对应配流盘104的位置b)为止。同时，传感器9实时采集缓冲腔1041内部的压力或主轴105的旋转位置信号并实时发送给控制器1，在控制器1感知到缓冲腔1041的容腔体积变小时，控制器1控制致动器2伸长，杠杆3在致动器2的驱动下绕旋转轴4做逆时针旋转，第一弹簧5被压缩；柱塞7在第二弹簧8的作用下向下运动，使缓冲腔1041体积变大。图8示意性的展示了各个容腔的体积变化。仅考虑柱塞102运动时，容腔体积变化如图8中的曲线1所示；仅考虑本发明的补偿作用时，容腔体积变化如曲线3所示。二者复合作用的结果，缓和了容腔的体积变化，实际体积变化如曲线2所示，从而降低了压力波动。这也实现了降低压力冲击引起的振动和噪声的作用。

当柱塞102越过上顶点(对应位置b)后，柱塞容腔109的体积开始增大。仅考虑柱塞运动，其体积变化情况如图8中曲线1的b至c段。此过程中，控制器1通过控制电路作用控制致动器2缩回；因此，杠杆3在第一弹簧5的作用下绕旋转轴4做顺时针旋转；与此同时，柱塞7向上运动并压缩第二弹簧8，缓冲腔1041体积缩小。此部分的效果如图8中曲线2的b至c段。二者共同作用下，缓和了容腔的体积变化，如曲线c的b至c段，也避免了空穴现象的发生。