用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置、工作方法

本发明涉及径向柱塞液压装置，具体而言，涉及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。

背景技术：

1、径向柱塞液压装置广泛应用于机械制造、矿产开发、修桥筑路、航天航空等领域当中，常见的商用径向柱塞液压装置包括液压马达、液压泵等，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。

2、目前，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；且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阀分别需要采用独立的控制油路，这就导致壳体内部的油路控制非常复杂，影响整个装置的容积效率。

技术实现思路

1、本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，结构简单，操作便利，旨在改善现有的技术中每个柱塞所对应的两个液控阀分别需要采用独立的控制油路导致油路复杂且使得装置局限性大的问题。

2、本发明采用了如下方案：

3、本技术提供了一种用单组油路控制双阀配流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、与偏心主轴插装连接的传动轴、配流盘以及配流端盖，所述配流端盖上设置有配流腔，且在所述配流腔上设置有高压总口和低压总口，还包括与柱塞组件一一对应的液控单向阀和二通插装阀；

4、其中，所述壳体内设有若干柱塞腔、一个偏心主轴腔、与柱塞组件一一对应的液控单向阀腔和二通插装阀腔、若干高压油路、低压油路和控制油路；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偏心主轴腔内且传动连接所有的所述柱塞组件；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路、低压油路和控制油路；所述配流盘转动装接在配流腔内，且其固定连接所述偏心主轴，其设有始终与高压总口相连通的高压配流槽和始终与低压总口相连通的低压配流槽；

5、所述液控单向阀包括第一阀体和设置于所述第一阀体内的第二阀体，所述第二阀体上设置有第一活动腔、第一控油腔、第一高压腔和第一低压腔，所述第一活动腔内活动安装有第一阀芯，所述第一阀芯配置为能控制第一高压腔与第一低压腔之间的通断，且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低压总口相连通，所述第一控油腔适于与所述高压配流槽和低压配流槽交替接通；

6、所述二通插装阀包括第三阀体、第四阀体以及第二阀芯，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油腔；所述第二阀芯活动安装在第四阀体内且其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，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总口连通，所述第二控油腔适于与高压配流槽和低压配流槽交替接通。

7、进一步地，所述配流盘为腰形配流盘，其上开有高压配流槽和低压配流槽，所述壳体上的各个控制油路适于依次分别与所述高压配流槽和低压配流槽交替连通，所述高压配流槽上设置有至少一个高压配流槽孔，所述高压配流槽孔的一端与高压总口相连，另一端与所述壳体上的控制油路连通，所述低压配流槽上开有至少一个低压配流槽孔，所述低压配流槽孔一端与低压总口相连，另一端与所述壳体上的控制油路连通。

8、进一步地，所述第一阀体设有第一环形槽，第一环形槽上有适于与所述第一控油腔相通的第一通孔；所述第二阀体设有第二环形槽，第二环形槽上设置有与第一低压腔相通的第二通孔；所述第一阀芯包括阀芯柱和分别固接在阀芯柱两端的第一阀芯块和第二阀芯块，所述阀芯柱活动套接在所述第一活动腔内且可带动第一阀芯块与第二阀芯块同步移动，第二阀芯块位于所述第一控油腔内且适于将所述第一控油腔分隔为两个独立的阀体控油分腔，第一阀芯块位于第一高压腔内且其可在打开第一高压腔和关闭第一高压腔之间的位置上活动，在第二阀芯块和第二阀体之间夹置有第一弹性件。

9、进一步地，所述第一阀芯块设有第一受压平面，所述第二阀芯块设有第二受压平面，第一受压平面面积大于第二受压平面面积。

10、进一步地，所述二通插装阀还包括设置在所述第二阀芯与第四阀体之间的第二弹性件，所述第二阀芯设置有一斜面以控制第二高压油腔与第二低压油腔的开断；所述第二阀芯靠近所述斜面处设置有第一受压面，另一端设置有第二受压面和第三受压面，第一受压面小于第二受压面和第三受压面之和。

11、进一步地，所述柱塞组件包括柱塞和连杆滑靴，所述柱塞可上下滑动地连接在柱塞腔内，所述连杆滑靴顶端套接在柱塞内，底端通过回程环抵靠在偏心主轴外端的轴承上。

12、进一步地，所述传动轴与偏心主轴通过插装连接，所述传动轴的另一端与所述配流盘插装连接。

13、进一步地，所述壳体依次连接同轴布置的轴端盖、壳体端盖、配流盘和配流端盖，所述壳体设有柱塞腔，所述配流端盖与壳体之后端面之间围成所述的配流腔；所述高压总口设置在配流端盖之侧端面上，所述低压总口设置在配流端盖之外周面上。

14、本发明还提供了一种用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置的工作方法，应用上述任意一项所述的用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置，其步骤在于：

15、当该装置为液压马达时，所述高压油路与压力油源连接，且所述高压油路为进油通道，所述低压油路为出油通道；

16、当其中一个柱塞组件位于上顶位时，其对应的二通插装阀的第二控油腔与低压配流槽相接通，且其对应的液控单向阀的第一控油腔也与低压配流槽相接通，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；当所述柱塞组件位于下底位时，所述偏心主轴和配流盘均正向旋转180度，使对应的所述第二控油腔与高压配流槽相接通，且其对应的第一控油腔也与高压配流槽相连通，在其他柱塞组件的推力以及主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使所述柱塞腔的容积减小，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；

17、若干个所述柱塞组件往复运动使所述偏心主轴持续输出正向转矩，以将液压能转化为机械能。

18、本发明还提供了另一种用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置的工作方法，应用上述任意一项所述的用单组油路控制双阀配流的径向柱塞液压装置，其步骤在于：

19、当该装置为液压泵时，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；

20、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，直至所述柱塞组件移动至下底位，此时所述偏心主轴带动配流盘反向旋转了180度；

21、所述偏心主轴继续反向转动180度，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，所述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；

22、若干个柱塞组件在所述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。

23、有益效果：

24、本发明中，该用单组油路控制双阀配流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；其中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做液压马达使用，也可当做液压泵使用，解决了阀配流在马达上运用的局限性的问题。