專利名稱：四柱塞液壓變量泵及馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柱塞液壓變量泵及馬達的結(jié)構(gòu)及控制，尤其涉及結(jié)構(gòu)完全相同的可互為逆向代替的柱塞液壓變量泵或柱塞液壓變量馬達的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中柱塞液壓變量泵的變量方式均采用改變柱塞行程實現(xiàn)，如斜盤式柱塞泵或斜軸式柱塞泵，泵的結(jié)構(gòu)復雜、制造難度大。當泵的吸入壓出環(huán)節(jié)容積不能變化時，泵的輸出排量也不能改變。申請?zhí)枮?3134567.0，名稱為“一種雙作用四柱塞液壓泵”的發(fā)明專利申請，公開了一種新的結(jié)構(gòu)，但僅涉及到四柱塞液壓泵，其容量雖能變化，但變化量較小，且不可逆向，作為馬達使用。申請?zhí)枮?3134569.7，名稱為“一種行星輪柱塞液壓泵”的發(fā)明專利申請，又公開了一種新的結(jié)構(gòu)，也僅涉及到四柱塞、六柱塞液壓泵，其容量雖能變化，但分級寬、變化量較小，只能實現(xiàn)過載保護，而不能真正實現(xiàn)調(diào)速。且不可逆向，作為馬達使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種四柱塞液壓變量泵及馬達。
本發(fā)明的目的可以通過采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種四柱塞液壓變量泵及馬達，包括有柱塞(6a、6b、6c、6d)和柱塞缸(4a、4b、4c、4d)，液壓配油系統(tǒng)，其主要特點是還包括有在兩兩柱塞(6a、6b、6c、6d)之間連接有往復直線運動機構(gòu)，柱塞(6a、6b、6c、6d)可在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)中作往復直線運動；柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上分別設(shè)有兩位三通閥液壓系統(tǒng)。
所述的四柱塞液壓變量泵及馬達的兩位三通閥液壓系統(tǒng)包括有在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上串接有兩位三通電磁閥(5a、5b、5c、5d)，閥(5a、5b、5c、5d)失電時，柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a1、a2、a3、a4)對應與油路(b1、b2、b3、b4)連通；當閥(5a、5b、5c、5d)得電時，則對應柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a1、a2、a3、a4)與吸油口(O’)相通。
所述的往復直線運動機構(gòu)包括傳動軸(1)固連齒輪(10)，齒輪(10)與傳動軸(13)上的齒輪(9)嚙合，齒輪(10)與齒輪(9)的齒數(shù)比為1∶1。行星齒輪(8a、8b)空套在傳動軸(13)延伸出的系桿(12a、12b)的銷軸(14a、14b)上，兩個行星齒輪的系桿公用一個傳動軸(13)，行星齒輪(8a、8b)與固定的內(nèi)齒輪(7a、7b)嚙合，在行星齒輪(8a、8b)的端面上設(shè)有推桿銷軸(15a、15b)，推桿銷軸(15a、15b)空套的推桿(16a、16b)與柱塞(6a、6b、6c、6d)連接。行星齒輪通過推桿銷軸(15a、15b)帶動柱塞在柱塞缸中作直線往復運動，其行星齒輪系中，行星齒輪(8a、8b)與固定的內(nèi)齒輪(7a、7b)齒數(shù)比為1∶2。兩行星齒輪系系桿(12a、12b)的安裝角之間的相位差為90°。四柱塞液壓變量泵及馬達在固定套(3)與壓油口(P’)之間設(shè)有蓄能器(11)，液壓配油系統(tǒng)由傳動軸(1)上同軸所裝的轉(zhuǎn)動套(2)和固定套(3)組成，在固定套(3)上設(shè)有接油口與油路連通；在柱塞吸油時對應的油路(b1、b2)與吸油口(O’)相通，在柱塞壓油時對應的油路(b1、b2)與壓油口(P’)相通，實現(xiàn)卸流，通過邏輯控制使一個兩位三通電磁閥得電時，輸出排量減小四分之一，當使四個兩位三通電磁閥均得電時，輸出排量為零，由蓄能器維持輸出壓力及供油。
本發(fā)明作為四柱塞液壓變量馬達時，所述的吸油口(O’)可設(shè)為排油口，壓油口(P’)可設(shè)為壓力油輸入口。在壓力油作用下，使柱塞在柱塞缸中的直線往復運動推動行星齒輪在內(nèi)齒輪內(nèi)公轉(zhuǎn)，這一公轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)了行星齒輪系桿的旋轉(zhuǎn)。兩個行星齒輪的系桿共同驅(qū)動一個傳動軸(13)，由一對齒輪把傳動軸(13)的動力合成到輸出傳動軸(1)上，配油系統(tǒng)由驅(qū)動輸出傳動軸上同軸所裝的轉(zhuǎn)動套和固定套組成，用于在柱塞吸油時對應的油路(b1)、(b2)、(b3)、(b4)與壓力油輸入口(P’)相通，在柱塞排油時對應的油路(b1)、(b2)、(b3)、(b4)與排油口(O’)相通。串接的兩位三通電磁閥(5a)、(5b)、(5c)、(5d)，當閥(5a)、(5b)、(5c)、(5d)失電時，使柱塞缸上的各油路(a1)、(a2)、(a3)、(a4)對應與油路(b1)、(b2)、(b3)、(b4)相通，當閥(5a)、(5b)、(5c)、(5d)得電時，使對應柱塞缸油路與排油口(O’)相通，則對應油缸卸載卸流，通過邏輯控制使一個兩位三通電磁閥得電時，輸入排量減小四分之一，輸出轉(zhuǎn)速提高1.3倍，當使三個兩位三通電磁閥得電時，輸入排量減小四分之三，輸出轉(zhuǎn)速提高4倍，當使四個兩位三通電磁閥均得電時，輸入排量為零，馬達停機，油路中的蓄能器用于減小壓力脈動，穩(wěn)定馬達輸出轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)自動分級調(diào)速。
圖1為四柱塞液壓變量泵結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為四柱塞液壓變量馬達結(jié)構(gòu)簡圖；圖3行星齒輪上的一點(推桿)作往復直線運動的原理示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述見圖1，四柱塞液壓變量泵，有柱塞6a、6b、6c、6d和柱塞缸4a、4b、4c、4d，柱塞缸4a、4b、4c、4d的油路上分別串接有兩位三通電磁閥5a、5b、5c、5d，閥5a、5b、5c、5d失電時，柱塞缸4a、4b、4c、4d上的油路a1、a2、a3、a4對應與油路b1、b2、b3、b4連通；當閥5a、5b、5c、5d得電時，則對應柱塞缸4a、4b、4c、4d上的油路a1、a2、a3、a4與吸油口O’相通。在兩兩柱塞6a與6b、6c與6d之間連接有往復直線運動機構(gòu)，柱塞6a、6b、6c、6d可在柱塞缸4a、4b、4c、4d中作往復直線運動。往復直線運動機構(gòu)由傳動軸1通過齒輪9、10與行星齒輪系傳動軸13相連，傳動軸1上的齒輪10與傳動軸13上的齒輪9嚙合，齒輪10與齒輪9的齒數(shù)比為1∶1。行星齒輪8a、8b空套在傳動軸13延伸出的系桿12a、12b的銷軸14a、14b上，兩個行星齒輪的系桿公用一個傳動軸13，行星齒輪8a、8b與固定的內(nèi)齒輪7a、7b嚙合，在行星齒輪8a、8b的端面上設(shè)有推桿銷軸15a、15b，推桿銷軸15a、15b空套的推桿16a、16b與柱塞6a、6b、6c、6d連接。行星齒輪通過推桿銷軸15a、15b帶動柱塞在柱塞缸中作直線往復運動，其行星齒輪系中，行星齒輪8a、8b與固定的內(nèi)齒輪7a、7b齒數(shù)比為1∶2。兩行星齒輪系系桿12a、12b的安裝角之間之間的相位差為90°。四柱塞液壓變量泵及馬達在固定套3與壓油口P’之間設(shè)有蓄能器11。液壓配油系統(tǒng)由傳動軸1上同軸所裝的轉(zhuǎn)動套2和固定套3組成，在固定套3上設(shè)有接油口與油路連通；在柱塞吸油時對應的油路b1、b2與吸油口O’相通，在柱塞壓油時對應的油路b1、b2與壓油口P’相通，通過邏輯控制使一個兩位三通電磁閥得電時，輸出排量減小四分之一，當使四個兩位三通電磁閥均得電時，輸出排量為零，由蓄能器11維持輸出壓力及供油。
使用時，傳動軸1在電機驅(qū)動下進行轉(zhuǎn)動，驅(qū)動輸入傳動軸1上固連的齒輪10與傳動軸13上固連的齒輪9嚙合傳動，兩個行星齒輪的系桿公用一個傳動軸13，由一對齒輪把動力從輸入傳動軸1傳入公用傳動軸13，帶動兩個行星齒輪的系桿轉(zhuǎn)動，通過行星齒輪系使柱塞6a、6b、6c、6d可在柱塞缸4a、4b、4c、4d中作直線往復運動，進行吸壓油動作；在柱塞吸油時對應的油路b1、b2、b3、b4與吸油口O’相通，在柱塞壓油時對應的油路b1、b2、b3、b4與壓油口P’相通。串接的兩位三通電磁閥5a、5b、5c、5d實現(xiàn)卸荷及卸流，閥5a、5b、5c、5d失電時，使柱塞缸上的各油路a1、a2、a3、a4對應與油路b1、b2、b3、b4相通，當閥5a、5b、5c、5d得電時，則使對應柱塞缸油路與吸油口O’相通，通過邏輯控制使一個兩位三通電磁閥得電時，輸出排量減小四分之一，當使四個兩位三通電磁閥均得電時，輸出排量為零，由蓄能器11維持輸出壓力及供油。
見圖2，本發(fā)明作為四柱塞液壓變量馬達時，所述的吸油口O’可設(shè)為排油口，壓油口P’可設(shè)為壓力油輸入口。在壓力油作用下，使柱塞在柱塞缸中的直線往復運動推動行星齒輪在內(nèi)齒輪內(nèi)公轉(zhuǎn)，這一公轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)了行星齒輪系桿的旋轉(zhuǎn)。兩個行星齒輪的系桿共同驅(qū)動一個傳動軸13，由一對齒輪把傳動軸13的動力合成到輸出傳動軸1上，配油系統(tǒng)由驅(qū)動輸出傳動軸上同軸所裝的轉(zhuǎn)動套和固定套組成，用于在柱塞吸油時對應的油路b1、b2、b3、b4與壓力油輸入口P’相通，在柱塞排油時對應的油路b1、b2、b3、b4與排油口O’相通。串接的兩位三通電磁閥5a、5b、5c、5d，當閥5a、5b、5c、5d失電時，使柱塞缸上的各油路a1、a2、a3、a4對應與油路b1、b2、b3、b4相通，當閥5a、5b、5c、5d得電時，使對應柱塞缸油路與排油口O’相通，則對應油缸卸載卸流，通過邏輯控制使一個兩位三通電磁閥得電時，輸入排量減小四分之一，輸出轉(zhuǎn)速提高1.3倍，當使三個兩位三通電磁閥得電時，輸入排量減小四分之三，輸出轉(zhuǎn)速提高4倍，當使四個兩位三通電磁閥均得電時，輸入排量為零，馬達停機，油路中的蓄能器用于減小壓力脈動，穩(wěn)定馬達輸出轉(zhuǎn)速。
見圖3，行星齒輪上的一點(推桿銷軸)作往復直線運動的原理示意圖。
由行星齒輪系實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復運動轉(zhuǎn)換的論據(jù)推理依據(jù)條件，行星齒輪8的齒數(shù)Z1與內(nèi)齒輪7的齒數(shù)Z2比值為Z1∶Z2＝1∶2，如圖3所示，開始兩齒輪在H點嚙合即行星齒輪節(jié)圓上的點O3(推桿銷軸15)。在系桿12轉(zhuǎn)過a角時，嚙合點從H移動至N，對應的純滾動弧長分別為SHN與SO3N，且SHN＝SO3N，由齒數(shù)比關(guān)系可知，SO3N對應的圓心角b＝2*a，作角b的角平分線MO2和作HO1的垂線PO2，則有O3N＝2MN，ΔO1O2P與ΔO2NM全等，即O3N＝PO2+MN。由此說明，O3點在HO1的直線上。
當系桿12繞O1一周，點O3(推桿銷軸15)在內(nèi)齒輪7的直徑HH1上作一次往復直線運動，即帶動柱塞6a、6b在柱塞缸4a、4b中作一次往復直線運動。
權(quán)利要求
1.一種四柱塞液壓變量泵及馬達，包括有柱塞(6a、6b、6c、6d)和柱塞缸(4a、4b、4c、4d)，液壓配油系統(tǒng)，其特征是還包括有在兩兩柱塞(6a、6b、6c、6d)之間連接有往復直線運動機構(gòu)；柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上分別設(shè)有兩位三通閥液壓系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的兩位三通閥液壓系統(tǒng)包括有在柱塞缸(4a、4b、4c、4d)的油路上串接有兩位三通電磁閥(5a、5b、5c、5d)；閥(5a、5b、5c、5d)失電時，柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a1、a2、a3、a4)對應與油路(b1、b2、b3、b4)連通；當閥(5a、5b、5c、5d)得電時，則對應柱塞缸(4a、4b、4c、4d)上的油路(a1、a2、a3、a4)與吸油口(O’)相通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的往復直線運動機構(gòu)包括傳動軸(1)固連齒輪(10)，齒輪(10)與傳動軸(13)上的齒輪(9)嚙合，行星齒輪(8a、8b)空套在傳動軸(13)延伸出的系桿(12a、12b)的銷軸(14a、14b)上，行星齒輪(8a、8b)與固定的內(nèi)齒輪(7a、7b)嚙合，在行星齒輪(8a、8b)的端面上設(shè)有推桿銷軸(15a、15b)，推桿銷軸(15a、15b)空套的推桿(16a、16b)與柱塞(6a、6b、6c、6d)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的行星齒輪系，行星齒輪(8a、8b)與固定的內(nèi)齒輪(7a、7b)齒數(shù)比為1∶2。
5.如權(quán)利要求4所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的兩行星齒輪系系桿(12a、12b)的安裝角之間有相位差為90°。
6.如權(quán)利要求5所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的在固定套(3)與壓油口(P’)之間設(shè)有蓄能器(11)
7.如權(quán)利要求6所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的液壓配油系統(tǒng)由傳動軸(1)上同軸所裝的轉(zhuǎn)動套(2)和固定套(3)組成，在固定套(3)上設(shè)有接油口與油路連通；在柱塞吸油時對應的油路(b1、b2)與吸油口(O’)相通，在柱塞壓油時對應的油路(b1、b2)與壓油口(P’)相通。
8.如權(quán)利要求1所述的四柱塞液壓變量泵及馬達，其特征是所述的吸油口(O’)可設(shè)為排油口，壓油口(P’)可設(shè)為壓力油輸入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及柱塞液壓變量泵及馬達的結(jié)構(gòu)及控制，尤其涉及結(jié)構(gòu)完全相同的可互為逆向代替的柱塞液壓變量泵或柱塞液壓變量馬達的結(jié)構(gòu)。一種四柱塞液壓變量泵及馬達，包括有柱塞和柱塞缸，液壓配油系統(tǒng)，其主要特點是還包括有在兩兩柱塞之間連接有往復直線運動機構(gòu)，柱塞可在柱塞缸中作往復直線運動；柱塞缸的油路上分別設(shè)有兩位三通閥液壓系統(tǒng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)自動分級調(diào)速。
文檔編號F15B13/00GK1746516SQ20041007310
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者趙雪, 陳 鏞, 王開華 申請人:國營四七一廠