外控先导压力控制配流的径向柱塞液压装置、控制方法

本发明涉及柱塞液压泵结构，具体而言，涉及一种外控先导压力控制配流的径向柱塞液压泵马达、控制方法。

背景技术：

1、径向柱塞液压装置是液压系统中极其重要的执行元件，广泛应用在工程机械、机械加工、冶金工业等领域，常见的商用径向柱塞液压装置包括径向柱塞液压马达和径向柱塞液压泵，均具有低速、大扭矩的工作特点。其中，径向柱塞泵可将传动轴输入的转矩转为具有一定压力的油液并输出至下游管路，为液压系统提供动力；径向柱塞马达则可将高压油液的压力势能转为动能，进而通过传动轴向外输出扭矩驱动执行机构对外做功。液压泵和液压马达的工作压力、容积效率等特性对液压系统的工作能力和效率具有重要影响。

2、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均可用于液压泵和液压马达中。当通过传动轴输入转矩时，装置可工作于泵状态向外界输出具有高压力的流体；而当通过油口输入高压流体时，装置可工作于马达状态向外界输出具有一定扭矩的转动运动。但是，这两种配流方式的配流界面存在不可避免的浮动配合间隙，在高压工况下存在较高的泄漏风险，且该配流间隙还将随工作过程中产生的磨损而逐渐扩大，进一步劣化装置的高压工作特性。采用单向阀配流能够实现配流窗口的可靠密封，从而提高装置的承压能力。公开号为cn115898748a的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、工作方法，但是该发明方案中，只能实现泵或者马达装置的单向旋转，并无法实现泵和马达双向旋转的需求，此外该现有技术中的先导配流副磨损后无法自动补偿，从而限制了其工作压力的提高。

技术实现思路

1、本发明公开了一种外控先导压力控制配流的径向柱塞液压装置，旨在改善上述提到的问题。

2、本发明采用了如下方案：

3、本技术提供了一种外控先导压力控制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、与柱塞组件一一对应的第一液控单向阀与第二液控单向阀；所述壳体内设有若干柱塞腔、若干壳体高压油路、若干壳体低压油路、若干柱塞端盖油路；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所述偏心主轴腔内且传动连接所有的所述柱塞组件；其中，所述壳体高压油路相互贯通，且与高压总口相连通；所述壳体低压油路在壳体内相互贯通，且与低压总口相连通；

4、所述第一液控单向阀和第二液控单向阀均包括有第一阀体和设置于所述第一阀体内的第二阀体，所述第一阀体上设置有第一控制油腔，所述第二阀体上设置有第一活动腔、第一高压油腔和第一低压油腔，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油腔与第一低压油腔之间的通断，且当所述第一控制油腔受高压时，所述第一高压油腔和第一低压油腔导通，而当所述第一控制油腔受低压时，所述第一高压油腔和第一低压油腔断开；

5、还包括与偏心主轴插装连接的配流盘、内置有补偿弹簧且与所述配流盘连接的配流补偿盘，所述配流盘与所述配流补偿盘设置于与所述壳体连接的配流盘端盖内；所述配流补偿盘适于在补偿弹簧的作用下沿所述配流盘的中心轴线方向运动以实现自动补偿；

6、所述壳体上还包括有若干先导控制油路以及设有与第一液控单向阀的第一低压油腔相连通的壳体第一油路、与第二液控单向阀的第一高压油腔相连通的壳体第二油路；

7、所述配流补偿盘设有与第一外控油口相通的第一先导油路，与第二外控油口相通的第二先导油路；所述配流盘的一侧设有与第一先导油路相通的第一先导配流环槽，与第二先导油路相通的第二先导配流环槽；所述配流盘的另一侧设有第一配流c形槽、第二配流c形槽；所述第一先导配流环槽与所述第一配流c形槽相连通；所述第二先导配流环槽与所述第二配流c形槽相连通；所述配流盘端盖上设置有适于切换连接高压油源的第一外控油口与第二外控油口，其中，所述第一外控油口与所述第一先导油路连通，所述第二外控油口与所述第二先导油路连通；

8、所述柱塞端盖设有柱塞端盖主干油路以及与所述柱塞端盖主干油路相连通的柱塞端盖第一油路、柱塞端盖第二油路；其中，所述柱塞端盖第一油路与所述壳体第一油路相连通；所述柱塞端盖主干油路与所述对应的柱塞腔相连通；所述柱塞端盖第二油路与所述壳体第二油路相连通；

9、所述第一液控单向阀的第一高压油腔与其对应的所述壳体高压油路相连通，第一低压油腔与其对应的所述柱塞腔相连通，第一控制油腔通过先导控制油路与所述第一配流c形槽和第二配流c形槽交替接通；所述第二液控单向阀的第一高压油腔与对应的所述柱塞腔连通，其第一低压油腔与其对应的所述壳体低压油路连通，其第一控制油腔通过先导控制油路与所述第一配流c形槽和第二配流c形槽交替接通；

10、当该径向柱塞液压装置为液压马达时，高压总口连接压力油源，低压总口连接低压油箱，通过在所述第一外控油口或者第二外控油口上连接压力油源以控制所述液压马达的正转或者反转，且此时高压总口与第一外控油口或者第二外控油口为进油通道，低压总口为出油通道；

11、当该径向柱塞液压装置为液压泵时，高压总口与高压油箱或液压负载相连，且为出油口，低压总口与低压油箱相连且为进油口。

12、进一步地，第一配流c形槽与第二配流c形槽位于同一圆周上且对称布置。

13、进一步地，所述高压总口与所述第一外控油口不相连通，所述低压总口与所述第二外控油口也不相连通。

14、进一步地，所述柱塞组件设置有五组。

15、进一步地，所述配流补偿盘靠近配流盘端盖的一端设置有用于实现所述配流补偿盘周向定位但允许其轴向滑动的限位销钉。

16、本发明还提供了一种所述的外控先导压力控制配流的径向柱塞液压装置的工作方法，当该柱塞液压装置为液压马达时，高压总口与第一外控油口分别与压力油源相连，低压总口与低压油箱相连，且高压总口与第一外控油口为进油通道，低压总口为出油通道；

17、当其中一个柱塞组件位于上顶位时，高压总口与所述第一外控油口均通入高压油，高压总口通入的高压油经所述壳体高压油路进入其对应的第一液控单向阀的第一高压油腔，所述第一外控油口通入的高压油经第一先导油路、第一先导配流环槽、第一配流c形槽后进入其对应的第一液控单向阀的第一控制油腔，此时其对应的第一液控单向阀的第一高压油腔与第一低压油腔相导通，经高压总口进入的高压油液流经其对应的所述壳体第一油路、柱塞端盖第一油路、柱塞端盖主干油路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；当柱塞组件位于下底位时，偏心主轴和配流盘均旋转了180度，此时其对应的第一液控单向阀的第一控制油腔与配流盘的第二配流c形槽相连通，其对应的第二液控单向阀的第一控制油腔与配流盘的第一配流c形槽相连通，使其对应的第一液控单向阀的第一高压油腔与第一低压油腔封闭，使其对应的第二液控单向阀的第一高压油腔与第一低压油腔相导通；在其他柱塞组件的推力以及偏心主轴惯性力的作用下，该柱塞组件上行运动，使柱塞腔容积减小，柱塞腔内的油液经其对应的所述柱塞端盖主干油路、柱塞端盖第二油路、壳体第二油路后从低压总口流出，从而实现单个柱塞组件的周期运动；若干个所述柱塞组件往复运动使主轴持续输出正向转矩，以将液压能转化为机械能；

18、当要实现反转时，则将第二外控油口通入高压油源，将第一外控油口断开。

19、本发明还提供了另一种所述的外控先导压力控制配流的径向柱塞液压装置的工作方法，当该柱塞液压装置为液压泵时，高压总口与高压油箱或液压负载相连，且为出油口，低压总口与低压油箱相连且为进油口；当其中一个柱塞组件位于上顶位时，从低压总口通入低压油，此时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，低压油液经低压总口、第二液控单向阀的第一高压油腔、壳体第二油路、柱塞端盖第二油路、柱塞端盖主干油路后进入其对应的柱塞腔内，直至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；偏心主轴继续反向转动，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，柱塞腔内的油液流经柱塞端盖主干油路、柱塞端盖第一油路、壳体第一油路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；若干个柱塞组件在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。

20、有益效果：

21、该用外控先导压力控制配流的径向柱塞液压装置采用外控先导压力控制配流，提供了一种全新的配流方法，通过设置外控先导油路实现了液压泵马达的双向转动；此外，通过内置配流补偿盘实现了先导配流副的自动磨损补偿，改善了油路的密封性。综上，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可实现液压马达和液压泵状态下双向转动，解决了阀配流在马达和泵上运用的局限性的问题。