CN106460807B - 液压泵/马达 - Google Patents

液压泵/马达 Download PDF

Info

Publication number
CN106460807B
CN106460807B CN201480077883.4A CN201480077883A CN106460807B CN 106460807 B CN106460807 B CN 106460807B CN 201480077883 A CN201480077883 A CN 201480077883A CN 106460807 B CN106460807 B CN 106460807B
Authority
CN
China
Prior art keywords
residual voltage
cylinder bore
hydraulic pump
valve plate
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480077883.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106460807A (zh
Inventor
饭田武郎
新井满
长谷川清
长谷川清一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Publication of CN106460807A publication Critical patent/CN106460807A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106460807B publication Critical patent/CN106460807B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/22Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block having two or more sets of cylinders or pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0678Control
    • F03C1/0686Control by changing the inclination of the swash plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0602Component parts, details
    • F03C1/0605Adaptations of pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/061Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F03C1/0623Details, component parts
    • F03C1/0626Cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/061Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F03C1/0623Details, component parts
    • F03C1/0631Wobbler or actuated element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0636Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F03C1/0644Component parts
    • F03C1/0655Valve means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03CPOSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C1/00Reciprocating-piston liquid engines
    • F03C1/02Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders
    • F03C1/06Reciprocating-piston liquid engines with multiple-cylinders, characterised by the number or arrangement of cylinders with cylinder axes generally coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F03C1/0678Control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/122Details or component parts, e.g. valves, sealings or lubrication means
    • F04B1/124Pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141Details or component parts
    • F04B1/143Cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/14Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B1/141Details or component parts
    • F04B1/146Swash plates; Actuating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/20Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having rotary cylinder block
    • F04B1/2014Details or component parts
    • F04B1/2042Valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26Control
    • F04B1/28Control of machines or pumps with stationary cylinders
    • F04B1/29Control of machines or pumps with stationary cylinders by varying the relative positions of a swash plate and a cylinder block
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/12Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B1/26Control
    • F04B1/30Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks
    • F04B1/303Control of machines or pumps with rotary cylinder blocks by turning the valve plate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种液压泵/马达,能够减少由从高压工序向低压工序转换时产生的曝气所引起的侵蚀(气蚀)和噪声并提高旋转效率。为此,该液压泵/马达包括:残压排出口(30),其设置于配流盘(7),在上止点侧缸膛(25)与配流盘吸入口(PB1)连通之前的区间与该上止点侧缸膛(25)连通;残压检测口(40)和残压口(41),其通过实测来求取上止点侧缸膛(25)与配流盘吸入口(PB1)连通之前的区间的上止点侧缸膛(25)内的残压值;以及方向切换阀(V10),其基于残压检测口(40)求出的残压值,进行残压排出口(30)和液压油箱(T)之间的流路与残压排出口(30)和配流盘吸入口(PB1)之间的流路的切换、以及流路切断。

Description

液压泵/马达
技术领域
本发明涉及一种轴向式液压泵/马达(液压泵或液压马达),其能够减少由从高压工序向低压工序转换时产生的曝气所引起的侵蚀(气蚀)和噪声并提高旋转效率。
背景技术
以往,在工程机械等中,多使用由发动机驱动的轴向式液压柱塞泵或由高压液压油驱动的轴向式液压柱塞马达。
例如,轴向式液压柱塞泵包括:缸体,其设置成与在壳体内旋转自由地设置的旋转轴一体旋转,并且形成有在周向上分离且沿轴向延长的多个气缸;多个柱塞,其能够滑动地插嵌在该缸体的各气缸内,伴随该缸体的旋转沿轴向移动而吸入/排出液压油;以及配流盘,其设置在壳体与缸体端面之间,形成有与各气缸连通的吸入口和排出口。而且,该液压泵中,当驱动轴进行旋转驱动时,在壳体内缸体与驱动轴一起旋转,柱塞在缸体的各气缸内往复运动。从吸入口被吸入气缸内的液压油由柱塞加压而从排出口以高压的液压油的形式被排出。
这里,当各气缸的缸口与配流盘的吸入口连通时进行吸入工序,即在从吸入口的始端处至终端处柱塞向从气缸突出的方向移动而从吸入口向气缸内吸入液压油。而各气缸的缸口与排出口连通时进行排出工序,即在从排出口的始端处至终端处柱塞向进入气缸内的方向移动而将气缸内的液压油排出到排出口内。然后,通过使缸体旋转以反复进行吸入工序和排出工序,将吸入工序中从吸入口吸入到气缸内的液压油在排出工序中加压而排出到排出口。
专利文献1:日本特开2000-64950号公报
发明内容
此外,在上述以往的液压泵等中,排出工序中经由配流盘的排出口排出了液压油的气缸内的压力高。各气缸的缸口与吸入口连通时,在该气缸内变成高压的液压油突然流入低压的吸入口内而产生较大的压力变动。其结果,吸入口内的液压油中产生空气以细小气泡的状态混入的曝气。该曝气导致产生侵蚀和噪声,也使效率下降。
因此,例如在专利文献1中设置有残压释放孔,从排出工序向吸入工序转换时,使在气缸内变成高压的液压油返回到吸入口。由此,从排出工序至吸入工序的液压油变化变得平缓,缸口与吸入口连通时,气缸内的液压油压力与吸入口的液压油压力相同。
然而,该残压释放孔与吸入口直接连接。在这种情况下,经由残压释放孔从气缸释放的液压油中会产生曝气。而且,该产生了曝气的液压油保持状态不变地被返回到吸入口。因此,因曝气而产生侵蚀和噪声。
另一方面,从排出工序向吸入工序转换时,气缸内的残压较高的情况会辅助缸体的旋转,由此提高旋转效率。此外,在气缸内的残压随旋转而降低的情况下,需要将液压油从吸入口吸入到气缸内而使压力与吸入口的液压油压力相同,来抑制气缸内的侵蚀的同时提高旋转效率。
但是,在这种要进行精度较高的气缸内的残压控制的情况下,需要高精度地取得气缸内的残压。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种轴向式液压泵/马达,其能够减少由从高压工序向低压工序转换时产生的曝气所引起的侵蚀和噪声并提高旋转效率。
为了解决上述问题、实现发明目的,本发明涉及一种液压泵/马达,其是轴向式液压泵/马达,围绕旋转轴形成有多个缸膛的缸体相对于具有高压侧口和低压侧口的配流盘滑动,通过斜盘的倾斜来控制各缸膛内的柱塞的往复运动的量,上述液压泵/马达包括:残压排出口,其设置于上述配流盘,在上止点侧缸膛与上述低压侧口连通之前的区间与该上止点侧缸膛连通;残压取得部,其通过实测或推定来求取上述上止点侧缸膛与上述低压侧口连通之前的区间的上述上止点侧缸膛内的残压值;以及方向切换阀,其基于上述残压取得部求出的残压值,进行上述残压排出口和液压油箱之间的流路与上述残压排出口和上述低压侧口之间的流路的切换、以及流路切断。
此外,本发明涉及的液压泵/马达,在上述的发明中,上述方向切换阀具有流量调整机构。
此外,本发明涉及的液压泵/马达,在上述的发明中,上述残压取得部包括:残压口,其设置于上述缸体,在上述缸体与上述配流盘的滑动面上的上述缸膛的旋转移动区域以外的区域具有开口,并与上述缸膛内连通;以及残压检测口,其设置于上述配流盘,伴随上述缸体的旋转经由上述残压口的开口而与上述残压口暂时连通来检测上述上止点侧缸膛内的残压并保持,上述方向切换阀将上述残压检测口保持的残压用作控制信号压进行流路切换和流路切断。
此外,本发明涉及的液压泵/马达,在上述的发明中,上述方向切换阀在上述配流盘内与其一体形成。
此外,本发明涉及的液压泵/马达,在上述的发明中,上述残压取得部包括:检测部,其用于检测斜盘角度、转速、排出压、液压油温度中的1个以上的值;以及控制器,其基于该1个以上的值推定上述上止点侧缸膛内的残压,并基于该推定出的残压生成上述方向切换阀的控制信号压。
此外,本发明涉及的液压泵/马达,在上述的发明中,上述方向切换阀,在上述残压值大于第一规定值的情况下,使上述残压排出口与液压油箱之间连通,在上述残压值处于上述第一规定值与小于该第一规定值的第二规定值之间的情况下,使上述残压排出口与液压油箱之间、以及上述残压排出口与上述低压侧口之间切断,在上述残压值小于上述第二规定值的情况下,使上述残压排出口与上述低压侧口之间连通。
根据本发明,设置有:残压排出口,其设置于配流盘,在上止点侧缸膛与低压侧口连通之前的区间与该上止点侧缸膛连通;以及残压取得部,其通过实测或推定来求取上述上止点侧缸膛与上述低压侧口连通之前的区间的上述上止点侧缸膛内的残压值;方向切换阀基于上述残压取得部求出的残压值,进行上述残压排出口和液压油箱之间的流路与上述残压排出口和上述低压侧口之间的流路的切换、以及流路切断。由于残压取得部取得高精度的残压,所以能够减少由从高压工序向低压工序转换时产生的曝气所引起的侵蚀(气蚀)和噪声,并且能够提高旋转效率。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1涉及的液压泵的概要结构的截面图。
图2是图1所示的液压泵的A-A线截面图。
图3是表示图1所示的液压泵的B-B线截面和与液压泵连接的液压油箱的截面的图。
图4是表示沿着-X方向观察缸体的其与配流盘之间的滑动面的结构的图。
图5是表示图3所示的方向切换阀的阀芯行程与开口面积之间的关系的图。
图6是表示图3所示的方向切换阀的残压与阀芯行程之间的关系的图。
图7是表示本发明的实施方式2的结构的示意图。
图8是表示残压较小时的方向切换阀的结构的D-D线截面图。
图9是表示残压为中等时的方向切换阀的结构的D-D线截面图。
图10是表示残压较大时的方向切换阀的结构的D-D线截面图。
图11是表示本发明的实施方式3的结构的示意图。
图12是表示斜盘角度与残压之间的关系的图。
图13是表示转速与残压之间的关系的图。
图14是表示排出压与残压之间的关系的图。
图15是表示液压油温度与残压之间的关系的图。
图16是表示斜盘角度为最大时的缸膛内的状态的截面图。
图17是表示斜盘角度为最小时的缸膛内的状态的截面图。
符号说明
1 旋转轴
2 壳体
3 斜盘
4 滑靴
5、10 柱塞
6 缸体
7 配流盘
8 端盖
9a、9b 轴承
11 花键结构
14 环
15 弹簧
16 可动环
17 滚针
18 按压部件
20、21 轴承
25 缸膛
25P 缸口
26 槽口
30 残压排出口
40 残压检测口
41 残压口
41a 残压口开口
50 分隔板
51 遮蔽板
61 ***孔
62 螺旋弹簧
100 转速传感器
103 压力传感器
104 温度传感器
CT 控制器
D1 斜盘角度
D2 转速
D3 排出压
D4 液压油温度
L、L1~L4 流路
LA 通信线
P1 吸入口
P2 排出口
PB1 配流盘吸入口
PB2 配流盘排出口
S、Sa 滑动面
SP 阀芯
T 液压油箱
V10 方向切换阀
具体实施方式
下面,参照附图来说明用于实施本发明的实施方式的液压泵/马达。
实施方式1
液压泵的整体结构
图1是表示本发明的实施方式1涉及的液压泵的概要结构的截面图。此外,图2是图1所示的液压泵的A-A线截面图。图1和图2所示的液压泵是将传递到旋转轴1的发动机旋转和转矩转换成液压,将从吸入口P1吸入的油以高压液压油的形式从排出口P2排出的装置。此外,该液压泵是容量可变式液压泵,能够通过使斜盘3的倾斜角度a变化来改变从泵排出的液压油的排出量。
以下,设沿着旋转轴1的轴心的轴为X轴,沿着将斜盘3倾斜时的支点连接起来的线即倾斜中心轴的轴为Z轴,与X轴、Z轴正交的轴为Y轴。此外,设从旋转轴1的输入侧端部朝向相反侧端部的方向为X方向。
该液压泵包括:旋转轴1,其借助轴承9a、9b旋转自由地被轴支承于壳体2和端盖8;缸体6,其借助花键结构11与该旋转轴1连结,并且在壳体2和端盖8内与旋转轴1一体地进行旋转驱动;以及斜盘3,其设置在壳体2的侧壁与缸体6之间。缸体6设置有多个柱塞气缸(缸膛25),该多个柱塞气缸(缸膛25)以旋转轴1的轴为中心沿周向等间隔地并且与旋转轴1的轴平行地配置。在多个缸膛25内***有能够与旋转轴1的轴平行地进行往复运动的柱塞5。
在从各缸膛25突出的各柱塞5的前端设置有球面状的凹部。在球面状的凹部中嵌合有滑靴4的球面状的凸部,各柱塞5和各滑靴4形成球面轴承。另外,将柱塞5的球面状的凹部铆接来防止其与滑靴4分离。
斜盘3在面向缸体6的一侧具有平坦的滑动面S。随着与旋转轴1的旋转连动的缸体6的转动,各滑靴4被按压在该滑动面S上的同时呈圆状或椭圆状地滑动。围绕旋转轴1之轴设置有:由设置在缸体6的X方向侧内周的环14支承的弹簧15;由该弹簧15推压的可动环16和滚针17;以及与滚针17抵接的环状按压部件18。借助该按压部件18将滑靴4按压在滑动面S上。
在壳体2的侧壁,隔着旋转轴1的轴心对称的位置上设置有面向斜盘3一侧而突出的半球状的两个轴承20、21。而在斜盘3上的壳体2的侧壁一侧,与轴承20、21的配置位置对应的部分形成有两个凹部。而且,通过轴承20、21与斜盘3的两个凹部抵接,来形成斜盘3的轴承。该轴承20、21在Z轴方向上配置。
如图2所示,斜盘3以连接轴承20、21的线为轴(与Z轴平行的轴)在与X-Y平面垂直的平面内倾斜。该斜盘3的斜率由在从壳体2的侧壁一侧沿着X方向推压斜盘3的一端并同时进行往复运动的柱塞10来决定。通过该柱塞10的往复运动,斜盘3以连接轴承20、21的线作为支点倾斜。由于该斜盘3的倾斜,滑动面S也倾斜,缸体6随旋转轴1的旋转而旋转。例如图1、2所示,在相对于X-Z平面的倾斜角度为a时,当沿着X方向观察时缸体为逆时针旋转的情况下,各滑靴4在滑动面S上呈圆状或椭圆状地滑动,随着该滑动各缸膛25内的柱塞5进行往复运动。
当柱塞5向斜盘3一侧移动时,将油从吸入口P1经由配流盘7吸入到缸膛25内。此外,当柱塞5向配流盘7一侧移动时,缸膛25内的油经由配流盘7从排出口P2以高压的液压油形式排出。而且,通过调整该斜盘3的斜率,来可变地控制从排出口P2排出的液压油的容量。
配流盘和缸体的结构
这里,固定于端盖8一侧的配流盘7和旋转的缸体6经由滑动面Sa接触。图3是图1所示的液压泵的B-B线截面图。此外,图4是表示沿着-X方向观察缸体6的其与配流盘7之间的滑动面Sa的结构的图。图3和图4所示的配流盘7上的滑动面Sa一侧的端面与缸体6上的滑动面Sa一侧的端面通过缸体6的旋转而彼此滑动。
如图3所示,配流盘7包括:与吸入口P1连通的配流盘吸入口PB1、以及与排出口P2连通的配流盘排出口PB2。配流盘吸入口PB1和配流盘排出口PB2设置在同一圆弧上,形成沿周向延伸的茧形形状。另一方面,如图4所示,在缸体6上的滑动面Sa一侧,各柱塞5进行往复运动的九个缸膛25的口(缸口25P)呈茧形形状且等间隔地设置在配置有配流盘吸入口PB1和配流盘排出口PB2的同一圆弧上。
这里,在图3和图4中,当沿着朝向-X方向的方向观察时缸体6为顺时针旋转的情况下,在图3中,在纸面上侧的配流盘排出口PB2一侧进行排出工序,在纸面下侧的配流盘吸入口PB1一侧进行吸入工序。因此,在这种情况下,图3的纸面右端侧是从排出工序向吸入工序切换的、在缸膛25内柱塞5向滑动面Sa一侧进入最深的上止点,缸膛25内从高压状态向低压状态转换。而图3的纸面左端侧是从吸入工序向排出工序切换的、在缸膛25内柱塞5距离滑动面Sa一侧最远的下止点。在缸口25P通过该下止点时,从低压状态向高压状态转换。
如图3所示,在配流盘7设置有槽口26。槽口26设置成从配流盘排出口PB2的下止点侧的端部向下止点侧延伸。槽口26具有作为缸膛25与配流盘排出口PB2连通之前的自压限制器的功能。通过设置该槽口26,在缸膛25与配流盘排出口PB2即将连通之前,使缸膛25内的压力缓慢地接近配流盘排出口PB2的压力。其结果,能够抑制缸膛25与配流盘排出口PB2连通时对缸膛25的侵蚀以及噪声。
此外,如图3所示,在配流盘7设置有残压排出口30。残压排出口30设置在缸口25P的旋转移动区域E内的、从上止点附近至配流盘吸入口PB1的区域。此外,残压排出口30设置于在缸膛25与配流盘吸入口PB1连通之前就能够与缸膛25连通的位置。
残压取得部的结构
此外,在配流盘7设置有残压检测口40。残压检测口40设置在缸口25P的旋转移动区域E的外侧的、从上止点附近至配流盘吸入口PB1的区域。
另一方面,如图4所示,在缸体6设置有将缸膛25和残压检测口40连通的残压口41。如图3所示,残压口开口41a设置成在滑动面Sa一侧且在具有与残压检测口40的半径相同的半径的圆周上旋转移动。即,缸体6旋转1圈,残压检测口40与残压口41连通1次。残压检测口40的滑动面Sa一侧的开口设置在缸口25P的旋转移动区域E的外侧,因此在残压检测口40和残压口41不连通的状态下其由缸体6封闭。其结果,在缸体6旋转1圈的期间内保持残压检测口40与残压口41连通时的缸膛25内的残压。
另外,残压检测口40设置在缸口25P的旋转移动区域E以外即可,也可以设置在旋转移动区域E的内侧。此外,残压口41不局限于一个,例如也可以设置与缸膛25对应的数量。进而,残压口41也可以相对于一个缸膛25设置有多个。
此外,优选以在残压检测口40与残压口41的连通结束之后缸膛25与残压排出口30连通的方式分别配置残压检测口40、残压口41、以及残压排出口30。
另外,上述残压检测口40和残压口41具有作为残压取得部的功能,通过实测来求取在从上止点附近至上止点侧的缸膛25与配流盘吸入口PB1连通之前的区间的缸膛25内的残压值。
方向切换阀
这里,方向切换阀V10与残压排出口30、残压检测口40、配流盘吸入口PB1及液压油箱T连接。残压排出口30经由流路L1与方向切换阀V10连接。残压检测口40经由流路L与方向切换阀V10连接。配流盘吸入口PB1经由流路L2与方向切换阀V10连接。液压油箱T经由流路L3与方向切换阀V10连接。
方向切换阀V10将由残压检测口40保持的残压用作使阀芯SP移动的控制信号压。通过该阀芯的移动,方向切换阀V10在残压排出口30和配流盘吸入口PB1之间的流路、以及残压排出口30和液压油箱T之间的流路之间进行切换。
如图5所示,方向切换阀V10使阀芯行程随着检测出的残压的增大而增大。而且,在检测出的残压小于规定值th1的情况下(区域a的情况下),使残压排出口30和配流盘吸入口PB1之间的流路开放,还进行使流量随着残压的增大而减少的流量控制。此时,残压排出口30和液压油箱T之间的流路被切断。在这种情况下,配流盘吸入口PB1的液压油经由流路L2、流路L1、残压排出口30流入到缸膛25内,缸膛25内的残压增大。
此外,在检测出的残压处于规定值th1与规定值th2之间的情况下(区域b的情况下),方向切换阀V10将残压排出口30和液压油箱T之间的流路、以及残压排出口30和配流盘吸入口PB1之间的流路都切断。
而且,在检测出的残压大于规定值th2的情况下(区域c的情况下),方向切换阀V10使残压排出口30和液压油箱T之间的流路开放,还进行使流量随着残压的增大而增大的流量控制。此时,残压排出口30和配流盘吸入口PB1之间的流路被切断。在这种情况下,缸膛25内的被压缩的液压油经由残压排出口30、流路L1、流路L3流向液压油箱T,缸膛25内的残压减少。
此外,如图6所示,残压和阀芯行程之间的关系是比例关系。
另外,液压油箱T设置有将液压油分隔成水平方向的区域E1、E2的分隔板50。含有大量空气的缸膛25内的液压油经由流路L3流入区域E1内。并且,将液压油从区域E2经由流路L4供给到配流盘吸入口PB1一侧。流入区域E1的液压油内的空气在区域E1内被清除。在区域E1内空气变少后的纯净液压油经由分隔板50的上部流入区域E2内。另外,在区域E2内,在液压油的流出口的上部设置有水平伸展的遮蔽板51。通过设置该遮蔽板51,将不含有沉积的灰尘等的纯净液压油供给到配流盘吸入口PB1一侧。
在该实施方式1中,由于使用残压检测口40和残压口41实测缸膛25内的残压,所以能够进行精度较高的残压控制。例如在缸膛25内的残压较高的情况下,能够将该残压用作旋转辅助。此外,在缸膛25内的残压较低的情况下,能够提高该残压而不会导致旋转抑制。通过该残压控制来提高旋转效率。另一方面,从排出工序向吸入工序转换时,缸膛25内的残压在其与配流盘吸入口PB1连通之前能够顺利地减压。因此,当缸膛25与配流盘吸入口PB1连通时,能够抑制曝气的产生。由此,也减少因曝气产生的侵蚀和噪声。
实施方式2
在该实施方式2中,如图7所示,实施方式1所示的方向切换阀V10嵌入在配流盘7内,使方向切换阀V10与配流盘7一体化。方向切换阀V10设置在残压检测口40和残压排出口30的附近。由此,能够缩短残压检测口40和流路L、残压排出口30和流路L1、以及流路L2的长度。
方向切换阀的结构
图8~图10是表示图7所示的方向切换阀V10的结构的D-D线截面图。图8表示残压较小时的方向切换阀V10的结构。此外,图9表示残压为中等时的方向切换阀V10的结构。并且,图10表示残压较大时的方向切换阀V10的结构。
如图8所示,残压检测口40与阀芯SP的上部连通。此外,在阀芯SP的下部方向的端盖8设置有***孔61,沿着其内周嵌入有螺旋弹簧62。阀芯SP的前端***到螺旋弹簧62的内部。而且,阀芯SP在由残压检测口40保持的残压和螺旋弹簧62的推压力平衡的位置停止。
在图8中,由于残压较小,所以阀芯SP通过螺旋弹簧62的推压力向上侧(残压检测口40一侧)移动。在该状态下,在流路L2与流路L1之间形成开口。其结果,来自配流盘吸入口PB1的液压油流入残压排出口30一侧。由此,缸膛25内的残压接近配流盘吸入口PB1的压力。另外,流路L1、L3间被切断。
以及,如图9所示,在残压为中等的情况下,不形成流路L1、L2间的开口和流路L1、L3间的开口。其结果,流路L1、L2间和流路L1、L3间成为切断的状态。
进而,如图10所示,在残压较大的情况下,由残压将阀芯SP压向螺旋弹簧62一侧。此时,在流路L1、L3间形成开口。其结果,缸膛25内的液压油经由残压排出口30流入液压油箱T。由此,缸膛25内的残压减少。另外,流路L1、L2间被切断。
实施方式3
在该实施方式3中,基于缸膛25内的残压与斜盘3的斜盘角度D1、旋转轴1的转速D2、来自配流盘排出口PB2的排出压D3及配流盘排出口PB2的液压油温度D4之间的关系,推定缸膛25内的残压,根据该推定出的残压来控制方向切换阀V10。另外,在该实施方式3中,由于推定残压,所以不设置残压检测口40和残压口41。
图11是表示本实施方式3的结构的示意图。如图11所示,对控制器CT输入上述的斜盘角度D1、转速D2、排出压D3、液压油温度D4。斜盘角度D1通过取得柱塞10的往复运动的行程量而得到(参照图2)。以及,转速由转速传感器100取得(参照图2)。并且,排出压D3由压力传感器103得到(参照图1)。此外,液压油温度D4由温度传感器104得到(参照图1)。
控制器CT基于图12~图15所示的残压与斜盘角度D1、转速D2、排出压D3及液压油温度D4之间的关系,推定当前液压泵的状态下的残压。另外,在图12~图15中,分别单独示出了残压与斜盘角度D1、转速D2、排出压D3、液压油温度D4之间的关系,所推定的残压通过斜盘角度D1、转速D2、排出压D3、液压油温度D4和残压的五维映射而得到。此外,也可以不使用斜盘角度D1、转速D2、排出压D3、液压油温度D4全部检测信息,有1个以上的检测信息也可以。
控制器CT将与推定出的残压对应的控制信号经由通信线LA输出到方向切换阀V10。方向切换阀V10基于从控制器CT输入的控制信号,来控制电磁阀等从而控制阀芯SP的行程。
方向切换阀V10通过控制阀芯行程,与实施方式1、2同样地,进行流路L1、L3间的流路和流路L1、L2间的流路的切换和流路切断、以及流量控制。
例如在斜盘角度D1较大的情况下,如图16所示,由于残压油量L10较小,所以释放残压不会花费较多的时间,因此控制器CT推定为残压较小。此外,在转速D2较小的情况下,释放残压也不会花费较多的时间,因此推定为残压较小。此外,在排出压D3较小的情况下,由于该排出压D3的液压油流入缸膛25内,所以推定为残压较小。此外,在液压油温度D4较大(较高)的情况下,由于液压油的密度较低且粘性也较低,所以释放残压不需要花费较多的时间,因此推定为残压较小。
而在斜盘角度D1较小的情况下,如图17所示,由于残压油量L10较大,所以释放残压花费较多的时间,推定为残压较大。此外,在转速D2较大的情况下,由于释放残压也花费较多的时间,因此推定为残压较大。此外,在排出压D3较大的情况下,由于该排出压D3的液压油流入缸膛25内,所以推定为残压较大。此外,在液压油温度D4较小(较低)的情况下,由于液压油的密度较高且粘性也较高,所以释放残压花费较多的时间,推定为残压较大。
另外,柱塞10的往复运动的行程量的检测部、转速传感器100、压力传感器103、温度传感器104和控制器CT具有作为残压取得部的功能,其通过推定来求取缸膛25内的残压值。
此外,在上述的实施方式1~3中,作为一个示例对液压泵进行了说明,但并不局限于此,也能够应用于液压马达。在液压马达的情况下,高压侧与液压泵的排出侧对应,低压侧与液压泵的吸入侧对应。
而且,在上述的实施方式1~3中示出了斜盘式液压泵/马达的一个示例,但并不局限于此,也能够应用于斜轴向式液压泵/马达。

Claims (9)

1.一种液压泵/马达,其是轴向式液压泵/马达,围绕旋转轴形成有多个缸膛的缸体相对于具有高压侧口和低压侧口的配流盘滑动,通过斜盘的倾斜来控制各缸膛内的柱塞的往复运动的量,所述液压泵/马达的特征在于,包括:
残压排出口,其设置于所述配流盘,在上止点侧缸膛与所述低压侧口连通之前的区间与该上止点侧缸膛连通;
残压取得部,其通过实测或推定来求取所述上止点侧缸膛与所述低压侧口连通之前的区间的所述上止点侧缸膛内的残压值;以及
方向切换阀,其基于所述残压取得部求出的残压值,进行所述残压排出口和液压油箱之间的流路与所述残压排出口和所述低压侧口之间的流路的切换、以及流路切断。
2.根据权利要求1所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述方向切换阀具有流量调整机构。
3.根据权利要求1所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述残压取得部包括:
残压口,其设置于所述缸体,在所述缸体与所述配流盘的滑动面上的所述缸膛的旋转移动区域以外的区域具有开口,并与所述缸膛内连通;以及
残压检测口,其设置于所述配流盘,伴随所述缸体的旋转经由所述残压口的开口而与所述残压口暂时连通来检测所述上止点侧缸膛内的残压并保持,
所述方向切换阀将所述残压检测口保持的残压用作控制信号压进行流路切换和流路切断。
4.根据权利要求2所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述残压取得部包括:
残压口,其设置于所述缸体,在所述缸体与所述配流盘的滑动面上的所述缸膛的旋转移动区域以外的区域具有开口,并与所述缸膛内连通;以及
残压检测口,其设置于所述配流盘,伴随所述缸体的旋转经由所述残压口的开口而与所述残压口暂时连通来检测所述上止点侧缸膛内的残压并保持,
所述方向切换阀将所述残压检测口保持的残压用作控制信号压进行流路切换和流路切断。
5.根据权利要求3所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述方向切换阀在所述配流盘内与其一体形成。
6.根据权利要求4所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述方向切换阀在所述配流盘内与其一体形成。
7.根据权利要求1所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述残压取得部包括:检测部,其用于检测斜盘角度、转速、排出压、液压油温度中的1个以上的值;以及控制器,其基于该1个以上的值推定所述上止点侧缸膛内的残压,并基于该推定出的残压生成所述方向切换阀的控制信号压。
8.根据权利要求2所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述残压取得部包括:检测部,其用于检测斜盘角度、转速、排出压、液压油温度中的1个以上的值;以及控制器,其基于该1个以上的值推定所述上止点侧缸膛内的残压,并基于该推定出的残压生成所述方向切换阀的控制信号压。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液压泵/马达,其特征在于:
所述方向切换阀,在所述残压值大于第一规定值的情况下,使所述残压排出口与液压油箱之间连通,在所述残压值处于所述第一规定值与小于该第一规定值的第二规定值之间的情况下,使所述残压排出口与液压油箱之间、以及所述残压排出口与所述低压侧口之间切断,在所述残压值小于所述第二规定值的情况下,使所述残压排出口与所述低压侧口之间连通。
CN201480077883.4A 2014-08-08 2014-08-08 液压泵/马达 Active CN106460807B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/071104 WO2016021072A1 (ja) 2014-08-08 2014-08-08 油圧ポンプ・モータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106460807A CN106460807A (zh) 2017-02-22
CN106460807B true CN106460807B (zh) 2018-08-03

Family

ID=55263373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480077883.4A Active CN106460807B (zh) 2014-08-08 2014-08-08 液压泵/马达

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10598146B2 (zh)
JP (1) JP6118000B2 (zh)
CN (1) CN106460807B (zh)
DE (1) DE112014006535T5 (zh)
WO (1) WO2016021072A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6797146B2 (ja) * 2018-03-26 2020-12-09 日立建機株式会社 可変容量型斜板式閉回路用油圧ポンプ
DE102018205884A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine mit Druckentlastung in den Durchtriebsraum
US11592000B2 (en) * 2018-07-31 2023-02-28 Danfoss Power Solutions, Inc. Servoless motor
JP7390151B2 (ja) * 2019-10-03 2023-12-01 株式会社小松製作所 油圧ポンプモータ
JP7377095B2 (ja) * 2019-12-19 2023-11-09 株式会社小松製作所 油圧ポンプ・モータ
KR102435132B1 (ko) * 2020-10-13 2022-08-23 전인준 에어 배출 구조를 갖는 유압 제공장치
CN117189456B (zh) * 2023-11-07 2024-04-16 华侨大学 基于滑套换向的径向柱塞液压装置及工作方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5171503A (zh) 1974-12-18 1976-06-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd
JPS5745402Y2 (zh) 1979-04-19 1982-10-06
JPS62139983A (ja) * 1985-12-16 1987-06-23 Hitachi Constr Mach Co Ltd 液圧ポンプ・モ−タ装置
JPH0439426Y2 (zh) 1988-07-14 1992-09-16
JPH08284805A (ja) * 1995-04-17 1996-10-29 Hitachi Constr Mach Co Ltd アキシャルピストン型液圧回転機
JPH09280159A (ja) * 1996-04-12 1997-10-28 Hitachi Constr Mach Co Ltd アキシャルピストン型油圧ポンプ
JP2000064950A (ja) 1998-08-21 2000-03-03 Honda Motor Co Ltd 斜板プランジャ式油圧装置
JP4646972B2 (ja) * 2005-02-10 2011-03-09 株式会社小松製作所 油圧ピストンポンプ
JP4542473B2 (ja) * 2005-06-30 2010-09-15 株式会社カワサキプレシジョンマシナリ 弁板およびそれを備える液圧装置
DE112008002255T5 (de) * 2007-09-19 2010-07-22 Komatsu Ltd. Hydraulikpumpenmotor und Verfahren zur Vehinderung einer Pulsation eines Hydraulikpumpenmotors
DE102008062483A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-17 Robert Bosch Gmbh Axialkolbenmaschine mit Pulsationsminderung
JP2014111914A (ja) 2012-12-05 2014-06-19 Komatsu Ltd 油圧ポンプ・モータ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112014006535T5 (de) 2016-12-15
JPWO2016021072A1 (ja) 2017-04-27
JP6118000B2 (ja) 2017-04-19
WO2016021072A1 (ja) 2016-02-11
CN106460807A (zh) 2017-02-22
US20170045028A1 (en) 2017-02-16
US10598146B2 (en) 2020-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106460807B (zh) 液压泵/马达
US20050265853A1 (en) Control valve for variable displacement compressor
US20060104828A1 (en) Radial plunger pump and method for manufacturing pump housing
KR20150044924A (ko) 대향식 경사판형 액압 회전기
KR101915501B1 (ko) 차량의 브레이크 시스템용 피스톤 펌프
JP2007535633A (ja) 長ピストン液圧機械
JP2008101508A (ja) 往復動圧縮機
CN110905751B (zh) 静液压的挤压机
JPH09151846A (ja) 可変容量型斜板式圧縮機
KR101729785B1 (ko) 기계적인 에너지를 유압 에너지로 변환하기 위한 변환기 및 상기 변환기를 실행하는 로봇
AU2005213707A1 (en) Rotary hydraulic machine and controls
CN104956131B (zh) 活塞滑阀
KR101766509B1 (ko) 가변 용량형 사판식 압축기
CN117889058A (zh) 泵的改进和与泵有关的改进
KR20230040264A (ko) 유체 기계 및 건설 기계
JP2005188457A (ja) 液体吐出装置
CN218816804U (zh) 流体机械
JP2008232118A (ja) 軸受潤滑装置
WO2017169550A1 (ja) 傾転制御装置、およびこれを備えた液圧回転装置
KR101800511B1 (ko) 용량 가변형 사판식 압축기
KR20180012459A (ko) 차량의 브레이크 시스템용 피스톤 펌프
JPH06159235A (ja) 往復送液装置
CN110300851A (zh) 可变容量式油泵
KR101915502B1 (ko) 차량의 브레이크 시스템용 피스톤 펌프
US20070025867A1 (en) Reciprocating pump and use of said reciprocating pump

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant