流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞泵及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字液壓元件技術，尤其是設計一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗及其控制方法。
【背景技術】
[0002]數(shù)字液壓技術是一種新型的液壓控制技術，其特點是通過采用開關閥對元件的輸出流量進行控制調(diào)節(jié)。開關閥只存在兩個輸出變量，即全開“1”和全閉“0”，通過對開關閥的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)對元件輸出流量的離散化控制。當開關閥響應頻率的提升，可以用離散化的輸出流量的平均值近似代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連續(xù)性的流量輸出。由于基于開關控制的數(shù)字液壓同時具有開關控制抗污染能力強、加工成本低、結構簡單的優(yōu)點以及數(shù)字控制靈活性高、靠操作性強、集成化程度高的優(yōu)勢，故其是未來液壓技術發(fā)展的一個重要方向。
[0003]同時對于液壓栗元件來說，傳統(tǒng)的變量柱塞式液壓栗的配流副存在著嚴重的磨損問題，同時其變量機構也尤為復雜，對加工精度的要求很高，使得傳統(tǒng)的變量柱塞式液壓栗的成本較高。通過將開關閥數(shù)字控制技術引入軸向柱塞栗領域中，可以對其結構進行簡化，同時可以通過對開關閥的組合調(diào)節(jié)實現(xiàn)栗輸出的變量控制，大大增加了軸向變量栗的可操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于設計一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，通過對進口開關閥和出口開關閥的控制，實現(xiàn)軸向柱塞栗的變量特性。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0006]—種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗包括柱塞栗殼體，柱塞，柱塞腔體，斜盤，主軸，進口開關閥，出口開關閥，后端蓋，滑靴，鍵，第一軸承，第二軸承，后端蓋板；
[0007]柱塞栗殼體、后端蓋和后端蓋板依次密封連接；斜盤通過第一軸承安裝在柱塞栗殼體內(nèi)部；主軸依次穿過柱塞栗殼體、斜盤、柱塞腔體和第二軸承；主軸通過鍵與斜盤相連接；柱塞安裝在滑靴球面套中；滑靴緊壓在斜盤上，通過主軸旋轉(zhuǎn)帶動斜盤旋轉(zhuǎn)，再帶動柱塞在柱塞腔體中實現(xiàn)往復運動；后端蓋軸向方向與進口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的進口開關閥；后端蓋徑向方向與出口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的出口開關閥。
[0008]所述的進口開關閥、出口開關閥通過脈沖控制實現(xiàn)對各個柱塞輸入流量和輸出流量的控制。所述的鍵為平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵或花鍵。所述的柱塞栗內(nèi)安裝的柱塞數(shù)可以是偶數(shù)也可以是奇數(shù)。
[0009]優(yōu)選的，所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗還包括進油口和出油口，所述的進油口和出油口設置在后端蓋上。
[0010]所述柱塞栗的流量控制方法分為三種方式，即全流量輸出、組合工況輸出以及零流量輸出；
[0011]全流量輸出時，柱塞吸油時打開全部進口開關閥，柱塞排油時打開全部出口開關閥；
[0012]組合工況輸出時，確定用于排油的柱塞數(shù)n，柱塞栗不需要進行油液流量輸出的柱塞數(shù)為m-n，m為柱塞總數(shù)，在柱塞栗吸油時，打開打開全部進口開關閥，柱塞栗排油時，打開用于流量輸出的η個柱塞容腔對應的出口開關閥使栗排油，剩余m-n個柱塞則打開其對應的進口開關閥，使其腔內(nèi)油液回流入栗進油口，實現(xiàn)怠速功能，以此調(diào)節(jié)柱塞栗的輸出流量;
[0013]零流量輸出時，柱塞吸油時打開全部進口開關閥，柱塞排油時打開全部進口開關閥，此時柱塞栗沒有流量輸出。
[0014]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0015]1.通過調(diào)節(jié)進口開關閥和出口開關閥的開關次序，實現(xiàn)對栗輸出變量的調(diào)節(jié)；
[0016]2.流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗具有數(shù)字控制技術控制靈活、抗干擾能力強、控制特性好的優(yōu)點；
[0017]3.流量尚散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗應用開關控制技術，具有開關控制技術結構簡單、動作快、抗污染能力強、可靠性高、加工成本低的優(yōu)點。
[0018]4.用開關控制的方式取代了傳統(tǒng)的配流盤控制的方式，有效地提升了柱塞栗的使用壽命。
【附圖說明】
[0019]圖1是流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗結構示意圖；
[0020]圖2是流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗栗體結構剖面圖；
[0021]圖3是流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗后端蓋結構示意圖；
[0022]圖4是流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗控制方法原理圖。
[0023]圖中:1、柱塞栗殼體，2、柱塞，3、柱塞腔體，4、斜盤，5、主軸，6、進口開關閥，7、出口開關閥，8、后端蓋，9、滑靴，10、鍵，11、第一軸承，12、第二軸承，13、后端蓋板，14、進油口，15、出油口。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和具體實例對本發(fā)明作進一步說明，本實施例不應看作是對本發(fā)明的限定。
[0025]如圖1及圖2所示，一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗包括柱塞栗殼體1，柱塞2，柱塞腔體3，斜盤4，主軸5，進口開關閥6，出口開關閥7，后端蓋8，滑靴9，鍵10，第一軸承11，第二軸承12，后端蓋板13 ；
[0026]柱塞栗殼體1、后端蓋8和后端蓋板13依次密封連接；斜盤4通過第一軸承11安裝在柱塞栗殼體1內(nèi)部；主軸5依次穿過柱塞栗殼體1、斜盤4、柱塞腔體3和第二軸承12 ;主軸5通過鍵10與斜盤4相連接；柱塞2安裝在滑靴9球面套中；滑靴9緊壓在斜盤4上，通過主軸5旋轉(zhuǎn)帶動斜盤4旋轉(zhuǎn)，再帶動柱塞2在柱塞腔體3中實現(xiàn)往復運動；后端蓋8軸向方向與進口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的進口開關閥6;后端蓋8徑向方向與出口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的出口開關閥7。
[0027]所述的進口開關閥6、出口開關閥7通過脈沖控制實現(xiàn)對各個柱塞輸入流量和輸出流量的控制。所述的鍵10為平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵或花鍵。所述的柱塞栗內(nèi)安裝的柱塞數(shù)可以是偶數(shù)也可以是奇數(shù)。
[0028]如圖3所示，優(yōu)選的，所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗還包括進油口 14和出油口 15，所述的進油口 14和出油口 15設置在后端蓋8上。
[0029]如圖4所示，通過調(diào)節(jié)對各個柱塞對應的進口開關閥和出口開關閥的工作順序，可以實現(xiàn)對流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗輸出流量的變量控制，柱塞栗的流量控制方法分為三種方式，即全流量輸出、組合工況輸出以及零流量輸出；
[0030]全流量輸出時，柱塞2吸油時打開全部進口開關閥6，柱塞2排油時打開全部出口開關閥7 ;
[0031]組合工況輸出時，確定用于排油的柱塞數(shù)n，柱塞栗不需要進行油液流量輸出的柱塞數(shù)為m-n，m為柱塞總數(shù)，在柱塞栗吸油時，打開打開全部進口開關閥6，柱塞栗排油時，打開用于流量輸出的η個柱塞容腔對應的出口開關閥7使栗排油，剩余m-n個柱塞則打開其對應的進口開關閥6，使其腔內(nèi)油液回流入栗進油口，實現(xiàn)怠速功能，以此調(diào)節(jié)柱塞栗的輸出流量；
[0032]零流量輸出時，柱塞2吸油時打開全部進口開關閥6，柱塞2排油時打開全部進口開關閥6，此時柱塞栗沒有流量輸出。
【主權項】
1.一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，其特征在于:包括柱塞栗殼體(1)，柱塞(2)，柱塞腔體(3)，斜盤(4)，主軸(5)，進口開關閥(6)，出口開關閥(7)，后端蓋(8)，滑靴(9)，鍵(10)，第一軸承(11)，第二軸承(12)，后端蓋板(13); 柱塞栗殼體(1)、后端蓋(8)和后端蓋板(13)依次密封連接；斜盤(4)通過第一軸承(11)安裝在柱塞栗殼體(1)內(nèi)部；主軸(5)依次穿過柱塞栗殼體(1)、斜盤(4)、柱塞腔體(3)和第二軸承(12);主軸(5)通過鍵(10)與斜盤(4)相連接；柱塞(2)安裝在滑靴(9)球面套中；滑靴(9)緊壓在斜盤(4)上，通過主軸(5)旋轉(zhuǎn)帶動斜盤(4)旋轉(zhuǎn)，再帶動柱塞(2)在柱塞腔體(3)中實現(xiàn)往復運動；后端蓋⑶軸向方向與進口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的進口開關閥(6);后端蓋⑶徑向方向與出口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的出口開關閥(7)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，其特征在于:所述的進口開關閥￠)、出口開關閥(7)通過脈沖控制實現(xiàn)對各個柱塞輸入流量和輸出流量的控制。3.根據(jù)權利要求1所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，其特征在于:所述的鍵(10)為平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵或花鍵。4.根據(jù)權利要求1所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，其特征在于:所述的柱塞栗內(nèi)安裝的柱塞數(shù)可以是偶數(shù)也可以是奇數(shù)。5.根據(jù)權利要求1所述的一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞栗，其特征在于還包括進油口(14)和出油口(15)，所述的進油口(14)和出油口(15)設置在后端蓋⑶上。6.一種如權利要求1所述柱塞栗的流量控制方法，其特征在于:所述流量控制方法分為三種方式，即全流量輸出、組合工況輸出以及零流量輸出； 全流量輸出時，柱塞(2)吸油時打開全部進口開關閥(6)，柱塞(2)排油時打開全部出口開關閥(7)； 組合工況輸出時，確定用于排油的柱塞數(shù)n，柱塞栗不需要進行油液流量輸出的柱塞數(shù)為m-n，m為柱塞總數(shù)，在柱塞栗吸油時，打開打開全部進口開關閥(6)，柱塞栗排油時，打開用于流量輸出的η個柱塞容腔對應的出口開關閥(7)使栗排油，剩余m-n個柱塞則打開其對應的進口開關閥￠)，使其腔內(nèi)油液回流入栗進油口，實現(xiàn)怠速功能，以此調(diào)節(jié)柱塞栗的輸出流量； 零流量輸出時，柱塞(2)吸油時打開全部進口開關閥(6)，柱塞(2)排油時打開全部進口開關閥出)，此時柱塞栗沒有流量輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞泵及其控制方法。柱塞泵殼體、后端蓋和后端蓋板依次密封連接；斜盤通過第一軸承安裝在柱塞泵殼體內(nèi)部；主軸依次穿過柱塞泵殼體、斜盤、柱塞腔體和第二軸承；主軸通過鍵與斜盤相連接；柱塞安裝在滑靴球面套中；滑靴緊壓在斜盤上，通過主軸旋轉(zhuǎn)帶動斜盤旋轉(zhuǎn)，再帶動柱塞在柱塞腔體中實現(xiàn)往復運動；后端蓋軸向方向與進口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的進口開關閥；后端蓋徑向方向與出口油道相連的油路上插裝有與柱塞數(shù)相同數(shù)目的出口開關閥；通過調(diào)節(jié)對各個柱塞對應的進口開關閥和出口開關閥的工作順序，可以實現(xiàn)對流量離散開關控制數(shù)字式軸向柱塞泵輸出流量的變量控制。
【IPC分類】F04B1/26
【公開號】CN105257495
【申請?zhí)枴緾N201510843305
【發(fā)明人】張斌, 洪昊岑, 鐘麒, 關瑞豐, 謝輝, 楊華勇
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月26日