一种联体液压泵马达集成配流油路铸件的制作方法

本发明属于液压泵、液压马达技术领域，涉及一种联体液压泵马达集成配流油路铸件。

背景技术：

联体液压泵马达是应用于闭式无级驱动系统的核心部件，与分体液压泵马达的区别在于配流油路是否一体成形。现有联体液压泵马达的油路将补油阀与高压阀同时布置在泵侧，为了强化凉油与热油的快速混合能力以提高使用温度上限，不得不加大补油路的长度，直接造成集成配流油路曲折复杂，存在铸造难度大、成本高、周期长的问题；现有的联体液压泵马达的集成配流油路在减重设计方面考虑得较为欠缺，尚未采用轻量化原则进行设计。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种联体液压泵马达的集成配流油路铸件，通过将高压阀组与补油阀分别布置于泵侧和马达侧，解决联体液压泵马达集成配流油路曲折、铸造困难、厚度过大的问题；通过在集成配流油路铸件外露面增加凹陷沉槽和收缩包络曲面，解决铸件轻量化的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种联体液压泵马达集成配流油路铸件，在所述铸件的贴合面上，沿纵向中线，在铸件顶部设置一个过流孔作为补油孔1，铸件中上部设置一个盲孔作为马达尾轴承座孔6，铸件中下部设置一个盲孔作为泵尾轴承座孔11，补油孔1用于连通补油进口，马达尾轴承座孔6和泵尾轴承座孔11用于安装轴承，在马达尾轴承座孔6外围圆周均布有四个过流孔，分别为位于马达尾轴承座孔6左侧由上至下的左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7，位于马达尾轴承座孔6右侧由上至下的右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8；在泵尾轴承座孔11外围圆周均布有四个过流孔，分别为位于泵尾轴承座孔11左侧由上至下的左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12，位于泵尾轴承座孔11右侧由上至下的右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13；其中，左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12相互连通为一组，右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13相互连通为一组，用于连通转子高低压油腔；在铸件上端侧面，有对称布置的左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3，用于安装补油阀组；在铸件底端面，有对称布置的两个过流孔，分别为左侧泄油孔14和右侧泄油孔15，用于连通高压控制阀组；以上油路光滑过渡连接，均位于同一平面内，各过流孔相互连通。

其中，所述左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3均为安装单向阀所设计。

其中，在所述铸件外露面上，设置凹形槽，用于减轻整体重量。

其中，所述铸件的外形与内部两侧油路均沿马达尾轴承座孔6、泵尾轴承座孔11的连心线对称布置。

其中，所述铸件在非油路区域的厚度相对油路区域的厚度减小15％-60％。

其中，所述铸件的马达尾轴承座孔6、泵尾轴承座孔11、左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3为圆形，补油孔1、左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12、右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13设计为圆形或椭圆形。

其中，所述铸件中，左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3的直径相等，左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12、右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13的几何尺寸相同，马达尾轴承座孔6和泵尾轴承座孔11直径相等。

其中，所述补油孔1位于马达侧，且孔中心线距离马达轴线不超过150mm，有利于凉油和马达回油及早充分混合，左侧泄油孔14和右侧泄油孔15位于泵侧，补油孔与泄油孔分列于马达侧与泵侧，有利于理顺油路，避免了油路走向曲折的问题。

其中，所述左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7与左侧补油阀孔2连通的油路是补油路，与左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12连通的油路是闭式系统的主油路，主油路通流面积是补油路通流面积的1.5倍。

其中，所述铸件中的油路，截面设计为圆角矩形，壁厚不低于10mm。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的联体液压泵马达的集成配流油路铸件，显著效果在于：1)本发明采用泄油孔与补油孔分置于泵侧和马达侧的油路设计方案，解决了集成配流油路复杂、铸件困难及厚度过大的问题；2)本发明将补油路布置于马达侧，解决了循环工作的热油与油箱补入的凉油快速混合的问题；3)本发明采用的收缩包络曲面设计，解决了集成油路铸件轻量化的问题。

附图说明

图1为本发明联体液压泵马达集成配流油路铸件的结构示意图；

图2为图1的液压油路原理图；

图3为图1的b-b剖视图；

图4为图1的c-c剖视图；

图5为图1的d-d剖视图；

图6为图1的g-g剖视图；

图中：1.补油孔；2.左侧补油阀孔；3.右侧补油阀孔；4.左侧第一马达配流孔；5.右侧第一马达配流孔；6.马达尾轴承座孔；7.左侧第二马达配流孔；8.右侧第二马达配流孔；9.左侧第一泵配流孔；10.右侧第一泵配流孔；11.泵尾轴承座孔；12.左侧第二泵配流孔；13.右侧第二泵配流孔；14.左侧泄油孔；15.右侧泄油孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6所示，本实施例铸件的贴合面为平面，具有近似长方形特征，与贴合面相对的外露表面是按照轻量化要求设计的规则凹凸曲面，其余表面为一般铸造的平面或弧面。

在铸件的贴合面上，沿纵向中线，在铸件顶部设置一个过流孔作为补油孔1，铸件中上部设置一个盲孔作为马达尾轴承座孔6，铸件中下部设置一个盲孔作为泵尾轴承座孔11，补油孔1用于连通补油进口，马达尾轴承座孔6和泵尾轴承座孔11用于安装轴承，在马达尾轴承座孔6外围圆周均布有四个过流孔，分别为位于马达尾轴承座孔6左侧由上至下的左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7，位于马达尾轴承座孔6右侧由上至下的右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8；在泵尾轴承座孔11外围圆周均布有四个过流孔，分别为位于泵尾轴承座孔11左侧由上至下的左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12，位于泵尾轴承座孔11右侧由上至下的右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13；其中，左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12相互连通为一组，右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13相互连通为一组，用于连通转子高低压油腔；在铸件上端侧面，有对称布置的左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3，用于安装补油阀组；在铸件底端面，有对称布置的两个过流孔，分别为左侧泄油孔14和右侧泄油孔15，用于连通高压控制阀组；以上油路光滑过渡连接，均位于同一平面内，各过流孔相互连通。

左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3均为单向阀。

在铸件外露面上，有一个凹形槽，用于减轻整体重量。

在上述技术方案中，铸件的外形与内部两侧油路均沿马达尾轴承座孔6、泵尾轴承座孔11的连心线对称布置，解决高压泵与高压马达之间连接油路的铸造成形困难的问题，解决补油路与泄油路的空间相对布置问题，减少厚度方向尺寸和整体重量。

本实施例内部油路工作特点为：从位于中心线的补油孔1进入，经补油腔向左右两侧油路对称发展，左右两侧油路分别经过各自的补油阀腔，并转过90°依次连通高/低压侧过流孔，左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12和右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13，延伸至高压阀组贴合面过流孔左侧泄油孔14和右侧泄油孔15为止，油路在高/低压侧通流截面加大，在泵与马达的连接段即左侧第二马达配流孔7至左侧第一泵配流孔9和右侧第二马达配流孔8至右侧第一泵配流孔10达到最大，油路全部位于同一平面内，没有明显的尖角锐边，油路过渡段以直线和圆弧线连接，最小油路壁厚不低于10mm。

铸件在非油路区域的厚度相对油路区域的厚度减小15％-60％，高压阀组贴合面的大小和形状根据高压阀组而定，一般为矩形平面。

所述铸件的马达尾轴承座孔6、泵尾轴承座孔11、左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3为圆形，补油孔1、左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12、右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13可以设计为圆形、椭圆形或其他几何形状。

铸件中，左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3的直径相等，左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12、右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13的几何特征尺寸相同，马达尾轴承座孔6和泵尾轴承座孔11直径相等，各孔口直径依据工作要求制定，但最小孔口控制壁厚不应低于10mm。

补油孔1位于马达侧，且孔中心线距离马达轴线距离不超过150mm，有利于凉油和马达回油及早充分混合，左侧泄油孔14和右侧泄油孔15位于泵侧，补油孔与泄油孔分列于马达侧与泵侧，有利于理顺油路，避免了油路走向曲折的问题。

下面结合每幅附图对本发明方案进行描述。

如图1所示，示出了本实施例铸件的补油孔、两个补油单向阀孔、四个马达侧配流孔、马达侧轴承座孔、四个泵侧配流孔、泵侧轴承座孔、两个泄油孔的布置位置和相对位置关系。

如图2所示：补油孔1用于连通油箱；左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3对称布置，用于安装单向阀，控制油液补入的方向；左侧补油阀孔2、左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12与左侧泄油孔14为一组且相互连通，对应为hpa；右侧补油阀孔3、右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8、右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13与右侧泄油孔15为一组且相互连通，对应为hpb；hpa与hpb结构形式完全对称，可满足液压泵双向变量的工作要求；左侧泄油孔14和右侧泄油孔15一同连入高压安全阀，高压阀根据液压泵的液压状况决定是否将hpa与hpb连通，以防止系统过载。

在联体泵马达工作过程中，从补油孔1补入较低温度的液压工作油，以hpa为高压hpb为低压为例，左侧补油阀孔2打开，右侧补油阀孔3关闭。补入的液压油先与马达侧配流孔47回流的较高温度的液压油混合，在压差的驱动下，两股液压油一起流入左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12和左侧泄油孔14。在液压泵轴的带动下，输出不同排量大小的高压油，经右侧第一泵配流孔10、右侧第二泵配流孔13流入右侧泄油孔15与右侧第一马达配流孔5、右侧第二马达配流孔8，液压油推动液压马达，实现功率传递。如果液压油压力在安全范围内，高压阀组将左侧泄油孔14、右侧泄油孔15封闭隔离，反之，两左侧补油阀孔2个泄油孔连通，实现压力保护。

如图3所示，铸件沿着b-b截面形成的剖视图，展示了部分左侧补油阀孔2、左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7、左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12与左侧泄油孔14连通油路情况。左侧第一马达配流孔4、左侧第二马达配流孔7与左侧补油阀孔2连通的油路是补油路，与左侧第一泵配流孔9、左侧第二泵配流孔12连通的油路是闭式系统的主油路，主油路的流量明显大于补油路，一般主油路的通流面积t2是补油路t1的1.5倍。铸件在z端面需机械加工，材料去除后的厚度与y端面的厚度相等，控制厚度不少于15mm。

如图4所示，铸件沿着c-c截面形成的剖视图，展示了补油孔1、马达尾轴承座孔6与泵尾轴承座孔11的相对布置情况。在t端面上设计有光滑过渡连接的沉槽，以减轻铸件的重量，沉槽控制深度是被动尺寸，取决于轴承座孔对应位置处的最小铸造壁厚，控制厚度h不少于30mm。

如图5所示，铸件沿着d-d截面形成的剖视图，展示了补油孔1与左侧补油阀孔2和右侧补油阀孔3的连通细节。在三通部分设计为圆角柱形腔室，柱截面的直径为补油路的2倍，用于缓冲补油压力和流量脉动。

如图6所示，铸件沿着g-g截面形成的剖视图，展示了集成配流油路的截面形状及壁厚。油路截面一般设计为圆角矩形，以充分利用铸件形式特征，扩大通流截面面积，减轻无用铸件重量，控制壁厚h不应低于10mm。

综上所述，本实施例联体液压泵马达集成配流油路铸件包括两个贴合平面、一组外露曲面、一组轴承安装盲孔、两组高/低压侧过流孔、一个补油孔、一组补油阀过流孔和一组高压阀过流孔；两个贴合面，较大的是与联体泵马达壳体配合，较小的是与高压阀组配合；一组外露曲面，按照油路走向形成的收缩包络曲面；轴承安装盲孔，具有圆形特征，位于铸件对称轴线之上；高/低压侧过流孔，每组四个，均布于轴承安装盲孔四周；补油孔位于铸件对称轴线上，过流方向垂直于贴合面；补油阀过流孔，对称布置于补油孔两侧；高压阀过流孔有两个，对称布置于铸件轴线两侧，过流方向平行于贴合面；所有过流孔相互连通，用于流通液压介质。

本发明适用于联体液压泵马达，特别适用于高压和超高压联体液压泵马达。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。