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1、(10)申请公布号 CN 103354874 A (43)申请公布日 2013.10.16 CN 103354874 A *CN103354874A* (21)申请号 201280002193.3 (22)申请日 2012.02.09 F04B 39/10(2006.01) F04B 49/06(2006.01) (71)申请人 三菱重工业株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 乌韦施泰因 弗格斯麦金太尔 延斯艾勒斯 戈登福勒 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 沈同全 车文 (54) 发明名称 流体工作机械的阀致动 (57) 摘要 一种流体工作机。
2、械， 该流体工作机械具有周 期性变化容积的至少一个工作室以及低压阀和高 压阀， 该低压阀和高压阀用于调节从低压歧管和 高压歧管流入和流出工作室的工作流体的流动。 低压阀和高压阀由电子控制阀致动装置致动， 当 被致动时该电子控制阀致动装置将力施加至低压 阀构件和高压阀构件从而打开和 / 或关闭相应的 阀。低压阀构件和高压阀构件可独立地移动， 并 且尽管通常低压阀构件响应于共用阀控制信号而 立刻开始移动， 但高压阀构件通常只在工作室内 的压力的变化之后移动。电子控制阀致动装置可 以是共用电子控制阀致动器， 诸如磁路内的螺线 管， 该磁路将磁通引导通过低压阀电枢和高压阀 电枢， 该低压阀电枢和高压阀。
3、电枢连接至相应的 阀构件。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.01.28 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2012/000866 2012.02.09 (87)PCT申请的公布数据 WO2013/118181 EN 2013.08.15 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 14 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书14页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103354874 A CN 103354874 A *CN103354874A* 1/2 页 2 1. 一种流体工作机械， 包括 ： 具有。
4、周期性变化的容积的至少一个工作室、 低压流体管 线、 高压流体管线、 用于调节所述工作室与所述低压流体管线之间的流体的流动的低压阀、 用于调节所述工作室与所述高压流体管线之间的流体的流动的高压阀， 在工作室容积的每 个周期上可选择地致动所述低压阀和高压阀， 以确定由所述工作室排出的工作流体的净排 量， 所述低压阀包括低压阀构件， 所述高压阀包括高压阀构件， 所述低压阀构件和所述高压 阀构件能够在打开位置与关闭位置之间独立地移动， 其中， 所述流体工作机械还包括电子 控制阀致动装置， 所述电子控制阀致动装置被构造成响应于共用阀致动信号而使打开力或 关闭力施加至所述低压阀构件并且使打开力或关闭力施。
5、加至所述高压阀构件。 2. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述电子控制阀致动装置使所述打开力 或关闭力同时施加至所述低压阀构件和所述高压阀构件， 但是取决于所述工作室以及所述 低压流体管线和高压流体管线中压力的变化， 所述低压阀构件和所述高压阀构件分别在不 同时间打开或关闭。 3. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述低压阀包括低压阀偏压构件， 所述 低压阀偏压构件将所述低压阀构件偏压至打开位置， 所述高压阀包括高压阀偏压构件， 所 述高压阀偏压构件将所述高压阀构件偏压至关闭位置， 并且由所述电子控制阀致动器产生 的力抵抗所述低压阀偏压构件和高压阀偏压构件的偏压力。 。
6、4. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述低压阀构件由一个或多个低压阀偏 压构件偏压至所述打开位置或所述关闭位置， 并且所述高压阀构件由一个或多个高压阀偏 压构件偏压至所述打开位置或所述关闭位置， 并且由所述电子控制阀致动器产生的所述打 开力或关闭力抵抗并超过净偏压力， 所述净偏压力由所述一个或多个低压阀构件和高压阀 构件施加至所述低压阀构件和高压阀构件。 5. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述电子控制阀致动装置包括第一螺线 管和第二螺线管， 其中所述低压阀包括所述第一螺线管、 联接至所述低压阀构件的电枢， 以 及被构造成将由所述第一螺线管产生的磁通引导通过所述低压。
7、阀的电枢以致动所述低压 阀构件的磁路， 并且所述高压阀包括所述第二螺线管、 联接至所述高压阀构件的高压阀电 枢， 以及被构造成将由所述第二螺线管产生的磁通引导通过所述高压阀电枢以致动所述第 二螺线管的磁路。 6. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述电子控制阀致动装置包括共用电子 控制阀致动器， 所述共用电子控制阀致动器联接至所述低压阀构件和所述高压阀构件， 并 且所述共用电子控制阀致动器被构造成响应于所述共用阀致动信号使所述打开力或关闭 力施加至所述低压阀构件并且使所述打开力或关闭力施加至所述高压阀构件。 7. 根据权利要求 6 所述的流体工作机械， 其中所述电子控制阀致动器包括。
8、被致动元 件， 当所述电子控制阀致动器被致动时所述被致动元件移动， 并且施加至所述低压阀构件 和所述高压阀构件的力被联接至所述被致动元件的移动。 8. 根据权利要求 6 所述的流体工作机械， 其中所述电子控制阀致动器是液压的或气 动的或机械的致动器， 并且所述低压阀构件和高压阀构件均分别由液压的或气动的或机械 的致动器驱动， 所述致动器被适当地液压地或气动地或机械地联接到所述电子控制阀致动 器。 9. 根据权利要求 5 所述的流体工作机械， 其中所述共用电子控制阀致动器包括螺线 权 利 要 求 书 CN 103354874 A 2 2/2 页 3 管， 并且所述低压阀构件和所述高压阀构件均联接。
9、至相应的电枢并且两个电枢由相同的螺 线管驱动。 10. 根据权利要求 9 所述的流体工作机械， 包括延伸通过所述螺线管并且被构造成将 磁通引导通过两个电枢的磁路。 11. 根据权利要求 10 所述的流体工作机械， 其中所述磁路被构造成将磁通引导通过串 联的两个电枢。 12. 根据权利要求 10 所述的流体工作机械， 其中所述磁路被构造成将磁通引导通过并 联的两个电枢。 13. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述打开力或关闭力能够响应于阀致 动信号变化， 并且所述流体工作机械被构造成在所述阀的至少一些操作期间， 当施加所述 打开力或关闭力时， 使所述阀致动信号变化从而使所述打开力或。
10、关闭力变化。 14. 根据权利要求 13 所述的流体工作机械， 其中所述流体工作机械被构造成当所述 打开力或关闭力施加至所述低压阀构件和高压阀构件时， 在所述阀致动信号中产生阶跃变 化。 15. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述低压阀是端面座阀。 16. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述高压阀是端面座阀。 17. 根据权利要求 1 所述的流体工作机械， 其中所述低压阀或所述高压阀还包括导阀， 所述导阀具有导阀座， 其中所述电子控制阀致动装置也联接至导阀构件， 以响应于所述电 子控制阀致动器的致动来将打开力或关闭力施加至所述导阀。 18. 根据权利要求 1 所述的。
11、流体工作机械， 其中所述低压阀和高压阀整合成单个单元。 19. 一种控制低压阀和高压阀的方法， 所述低压阀和高压阀与根据权利要求 1 所述的 流体工作机械中的工作室相关联， 其中， 所述电子控制阀致动装置响应于所述共用阀致动 信号使打开力或关闭力同时施加至所述低压阀构件和所述高压阀构件， 并且由于所施加的 力， 所述低压阀构件和所述高压阀构件在不同时间移动。 20. 根据权利要求 19 所述的方法， 其中所述电子控制阀致动装置包括共用电子控制阀 致动器， 所述共用电子控制阀致动器联接至所述低压阀构件和所述高压阀构件。 权 利 要 求 书 CN 103354874 A 3 1/14 页 4 流体。
12、工作机械的阀致动 技术领域 0001 本发明涉及流体工作机械的领域， 其中通过主动控制低压阀和高压阀， 每个工作 室的排量在工作室容积的每个周期上均是可选择的。 本发明涉及低压阀和高压力阀的致动 控制。 背景技术 0002 在本技术领域中提供流体工作机械是公知的， 其中在工作室容积的每个周期中通 过主动地控制至少一个电子控制阀的打开或关闭来控制工作流体流入和流出具有周期性 变化的容积的工作室， 从而在工作室容积的每个周期上来选择由工作室排出的工作流体的 净排量。例如， 从 EP0361927 公知的是， 其中调节在工作室与低压歧管之间的工作流体的流 动的低压阀被主动控制， 以使泵能够实现有效周。
13、期或者空转周期。 EP0494236提出了该构思 并且引入主动控制高压阀， 该主动控制高压阀调节工作室与高压歧管之间的工作流体的流 动， 使马达能够执行有效周期或者空转周期并且还使流体工作机械能够执行泵送循环或者 马达循环。 0003 在每个情形中， LPV 被主动控制以在有效周期和空转周期之间选择， 并且在一些实 施例中以控制最大冲程容积中的在有效周期期间被排出的部分。为了能够主动控制， 每个 阀均具有联接至阀构件的相应的螺线管。 0004 尽管在泵的情形中HPV通常也被主动控制， 但是该HPV可以仅以被动方式操作， 例 如， 该 HPV 可以是常闭的可通过压力打开的止回阀。主动控制包括如下。
14、可能性 ： 阀被主动 打开、 主动关闭、 主动保持打开或主动保持关闭。 在一些情况下主动控制阀还可以被动地移 动。例如， 当缸中的压力下降至低压歧管中的压力以下时， LPV 可以被主动地关闭而不是被 动地打开。 0005 该类型的机械具有几个优势， 包括能量效率、 对于迅速响应于需要的变化的能力， 和紧凑的尺寸。 尽管这些机械已被证实非常有效， 但是为了进一步开发该机械， 进一步简化 控制机构并且进一步减小阀致动器机构的体积和复杂性是有利的。 0006 因此， 本发明试图提供一种阀致动机构， 该阀致动机构与用于该类型的机械的已 知的阀致动机构相比更简单、 更小和 / 或更可靠。 发明内容 00。
15、07 根据本发明的第一方面， 提供一种流体工作机械， 该流体工作机械包括具有周期 性变化的容积的至少一个工作室、 低压流体管线、 高压流体管线、 用于对工作室与低压流体 管线之间的流体的流动进行调节的低压阀、 用于对工作室与高压流体管线之间的流体的流 动进行调节的高压阀， 在工作室容积的每个周期上可选择地致动低压阀和高压阀从而确定 由工作室排出的工作流体的净排量， 低压阀包括低压阀构件， 高压阀包括高压阀构件， 低压 阀构件和高压阀构件可在打开位置和关闭位置之间独立地移动， 其中流体工作机械还包括 电子控制阀致动装置 （诸如一个或多个电子控制阀致动器） ， 该电子控制阀致动装置被构造 说 明 。
16、书 CN 103354874 A 4 2/14 页 5 成响应于共用阀致动信号而使打开力或关闭力被施加至低压阀构件并且使打开力或关闭 力被施加至高压阀构件。 0008 由此， 低压阀构件和高压阀构件两者均响应于共用阀致动信号经受阀打开力或阀 关闭力， 而不是响应于针对低压阀和高压阀中的每个的单独的阀致动信号。 0009 然而， 低压阀构件和高压阀构件中的每个均可在打开位置和关闭位置之间独立移 动。 因此， 尽管使用共用阀致动信号， 低压阀构件和高压阀构件也可以在不同时间被打开或 关闭， 使得能够有效率地操作流体工作机械。 0010 本发明简化用于低压阀和高压阀的控制布置， 提高可靠性， 并且降。
17、低成本。 0011 通常， 流体工作机械包括控制器， 通过产生共用阀致动信号来确定是否致动电子 控制阀致动装置从而该控制器确定在工作室容积的每个周期上工作室经历的是有效周期 或空转周期。控制器也可以调节低压阀和高压阀的两者之一或两者的打开或关闭的定时， 例如通过选择与工作室容积的周期相关的共用阀致动信号的相位。 通常流体工作机械包括 旋转轴和轴位置传感器， 该旋转轴联接至工作室容积的周期， 该轴位置传感器测量旋转轴 的位置从而使与工作室容积的周期相关的共用阀致动信号的相位能够被控制。 0012 优选地， 电子控制阀致动装置使所述打开力或关闭力同时地施加至低压阀构件和 高压阀构件， 但是该低压阀。
18、构件和该高压阀构件根据如下因素在不同时间打开或关闭 ： 诸 如分别在工作室中以及低压流体管线和高压流体管线中压力的变化、 工作流体的流动所产 生的力等。 0013 例如， 在一个示例的实施例中， 低压阀由一个或多个偏压构件朝向打开位置偏压 并且高压阀由一个或多个偏压构件朝向关闭位置偏压。当低压阀关闭 （响应于电子控制致 动器的致动） 时， 还存在由工作流体经过低压阀的流动引起的用于关闭低压阀的力。当高压 阀打开 （响应于电子控制致动器的致动） 时， 取决于由一个或多个高压阀偏压构件所施加的 力的强度， 工作室压力有必要几乎与高压歧管的压力一样高或高于高压歧管的压力， 并且 由工作流体的流动产生。
19、的力也作用于迫使高压阀构件打开或关闭。 由于伯努利效应关闭力 还可以作用在高压阀构件上。由此， 通常在打开或关闭低压阀与打开或关闭高压阀之间存 在时差， 即使并存地 （并且通常是同时地） 施加所述打开力或关闭力。 0014 例如， 在泵送循环中， 电子控制阀致动装置使力施加至与工作室关联的相应的阀 构件以关闭低压阀 （以使低压阀构件移动至关闭位置） 并且以打开高压阀 （以使高压阀构件 移动至打开位置） 。然后低压阀会立刻关闭。尽管作用在高压阀构件上的结合力由致动装 置产生并且然后任何弹性偏压作用使得迫使高压阀打开， 高压阀不会立即打开而是在短暂 的延迟之后打开， 只有在收缩中的工作室中已经积聚。
20、足够的压力才使得高压阀能够打开。 0015 在马达循环中， 响应于共用阀致动信号， 力可以被施加用于在上死点之前不久使 低压阀偏压关闭并且使高压阀偏压打开。尽管低压阀迅速地关闭， 但是高压阀不打开直到 在收缩中的工作室中已经积聚足够的压力。在下死点之前， 力可以被施加用于迫使高压阀 关闭并且迫使低压阀打开。虽然高压阀会迅速关闭， 但是只有在工作室中的压力由于现在 密封的工作室的膨胀而足够低时， 低压阀才会在延迟之后打开。 0016 低压阀可以包括一个或多个低压阀偏压构件 （通常是弹性构件） ， 该低压阀偏压构 件将低压阀构件偏压至打开位置， 并且高压阀包括一个或多个高压阀偏压构件 （通常是弹 。
21、性构件） ， 该高压阀偏压构件将高压阀构件偏压至关闭位置。低压阀可以包括一个或多个低 说 明 书 CN 103354874 A 5 3/14 页 6 压阀偏压构件， 该低压阀偏压构件将低压阀构件偏压至关闭位置， 并且高压阀包括一个或 多个高压阀偏压构件， 该高压阀偏压构件将高压阀构件偏压至打开位置。低压阀可以包括 一个或多个低压阀偏压构件， 该低压阀偏压构件将低压阀构件偏压至关闭位置， 并且高压 阀包括一个或多个高压阀偏压构件， 该高压阀偏压构件将高压阀构件偏压至关闭位置。低 压阀可以包括一个或多个低压阀偏压构件， 该低压阀偏压构件将低压阀构件偏压至打开位 置， 并且高压阀包括一个或多个高压阀。
22、偏压构件， 该高压阀偏压构件将高压阀构件偏压至 打开位置。 0017 可以构思， 所述打开力或关闭力在与由一个或多个低压阀偏压构件和高压阀偏压 构件分别施加至低压阀和高压阀的净偏压力相同的意义上作用。 0018 然而， 优选地由电子控制阀致动装置产生的力抵抗一个或多个低压阀偏压构件和 高压阀偏压构件的净偏压力。通常， 由电子控制阀致动装置产生的力抵抗并且超过由一个 或多个低压阀偏压构件和高压阀偏压构件施加至低压阀构件和高压阀构件的净偏压力。 0019 通常， 低压阀包括一个或多个低压阀偏压构件， 该低压阀偏压构件将低压阀构件 偏压至打开位置， 高压阀包括一个或多个高压阀偏压构件， 该高压阀偏压。
23、构件将高压阀构 件偏压至关闭位置， 并且由电子控制阀致动装置产生的所述力抵抗低压阀偏压构件和高压 阀偏压构件的偏压力。 0020 低压阀构件可以由一个或多个所述低压偏压构件偏压至打开位置或关闭位置， 并 且高压阀构件可以由一个或多个所述高压偏压构件偏压至打开位置或关闭位置， 并且所述 打开力或关闭力使施加至低压阀构件和 / 或高压阀构件的净偏压力的方向变化。由此， 虽 然由于其它力 （例如由跨越阀构件的压力差产生的力， 由在阀构件上的流动的工作流体的 效应产生的阻力等） 一个或多个阀构件可能不立刻打开， 但若是没有任何其它力的话， 由电 子控制阀致动装置产生的结合力和迫使低压阀和高压阀的任何弹。
24、性偏压力会导致低压阀 和 / 或高压阀移动。 0021 该电子控制阀致动器或每个电子控制阀致动器可以对低压阀构件和高压阀构件 施加所述打开力或关闭力。 该电子控制阀致动器或每个电子控制阀致动器可以致动一个或 多个致动器， 该致动器施加所述打开力或关闭力。 0022 通常， 电子控制阀致动装置包括多个电子控制阀致动器， 例如多个螺线管。 在这种 情形中， 第一电子控制阀致动器可以联接至低压阀构件， 并且第二电子控制阀致动器联接 至高压阀构件。第一电子控制阀致动器和第二电子控制阀致动器可以是螺线管。低压阀可 以包括第一螺线管和联接至低压阀构件的电枢以及磁路， 该磁路被构造成将由第一螺线管 产生的磁。
25、通引导通过低压阀电枢从而致动低压阀构件。高压阀可以包括第二螺线管、 联接 至高压阀构件的高压阀电枢和磁路， 该磁路被构造成将由第二螺线管产生的磁通引导通过 所述高压阀电枢以致动第二螺线管。 0023 第一电子控制阀致动器和第二电子控制阀致动器 （例如， 螺线管） 可以被并联地或 串联地控制。 在一个实施例中， 共用阀致动信号采用电流的形式， 该电流通过并联的或串联 的第一螺线管和第二螺线管。在另一实施例中， 共用阀致动信号是数字信号并且电路被设 置成产生通过两个螺线管的电流或为每个螺线管产生单独的电流。在一些实施例中， 电子 控制阀致动装置包含或包括共用电子控制阀致动器， 该共用电子控制阀致动。
26、器联接至低压 阀和高压阀 （通常是低压阀构件和高压阀构件） 两者， 并且该共用电子控制阀致动器响应于 说 明 书 CN 103354874 A 6 4/14 页 7 共用阀致动信号使所述打开力或关闭力施加至低压阀构件和高压阀构件。 0024 在一些实施例中， 共用电子控制阀致动器包括被致动元件 （例如， 电枢） ， 当电子控 制阀致动器被致动 （例如， 由激活电流通过其中的螺线管） 时， 该被致动元件移动， 并且施加 至低压阀构件和高压阀构件的力被联接至被致动元件的移动 （例如， 通过机械的、 气动的或 液压的联接器） 。 0025 共用电子控制阀致动器可以是液压的或气动的或机械的致动器， 并。
27、且低压阀构件 和高压阀构件均分别由液压的或气动的或机械的致动器驱动， 低压阀构件和高压阀构件均 被适当地液压地或气动地或机械地联接至电子控制阀致动器。 0026 共用电子控制阀致动器可以包括螺线管， 并且低压阀构件和高压阀构件中的每个 均被联接至相应的电枢并且两个电枢由相同的螺线管驱动。 0027 施加至共用螺线管的平均电流可以在两个数值 （其中一个数值通常是零） 之间切 换或者可以采用取决于阀致动信号的一组数值。 0028 流体工作机械可以包括磁路， 该磁路延伸通过螺线管并且被构造成将磁通引导通 过两个电枢。 0029 磁路可以被构造成将磁通引导通过串联的两个电枢。 磁路可以包括主要部和次要。
28、 部， 该主要部形成磁路的大部分并且引导在电枢之间的磁通， 该次要部在低压阀电枢与高 压阀电枢之间延伸。 0030 然而， 磁路可以被构造成将磁通引导通过并联的两个螺线管。当相应的螺线管移 动时， 磁路可以被构造成增加通过低压阀电枢与高压阀电枢中的一个的磁路路径的磁阻。 这有助于增加穿过低压阀电枢和高压阀电枢中的另一个的磁通。 0031 优选地， 磁路包括端部止动部和突起， 该端部止动部限定所述电枢 （低压阀电枢或 高压阀电枢） 的轴向移动极限， 该突起 （该突起可以采用阶梯的形式） 朝向所述电枢径向地 延伸， 该突起与端部止动部轴向地间隔开， 使得当电枢在初始位置中时 （例如当低压阀打开 或。
29、高压阀关闭时） ， 该突起与端部止动部轴向地间隔开， 磁通主要地在电枢与突起之间被引 导， 并且当电枢朝向端部止动部移动时， 磁通在电枢与突起之间被引导， 其中随着电枢朝向 端部止动部轴向移动， 轴向分量增加。 0032 磁路可以被构造成使得当电流通过螺线管时， 低压阀电枢和高压阀电枢两者均被 朝向螺线管推压， 但是低压阀电枢和高压阀电枢的朝向螺线管的该移动打开低压阀和高压 阀中的一个并且关闭低压阀和高压阀中的另一个。 0033 磁路、 低压阀电枢和高压阀电枢中的一个或多个可以包括桥接构件， 该桥接构件 将磁通引导越过在磁路与相应的电枢之间的气隙， 其中桥接构件是锥形的。磁路可以通过 至少一个。
30、所述锥形的桥接件， 至少一个锥形的桥接件将磁通引导越过磁路中的间隙， 至少 一个锥形的桥接件将磁通如 a） 或 b） 中的一个或两者地引导 ： a） 在形成磁路的大部分的磁 路的主要部与低压阀电枢或高压阀电枢之间和 / 或 b） 穿过磁路的在低压阀电枢与高压阀 电枢之间延伸的次要部。 0034 该桥接构件或每个桥接构件均用于将任何气隙的尺寸最小化并且因此减小磁阻。 桥接构件用于有效地传送磁通， 从而根据需要通过集中或导流磁通而在一定程度上转移磁 通， 并且从而将磁通传送至相邻的磁构件。通常该桥接构件或每个桥接构件可以具有窄小 的末端。该桥接构件或每个桥接构件可以具有三角形的截面， 该三角形的截。
31、面具有第一表 说 明 书 CN 103354874 A 7 5/14 页 8 面和第二表面， 该第一表面与电枢的移动方向平行， 该第二表面与该第一表面以锐角会聚 使得该桥接构件或每个桥接构件 （其锥形的桥接件是示例的实施例） 的厚度朝向其末端减 小。该桥接构件或每个桥接件的锥形的属性意味着当电枢在通电位置中时， 场线较不紧挨 在一起 / 较不密集。第一平行表面被紧邻电枢定位， 并且在该第一平面与该电枢之间具有 相对小的气隙以便减小在该两个部分之间的磁阻。 随后， 这减小整个磁路的总磁阻。 桥接锥 形件的相对宽的基部通过气隙与相应的电枢间隔开， 并且当电枢在螺线管通电位置中时， 该桥接锥形件的相。
32、对宽的基部用于增加锁定力。 锁定力使电枢保持抵着磁路的次要部或端 部止动部 （例如从而将低压阀电枢保持在使得低压阀关闭的位置中或者从而将高压阀电枢 保持在使得高压阀打开的位置中） 。 0035 由此， 尽管作用在相应的电枢上的力最初是较低的， 但是随着相应的电枢朝向桥 接构件的较厚端移动， 该力随着阀构件的移位增加， 从而产生作用在电枢上的较高的平均 力并且从而因此缩短打开时间或关闭时间。 使用具有与电枢的移动方向平行的一个表面的 三角形截面， 由于磁通 / 磁路的斜向运动， 减少了对于使磁通通过空气的需求。 0036 所述打开力或关闭力可以响应于共用阀致动信号变化， 并且流体工作机械被构造 。
33、成在所述阀的至少一些操作期间， 当施加所述打开力或关闭力时， 改变共用阀致动信号， 从 而改变所述打开力或关闭力。改变阀致动信号可以考虑工作室压力、 和 / 或低压歧管压力 和 / 或高压歧管压力。 0037 例如， 打开力和关闭力可以是穿过共用螺线管或多个螺线管的电流的函数 （例如， 成比例） 。 流体工作机械可以包括控制器， 该控制器改变致动期间的平均电流。 在致动期间， 在低压阀和高压阀中的一个或两者已经被打开或关闭 （视情况而定） 之后， 打开力或关闭力 可以被减小。 0038 例如， 共用阀致动信号可以包括第一平均电流以及第二平均电流， 施加该第一平 均电流以使低压阀和高压阀中的一个。
34、或两者打开或关闭， 并且随后可以施加第二平均电 流， 该第二平均电流低于第一平均电流。 通常， 需要比将阀维持在打开位置或关闭位置中更 大的力来打开或关闭阀。由此， 在一个或两个阀已经打开或关闭 （视情况而定） 之后， 通过使 用较小的电流可以节约能量。电流可以是脉冲的， 并且第一平均电流和第二平均电流可以 具有相同的最大电流数值和最小电流数值但是具有不同的占空比。 0039 这是在实施例中可具体应用的， 在该实施例中电子控制阀致动装置包括至少一个 螺线管 （例如共用螺线管， 或所述第一螺线管和所述第二螺线管） 和磁路， 该磁路被构造成 将磁通引导通过联接至低压阀构件的电枢和 / 或联接至高压。
35、阀构件的电枢， 其中由于所述 电枢中的一个或两者从初始位置移动至致动位置， 因此响应于螺线管的致动打开或关闭低 压阀或高压阀中的一个或两者减小了磁路的磁阻。这是因为由于低的磁阻， 将所述一个或 多个电枢保持在致动位置中所需的平均电流通常小于使所述一个或多个电枢移动至致动 位置所需的平均电流。 0040 流体工作机械可以被构造成当所述打开力或关闭力施加至低压阀构件和高压阀 构件时， 在共用阀致动信号中产生阶跃变化 （通常是平均电流中的阶跃变化， 该平均电流用 作共用阀致动信号） 。 0041 电子控制阀致动装置可以电子地联接至低压阀构件或高压阀构件中的一个以通 过低压阀构件或高压阀构件中的另一个。
36、使所述低压阀或高压阀致动。 说 明 书 CN 103354874 A 8 6/14 页 9 0042 低压阀可以是端面座阀。 0043 通常， 低压阀或高压阀还包括导阀， 该导阀包括导阀构件， 其中电子控制阀致动器 还联接至导阀构件从而响应于电子控制阀致动器的致动将打开力或关闭力施加至导阀构 件。该导阀或每个导阀可以具有阀座， 或可以是滑阀， 或示例。 0044 施加至导阀构件的打开力或关闭力通常与施加至所述阀的打开力或关闭力在相 同方向上， 所述阀还包括导阀。 导阀指的是低吞吐阀， 该低吞吐阀在使用中在所述低压阀或 高压阀之前打开以有助于克服压力差打开所述低压阀或高压阀。 通过导阀的帮助消除。
37、了越 过 LPV 或 HPV 的压力差， 从而一旦压力差已被消除就允许 LPV 或 HPV 打开。导阀座可以整 合到所述低压阀或高压阀的阀构件。例如在 EP2,064,474（Stein） 和 EP2,329,172（Stein 等） 中公开了导阀。 0045 当高压阀不能够克服压力差而打开时， 在使用中具有特别高的压力差的应用 （例 如， 越野车辆、 工业液压机械等） 中导阀是有用的， 并且对于从零速轴起动导阀是有用的。该 导阀构件或每个导阀构件可以由与包括相应的导阀的阀的阀构件相同的螺线管来致动。 0046 低压阀和高压阀可以整合成单个单元。 0047 电子控制阀致动器装置所响应的共用阀致。
38、动信号可以是电流、 电压或其它电子信 号的存在或缺少。电子控制阀致动装置可以响应于共用阀致动信号的幅度、 或共用阀致动 信号的频率、 或 （在共用阀致动信号可以是被调制的脉冲宽度的实施例中） 共用阀致动信号 的占空比。电子控制阀致动装置可以响应于共用阀致动信号开始施加所述打开力或关闭 力， 并且可以响应于共用阀停用信号停止施加所述打开力或关闭力。 0048 流体工作机械可以是泵。流体工作机械可以是马达。流体工作机械可以是泵 - 马 达， 该泵 - 马达可在交替操作模式下作为泵或马达进行操作。流体工作机械可以是气动的。 流体工作机械可以是液压的。 0049 本发明的第二方面还延伸至控制低压阀和高。
39、压阀的方法， 该低压阀和高压阀与根 据本发明的第一方面的流体工作机械中的工作室相关联， 其中电子控制阀致动装置响应于 共用阀致动信号使打开力或关闭力同时地施加至低压阀构件和高压阀构件， 并且由于所施 加的力， 低压阀构件和高压阀构件在不同时间移动。 0050 电子控制阀致动装置可以包括共用电子控制阀致动器， 该共用电子控制阀致动器 联接至低压阀构件和高压阀构件。 0051 电子控制阀致动器可以对低压阀构件和高压阀构件直接施加所述打开力或关闭 力。 0052 电子控制阀致动器可以使所述打开力或关闭力同时施加至低压阀构件和高压阀 构件， 并且低压阀构件和高压阀构件响应于所施加的力在不同时间移动。 。
40、0053 本发明的第二方面的其它选择性特征与和第一方面相关的上述特征对应。 附图说明 0054 现在将参考下列附图来图示本发明的示例实施例 ： 0055 图 1 是现有技术的流体工作机械的示意图 ； 0056 图 2 是本发明的对于每个阀采用单独的致动器的实施例的示意图 ； 0057 图 3 是用于致动图 2 的实施例中的阀的电路的示意图 ； 说 明 书 CN 103354874 A 9 7/14 页 10 0058 图 4 是本发明的采用共用电子控制阀致动器的实施例的示意图 ； 0059 图 5 是本发明的使用联接的活塞的实施例的示意图 ； 0060 图 6A 是本发明的其中两个阀构件由单个。
41、螺线管直接驱动的实施例的示意性径向 截面 ； 0061 图 6B 是本发明的其中两个阀构件由单个螺线管直接驱动的实施例的示意性径向 截面 ； 0062 图 6C 是本发明的其中两个阀构件由单个螺线管直接驱动的实施例的示意性径向 截面 ； 0063 图 7 是穿过其中两个阀构件由单个螺线管直接驱动的替代的示例实施例的示意 性径向截面 ； 0064 图 8 是穿过其中两个阀构件由单个螺线管直接驱动的示例实施例的截面 ； 0065 图 9A 是图 8 的细节图 ； 0066 图 9B 是打开高压阀之后的对应的细节图 ； 0067 图 10 图示了低压阀位置、 高压阀位置、 工作室压力和用于泵送 （上。
42、迹线） 和马达运 行 （下迹线） 的一般致动器控制信号 ； 0068 图 11A 是穿过示例实施例的示意性径向截面， 在该示例实施例中将来自单个螺线 管的磁通引导通过与每个阀构件关联的并联或串联的电枢 ； 0069 图 11B 是穿过示例实施例的示意性径向截面， 在该示例实施例中将来自单个螺线 管的磁通引导通过与每个阀构件关联的并联或串联的电枢。 具体实施方式 0070 图 1 是流体工作机械 1 中单独的工作室 2 的示意图。流体的净吞吐量由电子可控 阀的主动控制与工作室容积的周期相位相关地确定， 以调节机械的单个工作室与流体歧管 之间的流体联通。 在逐个循环的基础上， 可由控制器选择单独的。
43、工作室， 从而使预定的固定 容积的流体移位或者从而经历不具有流体的净排量的空转周期， 从而使得泵的净吞吐量与 需求能够动态地匹配。 0071 单独的工作室 2 具有由缸 4 的内表面和活塞 6 限定的容积， 该活塞 6 由曲柄机构 9 从曲轴 8 驱动并且在缸内往复运动从而使工作室的容积周期地变化。轴位置和速度传感 器 10 确定轴的瞬时角位置和转速， 并且将轴位置和速度信号传输至控制器 12， 这使得控制 器能够确定每个单独的工作室的周期的瞬时相位。控制器通常包括微控制器或微处理器， 该微控制器或微处理器在使用中执行存储程序。 0072 工作室包括以电子可控面密封提升阀 14 形式的主动控制。
44、低压阀， 该电子可控面 密封提升阀 14 朝向工作室面向内部并且可操作用于选择地封闭从工作室延伸至低压歧管 16 的通道。工作室还包括高压阀 18。高压阀从工作室面向外部并且可操作用于封闭从工 作室延伸至高压歧管 20 的通道。 0073 至少低压阀被主动地控制从而控制器可以选择是否主动地关闭低压阀， 或者在一 些实施例中， 在工作室容积的每个周期期间可以选择是否主动地保持低压阀打开。在一些 实施例中高压阀被主动地控制， 并且在一些实施例中高压阀是被动控制阀， 例如， 压送式止 回阀。 说 明 书 CN 103354874 A 10 8/14 页 11 0074 流体工作机械可以是实现泵送循环。
45、的泵， 或者实现马达循环的马达， 或者泵 - 马 达， 该泵 - 马达可以在交替操作模式下操作为泵或马达并且从而可以实现泵送循环或马达 循环。 0075 在 EP0361927 中描述了全冲程泵送循环。在工作室的膨胀冲程期间， 低压阀打开 并且液压流体从低压歧管被接纳。 在下死点处或附近时， 控制器确定是否应该关闭低压阀。 如果低压阀关闭， 则在工作室容积的随后的收缩阶段期间工作室内的流体被增压并且被排 放至高压阀， 使得泵送循环发生并且一定体积的流体被移位至高压歧管。然后在上死点处 或稍后于上死点， 低压阀再次打开。 如果低压阀维持打开， 则工作室内的流体被排放回至低 压歧管并且空转周期发生。
46、， 该空转周期中不存在流体至高压歧管的净排量。 0076 在一些实施例中， 如果选择泵送循环， 则低压阀会被偏压而打开并且会需要由控 制器主动地关闭。 在其它实施例中， 如果选择空转周期， 则低压阀会被偏压而关闭并且会需 要由控制器主动地保持打开。高压阀可以被主动地控制， 或者可以是被动地打开止回阀。 0077 在 EP0494236 中描述了全冲程泵送循环。在收缩冲程期间， 流体通过低压阀被排 放至低压歧管。空转周期可以由控制器选择， 在该情形中， 低压阀保持打开。然而， 如果选 择全冲程马达循环， 则低压阀在上死点之前关闭， 使得随着工作室的容积继续减少压力在 工作室内积聚。一旦已经积聚足。
47、够的压力， 通常正好在上死点之后， 高压阀就可以打开， 并 且流体从高压歧管流至工作室中。 在下死点之前不久， 高压阀被主动关闭， 因此工作室内的 压力下降， 使低压阀能够在下死点附近或稍后于下死点时打开。 0078 在一些实施例中， 如果选择马达循环， 则低压阀会偏压打开并且需要由控制器主 动地关闭。 在其它实施例中， 如果选择空转周期， 则低压阀会偏压关闭并且需要由控制器主 动地保持打开。尽管低压阀通常被动地打开， 但该低压阀可以在主动控制下打开从而使打 开定时能够被小心地控制。由此， 低压阀可以主动地打开， 或者， 如果该低压阀已主动地保 持打开， 则该主动保持打开可以被停止。高压阀可以。
48、被主动地或被动地打开。通常， 高压阀 会主动地打开。 0079 在一些实施例中， 代替仅在空转周期与全冲程泵送和 / 或马达循环之间选择， 流 体工作控制器还可操作用于改变阀定时的精确定相从而形成部分冲程泵送循环和 / 或部 分冲程马达循环。 0080 在部分冲程泵送循环中， 随后低压阀在排气冲程中关闭， 使得工作室的最大冲程 的仅部分移位至高压歧管中。通常， 低压阀的关闭被延迟到上死点之前不久。 0081 在部分冲程马达循环中， 在膨胀冲程期间高压阀关闭并且低压阀打开， 使得从高 压歧管接纳的一定体积的流体并且由此流体的净排量小于其它可能的情况。 0082 参考图 2， 在第一实施例中， 控。
49、制器通过信号输出线 30 传输共用阀致动信号。共 用阀致动信号可以是电流， 该电流施加至低压阀和高压阀的螺线管， 或者该共用阀致动信 号是用于控制电路的数字信号， 该电路响应于数字信号将电流施加至低压阀和高压阀螺线 管。 响应于共用阀致动信号， 电流被施加至低压阀的螺线管和高压阀的螺线管， 使得低压阀 的螺线管和高压阀的螺线管同时地通电， 因此低压阀螺线管对低压阀构件施加关闭力， 并 且同时高压阀对高压阀构件施加打开力。然而， 由于低压阀构件和高压阀构件可以独立地 移动， 所以尽管通常低压阀构件在电流被施加至螺线管之后几乎立即开始移动， 但是通常 直到工作室与高压歧管之间的越过高压阀构件的压力差下降至临界值以下， 高压阀构件才 说 明 书 CN 103354874 A 11 9/14 页 12 会开始移动。 0083 图 3 图示了低压阀螺线管 38A 和高压阀螺线管 38B 如何由控制器驱动的示例。 在该示例中， 控制器产生数字形式的共用阀致动信。