專利名稱：流體工作機(jī)器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體工作機(jī)器的領(lǐng)域，具體涉及包括至少一個(gè)周期性變化容積的工作 室的流體工作機(jī)器，在這種流體工作機(jī)器中通過這個(gè)或每個(gè)工作室的流體凈位移量是在一 個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過至少一個(gè)電子可控制的閥進(jìn)行調(diào)節(jié)的，以便確定流體通過這個(gè)或每 個(gè)工作室的凈通過量。
背景技術(shù)：
流體工作機(jī)器包括受流體驅(qū)動(dòng)的和/或由流體驅(qū)動(dòng)的機(jī)器，如泵、馬達(dá)、以及可以 在不同的運(yùn)行模式下或者作為一個(gè)泵或者作為一個(gè)馬達(dá)而起作用的機(jī)器。當(dāng)流體工作機(jī)器作為泵來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)低壓歧管典型地用作流體的一種凈來源點(diǎn) (net source)而一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的凈匯收點(diǎn)(net sink)。當(dāng)流體工作機(jī)器作 為一個(gè)馬達(dá)來運(yùn)行時(shí)，一個(gè)高壓歧管典型地用作流體的凈來源點(diǎn)而一個(gè)低壓歧管典型地用 作流體的凈匯收點(diǎn)。在本說明書以及所附權(quán)利要求之中，術(shù)語“高壓歧管”以及“低壓歧管” 是指彼此相對(duì)具有更高和更低壓力的歧管。在高壓和低壓歧管之間的壓力差、以及在高壓 和低壓歧管中壓力的絕對(duì)值將取決于應(yīng)用。例如，在被優(yōu)化用于高功率泵送應(yīng)用的情況下 一個(gè)泵的壓力差可以比被優(yōu)化用來精確地確定流體的凈位移量的情況下的一個(gè)泵要更高， 例如，用于分配測(cè)定量的流體(例如，液體燃料)的泵可以僅在高壓與低壓歧管之間具有一 個(gè)最小的壓力差。一個(gè)流體工作機(jī)器可以具有多于一個(gè)的低壓歧管。雖然將參照其中流體是一種液體(如，一種通常不可壓縮的液壓液)的應(yīng)用對(duì)本 發(fā)明進(jìn)行說明，但該流體可替代性地是一種氣體。已知流體工作機(jī)器包括多個(gè)周期性地變化容積的工作室，其中通過這些工作室的 流體的位移是在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上并且與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系受到多個(gè) 電子可控制的閥的調(diào)節(jié)以便確定通過該機(jī)器的流體凈通過量。例如，EP 0 361 927披露了 一種方法，該方法以與工作室容積的周期成定相關(guān)系通過打開和/或關(guān)閉多個(gè)電子可控制 的提升閥來控制通過一個(gè)多室泵的流體凈通過量，以便調(diào)節(jié)泵的這些單獨(dú)的工作室與一個(gè) 低壓歧管之間的流體連通。其結(jié)果是，在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上，這些單獨(dú)的室是通過一個(gè)控 制器可選擇的，以便或者將流體移位一個(gè)預(yù)定的固定容積或者進(jìn)行一個(gè)沒有流體凈位移量 的空轉(zhuǎn)周期，由此使得該泵的凈通過量能夠與要求動(dòng)態(tài)地相匹配。EP 0 494 236發(fā)展了這一原理并且包括了在多個(gè)單獨(dú)的工作室與一個(gè)高壓歧管 之間調(diào)節(jié)流體連通的多個(gè)電子可控制的提升閥，由此協(xié)助提供在交變的運(yùn)行模式下或者作 為泵或馬達(dá)起作用的一種流體工作機(jī)器。EP 1 537 333介紹了部分周期的可能性，允許多 個(gè)單獨(dú)的工作室的多個(gè)單獨(dú)的周期將多個(gè)不同的流體容積中的任何一個(gè)進(jìn)行移位從而更 好地與要求相匹配。確定這種類型的流體工作機(jī)器的性能的關(guān)鍵因素包括這些電子可控制閥門的性 能特征。這些閥門典型地是電磁激勵(lì)的提升閥，雖然可以想象可采用其他閥門類型。相關(guān) 的性能特征包括這些電子可控制閥門打開和關(guān)閉時(shí)的速度、它們能夠打開的情況下所對(duì)抗 的壓力差、它們的工作壽命、以及閥門打開時(shí)通過其中的流動(dòng)通路的截面，該截面限制了流
4體的通過量并且影響流進(jìn)和流出工作室的流體的流動(dòng)特征。因此，這些電子可控制的閥門 是此類流體工作機(jī)器中昂貴并且限制性能的部件，并且令人希望的是減少對(duì)于這些電子可 控制閥門所提出的要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。對(duì)于以上說明的類型的流體工作機(jī)器的一個(gè)顯著技術(shù)問題涉及低壓閥的打開，在 一個(gè)流體工作馬達(dá)(如，可以只作為馬達(dá)起作用的一個(gè)流體工作機(jī)器、或可以在不同的運(yùn) 行模式中或作為馬達(dá)或作為泵起作用的流體工作機(jī)器)中，該低壓閥將一個(gè)工作室連接到 一個(gè)低壓歧管上。在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期中，與工作室相關(guān)聯(lián)的一個(gè)高壓閥在控制器的主動(dòng)控制 之下在膨脹沖程結(jié)束前被短時(shí)間地關(guān)閉。當(dāng)工作室繼續(xù)擴(kuò)張時(shí)，被截留在工作室中的流體 的壓力降低。典型地，在工作室中截留的流體的壓力將需要降低到接近在低壓閥可以打開 之前的低壓歧管的壓力。然而，因?yàn)閹讉€(gè)原因，這可能花費(fèi)顯著長(zhǎng)的一段時(shí)間來將在工作室 之中截留的流體的壓力降低到一個(gè)足夠低的值。首先，在大多數(shù)流體工作機(jī)器中工作室容 積的變化率在接近膨脹沖程的末端時(shí)下降。其次，在許多通常使用的液壓流體的情況下，在 工作室中截留的流體壓力的變化不是工作室容積的一個(gè)線性函數(shù)。此外，在液壓流體之中 溶解的氣體可能蒸發(fā)，這具有在工作室中減小預(yù)期的壓力下降速率的作用。這種延遲可以 降低流體工作馬達(dá)的效率。確實(shí)，如果在工作室中的壓力沒有降低到一個(gè)足夠低的值以使 低壓閥能夠打開(例如在啟動(dòng)時(shí)、或在特別高的或低的溫度條件下運(yùn)行時(shí))，故障就可能發(fā) 生。因此，本發(fā)明的某些方面的目的是在流體工作機(jī)器的機(jī)動(dòng)周期的過程中協(xié)助打開 一個(gè)低壓閥，該低壓閥調(diào)節(jié)一個(gè)工作室內(nèi)部與一個(gè)低壓歧管之間的連通。本發(fā)明的某些實(shí)施方案著手解決一個(gè)另外的技術(shù)問題，這個(gè)技術(shù)問題出現(xiàn)在當(dāng)一 個(gè)工作室的膨脹沖程過程中流體從一個(gè)低壓歧管流入一個(gè)泵的工作室中時(shí)，這個(gè)技術(shù)問題 確定了用于一個(gè)特定應(yīng)用的電子可控制閥門的規(guī)格。流體流動(dòng)的速率受到通過該提升閥的 流動(dòng)路徑的截面以及幾何形狀以及這種工作流體的特性的限制。當(dāng)流入工作室的流體是一 種液體時(shí)，它經(jīng)受到空穴作用，這種空穴作用增加了噪音、通過要求橫跨提升閥的壓力差而 降低了效率、并且導(dǎo)致機(jī)器的損壞。在一個(gè)馬達(dá)中的工作室的收縮沖程過程中當(dāng)流體流出 到一個(gè)低壓歧管時(shí)出現(xiàn)一個(gè)不同的問題，此時(shí)一個(gè)增加的壓力降造成低效率，并且此時(shí)提 升閥可以意外地被關(guān)閉從而致使有可能損壞閥門和非故意的泵送。對(duì)于較高通過量的應(yīng)用或要求優(yōu)秀的流體流動(dòng)特征的應(yīng)用，這個(gè)問題已經(jīng)典型地 通過限定更大的電子可控制閥門而得到解決。然而，更大的電子可控制閥門是更昂貴的并 且在性能特征中可能有一定的讓步。例如，更大的電子可控制閥門比更小的閥也許打開和 關(guān)閉得更慢，或者使用更多的電功率，迫使對(duì)其作出折衷。本發(fā)明的某些方面還旨在減少在 徑向活塞泵和/或馬達(dá)中的曲軸箱內(nèi)可能發(fā)生的熱流體的積聚。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第一方面，在此提供了一種流體工作機(jī)器，該流體工作機(jī)器包 括一個(gè)控制器以及具有周期性變化容積的一個(gè)工作室，該工作室具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)高 壓閥以便控制該工作室到一個(gè)高壓歧管的連接，以及一個(gè)電子可控制的初級(jí)低壓閥以便控 制該工作室到一個(gè)低壓歧管的連接，該控制器是可運(yùn)行的從而以與工作室容積的多個(gè)周期 成定相關(guān)系來主動(dòng)地控制至少該初級(jí)低壓閥，以便在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過該工作室確 定流體的凈位移量，該流體工作機(jī)器是可運(yùn)行的以便在至少某些情況下執(zhí)行一個(gè)機(jī)動(dòng)周期，其特征在于，該流體工作機(jī)器被適配為在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該初級(jí)低壓閥打開 之前從該工作室釋放加壓的流體。所造成的加壓流體的釋放須優(yōu)選地協(xié)助該初級(jí)低壓閥的打開。優(yōu)選地，該高壓閥 也是電子可控制的，并且被該控制器主動(dòng)地控制的至少一個(gè)閥門典型地還包括該高壓閥。該流體工作機(jī)器可以包括降壓裝置，該裝置是可運(yùn)行的以便在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過 程中在該初級(jí)低壓閥打開之前從該工作室釋放加壓的流體，以便協(xié)助打開該初級(jí)低壓閥。優(yōu)選地，該工作室具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)次級(jí)低壓端口，該次級(jí)低壓端口是可打 開和可關(guān)閉的，這種打開和關(guān)閉與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系，以便在一個(gè)機(jī)動(dòng)周 期的過程中在該初級(jí)低壓閥的打開之前例如通過將該工作室連接到一個(gè)低壓歧管上而從 該工作室釋放加壓的流體，從而減小該工作室中的壓力并且由此協(xié)助該初級(jí)低壓閥的打 開。因此，通過在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓 的流體，該工作室中的壓力比在其他情況下降得更快，或比在其他情況下降到一個(gè)更低的 值，從而協(xié)助該低壓閥的打開。確實(shí)，打開該次級(jí)低壓端口可以引起該初級(jí)低壓閥的打開。就在該初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓的流體而論，我們是指在一個(gè) 給定的機(jī)動(dòng)周期的過程中在該初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓的流體。典型 地，該加壓的流體是在一個(gè)膨脹沖程的后半部分的過程中釋放的。典型地，該加壓的流體是 在該高壓閥關(guān)閉之后被釋放。典型地，該加壓的流體是在該高壓閥關(guān)閉的時(shí)間與該初級(jí)低 壓閥打開的時(shí)間之間被釋放的。優(yōu)選地，該次級(jí)低壓端口是以與工作室的多個(gè)周期成定相關(guān)系可打開和可關(guān)閉 的，以便通過運(yùn)行性地與該工作室的膨脹和收縮周期相連接的一種機(jī)械安排從該工作室釋 放加壓的流體。有利地，可以提供一種機(jī)械安排，該機(jī)械安排可以對(duì)抗一個(gè)相當(dāng)大的壓力差 而打開，該壓力差實(shí)質(zhì)性地超過該低壓閥可以與之對(duì)抗而打開的壓力差。該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉的定時(shí)是根據(jù)該流體工作機(jī)器的所預(yù)期的應(yīng)用來 選擇的。例如，在該流體工作機(jī)器包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(例如，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)活塞機(jī)器中)、并 且該流體工作機(jī)器被適配為使得該可旋轉(zhuǎn)的軸總是或主要在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，該次級(jí)低 壓端口的打開與下死點(diǎn)之間的時(shí)間段可以不同于在下死點(diǎn)與該次級(jí)低壓端口的關(guān)閉之間 的時(shí)間段。在該流體工作機(jī)器總是或主要是作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行時(shí)，該次級(jí)低壓端口可以略 微在下死點(diǎn)之前、在下死點(diǎn)處、或略微在下死點(diǎn)之后被打開，并且該次級(jí)低壓端口可以顯著 地在下死點(diǎn)之后關(guān)閉，并且優(yōu)選地在工作室容積中間下死點(diǎn)與上死點(diǎn)的最大變化率的點(diǎn)上 或在其之后。在該流體工作機(jī)器主要作為一個(gè)泵運(yùn)行時(shí)，該次級(jí)低壓端口可以略微在下死 點(diǎn)之前、或在下死點(diǎn)處關(guān)閉。在與該工作室相關(guān)聯(lián)的次級(jí)低壓端口是以與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系 而可打開和可關(guān)閉的、以便在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該低壓閥的打開之前將該工作室連 接到一個(gè)低壓歧管上從而釋放加壓的流體并且由此減小該工作室中的壓力并且協(xié)助該低 壓閥的打開的情況下，它可以是該次級(jí)低壓端口保持打開直到在隨后的收縮沖程中的至少 工作室容積的減小率是最大的一點(diǎn)，以協(xié)助流體流出該工作室到達(dá)一個(gè)或多個(gè)低壓歧管。 然而，這可以是在該低壓閥已經(jīng)打開之后的短時(shí)間內(nèi)該次級(jí)低壓端口關(guān)閉。這可以是在該 低壓閥打開之前該次級(jí)低壓端口關(guān)閉。
該流體工作機(jī)器可以包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，如，一個(gè)曲軸。在這種情況下，該次級(jí) 低壓端口的打開和關(guān)閉可以通過一種機(jī)械安排被可運(yùn)行地與該可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的角度相聯(lián)接。 因此，該初級(jí)低壓閥在該控制器的主動(dòng)控制下在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上可以是可打開的，但 是該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上可能不是可變化的，并且可以例如 通過可運(yùn)行地與一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸(當(dāng)它存在時(shí))的角度相聯(lián)接的一個(gè)機(jī)械安排被固定地相 位鎖定到該工作室的膨脹和收縮周期上。該次級(jí)低壓端口可以包括一個(gè)機(jī)械控制閥，該機(jī) 械控制閥被與該工作室的膨脹和收縮周期機(jī)械性聯(lián)接的一個(gè)推桿來操作。該次級(jí)低壓端口可以包括在該工作室中的一個(gè)或多個(gè)孔，例如，在該工作室包括 一個(gè)空心活塞時(shí)，該次級(jí)低壓端口可以包括在該空心活塞中的一個(gè)孔，如在該空心活塞的 基底中的一個(gè)孔。該流體工作機(jī)器可以是可運(yùn)行的以便使一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管周 期性地與所述一個(gè)或多個(gè)孔對(duì)齊，以便由此使該工作室在一段時(shí)間與一個(gè)歧管處于流體連 通，典型地這種連通與工作室容積的周期成相位關(guān)系，并且優(yōu)選地相位鎖定到工作室容積 的周期上。在該流體工作機(jī)器包括多個(gè)所述工作室時(shí)，一個(gè)單個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管進(jìn)而可以 周期性地與這些孔對(duì)齊，這些孔與多個(gè)所述工作室相關(guān)聯(lián)。典型地，這個(gè)或每個(gè)引導(dǎo)流體的 導(dǎo)管被形成為一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的構(gòu)件，如一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸、或一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的偏心件或具有多個(gè) 葉片(如，一個(gè)環(huán)形凸輪)的軸。例如，該流體工作機(jī)器可以是一個(gè)活塞泵，其中該工作室具有由一個(gè)汽缸和往復(fù) 的活塞(例如，一個(gè)空心活塞)限定的容積。該流體工作機(jī)器可以是一個(gè)徑向活塞泵，其中 一個(gè)汽缸具有一個(gè)基底，該基底與附接在一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸上(典型地被整合到該曲軸的 表面中)的一個(gè)偏心件處于滑動(dòng)接觸。在該流體工作機(jī)器包括多個(gè)所述工作室時(shí)，這些工 作室由多個(gè)汽缸限定，這些汽缸中的每個(gè)具有與相同的偏心件處于滑動(dòng)接觸的一個(gè)基底， 該偏心件可以包括一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管，這些引導(dǎo)流體的導(dǎo)管被適配為周期性地使 與該偏心件處于滑動(dòng)接觸的每個(gè)汽缸的基底中的一個(gè)孔與一個(gè)低壓歧管進(jìn)入流體連通，進(jìn) 而由此打開與每個(gè)工作室相關(guān)聯(lián)的次級(jí)低壓端口，進(jìn)而與工作室容積的周期成相位關(guān)系， 以便使每個(gè)工作室與所述低壓歧管進(jìn)入流體連通并且隨后脫離流體連通。所述低壓歧管可 以包括一個(gè)徑向活塞泵的曲軸箱。該一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管可以包括圍繞該偏心件的 部分圓周延伸的一個(gè)或多個(gè)外圍槽縫。因此，這個(gè)或每個(gè)外圍槽縫與工作室容積的周期成 相位關(guān)系而可以周期性地使多個(gè)活塞的內(nèi)部與環(huán)繞的曲軸箱中的流體處于流體連通?？商娲兀摿黧w工作機(jī)器可以是一個(gè)軸向活塞泵，在該軸向活塞泵中該工作室 具有通過一個(gè)汽缸和往復(fù)活塞(例如，一個(gè)空心活塞，該活塞被一個(gè)擺動(dòng)板驅(qū)動(dòng)并且與其 處于連通)來限定的一個(gè)容積，其中該工作室包括一個(gè)孔，該孔作為次級(jí)低壓端口起作用， 并且該擺動(dòng)板包括一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管，該或這些引導(dǎo)流體的導(dǎo)管被適配為周期性 地使該汽缸的基底中的所述孔與一個(gè)低壓歧管處于流體連通，由此周期性地打開該工作室 的次級(jí)低壓端口。在提供了多個(gè)所述工作室時(shí)，這些工作室中的多于一個(gè)具有通過一個(gè)汽 缸和往復(fù)活塞(該活塞與相同的擺動(dòng)板處于連通)來限定的一個(gè)容積，一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流 體的導(dǎo)管優(yōu)選地被安排為周期性地使每個(gè)所述工作室的基底中的孔與一個(gè)低壓歧管進(jìn)入 流體連通，以便由此進(jìn)而打開每個(gè)所述工作室的次級(jí)低壓端口。與一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的 導(dǎo)管處于連通的低壓歧管可以包括一個(gè)軸向活塞泵的曲軸箱。該一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo) 管可以包括一個(gè)或多個(gè)在該擺動(dòng)板的表面中的槽縫，該擺動(dòng)板與工作室容積的周期成相位關(guān)系而被安排為周期性地使該活塞的內(nèi)部或所述多個(gè)活塞中的每個(gè)進(jìn)而與環(huán)繞的曲軸箱 中的流體進(jìn)入流體連通并且隨后脫離流體連通。因此，該次級(jí)低壓端口可以包括在該工作室中的一個(gè)或多個(gè)孔，這些孔被周期性 地顯露或被帶入與一個(gè)流體導(dǎo)管(例如，置入一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸的表面中的一個(gè)槽縫)對(duì) 齊。在該工作室包括一個(gè)在汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的空心活塞時(shí)，該次級(jí)低壓端口可以包括一個(gè) 孔，該孔在該空心活塞、或該汽缸的任一個(gè)或在兩者之中，在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中，該孔 被顯露或這些孔朝向該膨脹沖程的末端被對(duì)齊，以便從該工作室釋放加壓的流體，減小該 工作室中的壓力，并且由此協(xié)助打開該低壓閥。優(yōu)選地，在該工作室與在該次級(jí)低壓端口中釋放加壓流體的低壓歧管之間的壓力 差比該初級(jí)低壓閥可以打開時(shí)的壓力差超過至少為10的一個(gè)因數(shù)，并且典型地是至少100 或至少1000。該流體工作機(jī)器可以是一個(gè)馬達(dá)，在這種情況下它可以是可運(yùn)行的以便僅執(zhí)行機(jī) 動(dòng)周期。然而，該流體工作機(jī)器可以是可運(yùn)行的以便在不同的運(yùn)行模式下或作為一個(gè)馬達(dá) 或作為一個(gè)泵起作用，在這種情況下在它作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行時(shí)的情況下它將僅執(zhí)行機(jī)動(dòng)周期。該流體工作機(jī)器典型地包括多個(gè)所述工作室。在這些對(duì)應(yīng)的工作室的容積的多個(gè) 周期中的不同時(shí)間從單獨(dú)的所述工作室、或單獨(dú)組的所述工作室可以釋放出加壓的流體， 例如，單獨(dú)的所述工作室、或單獨(dú)組的所述工作室可以通過一個(gè)次級(jí)低壓端口在對(duì)應(yīng)的工 作室的容積的多個(gè)周期中的不同時(shí)間釋放出加壓的流體。因此，多個(gè)單獨(dú)的工作室、或單獨(dú) 組的工作室可以被優(yōu)化用于不同的目的。該流體工作機(jī)器還可以包括一個(gè)或多個(gè)工作室，這些工作室不是可運(yùn)行的而在該 初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓的流體。該流體工作機(jī)器可以包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸，該曲軸具有多個(gè)工作室，這些工作 室單獨(dú)地亦或成組地安排在沿著該可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸的長(zhǎng)度的軸向間隔開的位置處，每個(gè)軸向 間隔開的位置在該可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸中具有一個(gè)外圍槽縫，通過該外圍槽縫可以從這些對(duì)應(yīng)的 工作室釋放加壓的流體，其中至少兩個(gè)外圍槽縫被定位在圍繞該曲軸的軸線的不同角度 處，這樣加壓的流體不能同時(shí)被保持在定位于該曲軸一側(cè)上的所有工作室之中，由此減小 了在該曲軸上的最大潛在的合力。在這種情況下，至少兩個(gè)外圍槽縫被典型地定位在軸向 間隔分開的偏心凸輪上，并且這可以是至少兩個(gè)所述軸向間隔的偏心凸輪圍繞該曲軸的軸 線以不同的角度被定位，對(duì)應(yīng)的外圍槽縫各自相對(duì)于它們定位在其上的偏心凸輪以類似的 方向被定位。典型地，在工作室容積的連續(xù)周期的過程中，加壓的流體是在一個(gè)初級(jí)低壓閥的 打開之前例如通過一個(gè)所述次級(jí)端口從工作室中釋放的。雖然在跟隨該機(jī)器的啟動(dòng)的使初 級(jí)低壓閥第一次被打開之前可以將加壓的流體從該工作室中釋放，在跟隨該機(jī)器的啟動(dòng)的 工作室容積的第一周期之后加壓流體典型地(另外地或可替代地)是在工作室容積的多個(gè) 周期的過程中從該工作室中釋放的。在工作室容積的連續(xù)周期的過程中，加壓的流體可以 在一個(gè)初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室中釋放。在某些實(shí)施方案中，在工作室容積的每 個(gè)周期的過程中，加壓的流體是在一個(gè)初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室中釋放的。對(duì)于在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過該工作室確定流體的凈位移量而論，我們是指在
8工作室容積的多個(gè)單獨(dú)周期的過程中從流體的多個(gè)可能凈位移量(這可以是離散的凈位 移量和/或選自凈位移量的一個(gè)連續(xù)范圍)之中確定通過該工作室的流體凈位移量。為了 確定通過該工作室的流體凈位移量，該控制器可以主動(dòng)地控制多個(gè)電子可控制的閥門。該流體工作機(jī)器可以包括多個(gè)所述工作室。在這種情況下，該控制器可以是可運(yùn) 行的以便與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系來主動(dòng)地控制多個(gè)電子可控制閥門(這些 閥包括與該多個(gè)所述工作室的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的至少該初級(jí)低壓閥)，以便在一個(gè)逐周期的 基礎(chǔ)上確定所述多個(gè)工作室的每一個(gè)的凈位移量。典型地，這就確定了通過作為一個(gè)整體 的流體工作機(jī)器的流體凈通過量。該控制器可以是可運(yùn)行的以便在工作室容積的多個(gè)單獨(dú) 周期的過程中通過多個(gè)單獨(dú)的工作室或多組工作室來確定流體的凈位移量。通過“主動(dòng)地控制” 一詞，我們是指在至少某些情況下通過一個(gè)控制機(jī)構(gòu)使該控制 器能夠影響一個(gè)電子可控制閥門的狀態(tài)，該控制機(jī)構(gòu)消耗功率并且不專門是一種被動(dòng)響應(yīng) (例如，僅響應(yīng)于跨越一個(gè)閥的壓力差來打開或關(guān)閉一個(gè)閥)。相關(guān)的術(shù)語如“主動(dòng)控制” 應(yīng)相應(yīng)地予以解釋。盡管如此，初級(jí)低壓閥、以及的一個(gè)或多個(gè)其他電子可控制閥門(當(dāng)存 在時(shí))優(yōu)選地也是可運(yùn)行的以便通過被動(dòng)方式打開或關(guān)閉。由于在該工作室中的壓力降低 (如在一個(gè)進(jìn)氣沖程的過程中)，典型地該初級(jí)低壓閥就被動(dòng)地打開。例如，該初級(jí)低壓閥、 或一個(gè)或多個(gè)其他電子可控制閥門(當(dāng)存在時(shí))可以在至少某些周期的過程中由于一個(gè)壓 力差而被動(dòng)地打開并且在該周期的一部分過程中在該控制器的主動(dòng)控制下是選擇性地可 關(guān)閉的。通過“主動(dòng)地控制”(以及相關(guān)的術(shù)語如“主動(dòng)控制”)一詞，我們包括了以下可能 性，即該控制器是可運(yùn)行的以便選擇性地致使一個(gè)電子可控制閥門執(zhí)行一次或多次打開、 關(guān)閉、保持打開和/或保持關(guān)閉。該控制器也許僅能夠在一個(gè)工作周期的一部分過程中影 響一個(gè)電子可控制閥門的狀態(tài)。例如，在該工作室中的壓力是相當(dāng)大時(shí)，該控制器可能無法 對(duì)抗在一個(gè)工作周期的大部分過程中的一個(gè)壓力差而打開該初級(jí)低壓閥。典型地，該控制 器通過將一個(gè)控制信號(hào)或者直接傳送到一個(gè)電子可控制閥門上或到一個(gè)電子可控制閥門 驅(qū)動(dòng)器(如，一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān))上來主動(dòng)地控制該電子可控制的初級(jí)低壓閥、以及一個(gè)或多 個(gè)其他電子可控制閥門(當(dāng)它們存在時(shí))。就傳送一個(gè)控制信號(hào)而論，我們包括了傳送一個(gè) 指示電子可控制閥門的預(yù)期狀態(tài)(例如，打開或關(guān)閉的)的信號(hào)或指示一個(gè)電子可控制閥 門應(yīng)該被改變的狀態(tài)(例如，該閥應(yīng)該被打開或關(guān)閉)的一個(gè)脈沖、或指示一個(gè)電子可控制 閥門應(yīng)該被保持的狀態(tài)的一個(gè)脈沖。該控制器可以在一個(gè)連續(xù)的基礎(chǔ)上傳送一個(gè)信號(hào)并且 停止或改變?cè)撔盘?hào)以便致使一個(gè)電子可控制閥門的狀態(tài)的一種改變，例如，該電子可控制 的初級(jí)低壓閥、或一個(gè)或多個(gè)其他電子可控制閥門(當(dāng)它們存在時(shí))可以包括一個(gè)常閉的 螺線管打開的閥門，該閥門通過提供一個(gè)電流而被保持打開并且通過切斷該電流而被主動(dòng) 地關(guān)閉。就“與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系”而論，我們是指參照該工作室的容積 周期的相位來確定通過該初級(jí)低壓閥、以及一個(gè)或多個(gè)其他電子可控制閥門(當(dāng)它們存在 時(shí))的控制器的主動(dòng)控制的定時(shí)。因此，該流體工作機(jī)器典型地包括工作室相位確定裝置， 如一個(gè)位置傳感器。例如，在工作室容積的周期是機(jī)械地與一個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)相聯(lián)接時(shí)，該流體 工作機(jī)器優(yōu)選地包括一個(gè)軸位置傳感器、以及可任選地一個(gè)軸速度傳感器、并且該控制器 是可運(yùn)行的以便從該軸位置傳感器接收一個(gè)軸位置信號(hào)、并且從一個(gè)所述軸速度傳感器可任選地接收一個(gè)軸速度信號(hào)。在包括多個(gè)工作室(不同工作室的容積周期之間具有一個(gè) 相位差)的多個(gè)實(shí)施方案中，該控制器將典型地是可運(yùn)行的以確定多個(gè)單獨(dú)的工作室的相 位。在某些實(shí)施方案中，該工作室可以包括一個(gè)次級(jí)低壓端口(它典型地是所述次級(jí) 低壓端口)，該次級(jí)低壓端口是與工作室容積的這些周期成定相關(guān)系可打開并且可關(guān)閉的 以便將該工作室連接到一個(gè)低壓歧管上，從而使流體能夠在工作室容積的至少某些周期的 一部分的過程中同時(shí)通過該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口兩者而流入或流出該工作室。以此方式，該初級(jí)低壓閥與次級(jí)低壓端口一起工作以便在工作室容積的至少某些 周期的一部分的過程中從至少一個(gè)低壓歧管供應(yīng)流體進(jìn)入或離開該工作室。其結(jié)果是，該 工作室的充滿或排空特征優(yōu)于以下可能的情況，即假如該工作室可以僅通過該初級(jí)低壓閥 來使流體與一個(gè)或多個(gè)低壓歧管相連通。例如，由于該工作室與這個(gè)或每個(gè)低壓歧管之間 的壓力差，對(duì)抗該工作室的膨脹或收縮而起作用的力可以被減小。在該流體是一種液體時(shí)， 對(duì)于該次級(jí)低壓端口所改進(jìn)的流體特征可以消除在使用一個(gè)電子可控制的初級(jí)低壓閥時(shí) 形成的空穴作用，該電子可控制的低壓閥否則會(huì)具有一個(gè)太小的截面區(qū)域。這就可能具有 減小噪聲和/或改進(jìn)該流體工作機(jī)器的效率和/或增加該機(jī)器的工作壽命的作用。當(dāng)該液 壓流體是處于相對(duì)低的溫度并且因此具有相對(duì)高的黏度時(shí)，在一個(gè)膨脹沖程過程中為流體 提供一個(gè)次級(jí)流動(dòng)通路可以特別地改進(jìn)泵在啟動(dòng)時(shí)或在冷的條件下的性能。優(yōu)選地，該次級(jí)低壓端口被關(guān)閉用于工作室容積的每個(gè)周期的至少一部分。優(yōu)選 地，僅在由控制器確定的工作室容積的選定周期的過程中才同時(shí)關(guān)閉該初級(jí)低壓閥以及該 次級(jí)低壓端口。例如，該初級(jí)低壓閥可以在由該控制器確定的工作室容積的選定周期的整 個(gè)過程中保持打開。優(yōu)選地，在當(dāng)該初級(jí)低壓閥開放的情況之間該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí) 低壓端口同時(shí)被關(guān)閉。典型地，至少在某些運(yùn)行條件下，在該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端 口是同時(shí)打開的順序的時(shí)間段之間該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口同時(shí)被關(guān)閉。該至少一個(gè)工作室可以具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)轉(zhuǎn)接器，以便交替地將該電子可控 制的初級(jí)低壓閥附接在(i)所述低壓歧管和(ii) 一個(gè)高壓歧管(例如，如在EP 1 738 077 中所披露的)上。然而，該工作室典型地包括一個(gè)高壓閥來控制該工作室到一個(gè)高壓歧管 上的連接。該高壓閥可以包括一個(gè)壓力操作的止回閥(例如，在一個(gè)泵的情況下)或一個(gè) 另外的電子可控制閥門(例如，在一個(gè)馬達(dá)、或可運(yùn)行的以作為或者一個(gè)泵或者一個(gè)馬達(dá) 起作用的一個(gè)流體工作機(jī)器的情況下)，該閥優(yōu)選地在該控制器的控制下。優(yōu)選地，就工作室容積的至少某些周期(在這些周期中該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí) 低壓端口兩者是同時(shí)開放的)而言，該控制器是可運(yùn)行的，以便在該控制器的主動(dòng)控制下 使該初級(jí)低壓閥關(guān)閉，從而在該次級(jí)低壓端口關(guān)閉之后的一段時(shí)間使該工作室與這個(gè)或每 個(gè)所述低壓歧管脫離連通。在這些情況下，當(dāng)該控制器可以致使該初級(jí)低壓閥關(guān)閉以使該 工作室與這個(gè)或每個(gè)所述低壓歧管脫離連通時(shí)該次級(jí)低壓端口已經(jīng)被關(guān)閉，并且因此在該 工作室與一個(gè)、或可任選地兩個(gè)或更多低壓歧管處于流體連通的一個(gè)時(shí)期的結(jié)束點(diǎn)保持處 于該控制器的控制之下。該控制器典型地通過選擇該初級(jí)低壓閥相對(duì)于工作室容積的多個(gè)周期的相位關(guān) 閉的時(shí)間，例如通過可任選地選擇該工作室的一個(gè)空轉(zhuǎn)周期(在該周期中不存在通過該工 作室的流體的凈位移量)，或許通過保持該初級(jí)低壓閥在一個(gè)周期的整個(gè)過程中開放(例如，如在EP 0 361 927中所披露的)或保持該工作室在一個(gè)周期的整個(gè)過程中與任何低壓 歧管脫離流體連通(例如，如在WO 2007/088380中披露的)來選擇在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上 通過該工作室的流體的凈位移量。此外，與使用一個(gè)非電子可控制閥門時(shí)可能的情況相比， 該控制器可以更精確地限定在該工作室與一個(gè)或可任選地兩個(gè)或更多低壓歧管處于流體 連通的過程中的時(shí)間段的結(jié)束點(diǎn)。典型地，工作室容積在空轉(zhuǎn)周期的過程中繼續(xù)周期性地 變化，在這些空轉(zhuǎn)周期中不存在通過該工作室的流體的凈位移量。因此，在某些實(shí)施方案中，與如果未提供該次級(jí)低壓端口的情況相比該初級(jí)低壓 閥不要求是同樣大的一個(gè)流動(dòng)通路截面。與否則將會(huì)發(fā)生的情況相比，這可以允許采用具 有更小流動(dòng)通路截面的一個(gè)電子可控制閥門來獲得所希望的性能特征。因此，該初級(jí)低壓 閥可以被選擇為在其性能上更加強(qiáng)調(diào)在一個(gè)工作室與一個(gè)或可任選地兩個(gè)或更多低壓歧 管處于流體連通的過程中限定該時(shí)間段的結(jié)束點(diǎn)，例如，這是由于其關(guān)閉速度、其反抗一個(gè) 壓力梯度打開的能力、其功率消耗、或其可靠性，而不是假如該初級(jí)低壓閥的流動(dòng)通路截面 是一個(gè)更高優(yōu)先權(quán)的情況。該初級(jí)低壓閥和次級(jí)低壓端口各自可以是可打開的，以便使該工作室與同一個(gè)低 壓歧管進(jìn)入和脫離流體連通?？商娲?，該初級(jí)低壓閥和次級(jí)低壓端口各自可以是可打開 的，以便使該工作室與一個(gè)不同的低壓歧管進(jìn)入和脫離流體連通。在這種情況下，這兩個(gè)低 壓歧管將典型地具有類似的壓力。這可以是該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口在該工作室的一個(gè)膨脹沖程過程中 僅是同時(shí)開放的，例如，在該流體工作機(jī)器作為一個(gè)泵運(yùn)行時(shí)。該次級(jí)低壓端口可以僅在該 工作室的一個(gè)膨脹沖程的過程中是可打開的，但是該初級(jí)低壓閥可以任選地在該控制器的 主動(dòng)控制下在收縮沖程的開始的時(shí)刻(一個(gè)活塞機(jī)器中的下死點(diǎn))之中或恰好在其之前被 關(guān)閉并且在該工作室的收縮沖程結(jié)束(一個(gè)活塞機(jī)器中的上死點(diǎn))時(shí)是可打開的。這可以是該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口在該工作室的一個(gè)收縮沖程過程中 僅是同時(shí)開放的，例如，在一個(gè)流體工作機(jī)器作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行的情況下，如一個(gè)流體工作 機(jī)器中的高壓閥包括在控制器的主動(dòng)控制下的一個(gè)電子可控制閥門。該次級(jí)低壓端口可以 僅在該工作室的一個(gè)收縮沖程過程中是可打開的，但是該電子可控制低壓閥可以任選地在 該控制器的主動(dòng)控制下在收縮沖程結(jié)束(一個(gè)活塞機(jī)器中的上死點(diǎn))之前被關(guān)閉并且在收 縮沖程結(jié)束(一個(gè)活塞機(jī)器中的上死點(diǎn))時(shí)或之后是可打開的。優(yōu)選地，視情況而定，在工作室容積的至少某些周期的過程中，在一個(gè)膨脹或收縮 沖程中該工作室容積的變化率是最大的一個(gè)點(diǎn)處，該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口在使 用中均是開放的，因?yàn)檫@時(shí)對(duì)應(yīng)地要求流體進(jìn)入或排出的最大速率。確實(shí)，因?yàn)榭缭皆摮跫?jí) 低壓閥的壓力差與流經(jīng)該初級(jí)低壓閥的流體速率的平方是成比例的，在在使用中視情況而 定的一個(gè)膨脹或收縮沖程的一個(gè)有限部分的過程中使該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口 兩者都是開放的可能就是足夠的。一個(gè)膨脹或收縮沖程的所述有限部分優(yōu)選地是小于視情 況而定的一個(gè)膨脹或收縮沖程的持續(xù)時(shí)間的50%，包括視情況而定在一個(gè)膨脹或收縮沖程 中該工作室的容積的變化率是最大的點(diǎn)。在選定周期的過程中在該次級(jí)低壓端口以及該初級(jí)低壓閥兩者是同時(shí)開放的時(shí) 間段的過程優(yōu)選地是小于一個(gè)收縮沖程或膨脹沖程(視情況而定)的持續(xù)時(shí)間的90%并且 優(yōu)選地是大于30%。這對(duì)于在從一個(gè)周期到另一個(gè)周期該次級(jí)低壓端口的關(guān)閉與該初級(jí)低壓閥的關(guān)閉之間過去的時(shí)間段中變化允許一定范圍，以便選擇在工作室容積的單獨(dú)周期的 過程中的流體的不同凈位移量，同時(shí)使該次級(jí)低壓端口對(duì)于收縮沖程或膨脹沖程的相當(dāng)大 一部分能夠提供或接收額外的流體。這可以是在工作室容積的至少某些周期的過程中該初級(jí)低壓閥在該次級(jí)低壓端 口之后打開。這可以是在工作室容積的至少某些周期的過程中該初級(jí)低壓閥在該次級(jí)低壓 端口之前打開。在某些實(shí)施方案中，該控制器是可運(yùn)行的以便在一個(gè)逐周期基礎(chǔ)上確定該 初級(jí)低壓閥是否在該次級(jí)低壓端口之前或之后打開。優(yōu)選地，無論初級(jí)低壓閥以及次級(jí)低壓端口中的哪個(gè)在工作室容積的所述某些周 期的過程中首先打開，它是在該工作室的容積周期的過程中該工作室與該低壓歧管之間的 壓力差是最小(例如小于該工作室的最大設(shè)計(jì)壓力的5%)的一個(gè)時(shí)間處打開?？梢酝ㄟ^或可以不通過該控制器來控制該次級(jí)低壓端口的打開和/或關(guān)閉。該次 級(jí)低壓端口可以是被動(dòng)地可打開的，例如，響應(yīng)于該工作室中的壓力是低于該對(duì)應(yīng)的低壓 歧管中的壓力的至少一個(gè)預(yù)定的量值。因此，該次級(jí)低壓端口可以是一個(gè)壓力運(yùn)行的閥門。在某些實(shí)施方案中，該次級(jí)低壓端口是通過一個(gè)次級(jí)電子可控制閥門可打開或可 關(guān)閉的，該次級(jí)電子可控制閥門的打開或關(guān)閉或打開和關(guān)閉兩者是在該控制器的主動(dòng)控制 下，以便使該工作室通過該次級(jí)低壓端口與一個(gè)低壓歧管進(jìn)入或脫離流體連通。該次級(jí)低 壓端口可以是通過一個(gè)次級(jí)電子可控制閥門可打開和可關(guān)閉的，該次級(jí)電子可控制閥門在 使用中響應(yīng)于該工作室中的壓力是低于該低壓歧管中的壓力被動(dòng)地打開。該次級(jí)低壓端口 可以是通過一個(gè)次級(jí)電子可控制閥門可打開和可關(guān)閉的，該次級(jí)電子可控制閥門在使用中 響應(yīng)于該工作室中的壓力是高于該對(duì)應(yīng)的低壓歧管中的壓力被動(dòng)地關(guān)閉。在該次級(jí)低壓端口是通過一個(gè)次級(jí)電子可控制的低壓閥可打開或可關(guān)閉時(shí)，該初 級(jí)低壓閥以及該次級(jí)電子可控制的低壓閥可以被選擇為各自具有多種運(yùn)行特征，這些運(yùn)行 特征更好的適合于對(duì)應(yīng)地最后關(guān)閉和首先打開該工作室與這個(gè)或每個(gè)低壓歧管之間的連 接的作用。該次級(jí)低壓端口可以是除了通過一個(gè)電子可控制閥門之外而可打開的。例如，該 次級(jí)低壓端口可以是常閉的，但是在響應(yīng)于該工作室中的壓力是低于與該次級(jí)低壓端口連 通的低壓歧管中的壓力的一個(gè)預(yù)定量時(shí)是可打開的。因此，該次級(jí)低壓端口可以包括一個(gè) 常閉的、壓力可打開的止回閥。該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉的相位相對(duì)于工作室容積的周期可以是不變的，這 就是說，該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉可以是相位鎖定的。在一個(gè)流體工作機(jī)器是可運(yùn)行 的以便在不同的運(yùn)行模式下作為一個(gè)泵亦或作為一個(gè)馬達(dá)而起作用的情況下，該次級(jí)低壓 端口的打開和關(guān)閉優(yōu)選地不是相位鎖定的。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)泵送周期的膨脹沖程和一個(gè)機(jī) 動(dòng)周期的收縮沖程但并非兩者的過程中該次級(jí)低壓端口典型地是可打開的。在每個(gè)次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉被相位鎖定到該工作室的膨脹和收縮周期時(shí)， 每個(gè)次級(jí)低壓端口可以被一個(gè)機(jī)械安排打開和關(guān)閉，該機(jī)械安排可運(yùn)行地與該工作室的膨 脹和收縮周期相連接。該工作室優(yōu)選地在其最大的尺度上是狹長(zhǎng)的并且該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓 端口可以被提供為沿著該工作室的長(zhǎng)度被間隔開，例如，處于或接近該工作室的相對(duì)末端。 就“沿著長(zhǎng)度被間隔開”而論，我們是指從該初級(jí)低壓閥延伸到該次級(jí)低壓端口的一個(gè)向量
12具有平行于該工作室的長(zhǎng)度的一個(gè)分量而不是指意味著限于所述向量必須平行于該工作 室的軸線。通過在兩個(gè)不同位置(這兩個(gè)位置沿著該工作室的長(zhǎng)度被間隔開)提供用于流體 進(jìn)入該工作室的通路，流進(jìn)或流出該工作室的流體的流動(dòng)特性比該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí) 低壓端口是鄰近的情況要更好。在該工作室同時(shí)在最大尺度當(dāng)是狹長(zhǎng)形時(shí)，該初級(jí)低壓閥 以及該次級(jí)低壓端口優(yōu)選地被提供在該工作室的相對(duì)末端處以便使這個(gè)效果最大化。在該工作室是一個(gè)活塞汽缸時(shí)，該活塞汽缸具有一個(gè)總體上固定的末端和一個(gè)移 動(dòng)的末端(例如，在一個(gè)徑向或軸向活塞機(jī)器的情況下)，該初級(jí)低壓閥優(yōu)選地被提供在該 汽缸的固定末端處，以便使該初級(jí)低壓閥的移最小化動(dòng)。該初級(jí)低壓閥可以與該汽缸同軸 或在該汽缸的固定末端處從該汽缸上徑向延伸。該高壓閥也典型地被提供在該汽缸的固定 末端處，典型地或者與該低壓閥同軸或者從該低壓閥上徑向延伸。在這些安排中，該次級(jí)低 壓端口優(yōu)選地被提供在該汽缸的相對(duì)末端處。這所具有的優(yōu)點(diǎn)是致使在每個(gè)周期上在該汽 缸的所有部分中的流體交換，從而減小圍繞汽缸的基底的流體中的熱點(diǎn)。例如，該次級(jí)低壓 端口可以與該汽缸同軸或在該汽缸的移動(dòng)末端處從該汽缸上徑向地延伸。該控制器是可運(yùn)行的以便控制該初級(jí)低壓閥的打開和/或關(guān)閉。在該高壓閥包括 一個(gè)電子可控制閥門時(shí)，該控制器優(yōu)選地是可運(yùn)行的以便控制所述電子可控制閥門的打開 和/或關(guān)閉。在該次級(jí)低壓端口通過一個(gè)次級(jí)電子可控制的低壓閥是可打開和/或可關(guān) 閉的時(shí)，該控制器優(yōu)選地是可運(yùn)行的以便控制該次級(jí)電子可控制的低壓閥的打開和/或關(guān) 閉。該控制器優(yōu)選地是可運(yùn)行的，以便在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過確定在一個(gè)特定周 期的過程中是否打開和/或關(guān)閉一個(gè)特定的電子可控制的閥門、并確定一個(gè)特定的電子可 控制閥門相對(duì)于該工作室的容積的一個(gè)周期的打開和/或關(guān)閉的相位中的任一個(gè)或優(yōu)選 地這二者來控制該至少一個(gè)電子可控制閥門(包括至少該初級(jí)低壓閥)的打開和/或關(guān) 閉。就控制該至少一個(gè)電子可控制閥門的打開和/或關(guān)閉而論，我們包括了保持一個(gè)閥打 開或關(guān)閉的可能性。典型地，通過在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上控制該至少一個(gè)電子可控制閥門(包括至少 該初級(jí)低壓閥)的打開和/或關(guān)閉的相位，該控制器是可運(yùn)行的以便在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ) 上致使該工作室移走一個(gè)容積的流體，該容積的流體選自多個(gè)不同的可選擇的容積。典型 地，該多個(gè)不同的可選擇的容積包括被一個(gè)單獨(dú)工作室可移位的最大容積，而不是凈位移 量。通過一個(gè)空轉(zhuǎn)周期不能實(shí)現(xiàn)任何凈位移量，在該空轉(zhuǎn)周期中該電子可控制的低壓閥在 工作室容積的一個(gè)周期的整個(gè)過程中保持打開或者通過在工作室容積的一個(gè)周期的整個(gè) 過程中將該工作室密封，例如，如在WO 2007/088380中所說明的。通過位移一詞，我們是指 流體從這個(gè)或每個(gè)低壓歧管到該(或每個(gè))高壓歧管的凈移動(dòng)量，或反之亦然，并且不是指 在多個(gè)低壓歧管或高壓歧管之間可以發(fā)生的流體的凈移動(dòng)量。該多個(gè)不同的可選擇的容積 優(yōu)選地還包括至少一個(gè)容積，以及優(yōu)選地在非凈位移與由該工作室可移位的最大容積之間 的多個(gè)容積(例如，一個(gè)連續(xù)的容積范圍)。然而，在提供了多個(gè)工作室時(shí)，該控制器也可以 按這種方式控制多組工作室。該控制器典型地按照一個(gè)所接收的指令信號(hào)(它可以是恒定 的或可變的)來平衡一個(gè)或多個(gè)工作室的流體的時(shí)間平均的凈通過量。該流體工作機(jī)器被 典型地與高和/或低壓儲(chǔ)能器結(jié)合使用，這些儲(chǔ)能器對(duì)應(yīng)地與高和/或低壓歧管相連通，以便使輸入和/或輸出流體的壓力或流量平穩(wěn)。該一個(gè)或多個(gè)電子可控制閥門(包括在提供了它們的情況下該電子可控制的初 級(jí)低壓閥、以及該高壓閥和/或該次級(jí)電子可控制閥門)典型地是面密封的閥門。該一個(gè) 或多個(gè)電子可控制閥門(包括在提供供了它們的情況下該電子可控制的初級(jí)低壓閥、以及 該高壓閥和/或該次級(jí)電子可控制閥門)典型地是提升閥。該一個(gè)或多個(gè)電子可控制閥 門(包括在提供了它們的情況下該電子可控制的初級(jí)低壓閥、以及該電子可控制的高壓閥 和/或該次級(jí)電子可控制閥門)可以是電磁致動(dòng)的提升閥。該一個(gè)或多個(gè)電子可控制閥門 (包括在提供了它們的情況下該電子可控制的初級(jí)低壓閥、以及該電子可控制的高壓閥和 /或該次級(jí)電子可控制閥門)可以是螺線管運(yùn)行的提升閥。該初級(jí)低壓閥是典型地朝向該工作室向內(nèi)打開的。該高壓閥是典型地離開該工作 室向外打開的。該流體工作機(jī)器可以是一個(gè)泵。該流體工作機(jī)器可以是一個(gè)馬達(dá)。該流體工作機(jī) 器可以是在可替代的運(yùn)行模式中作為一個(gè)泵亦或一個(gè)馬達(dá)可運(yùn)行而起作用的。該流體工作 機(jī)器可以進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)歧管，這些歧管與該初級(jí)低壓閥、次級(jí)低壓端口和/或高 壓閥相連通。在該流體工作機(jī)器包括多個(gè)所述工作室的多個(gè)實(shí)施方案中，在此所討論的任選的 和優(yōu)選的特征，視情況而定，典型地應(yīng)用到每個(gè)所述工作室和初級(jí)低壓閥、次級(jí)低壓端口和 在此有關(guān)的與每個(gè)所述工作室相關(guān)聯(lián)的高壓閥。典型地，這個(gè)或每個(gè)低的和高壓歧管與多 于一個(gè)(例如，每個(gè))的該多個(gè)所述工作室相連通。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)第二方面，在此提供了在一個(gè)流體工作機(jī)器工作室的一個(gè)機(jī)動(dòng) 周期的過程中運(yùn)行該工作室的周期性變化容積的一種方法，該方法包括以與工作室容積的 周期成定相關(guān)系打開一個(gè)電子可控制的初級(jí)低壓閥以便使該工作室在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ) 上在一個(gè)控制器的主動(dòng)控制下與一個(gè)低壓歧管處于流體連通，其特征在于，該方法進(jìn)一步 包括在一個(gè)所述機(jī)動(dòng)周期的膨脹沖程的過程中在該初級(jí)低壓閥的打開之前釋放該工作室 中的壓力。所造成的加壓流體的釋放須優(yōu)選地協(xié)助該初級(jí)低壓閥的打開。優(yōu)選地，在該初級(jí) 低壓閥的打開之前通過打開一個(gè)次級(jí)低壓端口來釋放該工作室中的壓力，而流體通過該次 級(jí)低壓端口可以從該工作室中釋放。同樣優(yōu)選地，該次級(jí)低壓端口被一個(gè)機(jī)械安排打開，該機(jī)械安排被可運(yùn)行地與工 作室容積的多個(gè)周期相連接。典型地，該流體工作機(jī)器包括一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，并且該次級(jí)低 壓端口的打開是機(jī)械地與該可轉(zhuǎn)動(dòng)的軸相聯(lián)接的。在某些實(shí)施方案中，該方法包括以下步驟，即與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān) 系來打開一個(gè)或該所述次級(jí)低壓端口，以便使該工作室通過一個(gè)第二通路與一個(gè)低壓歧管 處于流體連通，這樣，在工作室容積的至少某些周期的一部分的過程中，該初級(jí)低壓閥和次 級(jí)低壓端口是同時(shí)打開的，這樣，視情況而定，流體通過該初級(jí)低壓閥和該次級(jí)低壓端口兩 者來流入或流出該工作室。優(yōu)選地，在工作室容積的至少某些周期的過程中，在這些周期中所述初級(jí)低壓閥 以及所述次級(jí)低壓端口兩者是同時(shí)打開的，該控制器是可運(yùn)行的，以便在該次級(jí)低壓端口 關(guān)閉之后將該初級(jí)低壓閥關(guān)閉一段時(shí)間。
14
本發(fā)明在一個(gè)第三方面中還擴(kuò)展到程序代碼，該程序代碼當(dāng)在一個(gè)流體工作機(jī)器 控制器上執(zhí)行時(shí)致使該流體工作機(jī)器作為根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一個(gè)流體工作機(jī)器起 作用，或執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第二方面的一種方法。該程序代碼可以采取的形式為源代碼、目標(biāo)代碼、一種代碼中間源，如處于部分編 譯的形式、或適合用于執(zhí)行本發(fā)明的這些方法的任何其他形式。該程序代碼可以被儲(chǔ)存在 一個(gè)載體上或一個(gè)載體中，該載體典型地是一種計(jì)算機(jī)可讀載體，如一個(gè)ROM，例如，一個(gè)CD ROM或一個(gè)半導(dǎo)體ROM，或一個(gè)磁記錄媒質(zhì)，例如一個(gè)軟盤或硬盤。此外，該載體可以是一個(gè) 可傳輸?shù)妮d體，如一種電的或光的信號(hào)，該信號(hào)可以通過電纜或光纜或通過無線電或其他 裝置進(jìn)行傳輸。當(dāng)一個(gè)程序被嵌入在可以通過電纜直接傳輸?shù)男盘?hào)中時(shí)，該載體可以由這 種電纜或其他器件或裝置來構(gòu)成。


現(xiàn)在將參考以下附圖展示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例實(shí)施方案，在附圖中圖1是一個(gè)流體工作機(jī)器的一個(gè)單獨(dú)的工作室的示意圖；圖2是一個(gè)定時(shí)圖，展示了在一個(gè)泵送周期的過程中初級(jí)低壓閥、次級(jí)低壓端口、 以及高壓閥的狀態(tài)，連同一個(gè)工作室中的壓力；圖3是在一個(gè)膨脹沖程的過程中進(jìn)入一個(gè)液壓徑向活塞泵的工作室中的流體流 動(dòng)的示意圖；圖4是在一個(gè)收縮沖程過程中流體流出圖3的液壓徑向活塞泵的工作室的示意 圖；圖5是一個(gè)定時(shí)圖，展示了在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中初級(jí)低壓閥、次級(jí)低壓端口、 以及高壓閥的狀態(tài)，連同一個(gè)工作室中的壓力；圖6是用于具有一個(gè)降壓端口的一個(gè)液壓馬達(dá)、或液壓泵/馬達(dá)的一個(gè)定時(shí)圖，展 示了在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中初級(jí)低壓閥、降壓端口、以及高壓閥的狀態(tài)，連同一個(gè)工作室 中的壓力、以及曲軸扭矩；圖7是流體流出具有一個(gè)降壓端口的一個(gè)液壓馬達(dá)、或液壓泵/馬達(dá)的工作室的 示意圖；圖8是流體流出具有一個(gè)降壓端口的一個(gè)液壓馬達(dá)、或一個(gè)液壓泵/馬達(dá)的一個(gè) 替代實(shí)施方案的工作室的示意圖；圖9是流體流出具有一個(gè)降壓端口的一個(gè)液壓馬達(dá)、或液壓泵/馬達(dá)的另一個(gè)實(shí) 例的工作室的示意圖；并且圖10是一個(gè)示意圖，它示出了在一個(gè)曲軸上來自從兩組活塞釋放的加壓流體的 合力的下降。示例性實(shí)施方案的詳細(xì)說明實(shí)例一在一個(gè)第一實(shí)例中，一種液壓泵形式的流體工作機(jī)器包括多個(gè)工作室。圖1展示 了一個(gè)單獨(dú)的工作室2，該工作室具有由一個(gè)汽缸4的內(nèi)部表面和一個(gè)活塞6限定的一個(gè)容 積，該活塞被一個(gè)曲柄機(jī)構(gòu)9從一個(gè)曲軸8驅(qū)動(dòng)，并且該活塞在汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)以周期性地 改變?cè)摴ぷ魇业娜莘e。一個(gè)軸位置和速度傳感器10確定該軸的瞬時(shí)角位置和旋轉(zhuǎn)速度，并且將軸位置和速度信號(hào)傳送到一個(gè)控制器12上，這能夠使該控制器確定每個(gè)單獨(dú)的工作 室的周期的瞬時(shí)相位。該控制器典型地是在使用中執(zhí)行存儲(chǔ)程序的一個(gè)微處理器或微控制
ο該工作室包括一個(gè)初級(jí)低壓閥，該初級(jí)低壓閥是處于一個(gè)電子可驅(qū)動(dòng)的面密封式 提升閥14的形式，該初級(jí)低壓閥面向內(nèi)朝向該工作室并且是可運(yùn)行的以便選擇性地封鎖 從該工作室延伸到一個(gè)第一低壓歧管16的一個(gè)通道，該低壓歧管在使用中總體上作為一 個(gè)流體凈來源點(diǎn)(net source)起作用。該初級(jí)低壓閥是一個(gè)通常打開的螺線管關(guān)閉的閥 門，該初級(jí)低壓閥在一個(gè)進(jìn)氣沖程過程中在該工作室中的壓力小于該第一低壓歧管中的壓 力時(shí)被動(dòng)地打開，以便使工作室與第一低壓歧管進(jìn)入流體連通，但是在控制器的主動(dòng)控制 下是選擇性地可關(guān)閉的以便使工作室與第一低壓歧管脫離流體連通。本領(lǐng)域中的普通技術(shù) 人員將理解，可以采用替代性的電子可控制閥門，如常閉的螺線管打開的閥。該工作室進(jìn)一步包括一個(gè)高壓閥18，該高壓閥是處于一個(gè)壓力致動(dòng)的傳送閥的形 式。該高壓閥從該工作室面向外并且是可運(yùn)行的以便密封從該工作室延伸到一個(gè)高壓歧管 20的一個(gè)通道，該高壓歧管在使用中作為一個(gè)流體凈匯收點(diǎn)起作用。該高壓閥作為一個(gè)常 閉的壓力打開的止回閥起作用，該高壓閥在該工作室中的壓力超過該高壓歧管中的壓力時(shí) 被動(dòng)地打開。一個(gè)次級(jí)低壓端口 22是通過一個(gè)次級(jí)低壓閥M可打開和可關(guān)閉的，當(dāng)該次級(jí)低 壓閥打開時(shí)使該工作室與一個(gè)第二低壓歧管26進(jìn)入流體連通，該第二低壓歧管在使用中 也作為一個(gè)流體凈來源點(diǎn)起作用。在這個(gè)實(shí)例中，該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口被連 接到兩個(gè)完全不同的類似壓力的低壓歧管上。然而，它們可以可替代地被連接到相同的低 壓歧管上。該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉可以被相位鎖定到該工作室的工作周期，例如，憑 借該曲軸與該次級(jí)低壓閥之間的一個(gè)機(jī)械連接觀。可替代地，該次級(jí)低壓閥的打開或關(guān)閉 可以憑借一個(gè)電子連接30被該控制器主動(dòng)控制?？商娲?，該次級(jí)低壓閥可以是一個(gè)常閉 的壓力可打開的止回閥，該次級(jí)低壓閥響應(yīng)于該工作室的壓力相對(duì)于該第二低壓歧管降低 而打開，在這種情況下既沒有機(jī)械連接也沒有電子連接需要存在。圖2是一個(gè)定時(shí)圖，展示了初級(jí)低壓閥、次級(jí)低壓端口、以及高壓閥的狀態(tài)，連同 在一個(gè)泵送周期的過程中該工作室中的壓力。該初級(jí)低壓閥在上死點(diǎn)處或周圍打開，因?yàn)?該第一低壓歧管與該工作室之間的壓力差，這允許流體從該第一低壓歧管流進(jìn)該工作室中 以開始一個(gè)進(jìn)氣沖程。通過該初級(jí)閥的流體的增加速度致使該工作室壓力在該進(jìn)氣沖程過 程中下降一段時(shí)間直到該次級(jí)低壓閥打開。該次級(jí)低壓端口的打開可以被機(jī)械相位鎖定到 該曲軸的位置并且在該初級(jí)低壓閥打開之后發(fā)生一段時(shí)間?？商娲?，該低壓歧管與該工 作室之間的增加壓力差可以致使該次級(jí)低壓閥的打開。當(dāng)工作汽缸容積的變化率是最大并 且額外的流體流動(dòng)具有最大益處時(shí)該次級(jí)低壓端口在泵送周期中的點(diǎn)處是打開的。一旦該次級(jí)低壓閥已經(jīng)打開，液壓流體通過該初級(jí)低壓閥以及該次級(jí)低壓端口兩 者從該低壓歧管進(jìn)入該工作室。在一段時(shí)間之后，該次級(jí)低壓閥關(guān)閉，這樣使得流體僅通過 該初級(jí)低壓閥從該低壓歧管再一次進(jìn)入該工作室。該控制器使用接收到的軸位置和速度信號(hào)并且在下死點(diǎn)處或周圍確定工作室泵 送周期的相位，作出選擇一個(gè)泵送周期或一個(gè)空轉(zhuǎn)周期的決定。在圖2所展示的實(shí)例中， 該控制器選擇一個(gè)泵送周期并且發(fā)送一個(gè)信號(hào)使該初級(jí)低壓閥關(guān)閉。在該次級(jí)低壓端口關(guān)閉之后，該初級(jí)低壓閥關(guān)閉一段時(shí)間。一旦該初級(jí)低壓閥關(guān)閉，該工作室與該低壓歧管隔 離開，該工作室中的壓力增加并且該高壓閥打開以便接收限定容積的流體進(jìn)入該高壓歧管 中。在其他周期的過程中，該控制器可以可替代地致使該初級(jí)低壓閥保持打開，這樣使得從 兩個(gè)低壓歧管接收的低壓流體被放回到該第一低壓歧管，而沒有從這些低壓歧管到這些高 壓歧管的流體凈位移量。通過提供一個(gè)次級(jí)低壓端口，在一個(gè)進(jìn)氣沖程過程中進(jìn)入該工作室的液壓流體的 流動(dòng)特性比僅提供該初級(jí)低壓閥的情況好。例如，比起其他情況，更少的空穴作用發(fā)生，并 且更少的拖拽力被施加以阻止該工作室的膨脹。然而，因?yàn)樵摯渭?jí)低壓端口的打開和關(guān)閉 被定相為遠(yuǎn)離該初級(jí)低壓閥的打開和關(guān)閉，該電子可控制的初級(jí)低壓閥控制該工作室與該 第一低壓歧管之間的連通正時(shí)以便開始和結(jié)束該進(jìn)氣沖程。因此，該初級(jí)低壓閥可以具有 比所有流體通過該初級(jí)低壓閥進(jìn)入該工作室的情況更小的流體流動(dòng)截面。重要地，連同確定是否在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上關(guān)閉或保持打開該初級(jí)低壓閥，該 控制器是可運(yùn)行的以便相對(duì)于該變化的工作室容積變化該初級(jí)低壓閥關(guān)閉的精確定相，以 便確定在一個(gè)泵送周期的過程中從該低壓歧管到該高壓歧管的流體的凈位移量。如以上所 述，通過在一個(gè)周期期間保持該初級(jí)低壓閥打開可以發(fā)生一個(gè)空轉(zhuǎn)沖程，在該沖程中盡管 流體從這些低壓歧管流進(jìn)該工作室中并且流出該第一低壓歧管，但是沒有從這些低壓歧管 到該高壓歧管的凈位移量。(這也許是從該第二低壓歧管到該第一低壓歧管的凈位移量，但 是這不被認(rèn)為是由泵造成的凈位移量)。移動(dòng)等于該工作室的一部分(通常是一個(gè)相對(duì)小 的部分)容量的流體容積的一部分沖程可以通過延遲該初級(jí)低壓閥的關(guān)閉以及該高壓閥 的打開直到恰好上死點(diǎn)之前而被執(zhí)行，并且被移動(dòng)的精確的容積可以通過這些事件的精確 正時(shí)來選擇。該初級(jí)低壓閥以及該高壓閥的打開和/或關(guān)閉的精確正時(shí)在特定情況下也可 以被變化，這些情況如啟動(dòng)、在仍然相對(duì)冷的期間的運(yùn)行、以及裝置的關(guān)閉。這些正時(shí)選擇 的其他細(xì)節(jié)被披露在EP 0 361 927,EP 0 494 236和EP 1 537 333中，這些專利的內(nèi)容通 過本參考被結(jié)合在此。通過該高壓歧管排出的流體典型地被傳送到一個(gè)蓄壓器上以便使輸出壓力平穩(wěn) 并且時(shí)間平均的通過量是由該控制器在以現(xiàn)有技術(shù)的方式在該控制器所接收的一個(gè)要求 信號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改變。實(shí)例二在一個(gè)第二實(shí)例中，該流體工作機(jī)器是可運(yùn)行的以便作為或者一個(gè)馬達(dá)或一個(gè)泵 起作用。第二實(shí)例流體工作機(jī)器的結(jié)構(gòu)也對(duì)應(yīng)于圖1中所展示的結(jié)構(gòu)。在這個(gè)實(shí)施方案中， 該初級(jí)低壓閥在泵送或機(jī)動(dòng)模式中對(duì)應(yīng)地作為流體凈來源點(diǎn)或凈匯收點(diǎn)起作用。該次級(jí)低 壓端口也對(duì)應(yīng)地作為或者流體凈來源點(diǎn)或者凈匯收點(diǎn)起作用，并且該高壓閥對(duì)應(yīng)地作為或 者流體凈匯收點(diǎn)或者凈來源點(diǎn)起作用。一個(gè)單獨(dú)的低壓歧管作為或者泵送模式中的流體凈 來源點(diǎn)或作為機(jī)動(dòng)模式中的流體凈匯收點(diǎn)起作用，并且該高壓歧管作為或者泵送模式中的 流體凈匯收點(diǎn)或作為機(jī)動(dòng)模式中的流體凈來源點(diǎn)起作用。在多個(gè)空轉(zhuǎn)沖程過程中，在這些 空轉(zhuǎn)沖程中一個(gè)工作室被保持與該低壓歧管處于流體連通，兩個(gè)歧管都不作為流體的凈來 源點(diǎn)或凈匯收點(diǎn)起作用。對(duì)于該第一實(shí)例，該主要低壓端口是一個(gè)面向內(nèi)的電子可控制的提升閥。然而，在 這個(gè)實(shí)例中，該次級(jí)低壓端口以及該高壓閥同樣包括電子可驅(qū)動(dòng)的提升閥，這些提升閥對(duì)
17應(yīng)地向內(nèi)和向外并且這些提升閥在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過電子連接30和32被該控制器 主動(dòng)控制。在泵送模式中，該次級(jí)低壓端口以及該高壓閥的正時(shí)與該第一實(shí)例中的相同。在 機(jī)動(dòng)模式中，在工作室膨脹沖程過程中流體通過該高壓閥被接收以便驅(qū)動(dòng)曲軸并且在工作 室收縮沖程的過程中通過該初級(jí)低壓閥輸出。該次級(jí)低壓端口對(duì)于一部分的收縮沖程打開 以便為有待從該工作室移走的流體提供一個(gè)額外的通路。通過使用一個(gè)電子可控制閥門來調(diào)節(jié)該次級(jí)低壓端口，而不是從曲軸驅(qū)動(dòng)的一種 機(jī)械安排，該控制器在該流體工作機(jī)器作為一個(gè)泵運(yùn)行時(shí)在膨脹沖程過程中并且在該流體 工作機(jī)器作為一個(gè)馬達(dá)運(yùn)行時(shí)在收縮沖程過程中可以打開該次級(jí)低壓端口。在這個(gè)第二示例性實(shí)施方案的一個(gè)替代實(shí)施中，該次級(jí)低壓端口可以通過不在該 控制器的控制下一個(gè)壓力運(yùn)行的止回閥而被關(guān)閉。在該初級(jí)低壓閥是開放時(shí)，在膨脹沖程 上該壓力運(yùn)行的止回閥允許流體從該低壓歧管被接收在該汽缸中。通過使用一個(gè)壓力運(yùn)行 的止回閥來為流體進(jìn)入該工作室提供一個(gè)第二通路，該工作室更容易地能夠從該低壓歧管 接收流體并且可以因此避免空穴作用。該壓力運(yùn)行的止回閥將在一個(gè)空轉(zhuǎn)亦或馬達(dá)排氣沖 程中向該低壓歧管中排氣時(shí)在收縮沖程上被關(guān)閉，并且在一個(gè)馬達(dá)沖程過程中在膨脹沖程 上被關(guān)閉。實(shí)例三在一個(gè)第三示例性實(shí)施方案中，處于一種液壓徑向活塞泵形式的流體工作機(jī)器使 用一個(gè)有槽縫的曲軸來提供一個(gè)次級(jí)低壓端口。圖3展示了流體流經(jīng)一個(gè)單獨(dú)的工作室 100(該工作室由一個(gè)汽缸102的內(nèi)部表面和往復(fù)的空心活塞104限定)而部分地通過一個(gè) 膨脹沖程。該工作室具有一個(gè)初級(jí)低壓閥106，該初級(jí)低壓閥是處于一種電子可控制的提升 閥的形式，該初級(jí)低壓閥是可打開和可關(guān)閉的以使該工作室與一個(gè)第一低壓歧管108進(jìn)入 和脫離流體連通。處于一種壓力可運(yùn)行的排出閥形式的一個(gè)高壓閥110是可打開和可關(guān)閉 的以使該工作室與一個(gè)高壓歧管112進(jìn)入和脫離流體連通。該活塞的基底114與一個(gè)曲軸 偏心件116處于滑動(dòng)接觸。該活塞的基底中的一個(gè)孔118作為一個(gè)次級(jí)低壓端口起作用， 該次級(jí)低壓端口在一個(gè)槽縫120(該槽縫在該偏心件的一部分圓周周圍延伸)延伸穿過該 活塞壁的任一側(cè)時(shí)是打開的，以便使該工作室的內(nèi)部與曲軸箱122中的液壓流體進(jìn)入流體 連通，該曲軸箱作為一個(gè)第二低壓歧管起作用。因此，對(duì)于該膨脹沖程的一部分，流體將(i) 通過該初級(jí)低壓閥和(ii)通過該曲軸槽縫以及該活塞基底中的孔兩者而流進(jìn)該工作室之 中。如前所述，由于工作室100中的壓力降到它不再保持關(guān)閉的水平，在該初級(jí)低壓 閥打開之后該次級(jí)低壓端口打開一段時(shí)間，并且在該控制器可以任選地發(fā)送一個(gè)信號(hào)之前 該次級(jí)低壓端口關(guān)閉一段時(shí)間，以便致使該初級(jí)低壓閥關(guān)閉從而在收縮沖程上開始泵送模 式。圖4展示了在隨后的收縮沖程過程中的流體流動(dòng)，在此該初級(jí)低壓閥和次級(jí)低壓 端口兩者對(duì)應(yīng)地通過電子可控制的提升閥和曲軸偏心件本體而被關(guān)閉，并且流體通過該高 壓排出閥被移位到高壓歧管。該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉被相位鎖定到工作室容積的周 期上，如被該曲軸偏心件上的槽的位置所限定。在膨脹和收縮沖程過程中工作室壓力的變 化對(duì)應(yīng)于圖2所展示的那些。
這種安排具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先，通過在膨脹沖程的一部分的過程(在此這些工作 室的容積最快速地增加)中同時(shí)從狹長(zhǎng)的工作室的每一末端提供流體，流體不需要流動(dòng)得 如此快速并且因此改進(jìn)進(jìn)入這些工作室的流體的流動(dòng)特征。其次，在每個(gè)工作室的移動(dòng)末 端處不存在一池流體，這可以從一個(gè)周期到下一個(gè)周期保持在原位。在每個(gè)周期的過程中 新提供的流體進(jìn)入每個(gè)活塞的基底中的孔從而冷卻每個(gè)活塞的基底。此外，在凈流體從該 曲軸流動(dòng)到該高壓出口時(shí)離心力作用在相同的方向上從而增加泵的總體效率。實(shí)例四圖3和圖4的安排可以通過使用一個(gè)主動(dòng)高壓閥并且通過改變槽縫在曲軸上的位 置而作為一個(gè)液壓徑向活塞馬達(dá)來運(yùn)行，以改變?cè)摯渭?jí)低壓端口的打開相位，這樣該次級(jí) 低壓端口在收縮沖程而不是膨脹沖程過程中打開。圖5展示了在機(jī)動(dòng)周期的過程中該相位 鎖定的次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉。在這種情況下，在工作室中的壓力在流體通過該主要 低壓端口排出到該低壓歧管的過程中升高，直到該相位鎖定的次級(jí)低壓端口的打開提供了 一個(gè)可替代的流體通路并且減小了工作室壓力。實(shí)例五一個(gè)第五示例性實(shí)施方案著手解決以下技術(shù)問題，這些問題涉及在一個(gè)流體工作 馬達(dá)、或可以在不同運(yùn)行模式中作為一個(gè)馬達(dá)或一個(gè)泵運(yùn)行的一個(gè)流體工作機(jī)器的一個(gè)機(jī) 動(dòng)周期的過程中打開一個(gè)低壓閥。本實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于實(shí)例四的液壓徑向活塞馬達(dá)，除了該曲軸上的槽縫的位置被定 位為使得該次級(jí)低壓端在高壓閥已經(jīng)關(guān)閉之后在膨脹沖程的結(jié)束點(diǎn)之前不久打開、并被相 位鎖定到工作室容積的周期上。這個(gè)安排對(duì)該流體工作機(jī)器的運(yùn)行的作用被展示在圖6中。該流體工作馬達(dá)的運(yùn) 行在膨脹沖程的第一部分過程中是常規(guī)性的。加壓的流體是通過一個(gè)主動(dòng)高壓閥從該高壓 歧管接收到該工作室中。一旦該高壓閥被關(guān)閉，該工作室中的壓力開始減少，然而該工作室 中的流體保持加壓狀態(tài)。在高壓閥關(guān)閉之后，但在下死點(diǎn)之前，該槽縫與形成一個(gè)次級(jí)低壓 端口的工作室活塞的基底對(duì)齊。加壓的流體經(jīng)由該曲軸槽縫從該工作室的內(nèi)部排放進(jìn)入該 曲軸箱中。因此，該工作室中的壓力快速降低到接近該低壓歧管的壓力。由一個(gè)弱彈簧被 輕輕地偏置到開放位置的低壓閥因此僅反抗一個(gè)最小的壓力差而被動(dòng)地打開。略微在下死 點(diǎn)之后，該槽縫不再與該活塞的基底對(duì)齊并且因此該次級(jí)低壓端口關(guān)閉。當(dāng)工作室中的壓 力是足夠低時(shí)該低壓閥能夠可替代地被拖拉打開。因?yàn)樵摬劭p被整合到該曲軸上，它可以打開盡管在該工作室與該環(huán)繞曲軸箱之間 有實(shí)質(zhì)性的壓力差。一個(gè)電子可控制的低壓閥(它若能夠?qū)乖谠S多實(shí)際應(yīng)用中在一個(gè)機(jī) 動(dòng)周期中的這一點(diǎn)處發(fā)生的這種實(shí)質(zhì)性壓力差而打開)將會(huì)要求有相當(dāng)大的功率和/或更 緩慢地打開。此外，提供一個(gè)次級(jí)低壓端口或其他降低壓力的裝置使在該高壓閥的關(guān)閉與 該低壓閥的打開之間消逝的時(shí)間能夠小于否則會(huì)發(fā)生的情況，從而允許該高壓閥比否則會(huì) 發(fā)生的情況更晚關(guān)閉和/或該低壓閥更早打開，并且由此使該工作室或者不接收高壓流體 或?qū)⒘黧w釋放給低壓歧管的時(shí)間量最小化，并且由此增加該流體工作機(jī)器的能量效率。在 圖6所展示的實(shí)例中，假若它不是用于使用該次級(jí)低壓端口釋放加壓的流體，該工作室中 的壓力將會(huì)跟隨用一條虛線展示的路徑，在這種情況下該低壓閥將不會(huì)打開。在此還設(shè)想到，該次級(jí)低壓端口可以保持打開直到至少收縮沖程中該工作室的容積是在最快速地變化的一點(diǎn)，以便使流體能夠同時(shí)通過初級(jí)低壓閥以及次級(jí)低壓端口兩者 流出工作室到該低壓歧管。實(shí)例六在圖8所展示的另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，一個(gè)孔123被提供為朝向一個(gè)活塞的 徑向向外的末端。包括該孔的活塞的部分延伸超出該汽缸，從而形成一個(gè)次級(jí)低壓端口，液 壓流體可以通過該次級(jí)低壓端口從下死點(diǎn)略微之前到略微之后被釋放到該曲軸箱。在圖9 所展示的一個(gè)替代實(shí)施方案中，一個(gè)孔1 被替代提供為朝向該汽缸的徑向向內(nèi)的末端， 從而形成一個(gè)次級(jí)低壓端口，加壓的液壓流體可以通過該次級(jí)低壓端口從下死點(diǎn)略微之前 到略微之后被釋放到該曲軸箱。在另一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)孔可以提供在該活塞以及該汽 缸的每一個(gè)中，這些孔從下死點(diǎn)略微之前到略微之后重疊一段時(shí)間。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些次級(jí)低壓端口(它們?cè)谝粋€(gè)機(jī)動(dòng)沖程過 程中打開以便從一個(gè)流體工作機(jī)器的工作室排放流體從而協(xié)助打開一個(gè)初級(jí)低壓閥)能 夠以許多方式來執(zhí)行。將該次級(jí)低壓端口的打開和關(guān)閉機(jī)械地連接到工作室容積的周期具 有的優(yōu)點(diǎn)是該次級(jí)低壓端口可以對(duì)抗一個(gè)實(shí)質(zhì)性的壓力差而被打開。通過參見圖10，本發(fā)明的一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)方式是在一個(gè)流體工作機(jī)器中(該流體 工作機(jī)器包括一個(gè)曲軸)，使多組工作室(130a至130f、以及13 至132f)安排在沿該曲軸 的軸向間隔開的位置處，每組具有一個(gè)偏心凸輪116。優(yōu)選地，這些偏心凸輪被安排為處于 彼此相對(duì)的不同相位中。在這種情況下，對(duì)于每組工作室可以提供在每個(gè)曲軸偏心件(122a 和122b)中的一個(gè)外圍槽縫，并且每個(gè)偏心件中的這些外圍槽縫可以被安排為在相對(duì)于放 置它們的偏心件的類似的取向上，這樣不可能在該曲軸的任一側(cè)上在所有工作室中同時(shí)保 持加壓的流體。因?yàn)槎鄠€(gè)加壓的工作室對(duì)所述曲軸施加垂直于該曲軸軸線的多個(gè)力，這在 垂直于該曲軸的軸線的一個(gè)平面中減小了在該曲軸上的最大潛在合力，從而減小了該曲軸 上的這些凈力、潛在地增加工作壽命、且減小震動(dòng)。在此披露的本發(fā)明的范圍之中可以做另外的變形和修改。
權(quán)利要求
1.一種流體工作機(jī)器，包括一個(gè)控制器(1 以及一個(gè)周期性變化容積的工作室(2， 100)，該工作室具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)高壓閥(110)用于控制該工作室到一個(gè)高壓歧管 (112)的連接，以及一個(gè)電子可控制的初級(jí)低壓閥(14，106)用于控制該工作室到一個(gè)低壓 歧管的連接，該控制器是可運(yùn)行的以便與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系來主動(dòng)地控制 至少該初級(jí)低壓閥，從而在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過該工作室確定流體的凈位移量，該流 體工作機(jī)器是可運(yùn)行的以便在至少某些情況下執(zhí)行一個(gè)機(jī)動(dòng)周期，其特征在于，該流體工 作機(jī)器被適配為在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該初級(jí)低壓閥打開之前從該工作室釋放加壓 的流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)器，進(jìn)一步包括降壓裝置，該降壓裝置是可運(yùn)行 的以便在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該初級(jí)低壓閥打開之前從該工作室釋放加壓的流體，從 而協(xié)助打開該初級(jí)低壓閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的流體工作機(jī)器，其中，該工作室具有與其相關(guān)聯(lián) 的一個(gè)次級(jí)低壓端口，該次級(jí)低壓端口是與工作室容積的這些周期成定相關(guān)系可打開并且 可關(guān)閉的以便在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在該初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓 的流體，從而減小該工作室中的壓力并且由此協(xié)助該初級(jí)低壓閥的打開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體工作機(jī)器，其中，該次級(jí)低壓端口是與工作室容積的這 些周期成定相關(guān)系可打開并且可關(guān)閉的以便通過運(yùn)行性地與該工作室的膨脹和收縮周期 相連接的一種機(jī)械安排從該工作室釋放加壓的流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體工作機(jī)器，其中，該次級(jí)低壓端口包括在該工作室中的 一個(gè)或多個(gè)開口并且該流體工作機(jī)器包括一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管，該流體工作機(jī)器是 可運(yùn)行的以便周期性地使該一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管與該一個(gè)或多個(gè)開口對(duì)齊，由此使 該工作室以與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系而與一個(gè)低壓歧管在一段時(shí)間上處于流 體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體工作機(jī)器，其中，該流體工作機(jī)器是一個(gè)徑向活塞馬達(dá)， 其中該工作室具有由一個(gè)汽缸和往復(fù)活塞限定的一個(gè)容積，該活塞具有一個(gè)基底，該基底 與附接到一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸上的一個(gè)偏心件處于滑動(dòng)接觸，該次級(jí)低壓端口包括在該汽缸 基底中的一個(gè)開口，其中該偏心件包括一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)流體的導(dǎo)管，這個(gè)或這些導(dǎo)管被適 配為以與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系周期性地使該開口與一個(gè)低壓歧管處于流體 連通。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的流體工作機(jī)器，其中，該流體工作機(jī)器是一個(gè) 徑向活塞馬達(dá)，其中該工作室具有由一個(gè)汽缸和往復(fù)活塞限定的一個(gè)容積，其中該汽缸和 該往復(fù)活塞中的任一個(gè)或兩者包括一個(gè)開口，該開口以與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān) 系周期性地是無遮擋的(imobscured)以便形成一個(gè)次級(jí)低壓端口，而加壓的流體通過該 次級(jí)低壓端口被釋放。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的流體工作機(jī)器，其中，該初級(jí)低壓閥以及該次 級(jí)低壓端口各自是可打開的，以便使該工作室與不同的低壓歧管進(jìn)入和脫離流體連通。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的流體工作機(jī)器，其中，在該工作室與在該次級(jí) 低壓端口中釋放加壓流體的低壓歧管之間的壓力差比該初級(jí)低壓閥可以打開時(shí)的壓力差 超過至少為10的一個(gè)因數(shù)。
10.根據(jù)以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的流體工作機(jī)器，其中，該次級(jí)低壓端口在使用 中保持打開直到在隨后的收縮沖程中該工作室容積的減小率為最大值的點(diǎn)，以協(xié)助流體流 出該工作室到達(dá)一個(gè)或多個(gè)低壓歧管。
11.一種方法，該方法在一個(gè)流體工作機(jī)器工作室的一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中運(yùn)行該周 期性變化容積的工作室，該方法包括以與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系來打開一個(gè)電 子可控制的初級(jí)低壓閥，以便使該工作室在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上在一個(gè)控制器的主動(dòng)控制 下與一個(gè)低壓歧管處于流體連通，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括在一個(gè)所述機(jī)動(dòng)周期的 膨脹沖程的過程中在該初級(jí)低壓閥的打開之前從該工作室釋放加壓的流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，通過降低壓力的裝置從該工作室釋放加壓的 流體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的方法，其中，在該初級(jí)低壓閥的打開之前通 過打開一個(gè)次級(jí)低壓端口來從該工作室中將壓力釋放，而通過該次級(jí)低壓端口流體可以從 該工作室中排出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，該次級(jí)低壓端口被一個(gè)機(jī)械安排打開，該機(jī)械 安排被可運(yùn)行地與工作室容積的多個(gè)周期相連接。
15.程序代碼，該程序代碼在一個(gè)流體工作機(jī)器控制器上被執(zhí)行時(shí)致使該流體工作機(jī) 器作為根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的一個(gè)流體工作機(jī)器來起作用，或根據(jù)權(quán)利要 求11至14中的任一項(xiàng)所述的方法來運(yùn)行。
全文摘要
一種至少在某些情況下可運(yùn)行地執(zhí)行一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的流體工作機(jī)器包括一個(gè)控制器(12)和一個(gè)周期性變化容積的工作室(2)。該工作室具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)高壓閥(18)用于控制該工作室到一個(gè)高壓歧管(20)的連接，以及一個(gè)電子可控制的初級(jí)低壓閥(14)用于控制該工作室到一個(gè)低壓歧管的連接。該控制器是可運(yùn)行的以便與工作室容積的多個(gè)周期成定相關(guān)系來主動(dòng)控制至少該初級(jí)低壓閥從而在一個(gè)逐周期的基礎(chǔ)上通過該工作室確定流體的凈位移量。該流體工作機(jī)器被適配為在一個(gè)機(jī)動(dòng)周期的過程中在初級(jí)低壓閥打開之前從工作室釋放加壓的流體。這協(xié)助了打開初級(jí)低壓閥。
文檔編號(hào)F01B25/10GK102124221SQ200980132528
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者A·I·F·羅伯特森, M·R·費(fèi)爾丁, S·M·萊爾德, U·B·P·斯坦 申請(qǐng)人:阿爾特彌斯智能動(dòng)力有限公司