專利名稱：：具有自旁通過濾器的液壓池的制作方法具有自旁通過濾器的液壓池
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并且更具體的涉及過濾轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的液壓流體。
背景技術(shù)：
：車輛上廣泛采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以輔助駕駛員。事實(shí)上，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)現(xiàn)在是希望無障礙操作的消費(fèi)者的標(biāo)準(zhǔn)。車輛制造和裝配期間，并且特別是初期的發(fā)動(dòng)機(jī)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)(run-1n)期間，存在很高的可能性將雜質(zhì)引入系統(tǒng)。這些雜質(zhì)的范圍從小金屬片到大的灰塵和塵埃微粒。這個(gè)事實(shí)在車輛上到處實(shí)施用于各種應(yīng)用(例如轉(zhuǎn)向系統(tǒng))的液壓流體線路的情況下尤其正確。在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)的初期階段期間液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的碎片可以通過流體線路而循環(huán)。雜質(zhì)停留在系統(tǒng)中的任何狀況下，無論是在液壓轉(zhuǎn)向泵中還是在任何其它部件內(nèi)，因此產(chǎn)生的障礙物可能堵塞流體流動(dòng)，造成嚴(yán)重的故障。這種情況下涉及的損壞可能是不可挽回的并且可能導(dǎo)致完全更換部件。即使障礙物沒有直接影響部件，它也可能會(huì)阻塞流體流動(dòng)，影響部件的合功輸出，導(dǎo)致系統(tǒng)無效率。用于在晚些時(shí)間例如車輛修理或維護(hù)期間嘗試去除發(fā)動(dòng)機(jī)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的污染物的傳統(tǒng)方法是低效率的和消耗時(shí)間的。一些設(shè)備制造商通過在首次運(yùn)轉(zhuǎn)液壓轉(zhuǎn)向時(shí)采用臨時(shí)過濾器來處理這個(gè)問題。該方法可能是有問題的，因?yàn)榕R時(shí)過濾器很快變?yōu)槎嘤嗟?。此外，?dāng)永久過濾器還在系統(tǒng)中時(shí)，它們產(chǎn)生持續(xù)的壓力損失。該狀態(tài)在低溫狀況期間變得更糟，其中增加的流體黏度需要來自發(fā)動(dòng)機(jī)的更多能量用于有效循環(huán)。此外，永久過濾器設(shè)置的成本使得該解決方案對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)并不吸引人。類似地，采用壓力激活的過濾器旁通裝置的解決方案引起總體壓力損失，導(dǎo)致較高的能量消耗。從而，仍然需要改善的、能量效率高的、不昂貴的系統(tǒng)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)期間從車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有效去除污染物而完全不影響長期效率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例描述了用于流體存儲(chǔ)器的自旁通的過濾系統(tǒng)(self-bypassingfiltersystem)。該系統(tǒng)包括設(shè)置在該存儲(chǔ)器內(nèi)的過濾器,設(shè)置用于攔截流出該存儲(chǔ)器的流體流(fluidflow)。可溶解在流體中的膜設(shè)置在流入流體的路徑中以完全阻止該流并使其轉(zhuǎn)向，迫使它在替代路徑中流動(dòng)通過過濾器。該膜很快發(fā)生完全溶解，打開從該過濾器元件的上游延伸至該過濾器下游的旁通流體流動(dòng)路徑。液體隨后流出該存儲(chǔ)器而不碰到過濾器。旁通流動(dòng)路徑從該過濾器上游延伸至該過濾器下游，而不通過該過濾器。某些實(shí)施例公開的液壓流體存儲(chǔ)器包括過濾器，設(shè)置用于攔截流出該存儲(chǔ)器的流體，從而提供臨時(shí)的流體流動(dòng)路徑。該攔截通過可溶解膜而實(shí)現(xiàn)，該可溶解膜設(shè)置在流體流的路徑中阻擋流體流并使其轉(zhuǎn)向、迫使它通過該過濾器。改變溫度的一段時(shí)間內(nèi)膜在該流體中的完全溶解導(dǎo)致隨后啟用旁通流體流動(dòng)路徑，允許該流體完全避開該過濾器，提供替代的流出路徑。另一個(gè)實(shí)施例公開了車輛中的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其包括轉(zhuǎn)向單元、液壓轉(zhuǎn)向泵以及液壓流體存儲(chǔ)器。通過內(nèi)部激活的自旁通過濾器機(jī)構(gòu)輔助，該流體存儲(chǔ)器提供兩個(gè)流體流動(dòng)路徑，其中路徑順次啟用。第一流體流動(dòng)路徑通過過濾器，而第二路徑完全繞開該過濾器。發(fā)動(dòng)機(jī)首次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該實(shí)施例開始執(zhí)行沿該第一流動(dòng)路徑流動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn)?？扇芙獾哪ぴ诔跗谝龑?dǎo)流體流通過該過濾元件，直到其完全溶解打開替代的過濾旁通路徑，自動(dòng)繞開該過濾器。下面描述的附圖描述并說明了本發(fā)明的多個(gè)示例實(shí)施例。對(duì)于所有附圖，相同附圖標(biāo)號(hào)指相同的或功能相似的元件。附圖是為說明性質(zhì)的而不是根據(jù)比例繪制的。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例流體存儲(chǔ)器的橫截面?zhèn)纫晥D2是配備有自旁通過濾系統(tǒng)的示例流體存儲(chǔ)器的橫截面?zhèn)纫晥D，顯示了膜溶解后的系統(tǒng)。具體實(shí)施方式下文的具體實(shí)施方式是參考附圖作出的。描述的示例實(shí)施例用于說明本發(fā)明的主題，而不是限制其范圍，其范圍由權(quán)利要求確定。本發(fā)明中說明的解決方案公開了集成有自旁通過濾系統(tǒng)的液壓流體存儲(chǔ)器?？傮w上，本發(fā)明描述了在初期的發(fā)動(dòng)機(jī)磨合運(yùn)轉(zhuǎn)期間去除液壓系統(tǒng)(例如助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu))中存在的污染物的裝置和方法。為了實(shí)現(xiàn)該結(jié)果，在液壓流體存儲(chǔ)器中提供了臨時(shí)過濾器。存儲(chǔ)器和過濾器構(gòu)造為具有兩個(gè)流動(dòng)路徑。臨時(shí)流動(dòng)路徑使流體通過存儲(chǔ)器中的過濾器，而永久流動(dòng)路徑繞開過濾器?？扇芙獾哪ぷ柚惯M(jìn)入永久流動(dòng)路徑的入口，限制流體流至臨時(shí)流動(dòng)路徑。膜構(gòu)造為在期望的時(shí)間量后溶解以允許流體完全繞開過濾器。圖1說明了在液壓流體存儲(chǔ)器100中使用的自旁通的過濾器的橫截面視圖。系統(tǒng)包括流體存儲(chǔ)器102，其在存儲(chǔ)器入口116和出口114之間流動(dòng)的路徑中設(shè)置有過濾器112。如下文更加詳細(xì)的描述，過濾器112構(gòu)造為允許流體流動(dòng)通過過濾元件117或穿過中央孔113。流體存儲(chǔ)器102適用于儲(chǔ)藏液壓流體。在說明性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器102采用圓柱形，但是在本領(lǐng)域中其它形狀是已知的并且可簡單地采用。特別地，部件例如液壓流體存儲(chǔ)器可成形為多種形狀而不失去它們的功能，并且因此這些部件通常成形為優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的空間利用。過濾器112容納在流體存儲(chǔ)器102內(nèi)。如說明的，該部件通常為圓柱形，具有過濾元件117圍繞在中央孔113周圍。過濾器112設(shè)置在出口114上方，使得中央孔113位于出口114上方并且直接與出口114連通。如顯示的，過濾器112的結(jié)構(gòu)和定位輔助形成順次啟用的兩個(gè)流動(dòng)路徑。第一路徑確定為通過過濾元件117，攔截流入的流體，而第二過濾器旁通替代流動(dòng)路徑從過濾器上游延伸至過濾器下游，而不通過過濾元件117。應(yīng)理解，過濾器可由廢棉、起褶的濾紙、尼龍制成的網(wǎng)狀物、聚丙烯、黃銅、銅、鋼、不銹鋼、鋁或聚酯等材料構(gòu)成。限位擋盤(retainerbaffledisk)106直接位于過濾器112頂上并且用作為定位和保持過濾器112在其位置。在擋盤106中包含有槽或狹縫以輔助約束過濾器112的振動(dòng)移動(dòng)。可通過任何數(shù)量的已知機(jī)械設(shè)備將擋盤106固定在其位置。在擋盤邊緣采用鎖扣構(gòu)件以將它固定至流體存儲(chǔ)器102的內(nèi)邊界。在說明性實(shí)施例中，盤106倚靠在存儲(chǔ)器體中形成的平臺(tái)109上，盤的外部邊緣被模塑進(jìn)存儲(chǔ)器的內(nèi)部側(cè)壁的扣鉤108固定。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)理解，可按需要選擇更多替換限位機(jī)構(gòu)?？赏ㄟ^將邊緣的缺口(未顯示)裝配在扣鉤108上并且然后旋轉(zhuǎn)盤106以鎖定在合適位置來安裝擋盤106。在該位置，盤106在過濾器112上施加了足夠的向下壓力以將該設(shè)備保持在出口114上方的期望的位置。開口110延伸穿過擋盤106。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，這些開口110可改變大小，并且可以選擇它們的數(shù)量，以提供期望的流體流。在該說明性實(shí)施例中，提供了環(huán)繞擋盤106的邊緣平均分布的12個(gè)孔。流體口118位于擋盤106的中央，其具有一定大小以直接安裝在中央孔113上方?？扇芙庠诹黧w中的膜104固定進(jìn)流體口118，完全堵住流體端口118。該布局形成在入口116處進(jìn)入存儲(chǔ)器、穿過開口110流至收集區(qū)115的臨時(shí)流動(dòng)路徑(通過箭頭A指示)。收集區(qū)115是存儲(chǔ)器102底部處的區(qū)域，其位于存儲(chǔ)器的側(cè)壁和過濾器112的邊緣之間。臨時(shí)流動(dòng)路徑A繼續(xù)通過過濾元件117，進(jìn)入中央孔113。流體在該路徑上穿過出口114流出存儲(chǔ)器。膜104的主要特征是在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)溶解在流體中。膜是由化學(xué)穩(wěn)定材料(chemicallystablematerial)形成的,例如聚碳酸酯。溶解速率是已知的,從而可在說明性實(shí)施例中設(shè)計(jì)膜，可設(shè)計(jì)膜104以便提供由系統(tǒng)測(cè)試確定的充足的過濾時(shí)間，其提供了大約30分鐘在臨時(shí)流動(dòng)路徑A上的運(yùn)轉(zhuǎn)。其它材料可替代膜104，包括聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚甲基戊烯。圖2描述了自旁通的過濾器112處于可溶解膜104已經(jīng)完全溶解的狀態(tài)。那時(shí)，用于流體流的低壓路線成為永久流動(dòng)路徑B。其中，液壓流體在入口116處進(jìn)入存儲(chǔ)器102，流動(dòng)穿過端口118進(jìn)入中央孔113，然后經(jīng)由出口114流出。此時(shí)沒有進(jìn)一步的流體過濾發(fā)生。對(duì)于車輛使用壽命的剩余時(shí)間該循環(huán)保持不變?？墒褂萌魏魏线m的金屬或高級(jí)塑料材料(high-gradeplasticmaterial)(例如尼龍-6)制造存儲(chǔ)器102和擋盤106。在本領(lǐng)域內(nèi)已知的，需要全部元件具有長期的化學(xué)穩(wěn)定性(特別是有液壓流體存在時(shí))以及機(jī)械穩(wěn)定性和耐久性。過濾器112可以是在本領(lǐng)域中用于過濾液壓流體采用的傳統(tǒng)過濾器，其孔隙大小不超過10微米?？商娲?，可由在限位擋盤106的端口118處優(yōu)化設(shè)置的閥門元件以取代可溶解膜104。通過在臨時(shí)流動(dòng)路徑A中提供初始流，短時(shí)間后切換至永久流動(dòng)路徑B，這類布局可提供通過可溶解膜104實(shí)現(xiàn)的相同功能。在初期的車輛啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)后，直到當(dāng)污染物最終通過臨時(shí)過濾器112過濾掉時(shí)，這個(gè)閥門可切換為打開，激活過濾器旁通功能?？赏ㄟ^手動(dòng)干預(yù)而執(zhí)行此切換，其可通過便利地設(shè)置在車內(nèi)的控制裝置或到發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面通過物理地打開該閥門而執(zhí)行。如上文公開的，閥門切換機(jī)構(gòu)尤其適用于在存儲(chǔ)器102中污染物120從它們的捕集狀態(tài)意外逃逸然后開始再次與液壓流體循環(huán)的情況。一旦探測(cè)到這種狀態(tài)，駕駛員可相應(yīng)地再次關(guān)閉該閥門，恢復(fù)流體流動(dòng)的過濾。如公開的，可采用自動(dòng)系統(tǒng)來啟用和停用過濾器旁通機(jī)構(gòu)?？赏ㄟ^最佳地圍繞在系統(tǒng)線路設(shè)置的一系列壓力傳感器而輔助這類系統(tǒng)。這類布局可探測(cè)流體流壓力的變化使得相應(yīng)地驅(qū)動(dòng)閥門。這類探測(cè)可配置用于形成由流體壓力增加到預(yù)定閾值以上引起的信號(hào)，并且該信號(hào)可提供至控制器。因此，控制器可運(yùn)轉(zhuǎn)執(zhí)行器以關(guān)閉閥門，停止旁通并且迫使流體通過過濾器112。類似地，低于預(yù)定閾值的流體壓力可指示控制器驅(qū)動(dòng)閥門，打開流體過濾器旁通。通過比較圖1和圖2能更好理解本發(fā)明中實(shí)施例的運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖1所示，液壓流體穿過入口116進(jìn)入流體存儲(chǔ)器102然后沿臨時(shí)流動(dòng)路徑A流動(dòng)。可溶解膜104堵住擋盤106中的端口118，使得流動(dòng)路徑A繼續(xù)穿過開口110然后進(jìn)入收集區(qū)115，該收集區(qū)位于過濾器112和存儲(chǔ)器102的側(cè)壁之間。該路徑繼續(xù)通過攔截的過濾元件117然后進(jìn)入中央孔113，隨后流體穿過出口114流出。污染物120從流動(dòng)的液壓流體中去除并保留在收集區(qū)115。假設(shè)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)溫度大概為80°C，臨時(shí)流動(dòng)路徑A繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)大概1-2分鐘。該期間內(nèi)，可溶解膜104溶解。該事件促成了如圖2所示的可稱為自旁通的事件。隨著膜的去除，流動(dòng)切換至低壓路徑——永久流路B。存儲(chǔ)器中的流體穿過端口118并且然后穿過中央孔113，經(jīng)由出口114流出。已發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)初期運(yùn)轉(zhuǎn)的1-2分鐘的初始期間足以從液壓系統(tǒng)過濾大的、潛在危險(xiǎn)的污染物微粒。之后，系統(tǒng)能以沒有過濾器的穩(wěn)定狀態(tài)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)注意，使用公開的方法過濾污染物將污染物隔離在收集區(qū)115，在該處它們不太可能重新進(jìn)入循環(huán)。發(fā)現(xiàn)這類系統(tǒng)的主要應(yīng)用是在車輛的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，其采用轉(zhuǎn)向單元和配置用于泵送轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓流體的液壓泵。如描述的，公開的系統(tǒng)和它的部件還可應(yīng)用于各種流體系統(tǒng)而不會(huì)背離本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意，本發(fā)明沒有陳述系統(tǒng)、材料、設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)或各種部件的制造方法。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員熟悉這些細(xì)節(jié)，并且除非有背離這些技術(shù)的陳述，可采用本領(lǐng)域已知的技術(shù)、設(shè)計(jì)以及材料。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能選擇合適的制造和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。本發(fā)明中使用的術(shù)語只描述特定實(shí)施例并不意欲限制本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明公開的多個(gè)特征及功能或其它特征及功能或它們的替代可按需要組合成很多其它不同的系統(tǒng)或應(yīng)用。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員隨后可作出其中各種目前不可預(yù)見或無法預(yù)料的替代方案、變型、變動(dòng)、改變或改進(jìn)，其也意欲包含在下文的權(quán)利要求中。權(quán)利要求1.一種用于流體存儲(chǔ)器的自旁通的過濾系統(tǒng)，包括在所述存儲(chǔ)器內(nèi)設(shè)置的過濾器，設(shè)置用于攔截流出所述存儲(chǔ)器的流體流；旁通流體流動(dòng)路徑，其從所述過濾器的上游延伸至所述過濾器的下游而不通過所述過濾器；以及膜，設(shè)置為在所述過濾器的上游完全堵住所述旁通流體流動(dòng)路徑，所述膜由在所述流體中可溶解的材料形成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括限位所述過濾器的擋盤。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括多個(gè)沿邊緣排布的開口。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括在邊緣處固定至所述流體存儲(chǔ)器的內(nèi)側(cè)壁的鎖扣構(gòu)件。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述膜通過在一段時(shí)間段內(nèi)的流體溫度變化而溶解。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或聚碳酸酯。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述臨時(shí)過濾元件由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網(wǎng)狀物；聚丙紐;黃銅；銅；鋼；不銹鋼；招；或聚酯。8.一種液壓流體存儲(chǔ)器，包括過濾器，提供臨時(shí)流體流動(dòng)路徑，設(shè)置用于攔截流出所述存儲(chǔ)器的所述流體；順次啟用的旁通流體流動(dòng)路徑，向所述流體提供不必通過所述過濾器的替代流動(dòng)路徑；以及設(shè)置在所述流體流動(dòng)路徑中的流體流阻止膜，其在改變溫度的一段時(shí)間內(nèi)可溶解在所述流體中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括適用于限位所述過濾器的擋盤。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述擋盤包括多個(gè)沿邊緣排列的開口。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述擋盤包括在邊緣處固定在所述流體存儲(chǔ)器的內(nèi)側(cè)壁上的鎖扣構(gòu)件。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述可溶解膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或者聚碳酸酯。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述過濾器由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網(wǎng)狀物；聚丙紐;黃銅；袖；鋼；不銹鋼；招；或聚酯。14.一種車輛中的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng),包括轉(zhuǎn)向單元；液壓泵，配置用于在所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中泵送液壓流體；以及液壓流體存儲(chǔ)器，包括設(shè)置在所述存儲(chǔ)器內(nèi)的過濾器，設(shè)置用于攔截流出所述存儲(chǔ)器的流體流；旁通流體流路，其從所述過濾器的上游延伸至所述過濾器下游而不通過所述過濾器；擋盤，配置用于將所述過濾器保持在所設(shè)置的位置；以及膜，設(shè)置為在所述過濾器上游完全堵住所述旁通流體流動(dòng)路徑，所述膜由在所述流體中可溶解的材料形成。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括槽和狹縫以限位所述過濾器并限制所述過濾器的振動(dòng)移動(dòng)。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括中央處的包圍所述膜的流體端口。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或者聚碳酸酯。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾器由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網(wǎng)狀物；聚丙紐;黃銅；銅；鋼；不銹鋼；招；或聚酷。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括邊緣處的鎖扣構(gòu)件，以固定所述擋盤在所述流體存儲(chǔ)器的所述內(nèi)側(cè)壁上。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述擋盤包括多個(gè)沿邊緣排列的開口。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于流體存儲(chǔ)器的自旁通的過濾系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括設(shè)置在所述存儲(chǔ)器內(nèi)的過濾器，設(shè)置用于攔截流出所述存儲(chǔ)器的流體流。旁通流體流動(dòng)路徑從過濾器的上游延伸至下游而不通過過濾器。此外，該系統(tǒng)包括膜，設(shè)置用于在過濾器上游完全堵住旁通流體流動(dòng)路徑，膜由在流體中可溶解的材料形成。文檔編號(hào)F15B21/04GK103032418SQ20121033711公開日2013年4月10日申請(qǐng)日期2012年9月12日優(yōu)先權(quán)日2011年10月1日發(fā)明者蒂莫西·杰勒德·奧菲勒,羅恩·派瑞,斯特林·道格拉斯·施梅爾茨申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司