可變流體流量液壓泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例整體上涉及一種可變流量栗。更具體地，本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施 例涉及一種可變流體流量液壓栗，該可變流體流量液壓栗具有帶有固定容積腔的排量主體 (displacement body)〇
【背景技術(shù)】
[0002] 存在各種作業(yè)機(jī)械，例如液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)、非公路用車輛、采礦機(jī)和用來(lái) 執(zhí)行各種任務(wù)的其它重型建筑車輛或機(jī)械。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，作業(yè)機(jī)械需要?jiǎng)恿υ矗T如 柴油引擎、汽油引擎、天然氣引擎、渦輪引擎或提供需要的動(dòng)力的任何其它類型的動(dòng)力源。 這樣的作業(yè)機(jī)械通常還包括各種液壓動(dòng)力工具或液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
[0003] 通常，作業(yè)機(jī)械包括可操作地連接至動(dòng)力源的栗，用于產(chǎn)生至機(jī)械的動(dòng)力工具或 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的加壓液壓流體流。在許多作業(yè)機(jī)械中，栗是可變排量形式的。這些機(jī)械的控制 系統(tǒng)基于各種操作條件或要求調(diào)節(jié)每一個(gè)循環(huán)栗所排出的流體容積。例如，控制系統(tǒng)可以 響應(yīng)于各種作業(yè)機(jī)械工具增加的動(dòng)力需求來(lái)增加液壓栗的排量。逐漸增加栗的排量還增加 了置于動(dòng)力源上的栗的負(fù)荷，其可能不利地影響動(dòng)力源的操作。在一些情況下，如果可變排 量栗在相對(duì)高的排量下操作，栗的動(dòng)力要求可能超過(guò)動(dòng)力源的動(dòng)力容量。
[0004] 已知具有排量控制的各種旋轉(zhuǎn)栗，例如美國(guó)專利US 3727521中描述的裝置，其公 開(kāi)了軸向活塞栗，該軸向活塞栗包括具有往復(fù)活塞的旋轉(zhuǎn)氣缸體以及閥板中的控制端口， 該往復(fù)活塞由可調(diào)節(jié)斜盤控制用于隨著氣缸體靠著閥板旋轉(zhuǎn)而改變排量，該控制端口用于 將壓力下的流體供給至栗送活塞，用于控制斜盤的位置以及由此通過(guò)栗送活塞的介質(zhì)控制 所述排量而不是單獨(dú)的控制裝置。
[0005] 此外，諸如英國(guó)專利GB 521887的現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了具有可變輸送栗的液壓控制系 統(tǒng)，該可變輸送栗通過(guò)節(jié)流閥供給馬達(dá)，被設(shè)置用于維持橫跨該節(jié)流閥的壓力降的裝置，該 裝置被栗與節(jié)流閥之間的壓力以及節(jié)流閥與馬達(dá)之間的壓力控制?？勺冚斔屠跤脕?lái)通過(guò)包 括控制閥和節(jié)流閥的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。至節(jié)流閥以及來(lái)自節(jié)流閥的管線被連接至通至控制汽 缸的分支，該控制汽缸被用來(lái)改變栗的輸送。當(dāng)橫跨節(jié)流閥開(kāi)口的壓力差從預(yù)定的壓力差 變化時(shí)，管線中的壓力差的結(jié)果導(dǎo)致被控制的活塞的運(yùn)動(dòng)，其調(diào)整栗直至基準(zhǔn)差被重新建 立。
[0006] 已知的閥控制栗可以使用單向閥而不是閥板來(lái)控制流體流量。然而，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)可 變流體流量的機(jī)構(gòu)太復(fù)雜以及因而可能是不可靠的，所以這些裝置通常不試圖提供可變流 體流量。為了流量控制，數(shù)字化排量栗（Digital Displacement Pump⑧）或DDP技術(shù)可 以使用計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)閥而不是機(jī)械方法。然而，在閥控制栗中使用這樣的技術(shù)需要大量的開(kāi) 支以快速地切換閥并且處于軸角與閥致動(dòng)的正確的同步中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例利用閥控制栗的行程的一部分，來(lái)實(shí)現(xiàn)可變流量并且實(shí)現(xiàn)使用液 壓機(jī)械裝置。
[0008] 在一方面中，本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例涉及一種可變流體流量液壓栗，包括 具有固定容積腔的至少一個(gè)排量主體，在所述排量主體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，并且還包括連 接所述排量腔與低壓側(cè)的低壓閥，其特點(diǎn)在于，所述低壓閥設(shè)置有可調(diào)節(jié)裝置，該可調(diào)節(jié)裝 置在該低壓閥上提供開(kāi)啟力并且還提供關(guān)閉力，該關(guān)閉力周期性地在栗送行程期間增加以 及在所述活塞在所述排量主體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的吸入行程期間降低，并且所述低壓閥還包括當(dāng) 所述排量腔中的壓力小于所述低壓側(cè)的壓力時(shí)將流體從所述低壓側(cè)供給至所述排量主體 的所述固定容積腔的裝置。所述開(kāi)啟力和所述關(guān)閉力將一起操作（通常至少實(shí)質(zhì)上彼此反 向），并且導(dǎo)致將作用在低壓閥上、特別是作用在低壓閥的關(guān)閉裝置上的合力。當(dāng)然，實(shí)際 上，一些附加的力也可能作用在低壓閥上，例如在各自的活塞的向上行程/栗送行程期間 的流體流動(dòng)力。流體流動(dòng)力可以（并且優(yōu)先為應(yīng)該）被考慮進(jìn)來(lái)，特別是當(dāng)設(shè)計(jì)/調(diào)節(jié)低 壓閥的關(guān)閉運(yùn)動(dòng)/時(shí)刻時(shí)。因?yàn)樵趯⑦_(dá)到力平衡處的活塞的位置將變化，所以，通過(guò)調(diào)節(jié)提 供所述開(kāi)啟力的可調(diào)節(jié)裝置，結(jié)果也可以調(diào)節(jié)活塞的位置。以此方式，可以改變進(jìn)給閥的切 換位置；因此，可以改變各自的栗送腔的栗送部分（其中在栗送行程期間執(zhí)行朝著低壓池 的"空轉(zhuǎn)"栗送的活塞運(yùn)動(dòng)的部分相對(duì)于其中執(zhí)行朝著高壓池的"有效栗送"的活塞運(yùn)動(dòng)的 部分的比率）。使用目前提出的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)如本領(lǐng)域中已知的綜合換向液壓栗/數(shù)字化 排量栗（digital displacement pumps傷）的許多或甚至大部分優(yōu)點(diǎn)。然而，總體設(shè)計(jì)通 常簡(jiǎn)單得多并且成本更低。特別地，因?yàn)樗鼈兣c目前的綜合換向液壓栗一起使用，所以不再 必須使用非常復(fù)雜和昂貴的流體進(jìn)給閥設(shè)計(jì)。然而，應(yīng)該注意的是，對(duì)于目前提出的設(shè)計(jì)， 通常不能從一個(gè)栗循環(huán)到另一個(gè)栗循環(huán)在兩個(gè)栗送部分之間切換，特別是當(dāng)兩個(gè)栗送部分 相當(dāng)不同時(shí)。這樣就具有如下后果：混合多個(gè)（相當(dāng)）不同的栗送比以得出特別有利的總 體輸出（當(dāng)涉及包含更大量的栗送腔時(shí)特別有利）通常不再是可能的；相反，一系列（基本 上）相同的栗送比通常將與目前提出的設(shè)計(jì)一起使用。無(wú)論如何，該（輕微）的不利通常 被簡(jiǎn)單得多的設(shè)計(jì)過(guò)度補(bǔ)償，至少用于各種應(yīng)用。在栗送行程期間關(guān)閉力的周期性的增加 和在所述活塞的吸入行程期間的降低優(yōu)選地通過(guò)"機(jī)械裝置"來(lái)實(shí)現(xiàn)。以此方式，能量形式 通常不必被改變（例如，使用流體進(jìn)給閥的電動(dòng)致動(dòng)）。因此，可導(dǎo)致更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。然而， "機(jī)械耦合"不由"剛性連接"執(zhí)行，此處將導(dǎo)致"被迫的運(yùn)動(dòng)"。相反，該耦合是略微柔性/ 彈性的，以使得僅產(chǎn)生力（在本文的上下文中通常是關(guān)閉力），從而該力作用在其上的各自 的裝置的最終運(yùn)動(dòng)不是"強(qiáng)制"的，反而可以被一些額外的裝置、特別是被控制裝置等施加 的反向力（開(kāi)啟力）"影響"。然而，在本文的上下文中，通過(guò)"機(jī)械裝置或方式"的連接通 常應(yīng)該被廣義地理解。作為一個(gè)示例，如果其中它們的同極相對(duì)于彼此相反的兩個(gè)磁體被 用于"產(chǎn)生"該關(guān)閉力時(shí)，這通常仍應(yīng)該被視為"彈性機(jī)械"連接。
[0009] 優(yōu)選地，關(guān)閉力和能夠由可調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的開(kāi)啟力彼此反向，將"加在一起"以產(chǎn) 生一工作點(diǎn)，在該工作點(diǎn)處力至少實(shí)質(zhì)上被平衡和/或在該工作點(diǎn)處在活塞的工作循環(huán)期 間所述低壓閥的關(guān)閉裝置將改變其的位置。后一表述對(duì)活塞的向上行程是特別有效的。如 上已經(jīng)描述的，由于流體流動(dòng)力等，所以一些"輕微的偏離"可能發(fā)生。在設(shè)計(jì)栗期間和/或 當(dāng)改變控制力用于選擇工作點(diǎn)時(shí)可能（和應(yīng)該）考慮這些"輕微的偏離"。
[0010] 優(yōu)選地，所述關(guān)閉力由偏壓裝置提供，其中所述偏壓裝置以將依賴于所述活塞的 位置的力傳遞給所述低壓閥的各自的關(guān)閉裝置的方式被設(shè)計(jì)，特別是以將依賴于所述活塞 的、優(yōu)選是所述活塞的位置的裝置彈性耦合至所述低壓閥的關(guān)閉裝置的方式被設(shè)計(jì)。建議 的力的傳遞優(yōu)選地由彈性和/或機(jī)械裝置或方式（此處"機(jī)械"的意思通常應(yīng)被廣泛地理 解）實(shí)施。盡管在關(guān)閉構(gòu)件中的活塞之間的"直接彈性耦合7機(jī)械耦合是優(yōu)選的（特別是 由于相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)），但是還可以使用曲軸或偏心體（或一些其它裝置）作為用于驅(qū)動(dòng) 偏壓裝置的"輸入裝置"。然而，使用合適的設(shè)計(jì)，通常仍然不必將能量形式改變?yōu)殡娔艿取?相反，該連接可以由"純機(jī)械方式"進(jìn)行。關(guān)閉裝置可以是提動(dòng)閥芯（valve poppet)、球閥 的球、針閥的針等。
[0011] 優(yōu)選地，所述偏壓裝置包括從包括彈簧、螺旋彈簧、具有相對(duì)的同極的磁體和具有 相對(duì)的同極的永磁體的組中選取的