專利名稱：具有由電動(dòng)液壓閥聯(lián)接于分開的外部端口的氣缸的流體工作機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如泵和液壓發(fā)動(dòng)機(jī)之類的流體工作機(jī)，該流體工作機(jī)具有在氣缸中滑動(dòng)的活塞，并且更確切地涉及動(dòng)態(tài)操作的閥，該動(dòng)態(tài)操作閥對液壓流體流入和流出氣缸的流動(dòng)進(jìn)行選擇性地控制。
背景技術(shù)：
通常類型的徑向活塞泵包括本體，該本體具有多個(gè)氣缸，這些氣缸圍繞驅(qū)動(dòng)軸徑向設(shè)置并且用于容納活塞。在每個(gè)氣缸內(nèi)可滑動(dòng)地接納有活塞，由此在氣缸內(nèi)部限定腔室。 軸具有離心凸輪，且活塞由彈簧偏置成騎靠于凸輪。入口端口將流體供給至入口通道，且該入口通道通過單獨(dú)的入口止回閥而聯(lián)接于每個(gè)氣缸腔室。一組出口止回閥將氣缸腔室聯(lián)接于引至泵的出口端口的出口通道。隨著軸由外部電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)所旋轉(zhuǎn)，偏心凸輪致使活塞循環(huán)地滑入和滑出氣缸，由此減小和擴(kuò)大相應(yīng)氣缸腔室的容積。在每個(gè)活塞循環(huán)的吸入階段過程中，當(dāng)給定的氣缸腔室容積擴(kuò)大時(shí)，進(jìn)口止回閥打開，使得流體能從進(jìn)口通道被抽出并進(jìn)入氣缸腔室。在每個(gè)活塞循環(huán)隨后的排出階段過程中，當(dāng)氣缸腔室的容積減小時(shí)，流體在壓力作用下通過出口止回閥被排出并進(jìn)入出口端口。在偏心凸輪的每次旋轉(zhuǎn)過程中，流體吸入階段和排出階段反復(fù)地發(fā)生。在任何時(shí)間點(diǎn)，徑向設(shè)置的氣缸中的一些處于吸入階段，而其它氣缸處于排出階段。在另一通用的泵設(shè)計(jì)中，氣缸和活塞平行于驅(qū)動(dòng)軸而定向。往復(fù)運(yùn)動(dòng)由位于如下平面中的旋轉(zhuǎn)斜盤所產(chǎn)生該平面以與垂直方向呈銳角的切過驅(qū)動(dòng)軸的中心線。當(dāng)氣缸和活塞組件隨驅(qū)動(dòng)軸而旋轉(zhuǎn)，每個(gè)活塞桿的一端保持與旋轉(zhuǎn)斜盤相接觸。這致使活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞行程的長度與旋轉(zhuǎn)斜盤與垂直于氣缸的中心線的方向所設(shè)定的角度成比例。在當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)中，靜液(閉環(huán)旋轉(zhuǎn)斜盤和樞軸)活塞泵以及發(fā)動(dòng)機(jī)使用固定幾何形狀的抽吸端口，而不是上述簡單的止回閥開環(huán)泵，并且使用相對于活塞運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行計(jì)量。固定幾何形狀的端口具有若干缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是定時(shí)并非理想地與各種工作條件相匹配。另一個(gè)缺點(diǎn)是吸入階段到排出階段在交叉點(diǎn)處的重疊性欠佳，這致使從高壓通道流至低壓通道的通過氣缸的瞬時(shí)流。這會(huì)增大噪聲和振動(dòng)并減小容積效率。部件的摩擦損耗是另一個(gè)考慮。采用某些液壓系統(tǒng)，會(huì)存在某些時(shí)期，在這些時(shí)期中，來自載荷的力會(huì)驅(qū)動(dòng)液壓致
10動(dòng)器而在壓力下將流體向后回送給泵。例如，此種作用發(fā)生在與正在被制動(dòng)的車輛相聯(lián)的液壓發(fā)動(dòng)機(jī)中。所需要的是從后向流中回收能量。一種方案是使用該后向流來將泵當(dāng)做發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，并且將流體能量轉(zhuǎn)換成施加于泵的驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械能。該機(jī)械能可增加或替代來自連接于驅(qū)動(dòng)軸的原動(dòng)機(jī)的能量。然而，出口止回閥阻止逆向流動(dòng)的流體進(jìn)入傳統(tǒng)的泵。

發(fā)明內(nèi)容
新穎的流體工作機(jī)包括外殼，該外殼具有第一端口、第二端口、第三端口以及多個(gè)氣缸。多個(gè)氣缸分成第一組和第二組。第一組中的氣缸聯(lián)接在第一和第二端口之間，而第二組中的氣缸聯(lián)接在第一和第三端口之間。每個(gè)氣缸中可滑動(dòng)接納有單獨(dú)的活塞，用以在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸可操作地聯(lián)接成與多個(gè)活塞一起運(yùn)動(dòng)。設(shè)置有多個(gè)第一閥裝置，每個(gè)第一閥裝置與第一組中的一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)。每個(gè)第一閥裝置具有第一模式，在該第一模式中，當(dāng)?shù)谝煌獠慷丝谥械膲毫Υ笥谠撘粋€(gè)氣缸中的壓力時(shí)，提供第一路徑，而當(dāng)該一個(gè)氣缸中的壓力大于第二外部端口中的壓力時(shí)，提供第二路徑。每個(gè)第一閥裝置還具有第二模式，在該第二模式中，當(dāng)該一個(gè)氣缸中的壓力大于第一外部端口中的壓力時(shí)，提供第一路徑，而當(dāng)?shù)诙獠慷丝谥械膲毫Υ笥谠撘粋€(gè)氣缸中的壓力時(shí)，提供第二路徑。每個(gè)第一閥裝置包括用于在第一和第二模式之間進(jìn)行選擇的機(jī)構(gòu)。設(shè)置有多個(gè)第二閥裝置，每個(gè)第二閥裝置與第二組中的給定氣缸相關(guān)聯(lián)。每個(gè)第二閥裝置具有第三模式，在該第三模式中，當(dāng)?shù)谝煌獠慷丝谥械膲毫Υ笥谠摻o定氣缸中的壓力時(shí)，提供第三路徑，而當(dāng)該給定氣缸中的壓力大于第三外部端口中的壓力時(shí)，提供第四路徑。每個(gè)第二閥裝置具有第四模式，在該第四模式中，當(dāng)該給定氣缸中的壓力大于第一外部端口中的壓力時(shí)，提供第三路徑，而當(dāng)?shù)谌獠慷丝谥械膲毫Υ笥谠摻o定氣缸中的壓力時(shí)，提供第四路徑。在流體工作機(jī)的一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二閥裝置中的每一個(gè)包括第一止回閥， 該第一止回閥聯(lián)接在第一端口和相應(yīng)氣缸之間。第一止回閥具有第一位置并且具有第二位置，第一位置將用于使流體在第一端口和相應(yīng)氣缸之間流動(dòng)的第一路徑打開，而在第二位置中，第一路徑關(guān)閉。第一止回閥在第一和第二位置之間的運(yùn)動(dòng)由在該第一止回閥一側(cè)上單獨(dú)的第一控制腔室中的壓力所控制。第一狀態(tài)閥連接于第一控制腔室并且具有第一狀態(tài)，在該第一狀態(tài)中，在第一控制腔室和第一端口之間提供第一通路；并且具有第二狀態(tài)， 在該第二狀態(tài)中，在第一控制腔室和相應(yīng)氣缸之間提供第二通路。第一和第二閥裝置中的每一個(gè)還包括第二止回閥，該第二止回閥聯(lián)接在相應(yīng)氣缸和第二或第三端口中的給定端口之間。每個(gè)此種第二止回閥具有第三位置并且具有第四位置，該第三位置提供用于使流體在給定端口和相應(yīng)氣缸之間流動(dòng)的第二路徑，而在第四位置中，第二路徑關(guān)閉。第二止回閥在第三和第四位置之間的運(yùn)動(dòng)由在該第二止回閥的一側(cè)上單獨(dú)的第二控制腔室中的壓力所控制。第二狀態(tài)閥連接于第二空腔腔室并且具有第三狀態(tài)，在該第三狀態(tài)中，在第二控制腔室和給定端口之間提供第三通路；并且具有第四狀態(tài)，在該第四狀態(tài)中，在第二控制腔室和相應(yīng)氣缸之間提供第四通路。


圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的徑向活塞式流體工作機(jī)的閉環(huán)液壓系統(tǒng)的示意圖2是示出流體工作機(jī)的氣缸和活塞構(gòu)造的徑向剖視圖；圖3是沿圖2所示剖線3-3所剖取的徑向活塞式流體工作機(jī)的軸向剖視圖，并且示出在連接于氣缸的流體通道中的選擇性可逆止回閥；圖4是沿圖3所示剖線4-4所剖取的剖視圖，示出流體通道的內(nèi)部互連；圖5是圖3的放大視圖，示出用于流體工作機(jī)的氣缸的其中一個(gè)選擇性可逆止回閥的細(xì)節(jié)；圖6是示出對其中一個(gè)氣缸為防止氣穴的修改的剖視圖；圖7是液壓系統(tǒng)的示意圖，該液壓系統(tǒng)使用流體工作機(jī)的另一實(shí)施例來操作液壓氣缸致動(dòng)器；圖8是圖7所示流體工作機(jī)的軸向剖視圖，其中每個(gè)氣缸連接在兩組氣缸的一組氣缸中；圖9是沿圖8所示剖線9-9所剖取的徑向剖視圖，示出其中一些內(nèi)部流體通道的互連；圖10是沿圖8所示剖線10-10所剖取的徑向剖視圖，示出其它的內(nèi)部流體通道的
互連；圖11是具有三個(gè)外部端口的流體工作機(jī)實(shí)施例的部分徑向剖視圖，其中一對電動(dòng)液壓式二通閥將每個(gè)氣缸連接于三個(gè)外部端口中的兩個(gè)；圖12是具有三個(gè)外部端口的流體工作機(jī)另一實(shí)施例的部分徑向剖視圖，其中一個(gè)電動(dòng)液壓式三位三通閥將每個(gè)氣缸連接于三個(gè)外部端口中的兩個(gè)；圖13是液壓回路的與圖13所示泵中一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)的部分的示意圖；以及圖14是液壓回路的與泵中一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)的分支的示意圖，其中該分支具有二位三通電動(dòng)液壓式滑閥。
具體實(shí)施例方式參見圖1，閉環(huán)液壓系統(tǒng)2具有諸如內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)之類的原動(dòng)機(jī)9，該原動(dòng)機(jī)9 由軸聯(lián)接，以驅(qū)動(dòng)流體工作機(jī)10以起到泵的作用。流體工作機(jī)10能構(gòu)造成固定排量的雙向泵，該雙向泵受控以迫使流體沿任一方向通過管線5和6，該管線連接于雙向液壓發(fā)動(dòng)機(jī) 7，該雙向液壓發(fā)動(dòng)機(jī)例如使車輛的輪子8旋轉(zhuǎn)。流體工作機(jī)10通過控制可逆止回閥的電操作狀態(tài)閥而動(dòng)態(tài)地構(gòu)造成從任一管線5或6中抽出流體，并迫使壓力下的流體進(jìn)入另一管線，由此沿任一方向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。如將要描述的，流體工作機(jī)10的操作由一組十二個(gè)螺線管所支配，該組十二個(gè)螺線管響應(yīng)于從操作者輸入裝置3 (如將要描述的)所接收的方向和速度命令而由控制器4所操作。本文所使用的術(shù)語“可逆止回閥組件”指代如下裝置該裝置響應(yīng)于液壓系統(tǒng)的兩個(gè)部段中作用在該裝置上的壓力、對流體在這兩個(gè)部段之間的流動(dòng)進(jìn)行控制。該裝置具有兩個(gè)狀況或狀態(tài)。在一個(gè)狀況中，當(dāng)?shù)谝徊慷沃械淖饔糜谠撗b置第一表面上的壓力比第二部段中的作用于該裝置第二表面上的壓力大時(shí)，裝置打開以允許流體流動(dòng)。在另一狀況中， 當(dāng)?shù)诙慷沃械膲毫Ρ鹊谝徊慷沃械膲毫Υ髸r(shí)，該裝置打開以允許流體流動(dòng)。提供一種機(jī)構(gòu)，以響應(yīng)于信號而選擇性地將該裝置置于第一或第二狀況。例如，該裝置可具有閥體，該閥體具有第一和第二表面并且將液壓系統(tǒng)的第一和第二部段之間的連通打開和關(guān)閉。閥體
12一側(cè)上的控制腔室中的壓力確定該裝置處于第一狀況還是第二狀況，并且選擇性地控制該控制腔室壓力。例如，控制閥可選擇性地將來自于第一或第二部段的壓力施加于控制腔室， 以選擇兩個(gè)狀況中的一個(gè)。有時(shí)，輪子8將發(fā)動(dòng)機(jī)7當(dāng)作泵來驅(qū)動(dòng)，該泵迫使液壓流體返回至流體工作機(jī)10。 例如，當(dāng)車輛逐漸停止時(shí)，流體工作機(jī)10無須驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)7和輪子8。此時(shí)，車輛的動(dòng)能可用于將發(fā)動(dòng)機(jī)7作為泵來驅(qū)動(dòng)，并迫使流體返回至流體工作機(jī)10?，F(xiàn)在，通過將流體工作機(jī) 10構(gòu)造成作為發(fā)動(dòng)機(jī)來起作用，由發(fā)動(dòng)機(jī)7所產(chǎn)生的流體動(dòng)力可轉(zhuǎn)換成施加于與原動(dòng)機(jī)9 相連的軸的機(jī)械能，。機(jī)械能可使來自于原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能增大，以驅(qū)動(dòng)車輛上的其它部件， 或者可將所得到的能量存儲起來用以之后使用。因此，本文所描述的設(shè)備大體上是指“流體工作機(jī)”，這是由于該設(shè)備在不同的時(shí)候動(dòng)態(tài)地構(gòu)造成在不同時(shí)候作為泵和作為發(fā)動(dòng)機(jī)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)來起作用。還應(yīng)理解的是，本發(fā)明可與僅僅作為泵或僅僅作為液壓發(fā)動(dòng)機(jī)而起作用的設(shè)備一起使用。因此，術(shù)語流體工作機(jī)還指代僅僅作為泵或發(fā)動(dòng)機(jī)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)來操作的裝置。參見圖2和3，流體工作機(jī)10具有外殼11，該外殼11由若干鄰接部段12、13、14 以及15所形成，在這些鄰接部段之間具有密封件并且由螺栓或其它合適的緊固件固定在一起。柱形空腔16形成在中間外殼部段13和14之間，并且經(jīng)由流體工作機(jī)的儲罐端口 19 向儲罐9通風(fēng)。驅(qū)動(dòng)軸17延伸通過柱形空腔，并且具有附連于其的偏心凸輪18。原動(dòng)機(jī)9 致使驅(qū)動(dòng)軸17和偏心凸輪18在柱形空腔16內(nèi)旋轉(zhuǎn)。六個(gè)氣缸腔室20徑向地位于外殼11中，并且圍繞柱形空腔等距地隔開，不過，也可提供更多或更少的氣缸腔室。在每個(gè)氣缸腔室20中可滑動(dòng)地接納有單獨(dú)的活塞22，并且活塞由單獨(dú)的彈簧M朝向偏心凸輪18向內(nèi)偏置。每個(gè)活塞22的內(nèi)端具有輥?zhàn)宇愋偷膹膭?dòng)件26，活塞由彈簧的偏置致使該從動(dòng)件與偏心凸輪18的表面配合。隨著偏心凸輪在外殼 11內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)件沈減小摩擦損耗，由此迫使活塞進(jìn)入和離開氣缸腔室20。隨著活塞22 朝向軸17運(yùn)動(dòng)，流體被抽送到氣缸腔室20中，此后，當(dāng)偏心凸輪18向外推動(dòng)活塞時(shí)，迫使流體從氣缸腔室中流出。雖然本發(fā)明在徑向活塞泵的范圍中進(jìn)行描述，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明的概念能被應(yīng)用于其它的泵和發(fā)動(dòng)機(jī)類型，例如軸向活塞泵和發(fā)動(dòng)機(jī)、固定斜盤(fixed swash)軸向活塞泵、外部偏心泵或發(fā)動(dòng)機(jī)以及徑向活塞多沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。與每個(gè)氣缸腔室20相關(guān)聯(lián)的是單獨(dú)的閥裝置21，該閥裝置包括若干通道以及第一和第二可逆止回閥組件31和32。第一和第二可逆止回閥組件中的每個(gè)組件31或32包括彈簧加載止回閥40或60以及螺線管操作的狀態(tài)閥46或55。如圖3和4所示，流體通過閥裝置21中的一系列通道而流入和流出每個(gè)氣缸腔室。位于第一外殼部段12的外表面中的第一外部端口 30由第一通道33連接于環(huán)形通路34，該環(huán)形通路34圍繞流體工作機(jī)10 的中心軸線和軸17延伸。形成在第四外殼部段15的外表面中的第二外部端口 36由第二通道39連接于第二環(huán)形通路35，該第二環(huán)形通路35以與第一環(huán)形通路34類似的方式形成在中心軸線和軸17周圍。外殼11的外表面上的第一和第二外部端口 30和36使得外部導(dǎo)管和其它裝置能連接于流體工作機(jī)10。示例性流體工作機(jī)10中的六個(gè)氣缸腔室20中每個(gè)腔室的部件的組件具有相同的部件，這些部件連接于兩個(gè)環(huán)形通路34和35。將對圖3所示氣缸腔室22和活塞22上半部中的部件進(jìn)行詳細(xì)描述，而該描述也適用于其它的氣缸腔室。流體通過一對選擇性地可逆止回閥40和60而在氣缸腔室20與第一和第二環(huán)形通路34和35之間流動(dòng)。確切地說，氣缸腔室20與第一管道38相關(guān)聯(lián)，該第一管道延伸至第一環(huán)形通路34。選擇性可逆的第一止回閥40響應(yīng)于來自第一閥彈簧44的力而與第一管道38中的第一閥座43配合。第一止回閥40由第一控制腔室42中的壓力所控制，該第一控制腔室42位于止回閥離開第一管道 38的遠(yuǎn)側(cè)上。第一控制腔室42內(nèi)的壓力由二位三通(two-position，three-way)的第一狀態(tài)閥 45的位置所支配，該第一狀態(tài)閥45包括第一狀態(tài)閥芯46，該第一狀態(tài)閥芯46在延伸通過外殼11的孔48內(nèi)滑動(dòng)。第一狀態(tài)閥芯46具有外部環(huán)形凹槽52以及內(nèi)部通道M，在孔中不同的閥芯位置處，該外部環(huán)形凹槽52以及內(nèi)部通道M選擇性地將第一控制腔室42聯(lián)接于第一管道38或者聯(lián)接于氣缸腔室20。第一狀態(tài)閥芯46響應(yīng)于由控制器4施加于二位閉鎖第一螺線管50的信號電流而運(yùn)動(dòng)。第一螺線管50具有連接于第一狀態(tài)閥芯46的電樞，并且通過由電流所產(chǎn)生的電磁場而在兩個(gè)位置之間交替運(yùn)動(dòng)。在停止向螺線管施加電流之后，電樞由永磁體保持于每個(gè)位置。當(dāng)?shù)谝粻顟B(tài)閥芯46被驅(qū)動(dòng)至所示的孔中向右的狀態(tài)時(shí)，閥芯的內(nèi)部通道M將第一控制腔室通道55連接于引至氣缸腔室20的第一分支通道 56。在第一狀態(tài)閥芯46相反的向左狀態(tài)中，該閥芯的外部環(huán)形凹槽52提供第一控制腔室通道55和開到第一管道38中的通道53之間的路徑。因此，在第一狀態(tài)閥芯46的兩個(gè)狀態(tài)或位置中，來自第一管道38或者來自氣缸腔室20的流體壓力交替地施加于第一控制腔室42。這將第一止回閥40動(dòng)態(tài)地構(gòu)造成以若干不同模式來操作流體工作機(jī)10，這將在下文進(jìn)行描述。選擇性可逆的第二止回閥60具有突出端57，該突出端與位于第二管道62中的第二閥座59配合，該第二閥座62在第二環(huán)形通路65和氣缸腔室20之間延伸。流體流經(jīng)第二止回閥的方向是由第二止回閥的遠(yuǎn)側(cè)上的第二控制腔室64是連接于第二管道62還是氣缸腔室20中的壓力來確定的。該連接由二位三通的第二狀態(tài)閥65所支配，該第二狀態(tài)閥 65包括位于孔48內(nèi)的第二狀態(tài)閥芯66。該第二狀態(tài)閥芯66具有與第一狀態(tài)閥芯46相同的構(gòu)造，并且由接收來自控制器4的電流信號的第二螺線管68所操作。第二螺線管68使第二狀態(tài)閥芯66在孔48內(nèi)在兩個(gè)狀態(tài)或者位置之間運(yùn)動(dòng)。在第二閥芯66的所示狀態(tài)中， 閥芯外部上的第二環(huán)形凹槽70經(jīng)由通道73和75提供在第二控制腔室64和第二管道62 之間的路徑。在第二閥芯66的另一狀態(tài)中，該閥芯中的內(nèi)部通道72經(jīng)由通道73和74提供在第二控制腔室64和氣缸腔室20之間的路徑。因此，第二狀態(tài)閥芯66的兩個(gè)狀態(tài)或位置使第二控制腔室64交替地連接于第二管道62或氣缸腔室20。這將第二止回閥60動(dòng)態(tài)地構(gòu)造成以若干不同模式來操作流體工作機(jī)10，這將在下文進(jìn)行描述。流體工作機(jī)10內(nèi)的其它氣缸腔室20中的每一個(gè)都通過類似設(shè)置的通道、第一和第二止回閥以及第一和第二狀態(tài)閥連接于第一和第二環(huán)形通路34和35，例如對于圖3所示下半部中的另一氣缸腔室20'來說。控制器4響應(yīng)于來自傳感器76的信號來操作氣缸腔室中每一個(gè)的第一和第二螺線管50和68，該傳感器檢測驅(qū)動(dòng)軸17的位置。傳感器信號還使得控制器能測量驅(qū)動(dòng)軸的速度。泵送模式參見圖1和3，根據(jù)控制器4所希望的將流體泵送通過流體工作機(jī)10以及將該流體發(fā)送通過發(fā)動(dòng)機(jī)7的方向，每個(gè)氣缸腔室的第一和第二螺線管50和68由控制器所操作， 以定位第一和第二狀態(tài)閥芯46和66。例如，假設(shè)泵構(gòu)造的流體工作機(jī)10要將流體抽送到第一外部端口 30中，并且經(jīng)第二外部端口 36將加壓流體發(fā)送出去?？紤]圖3中最上方的氣缸腔室20，第一螺線管50使第一狀態(tài)閥芯46運(yùn)動(dòng)到所示位置，由此經(jīng)由第一分支通道 56、內(nèi)部閥芯通道M以及第一控制腔室通道55將氣缸腔室37連接于第一止回閥40的第一控制腔室42。將第二狀態(tài)閥芯66定位成使得該第二狀態(tài)閥芯的環(huán)形凹槽70提供在控制腔室通道75和引至第二管道62的通道73之間的路徑。偏心凸輪18的旋轉(zhuǎn)使得每個(gè)活塞22能循環(huán)地在流體吸入階段朝向驅(qū)動(dòng)軸17運(yùn)動(dòng)離開相應(yīng)的氣缸腔室20、然后在流體排出階段運(yùn)動(dòng)進(jìn)入氣缸腔室中。當(dāng)活塞的氣缸腔室的容積最大時(shí)，活塞22位于下死點(diǎn)位置，而容積最大發(fā)生在活塞循環(huán)中從吸入階段到排出階段的過渡點(diǎn)處。當(dāng)活塞的氣缸腔室的容積最小時(shí)，活塞22位于上死點(diǎn)位置，而容積最小發(fā)生在每次活塞循環(huán)過程中從排出階段到吸入階段的過渡點(diǎn)處。由于氣缸腔室20徑向設(shè)置，因而在任何時(shí)間點(diǎn)處，一些活塞處于吸入階段，而其它活塞處于排出階段。在吸入階段過程中，氣缸腔室20的容積增大，從而在其中產(chǎn)生負(fù)壓。如圖5詳細(xì)示出，該壓力通過第一狀態(tài)閥芯46連通至第一控制腔室42，使得負(fù)壓存在于第一止回閥40 的兩側(cè)上。此時(shí)，由于流體從發(fā)動(dòng)機(jī)7的輸出中返回，因而正壓存在于第一管道38內(nèi)，且該正壓施加于第一止回閥的肩部41。因此，第一管道38中比控制腔室42中高的壓力迫使第一止回閥40遠(yuǎn)離閥座43，由此使得流體能從第一管道38流到擴(kuò)大的氣缸腔室20中。當(dāng)?shù)谝恢够亻y40打開時(shí)，第二止回閥60保持關(guān)閉而抵靠于其閥座59。確切地說， 在氣缸腔室20中發(fā)生負(fù)壓的吸入階段過程中，由于第二環(huán)形通路35中存在的其它氣缸腔室的輸出，第二管道62中的壓力是正的。由于第二狀態(tài)閥芯66處于所示位置，因而該正壓施加于第二控制腔室64，由此使第二止回閥60保持關(guān)閉而抵靠于其閥座59。圖2和圖3 中的此種上部活塞22的操作持續(xù)進(jìn)行，直到偏心凸輪18使該活塞運(yùn)動(dòng)至所示下死點(diǎn)位置為止。此后，偏心凸輪18的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)將活塞22運(yùn)動(dòng)到排出階段，在該排出階段過程中，活塞向外運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)的氣缸腔室20中，從而壓縮其中的流體。這使得該氣缸腔室20中的壓力增大，且該壓力還經(jīng)由第一狀態(tài)閥芯46施加于第一止回閥40的第一控制腔室42。 最終，該壓力大于第一管道38中的壓力，在這點(diǎn)上，第一閥彈簧44的附加力將第一止回閥 40關(guān)閉。當(dāng)氣缸腔室的壓力超過第二管道62中施加于第二止回閥60的第二控制腔室64 的壓力時(shí)，第二止回閥打開，從而將流體從氣缸腔室20釋放到第二管道62中并且流出第二外部端口 36。當(dāng)偏心凸輪18的持續(xù)旋轉(zhuǎn)使活塞22運(yùn)動(dòng)至上死點(diǎn)位置時(shí)，排出階段完成，且此后活塞過渡至另一循環(huán)的吸入階段。如果希望使泵送模式中流體流動(dòng)的方向反向、即從第二外部端口 36抽入流體并且在壓力下從第一外部端口 30中排出流體，則使兩個(gè)選擇性可逆止回閥40和60從圖3所示的狀態(tài)改變狀態(tài)。確切地說，第一狀態(tài)閥芯46將第一外部端口 30 (現(xiàn)在用作泵出口)處的壓力傳送至第一止回閥40的第一控制腔室42。第二狀態(tài)閥芯66將氣缸腔室的壓力傳送至第二止回閥60的第二控制腔室64。通過那些所施加的壓力，第一和第二止回閥40和 60的操作與上文關(guān)于從第一外部端口 30到第二外部端口 36的流動(dòng)所進(jìn)行的描述相反。于是，現(xiàn)在第二止回閥60在每次泵送循環(huán)的吸入階段過程中打開，而第一止回閥40在排出階段過程中打開，由此將流體從第二外部端口 36泵送至第一外部端口 30。對這兩個(gè)狀態(tài)閥芯 46和66的狀態(tài)的選擇使得能夠有經(jīng)過徑向氣缸類型的流體工作機(jī)10的雙向流體流動(dòng)。
在該泵送模式中，在完整的泵送循環(huán)過程中，可選擇性地停止對一個(gè)或多個(gè)氣缸腔室的操作，以改變被泵送流體的總量。實(shí)現(xiàn)它的一個(gè)方式是通過逆轉(zhuǎn)第一或第二止回閥 40或60中的那個(gè)在泵送模式中處于進(jìn)入端口的止回閥的位置來實(shí)現(xiàn)該目的，在吸入階段過程中，流體通過進(jìn)入端口抽送到氣缸腔室中。假定進(jìn)入端口是第一外部端口 30，并且希望停止圖3所示上半部中的氣缸腔室20。在該情形中，對用于該氣缸腔室的第一螺線管50 進(jìn)行操作，以將相關(guān)聯(lián)的第一狀態(tài)閥芯46置于到如下狀態(tài)中該狀態(tài)在第一管道38和第一止回閥40的第一控制腔室42之間提供路徑?，F(xiàn)在，在吸入階段過程中，在氣缸腔室的容積擴(kuò)大的同時(shí)，其中的負(fù)壓僅僅施加于第一止回閥40的突出端47處的表面，而第一管道38 中的正壓施加于止回閥肩部41并且施加于控制腔室42中的相對表面。作用在第一止回閥 40兩側(cè)上的較高正壓以及由第一閥彈簧44提供附加力使止回閥在吸入階段過程中維持于關(guān)閉狀態(tài)。于是，流體并不從第一管道38抽送到該氣缸腔室20中。
關(guān)于第二止回閥60，第二狀態(tài)閥芯66提供在第二管道62和控制腔室64之間的路徑。因此，在吸入階段過程中，第二止回閥60類似地維持關(guān)閉。然而，在排出階段過程中， 在氣缸腔室停止工作之前已被允許進(jìn)入該氣缸腔室的任何流體通過兩個(gè)止回閥40和60中的任一個(gè)排出。停止選定的氣缸腔室以改變被泵送的流體量的另一方式是朝向流體進(jìn)入氣缸腔室的端口而將流體泵送回去。例如，假設(shè)在泵送模式中，流體工作機(jī)10將流體抽送到第一外部端口 30中，并且通過第二外部端口 36將加壓流體發(fā)送出去。為了使特定的氣缸腔室停止工作，通過激活第一螺線管50以將第一狀態(tài)閥芯46置于在氣缸腔室20和第一控制腔室42之間提供流體路徑的位置，來使得該氣缸腔室所關(guān)聯(lián)的第一止回閥40首先構(gòu)造成用于位于約上死點(diǎn)位置的吸入階段。現(xiàn)在，隨著相關(guān)聯(lián)的活塞22朝中心驅(qū)動(dòng)軸17運(yùn)動(dòng)，傳送至第一控制腔室42的所得到的負(fù)壓使得第一管道38中的正壓能迫使第一止回閥40打開。 這使得流體能從第一外部端口 30流到氣缸腔室20中。在吸入階段，第二止回閥60由提供在第二控制腔室64和第二管道62之間路徑的第二狀態(tài)閥芯66保持關(guān)閉，由此將正壓傳送到第二控制腔室中。當(dāng)相應(yīng)活塞到達(dá)下死點(diǎn)位置時(shí)，即在吸入階段和排出階段的過渡點(diǎn)處，第一和第二止回閥40的打開和關(guān)閉位置逆轉(zhuǎn)。這通過控制器4來實(shí)現(xiàn)，該控制器為改變第一和第二狀態(tài)閥芯46和66的位置而激活兩個(gè)螺線管50和68?，F(xiàn)在，第一狀態(tài)閥芯46提供一路徑， 第一管道38中的壓力通過該路徑與第二控制腔室42連通，而第二狀態(tài)閥芯66提供另一路徑，氣缸腔室20中的壓力通過該路徑與第二控制腔室64連通。在排出階段過程中，氣缸腔室中增大的壓力迫使第一止回閥40打開，從而將流體釋放回到第一管道38中，而在先前的吸入階段過程中，是從該第一管道38抽送流體。氣缸腔室20中施加于第二控制腔室64的氣缸壓力與由第二閥彈簧63所提供的力相加，并且使第二止回閥60維持關(guān)閉而抵靠于其閥座。改變被泵送的流體量的又一方式包括僅僅在吸入階段過程的一部分中允許流體進(jìn)入每個(gè)氣缸腔室。例如，假設(shè)流體工作機(jī)10在泵送模式中要將一些流體抽送到第一外部
16端口 30中，并且通過第二外部端口 36將加壓流體發(fā)送出去。在該情形中，考慮圖3所示上半部中的活塞和氣缸，第一止回閥40首先構(gòu)造成用于吸入狀態(tài)。這通過由第一螺線管50 將第一狀態(tài)閥芯46放置到所示位置中來實(shí)現(xiàn)，所示位置提供在氣缸腔室20和第一控制腔室42之間的流體路徑?，F(xiàn)在，隨著所關(guān)聯(lián)的活塞22首先朝向中心驅(qū)動(dòng)軸17運(yùn)動(dòng)，第一管道38中的正壓迫使第一止回閥40打開，從而將流體從第一外部端口 30抽送到氣缸腔室20 中。在該吸入階段，第二止回閥60如上所述保持關(guān)閉。在吸入階段的某些位點(diǎn)，通過逆轉(zhuǎn)第一止回閥40的狀態(tài)，來終止進(jìn)入氣缸的流動(dòng)。例如，如果在泵送模式中希望實(shí)現(xiàn)整個(gè)排量的一半，則在吸入階段的中途發(fā)生狀態(tài)逆轉(zhuǎn)，即在驅(qū)動(dòng)軸17已從上死點(diǎn)位置轉(zhuǎn)過90°之后，如由驅(qū)動(dòng)軸傳感器76所檢測。同時(shí)，控制器4激活第一螺線管50，以改變第一狀態(tài)閥芯46的狀態(tài)位置，從而提供在第一管道38和第一控制腔室42之間的流體路徑?，F(xiàn)在，這會(huì)將正壓施加到第一控制腔室42中，而該正壓迫使第一止回閥40抵抗來自氣缸腔室20的負(fù)壓而關(guān)閉。因此，流入氣缸腔室的流體流動(dòng)在完成活塞循環(huán)的吸入階段之前、并且在該示例中在僅僅最大流體量的一半進(jìn)入該腔室之后終止。在剩余的吸入階段過程中，在氣缸腔室20中允許發(fā)生氣穴現(xiàn)象。當(dāng)活塞22到達(dá)下死點(diǎn)位置時(shí)，控制器4再次激活第一螺線管50，以使第一狀態(tài)閥芯46返回到所示位置中，所示位置提供在氣缸腔室20和第一控制腔室42之間的流體路徑。這既將第一止回閥40又將第二止回閥60構(gòu)造成用于排出階段，并且如上文所述起作用。或者，通過用傳統(tǒng)的不可逆止回閥來替代選擇性可逆的止回閥40或60中位于泵送模式中出口通道中的那一個(gè)、并且相應(yīng)地消除相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)閥45或65，圖2-5中所示的泵構(gòu)造可適用于具有單向流的開環(huán)液壓系統(tǒng)。在該情形中，該不可逆止回閥的控制腔室永久地連接于泵送模式中的出口端口。因此，通過動(dòng)態(tài)地改變第一和第二狀態(tài)閥45和65的狀態(tài)，第一和第二止回閥40 和60的操作能交替進(jìn)行，以將流體工作機(jī)置于不同的操作模式。那些模式包括流體泵送的方向以及被致動(dòng)以泵送流體的氣缸的數(shù)量。此外，第一和第二狀態(tài)閥成為不同狀態(tài)的操作可將流體工作機(jī)構(gòu)造成以發(fā)動(dòng)機(jī)模式起作用。發(fā)動(dòng)機(jī)模式有時(shí)，例如當(dāng)車輛停止或滑行時(shí)，其中車輛的動(dòng)能用于驅(qū)動(dòng)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)7，以將流體泵送通過管線5和6。該流體流然后將流體工作機(jī)10當(dāng)做發(fā)動(dòng)機(jī)來操作，以將輪子的動(dòng)能傳遞至連接于原動(dòng)機(jī)9的驅(qū)動(dòng)軸17。該動(dòng)能可用于幫助該驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)，并且由此用于為車輛的其它部件提供動(dòng)力或者能存儲該能量用以之后使用。繼續(xù)參見圖3和5，在該情形中，將流體工作機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，由此將液壓壓力轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)軸17上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。例如，假設(shè)來自發(fā)動(dòng)機(jī)7的流體被驅(qū)使而進(jìn)入流體工作機(jī)10的第二外部端口 36、第二通道39以及第二管道62。在流體工作機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)模式中， 控制器4使用來自傳感器76的驅(qū)動(dòng)軸位置信號，來確定每個(gè)活塞22何時(shí)被最遠(yuǎn)地推送到相應(yīng)氣缸20中、即推送至上死點(diǎn)位置。在該點(diǎn)處，活塞行程進(jìn)入吸入階段，控制器4為該吸入階段而相應(yīng)地激活螺線管50和68，然而，活塞循環(huán)中的螺線管操作位點(diǎn)可在上死點(diǎn)位置之后或之前?，F(xiàn)在，將第二止回閥60置于如下狀態(tài)中在該狀態(tài)，氣缸腔室20中的壓力施加于第二控制腔室64。這通過由第二螺線管68將第二狀態(tài)閥芯66運(yùn)動(dòng)到如下位置中而實(shí)現(xiàn)在該位置處，氣缸腔室通道74由閥芯的內(nèi)部通道72連接于第二控制腔室64的通道 75。將第一止回閥40置于類似的狀態(tài)中在該狀態(tài)，來自氣缸腔室20中的壓力施加于該第一止回閥40的控制腔室42。這類似地涉及激活第一螺線管50，使得第一狀態(tài)閥芯46的內(nèi)部通道M提供在氣缸腔室20和第一控制腔室42之間的路徑。隨著偏心凸輪18持續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞22從上死點(diǎn)位置朝流體工作機(jī)的軸17運(yùn)動(dòng)，在相應(yīng)氣缸腔室20中以及由此在第二止回閥60的第二控制腔室64中產(chǎn)生負(fù)壓?，F(xiàn)在，將從發(fā)動(dòng)機(jī)7回饋到第二外部端口 36和第二管道62中的較高壓力施加于第二止回閥60肩部 61的表面，由此迫使止回閥抵抗氣缸腔室的負(fù)壓而打開。在第二止回閥60打開的情形下， 進(jìn)入處于發(fā)動(dòng)機(jī)模式的流體工作機(jī)10的加壓流體被發(fā)送到氣缸腔室20中，并且產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)活塞22抵靠于偏心凸輪18的力。該力從活塞22傳遞到偏心凸輪18的表面上，從而增強(qiáng)凸輪的旋轉(zhuǎn)。最終，給定的活塞22到達(dá)在其循環(huán)行程中最接近軸17的位點(diǎn)、即下死點(diǎn)位置。由控制器4根據(jù)來自傳感器76的驅(qū)動(dòng)軸位置信號而檢測出相應(yīng)活塞的該位置。在下死點(diǎn)位置，相應(yīng)活塞從吸入階段過渡至排出階段，在排出階段中，活塞向外運(yùn)動(dòng)，以壓縮在其氣缸腔室中的流體。此種過渡需要兩個(gè)止回閥40和60的控制腔室42和64分別接收第一和第二管道38和62中的壓力。這通過由控制器4激活第一和第二螺線管50和68、以將兩個(gè)狀態(tài)閥芯46和66的狀態(tài)改變成如下位置來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)狀態(tài)閥芯的環(huán)形凹槽52和70提供在相應(yīng)管道38或62和相關(guān)聯(lián)控制腔室42或64之間的路徑。換言之，第一狀態(tài)閥芯46提供一路徑，該路徑用于使得第一管道38中的壓力被傳送至第一止回閥控制腔室42，而圍繞第二狀態(tài)閥芯66的環(huán)形凹槽提供一路徑，第二管道62中的壓力通過該路徑施加于第二止回閥控制腔室64?；钊h(huán)中操作第一和第二螺線管50和68的過渡點(diǎn)可在下死點(diǎn)位置之后或之前?，F(xiàn)在，第二外部端口 36和第二管道62中的壓力既施加于第二止回閥60的肩部61 的表面、又施加于控制腔室64中的相對表面。該控制腔室壓力和由閥彈簧63所提供的附加力使第二止回閥60維持關(guān)閉而抵靠于其閥座。此外，第一管道38中的壓力既施加于第一止回閥40的肩部41的表面、又施加于第一控制腔室42內(nèi)的相對表面?，F(xiàn)在，收縮氣缸腔室20中的較高壓力施加于第一止回閥40的突出端47，從而迫使該止回閥遠(yuǎn)離閥座而進(jìn)入打開狀態(tài)。這將氣缸腔室的壓力釋放到第一管道38中，并且從流體工作機(jī)10的第一外部端口 30中排出。排出階段持續(xù)進(jìn)行，直到活塞再次到達(dá)上死點(diǎn)位置為止，而活塞從該上死點(diǎn)位置過渡到另一吸入階段。因此，由輪子發(fā)動(dòng)機(jī)7所驅(qū)使而進(jìn)入第二外部端口 36的流體將流動(dòng)工作機(jī)10作為發(fā)動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，將機(jī)械旋轉(zhuǎn)力施加于偏心凸輪18和驅(qū)動(dòng)軸17。如同泵送模式那樣，狀態(tài)閥芯能被置于如下位置中在這些位置中，氣缸中的一些或所有氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)模式中停止。 此外，在活塞循環(huán)過程中，狀態(tài)閥芯的位置能在不同時(shí)刻切換，以提供部分行程。參見圖6，抗氣穴止回閥80將氣缸腔室20連接于儲罐通道81，且該儲罐通道81 引至圖3所示的儲罐端口 19?？箽庋ㄖ够亻y80使得流體能僅僅沿一個(gè)方向從儲罐通道81 流到氣缸腔室20中。若在氣缸腔室20中發(fā)生氣穴的話，則抗氣穴止回閥80打開，以將流體從儲罐通道81提供到氣缸中。端口分開式流體工作機(jī)
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圖7示出根據(jù)本發(fā)明的端口分開式泵/發(fā)動(dòng)機(jī)類型的流體工作機(jī)100，此種類型的流體工作機(jī)與氣缸活塞式液壓致動(dòng)器90 —起使用，該液壓致動(dòng)器90具有容積不等的空腔 91和92。活塞桿空腔91具有活塞頭空腔92的壓力區(qū)域的一半，因此比起活塞桿空腔，會(huì)有更多的流體被送入活塞頭空腔中和從活塞頭空腔中發(fā)出?？刂破?4響應(yīng)于操作者輸入命令和來自兩個(gè)壓力傳感器96和98以及來自驅(qū)動(dòng)軸傳感器76信號來操作端口分開式流體工作機(jī)100，且兩個(gè)壓力傳感器96和98位于用于致動(dòng)器空腔91和92的液壓管線中。端口分開式流體工作機(jī)100的氣缸被同等地分成兩組。在泵送模式中，每組中具有一半的氣缸，但根據(jù)兩個(gè)致動(dòng)器空腔的容積不等的情況，可使用其它的分組。所有的泵氣缸都連接于共同的第一外部端口 30(A)，該第一外部端口聯(lián)接于活塞頭空腔92。第一組中的泵氣缸連接于第二外部端口(B)，而第二組泵氣缸連接于第三外部端口 114(B')，第二外部端口聯(lián)接于活塞桿空腔91，而第三外部端口聯(lián)接于儲罐管線99。外殼的外表面上的第一、第二以及第三外部端口 30、36以及114使得外部導(dǎo)管和其它裝置能連接于流體工作機(jī)。參見圖8，端口分開式流體工作機(jī)100具有許多與圖3所示第一流體工作機(jī)10中的那些部件相同的部件，且那些相同的部件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)出。第一外部端口 30引至第一環(huán)形通路34并且連接于與每個(gè)氣缸腔室20相關(guān)聯(lián)的第一管道38，第一環(huán)形通路34 如圖4所示圍繞流體工作機(jī)的中心軸線和軸17延伸。以類似的方式，第二外部端口 106經(jīng)由通道105與第二環(huán)形通路104連通并且連接于氣缸腔室20中三個(gè)氣缸腔室的第二管道 62，第二環(huán)形通路104如圖3和9所示圍繞軸17延伸。那三個(gè)氣缸腔室形成第一組，且每個(gè)腔室位于沿圍繞驅(qū)動(dòng)軸的圓行進(jìn)的第二組中的兩個(gè)氣缸腔室之間。也就是說，每隔一個(gè)氣缸腔室為第一組中的，且第一組氣缸腔室與第二組氣缸腔室相互交錯(cuò)。端口分開式流體工作機(jī)100具有第三外部端口 114，該第三外部端口 114由通道108連接于第三環(huán)形通路 116，第三環(huán)形通路116如圖3和10所示圍繞驅(qū)動(dòng)軸17延伸。第三環(huán)形通路116與第三管道110流體連通，該第三管道110延伸至用于第二組中三個(gè)氣缸腔室20的第二止回閥60。 因此，圍繞驅(qū)動(dòng)軸17行進(jìn)的泵氣缸腔室每隔一個(gè)地連接于相同的環(huán)形通路，以組成相一組氣缸腔室。參見圖7和8，當(dāng)希望縮回液壓致動(dòng)器90時(shí)，流體從活塞頭空腔92中泵出并且泵入活塞桿空腔91中。由于在那些腔室之間的尺寸差，比起能被發(fā)送到桿腔室中的流體，有更多的流體從活塞頭空腔室中泵出。于是，須操作端口分開式流體工作機(jī)100，以將過量的流體發(fā)送到儲罐管線99中。由于活塞頭空腔是活塞桿空腔尺寸的兩倍，因而對一半的氣缸腔室進(jìn)行操作，以將流體發(fā)送至適當(dāng)?shù)胤謹(jǐn)偭黧w的活塞桿空腔91。從活塞頭空腔中排出的剩余流體由另一組的三個(gè)氣缸發(fā)送到儲罐管線99中。還應(yīng)理解的是，如果施加在液壓致動(dòng)器90上的載荷的外力趨于將該致動(dòng)器縮回， 則來自原動(dòng)機(jī)的能量無須用于驅(qū)動(dòng)端口分開式流體工作機(jī)100。相反，這些氣缸能構(gòu)造成發(fā)動(dòng)機(jī)模式。通過改變控制器94在上死點(diǎn)之后多長時(shí)間命令狀態(tài)閥芯在它們的吸入和排出位置之間運(yùn)動(dòng)，改變兩個(gè)止回閥何時(shí)進(jìn)行吸入到排出的過渡。這控制在每個(gè)塞活塞循環(huán)過程中有多少流體流入氣缸以及由此液壓致動(dòng)器90的回縮速度有多快。與此相反，當(dāng)希望延伸液壓致動(dòng)器90時(shí)，流體從活塞桿空腔91中泵出并且泵入活塞頭空腔92中。然而，那兩個(gè)腔室之間的尺寸的等同性要求比起從活塞桿空腔中排出的流體量、有兩倍的流體被饋送到活塞頭空腔中。通過從儲罐管線99中、經(jīng)由第二組氣缸腔室抽出流體并且將該流體在壓力作用下發(fā)送到活塞頭空腔中來提供附加流體。在此種操作模式中，端口分開式流體工作機(jī)100構(gòu)造成用于由原動(dòng)機(jī)95驅(qū)動(dòng)的泵送作用。兩組氣缸都構(gòu)造成如前所述的泵送模式。因此，在延伸液壓致動(dòng)器90的同時(shí)，由每組氣缸腔室泵送活塞頭空腔92所需流體的一半。端口分開式流體工作機(jī)的次要但有利的特征是能夠既提高外部端口 30又提高外部端口 106的壓力，同時(shí)對致動(dòng)器上的高慣性載荷以及速度反向過渡進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。這通過改變聚積在整個(gè)液壓回路中的流體量來實(shí)現(xiàn)?？紤]液壓致動(dòng)器90延伸并且預(yù)期載荷L 受控減速的示例。在該情形中，在每個(gè)活塞循環(huán)過程中，通過選擇性地控制相關(guān)聯(lián)的止回閥的狀態(tài)，以比全排量小地操作第一組活塞，該第一組活塞將流體從活塞桿空腔91中經(jīng)由第二外部端口 106泵送到致動(dòng)器活塞頭空腔中?，F(xiàn)在，從儲罐通過第三外部端口 114以及第二組活塞而被泵送到活塞頭空腔92中的流體按比例增加，由此將更多的流體饋送到系統(tǒng)中并且提高活塞頭空腔91中的壓力。使用公式載荷=Pifc-Pff/R來檢測致動(dòng)器90上的液壓載荷，其中Pi^是活塞頭空腔壓力，Pff是活塞桿空腔壓力，而R是活塞頭空腔中活塞表面積與活塞桿空腔中活塞表面積的比值。在此種狀況中，需要控制器94來將壓力的上升保持在預(yù)定范圍內(nèi)。關(guān)于此種控制范例應(yīng)尤其注意到的是，升高的活塞桿空腔壓力被送進(jìn)軸中并且將該能量回收到系統(tǒng)中，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)“卡緊”或者產(chǎn)生任何非附生阻尼。這致使泵送系統(tǒng)具有類似于變壓器的特征?；蛘呷鐖D11所示，另一端口分開式流體工作機(jī)200使用直接驅(qū)動(dòng)的螺線管二位二通閥來代替每個(gè)可逆止回閥組件。在此，氣缸體202具有延伸通過該氣缸體的驅(qū)動(dòng)軸204， 且多個(gè)氣缸從該驅(qū)動(dòng)軸徑向地延伸(僅僅示出兩個(gè)氣缸206和238)?；钊?08可滑動(dòng)地接納在每個(gè)氣缸中并且具有活塞桿210，活塞桿210騎跨抵靠于驅(qū)動(dòng)軸204的凸輪212。彈簧組件211將活塞和活塞桿偏置成與驅(qū)動(dòng)軸凸輪配合。氣缸體202具有第一外部端口，該第一外部端口以與圖9-11所示的端口分開式流體工作機(jī)100的第一外部端口 30和環(huán)形通路34類似的方式連接于第一環(huán)形通路214。氣缸體202還具有第二外部端口和第三外部端口，也像端口分開式流體工作機(jī)100那樣，該第二外部端口連接于第二環(huán)形通路216，而第三外部端口連接于第三環(huán)形通路218。外殼202的外表面上的第一、第二和第三外部端口使得外部導(dǎo)管和其它裝置能連接于流體工作機(jī)200。就像圖9-11所示的端口分開式流體工作機(jī)100那樣，流體工作機(jī)200中的氣缸分成第一組和第二組，第一組氣缸聯(lián)接在第一和第二外部端口之間，而第二組氣缸聯(lián)接在第一和第三外部端口之間。確切地說，對于第一組中的每個(gè)氣缸206來說，單獨(dú)的電動(dòng)液壓式第一二通閥220具有第一閥芯222，該第一閥芯222通過第一螺線管致動(dòng)器2 而在兩個(gè)位置之間運(yùn)動(dòng)。在第一位置，第一二通閥220提供在第一環(huán)形通路214和相關(guān)聯(lián)的氣缸206 之間的第一路徑，而在第二位置，該第一路徑關(guān)閉。第一螺線管致動(dòng)器224由如圖1所示的控制器4操作。電動(dòng)液壓式第二二通閥2 具有第二閥芯228，該第二閥芯2 通過第二螺線管致動(dòng)器230而在兩個(gè)位置之間運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)位置，第二二通閥2 提供在第二環(huán)形通路216和相關(guān)聯(lián)的氣缸206之間的第二路徑，而在另一位置，該第二路徑關(guān)閉。該第二螺線管致動(dòng)器230也由控制器4操作。端口分開式流體工作機(jī)200的第二組氣缸中的每個(gè)給定氣缸238具有實(shí)際上相同構(gòu)造的兩個(gè)電動(dòng)液壓式二通滑閥，即第三和第四二通閥234和236。第三二通閥234對第一環(huán)形通路214和給定氣缸238之間的第三路徑進(jìn)行控制，而第四二通閥236對給定氣缸和第三環(huán)形通路218之間的第四路徑進(jìn)行控制，且該第三環(huán)形通路引至第三外部端口。當(dāng)在流體工作機(jī)200中所有的氣缸被致動(dòng)時(shí)，四個(gè)二通閥220、2沈、234和236的打開和關(guān)閉位置在泵送或發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的吸入和排出階段之間主動(dòng)切換。此種切換復(fù)制之前已描述的圖9所示實(shí)施例中選擇性可逆的止回閥的操作。參見圖12，另一種端口分開式流體工作機(jī)240具有分成兩組的多個(gè)氣缸244和 264.第一組中的氣缸244在第一環(huán)形通路248和第二環(huán)形通路250之間傳送流體，該第一環(huán)形通路248連接于第一外部端口，而該第二環(huán)形通路250連接于第二外部端口。第二組中的氣缸255在第一環(huán)形通路248和第三環(huán)形通路252之間傳送流體，該第三環(huán)形通路252 連接于第三外部端口。在每個(gè)氣缸中可滑動(dòng)地接納活塞257，并且該活塞具有活塞桿，該活塞桿騎跨抵靠于驅(qū)動(dòng)軸259的凸輪。彈簧組件將活塞和活塞桿偏置成與驅(qū)動(dòng)軸凸輪配合。流體工作機(jī)240使用單個(gè)三位三通的電動(dòng)液壓閥，來控制流體流入和流出每個(gè)氣缸244和255。在第一氣缸組中，第一電動(dòng)液壓閥242具有第一閥芯M6，該第一閥芯由第一螺線管致動(dòng)器248驅(qū)動(dòng)至三個(gè)位置中的一個(gè)。在第一位置，閥芯246提供在相關(guān)聯(lián)的氣缸244和第一環(huán)形通路248之間的流體路徑，而在第二位置，該第一閥芯提供在相關(guān)聯(lián)的氣缸和第二環(huán)形通路250之間的另一流體路徑。在第一閥芯M6的第三位置，相關(guān)聯(lián)的氣缸 244從與第一和第二環(huán)形通路都連通的狀態(tài)中關(guān)閉。對于第二氣缸組，第二電動(dòng)液壓閥2M具有第二閥芯256，該第二閥芯由第二螺線管致動(dòng)器258驅(qū)動(dòng)至三個(gè)位置中的一個(gè)。在第一位置，第二閥芯256提供在相關(guān)聯(lián)的氣缸 255和第一環(huán)形通路248之間的流體路徑，而在第二位置，該第二閥芯256提供在相關(guān)聯(lián)的氣缸和第三環(huán)形通路252之間的另一流體路徑。在第二閥芯256的第三位置，相關(guān)聯(lián)的氣缸255從與第一和第三環(huán)形通路248和252都連通的狀態(tài)中關(guān)閉。圖13示意地示出單個(gè)電動(dòng)液壓式三位三通閥242或2M與相關(guān)聯(lián)氣缸以及相應(yīng)兩個(gè)環(huán)形通路的連接。當(dāng)在流體工作機(jī)240中所有的氣缸244和255被致動(dòng)時(shí)，三位三通閥242和2M 的打開和關(guān)閉位置在泵送或電動(dòng)循環(huán)的吸入和排出階段之間主動(dòng)地切換。圖14示意地示出作為端口分開式流體工作機(jī)MO的替代變型中將單個(gè)二位三通電動(dòng)液壓閥260與氣缸244或255 —起使用。前面的描述主要涉及本發(fā)明的一較佳實(shí)施例。盡管已注意本發(fā)明范圍內(nèi)各種變型，但是應(yīng)該預(yù)料到，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將很可能意識到現(xiàn)在從本發(fā)明實(shí)施例的說明中變得顯而易見的附加變型。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由下面的權(quán)利要求書來確定，而不應(yīng)由上面的說明書來限制。
權(quán)利要求
1.一種流體工作機(jī)，包括外殼，所述外殼具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多個(gè)氣缸，所述多個(gè)氣缸分成第一組和第二組；多個(gè)活塞，每個(gè)活塞可滑動(dòng)地接納在所述多個(gè)氣缸的不同氣缸中；多個(gè)第一閥裝置，每個(gè)第一閥裝置與所述第一組中的一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)，并且選擇性地提供第一路徑和選擇性地提供第二路徑，所述第一路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，而所述第二路徑用于使流體在所述第二外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，每個(gè)第一閥裝置具有(1)第一模式，在所述第一模式中，當(dāng)所述第一外部端口中的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，提供所述第一路徑，而當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第二外部端口中的壓力時(shí)，提供所述第二路徑，以及(2)第二模式，在所述第二模式中，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第一外部端口中的壓力時(shí)，提供所述第一路徑，而當(dāng)所述第二外部端口中的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，提供所述第二路徑，以及多個(gè)第二閥裝置，每個(gè)第二閥裝置與所述第二組中的給定氣缸相關(guān)聯(lián)，并且選擇性地提供第三路徑和選擇性地提供第四路徑，所述第三路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，而所述第四路徑用于使流體在所述第三外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，每個(gè)第二閥裝置具有(3)第三模式，在所述第三模式中，當(dāng)所述第一外部端口中的壓力大于所述給定氣缸中的壓力時(shí)，提供所述第三路徑，而當(dāng)所述給定氣缸中的壓力大于所述第三外部端口中的壓力時(shí)，提供所述第四路徑，以及(4)第四模式，在所述第四模式中，當(dāng)所述給定氣缸中的壓力大于所述第一外部端口中的壓力時(shí)，提供所述第三路徑，而當(dāng)所述第三外部端口中的壓力大于所述給定氣缸中的壓力時(shí)，提供所述第四路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)，其特征在于，每個(gè)第一閥裝置包括第一可逆止回閥組件，所述第一可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第一路徑，并且所述第一可逆止回閥組件響應(yīng)于第一控制信號而具有第一狀況或第二狀況，在所述第一狀況，當(dāng)來自所述第一外部端口的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，所述第一可逆止回閥組件打開所述第一路徑，而在所述第二狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第一外部端口中的壓力時(shí)，所述第一可逆止回閥組件打開所述第一路徑；以及第二可逆止回閥組件，所述第二可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第二路徑，并且所述第二可逆止回閥組件響應(yīng)于第二控制信號而具有第三狀況或第四狀況，在所述第三狀況，當(dāng)來自所述第二外部端口的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，所述第二可逆止回閥組件打開所述第二路徑，而在所述第四狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第二外部端口中的壓力時(shí)，所述第二可逆止回閥組件打開所述第二路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)，其特征在于，每個(gè)第一閥裝置包括第一止回閥，所述第一止回閥響應(yīng)于第一控制腔室中的壓力、選擇性地與第一閥座配合，以控制在所述第一外部端口和所述一個(gè)氣缸之間的流體流動(dòng)，且所述第一止回閥包括第一和第二表面并且具有關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)，所述第一表面暴露于所述一個(gè)氣缸中的壓力，而所述第二表面暴露于所述第一外部端口中的壓力，其中，作用在所述第一和第二表面上的壓力趨于將所述第一止回閥打開；第一狀態(tài)閥，所述第一狀態(tài)閥具有第一狀態(tài)并且具有第二狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)，在所述第一控制腔室和所述第一外部端口之間提供第一通道，而在所述第二狀態(tài)，在所述第一控制腔室和所述一個(gè)氣缸之間提供第二通道；第二止回閥，所述第二止回閥響應(yīng)于第二控制腔室中的壓力、選擇性地與第二閥座配合，以控制在所述第二外部端口和所述一個(gè)氣缸之間的流體流動(dòng)，且所述第二止回閥包括第三和第四表面并且具有關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)，所述第三表面暴露于所述一個(gè)氣缸中的壓力，而所述第四表面暴露于所述第二外部端口中的壓力，其中作用在所述第三和第四表面上的壓力趨于將所述第二止回閥打開；第二狀態(tài)閥，所述第二狀態(tài)閥具有第三狀態(tài)并且具有第四狀態(tài)，在所述第三狀態(tài)，在所述第二控制腔室和所述第二外部端口之間提供第三通道，而在所述第四狀態(tài)，在所述第二控制腔室和所述一個(gè)氣缸之間提供第四通道；第一致動(dòng)器組件，所述第一致動(dòng)器組件用于獨(dú)立地使所述第一狀態(tài)閥在所述第一和第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換，并且使所述第二狀態(tài)閥在所述第三和第四狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
4.如權(quán)利要求3所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一致動(dòng)器組件包括第一致動(dòng)器，所述第一致動(dòng)器用于使所述第一狀態(tài)閥在所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換；以及第二致動(dòng)器，所述第二致動(dòng)器用于使所述第二狀態(tài)閥在所述第三狀態(tài)和所述第四狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
5.如權(quán)利要求4所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一致動(dòng)器包括螺線管，所述螺線管由所述第一控制信號所激活；而所述第二致動(dòng)器包括另一螺線管，所述另一螺線管由所述第二控制信號所激活。
6.如權(quán)利要求3所述的流體工作機(jī)，其特征在于，每個(gè)第二閥裝置包括第三止回閥，所述第三止回閥響應(yīng)于第三控制腔室中的壓力、選擇性地與第三閥座配合，以控制在所述第一外部端口和所述給定氣缸之間的流體流動(dòng)，且所述第三止回閥包括第五和第六表面并且具有關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)，所述第五表面暴露于所述給定氣缸中的壓力，而所述第六表面暴露于所述第一外部端口中的壓力，其中，作用在所述第五和第六表面上的壓力趨于將所述第三止回閥打開；第三狀態(tài)閥，所述第三狀態(tài)閥具有第五狀態(tài)并且具有第六狀態(tài)，在所述第五狀態(tài)，在所述第三控制腔室和所述第一外部端口之間提供通道，而在所述第六狀態(tài)，在所述第三控制腔室和所述給定氣缸之間提供通道；第四止回閥，所述第四止回閥響應(yīng)于第四控制腔室中的壓力、選擇性地與第四閥座配合，以控制在所述第三外部端口和所述給定氣缸之間的流體流動(dòng)，且所述第四止回閥包括第七和第八表面并且具有關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)，所述第七表面暴露于所述給定氣缸中的壓力，而所述第八表面暴露于所述第三外部端口中的壓力，其中，作用在所述第七和第八表面上的壓力趨于將所述第四止回閥打開；第四狀態(tài)閥，所述第四狀態(tài)閥具有第七狀態(tài)并且具有第八狀態(tài)，在所述第七狀態(tài)，在所述第四控制腔室和所述第三外部端口之間提供第七通道，而在所述第八狀態(tài)，在所述第四控制腔室和所述給定氣缸之間提供第八通道；以及第二致動(dòng)器組件，所述第二致動(dòng)器組件用于獨(dú)立地使所述第三狀態(tài)閥在所述第五和第六狀態(tài)之間進(jìn)行切換，并且獨(dú)立地使所述第四狀態(tài)閥在所述第七和第八狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
7.如權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一和第二閥裝置中的每個(gè)包括二通閥。
8.如權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一和第二閥裝置中的每個(gè)包括三位三通閥。
9.如權(quán)利要求1所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一和第二閥裝置中的每個(gè)包括二位三通閥。
10.一種流體工作機(jī)，包括外殼，所述外殼具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多個(gè)氣缸，所述多個(gè)氣缸分成第一組和第二組；多個(gè)活塞，每個(gè)活塞可滑動(dòng)地接納在所述多個(gè)氣缸的不同氣缸中； 多個(gè)第一閥裝置，所述多個(gè)第一閥裝置中的每個(gè)與所述第一組中的一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)并且包括(a)第一可逆止回閥組件，所述第一可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第一路徑，所述第一路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，并且所述第一可逆止回閥組件具有第一狀況和第二狀況，在所述第一狀況，當(dāng)來自所述第一外部端口的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，所述第一可逆止回閥組件打開所述第一路徑，而在所述第二狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第一外部端口中的壓力時(shí)， 所述第一可逆止回閥組件打開所述第一路徑，以及(b)第二可逆止回閥組件，所述第二可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第二路徑，所述第二路徑用于使流體在所述第二外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，并且所述第二可逆止回閥組件具有第三狀況和第四狀況，在所述第三狀況，當(dāng)來自所述第二外部端口的壓力大于所述一個(gè)氣缸中的壓力時(shí)，所述第二可逆止回閥組件打開所述第二路徑，而在所述第四狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中的壓力大于所述第二外部端口中的壓力時(shí)， 所述第二可逆止回閥組件打開所述第二路徑；以及多個(gè)第二閥裝置，所述多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)與所述第二組中的給定氣缸相關(guān)聯(lián)并且包括(c)第三可逆止回閥組件，所述第三可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第三路徑，所述第三路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，并且所述第三可逆止回閥組件具有第五狀況和第六狀況，在所述第五狀況，當(dāng)來自所述第一外部端口的壓力大于所述給定氣缸中的壓力時(shí)，所述第三可逆止回閥組件打開所述第三路徑，而在所述第六狀況，當(dāng)所述給定氣缸中的壓力大于所述第一外部端口中的壓力時(shí)， 所述第三可逆止回閥組件打開所述第三路徑，以及(d)第四可逆止回閥組件，所述第四可逆止回閥組件響應(yīng)于作用在其上的壓力而選擇性地提供第四路徑，所述第四路徑用于使流體在所述第三外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，并且所述第四可逆止回閥組件具有第七狀況和第八狀況，在所述第七狀況，當(dāng)來自所述第三外部端口的壓力大于所述給定氣缸中的壓力時(shí)，所述第四可逆止回閥組件打開所述第四路徑，而在所述第八狀況，當(dāng)所述給定氣缸中的壓力大于所述第三外部端口中的壓力時(shí)， 所述第四可逆止回閥組件打開所述第四路徑。
11.如權(quán)利要求10所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四可逆止回閥組件中的每個(gè)包括止回閥，所述止回閥響應(yīng)于控制腔室中的壓力、選擇性地與閥座配合，以控制在所述一個(gè)氣缸和所述給定氣缸中的相應(yīng)氣缸以及所述第一、第二和第三外部端口中的相應(yīng)外部端口之間的流體流動(dòng)，且所述止回閥包括第一和第二表面并且具有關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)，所述第一表面暴露于所述相應(yīng)氣缸中的壓力，而所述第二表面暴露于所述相應(yīng)外部端口中的壓力，其中作用在所述第一和第二表面上的壓力趨于將所述止回閥打開；以及狀態(tài)閥，所述狀態(tài)閥具有第一狀態(tài)并且具有第二狀態(tài)，在所述第一狀態(tài)，在所述控制腔室和所述相應(yīng)外部端口之間提供第一通道，而在所述第二狀態(tài)，在所述控制腔室和所述相應(yīng)氣缸之間提供第二通道。
12.如權(quán)利要求11所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述流體工作機(jī)還包括致動(dòng)器組件，所述致動(dòng)器組件用于響應(yīng)于所述第一、第二、第三以及第四控制信號中的一個(gè)而使所述狀態(tài)閥在所述第一和第二狀態(tài)之間進(jìn)行切換。
13.如權(quán)利要求12所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述致動(dòng)器組件包括螺線管，所述螺線管可操作地連接以使所述狀態(tài)閥運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求11所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述狀態(tài)閥包括閥芯。
15.如權(quán)利要求11所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述流體工作機(jī)還包括彈簧，所述彈簧使所述止回閥朝所述關(guān)閉狀態(tài)偏置。
16.一種流體工作機(jī)，包括外殼，所述外殼具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多個(gè)氣缸，所述多個(gè)氣缸分成第一組和第二組；多個(gè)活塞，每個(gè)活塞可滑動(dòng)地接納在所述多個(gè)氣缸的不同氣缸中，以在吸入階段和排出階段之間循環(huán)地運(yùn)動(dòng)；多個(gè)第一閥裝置，所述多個(gè)第一閥裝置中的每個(gè)與所述第一組中的一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)并且包括(a)第一閥組件，所述第一閥組件選擇性地提供第一路徑并且具有第一狀況和第二狀況，所述第一路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，在所述第一狀況，當(dāng)在所述一個(gè)氣缸中發(fā)生所述吸入階段時(shí)，所述第一閥組件打開所述第一路徑，而在所述第二狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中發(fā)生所述排出階段時(shí)，所述第一閥組件打開所述第一路徑，以及(b)第二閥組件，所述第二閥組件提供第二路徑并且具有第三狀況和第四狀況，所述第二路徑用于使流體在所述第二外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，在所述第三狀況，當(dāng)在所述一個(gè)氣缸中發(fā)生所述吸入階段時(shí)，所述第二閥組件打開所述第二路徑，而在所述第四狀況，當(dāng)所述一個(gè)氣缸中發(fā)生所述排出階段時(shí)，所述第二閥組件打開所述第二路徑，以及多個(gè)第二閥裝置，所述多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)與所述第二組中的給定氣缸相關(guān)聯(lián)并且包括(c)第三閥組件，所述第三閥組件選擇性地提供第H路徑并且具有第五狀況和第六狀況，所述第三路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，在所述第五狀況，當(dāng)在所述給定氣缸中發(fā)生所述吸入階段時(shí)，所述第三閥組件打開所述第三路徑，而在所述第六狀況，當(dāng)所述給定氣缸中發(fā)生所述排出階段時(shí)，所述第三閥組件打開所述第三路徑，以及(d)第四閥組件，所述第四閥組件提供第四路徑并且具有第七狀況和第八狀況，所述第四路徑用于使流體在所述第三外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，在所述第七狀況，當(dāng)在所述給定氣缸中發(fā)生所述吸入階段時(shí)，所述第四閥組件打開所述第四路徑，而在所述第八狀況，當(dāng)所述給定氣缸中發(fā)生所述排出階段時(shí)，所述第四閥組件打開所述第四路徑。
17.如權(quán)利要求16所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四閥組件中的每個(gè)包括二通閥。
18.一種流體工作機(jī)，包括外殼，所述外殼具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多個(gè)氣缸，所述多個(gè)氣缸分成第一組和第二組；多個(gè)活塞，每個(gè)活塞可滑動(dòng)地接納在所述多個(gè)氣缸的不同氣缸中，以在吸入階段和排出階段之間循環(huán)地運(yùn)動(dòng)；多個(gè)第一閥裝置，所述多個(gè)第一閥裝置中的每個(gè)與所述第一組中的一個(gè)氣缸相關(guān)聯(lián)， 并且選擇性地提供第一路徑和選擇性地提供第二路徑，所述第一路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)，而所述第二路徑用于使流體在所述第二外部端口和所述一個(gè)氣缸之間流動(dòng)；以及多個(gè)第二閥裝置，所述多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)與所述第二組中的給定氣缸相關(guān)聯(lián)， 并且選擇性地提供第三路徑和選擇性地提供第四路徑，所述第三路徑用于使流體在所述第一外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)，而所述第四路徑用于使流體在所述第三外部端口和所述給定氣缸之間流動(dòng)。
19.如權(quán)利要求18所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第一閥裝置中的每個(gè)包括控制所述第一路徑的第一二通閥以及控制所述第二路徑的第二二通閥。
20.如權(quán)利要求18所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)包括控制所述第三路徑的第一二通閥以及控制所述第四路徑的第二二通閥。
21.如權(quán)利要求18所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第一和多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)包括二位三通閥。
22.如權(quán)利要求18所述的流體工作機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)第一和多個(gè)第二閥裝置中的每個(gè)包括三位三通閥。
23.一種用于操作流體工作機(jī)的方法，所述流體工作機(jī)包括外殼，所述外殼具有用于與所述外殼進(jìn)行外部連接的第一、第二以及第三外部端口，且所述外殼還包括多個(gè)第一氣缸和多個(gè)第二氣缸，所述多個(gè)第一氣缸用于在所述第一和第二外部端口之間傳送流體，而所述多個(gè)第二氣缸用于在所述第一和第三外部端口之間傳送流體，并且在每個(gè)氣缸中可滑動(dòng)地接納有單獨(dú)的活塞，并且所述活塞連接于驅(qū)動(dòng)軸；所述方法包括對與所述多個(gè)第一氣缸中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)的第一控制閥裝置進(jìn)行操作，以選擇性地打開第一路徑以及選擇性地打開第二路徑，所述第一路徑在所述相應(yīng)一個(gè)氣缸和所述第一外部端口之間，而所述第二路徑在所述相應(yīng)一個(gè)氣缸和所述第二外部端口之間；以及對與所述多個(gè)第二氣缸中的每個(gè)給定氣缸相關(guān)聯(lián)的單獨(dú)的第二控制閥裝置進(jìn)行操作， 以選擇性地打開第三路徑以及選擇性地打開第四路徑，所述第三路徑在所述相應(yīng)給定氣缸和所述第一外部端口之間，而所述第四路徑在所述相應(yīng)給定氣缸和所述第三外部端口之間。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，操作所述單獨(dú)的第一控制閥裝置包括操作第一控制閥，以選擇性地打開和關(guān)閉所述第一路徑；以及獨(dú)立地操作第二控制閥，以選擇性地打開和關(guān)閉所述第二路徑。
25.如權(quán)利要求M所述的方法，其特征在于，操作所述單獨(dú)的第二控制閥裝置包括操作第三控制閥，以選擇性地打開和關(guān)閉所述第三路徑；以及獨(dú)立地操作第四控制閥，以選擇性地打開和關(guān)閉所述第四路徑。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，操作所述第一、第二、第三以及第四控制閥中的每個(gè)包括對控制可逆止回閥的單獨(dú)的狀態(tài)閥進(jìn)行操作。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，操作所述第一、第二、第三以及第四控制閥中的每個(gè)包括操作單獨(dú)的電動(dòng)液壓式二通閥。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，操作所述單獨(dú)的第一控制閥裝置和操作所述單獨(dú)的第二控制閥裝置各自包括電動(dòng)地操作三通閥。
29.一種用于操作流體工作機(jī)的方法，所述流體工作機(jī)包括外殼，所述外殼具有用于與所述外殼進(jìn)行外部連接的第一、第二以及第三外部端口，且所述外殼還包括多個(gè)第一氣缸和多個(gè)第二氣缸，在每個(gè)氣缸中可滑動(dòng)地接納有單獨(dú)的活塞，并且所述活塞連接于驅(qū)動(dòng)軸， 以在吸入階段和排出階段之間循環(huán)地運(yùn)動(dòng)，所述方法包括第一操作模式，所述第一操作模式包括(a)在所述多個(gè)第一氣缸中每個(gè)給定氣缸的所述吸入階段過程中，在所述第一端口和所述給定氣缸之間選擇性地提供第一流體路徑；(b)在每個(gè)給定氣缸的所述排出階段過程中，在所述給定氣缸和所述第二端口之間選擇性地提供第二流體路徑；(c)在所述多個(gè)第二氣缸中每個(gè)特定氣缸的吸入階段過程中，在所述第一端口和所述特定氣缸之間選擇性地提供第三流體路徑；以及(d)在每個(gè)特定氣缸的所述排出階段過程中，在所述特定氣缸和所述第三端口之間選擇性地提供第四流體路徑。
30.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述給定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第一流體路徑，由此控制所述流體工作機(jī)的排量。
31.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述特定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第三流體路徑，由此控制所述流體工作機(jī)的排量。
32.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述給定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第一流體路徑；并且在所述特定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間內(nèi)，提供所述第三流體路徑。
33.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述特定氣缸中的至少一些氣缸的所述吸入階段過程中，維持所述第三路徑關(guān)閉。
34.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，提供所述第一、第二、第三以及第四流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的二通閥。
35.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，提供所述第一、第二、第三以及第四流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的選擇性可逆止回閥。
36.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，提供所述第一、第二、第三以及第四流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的電動(dòng)液壓式狀態(tài)閥，所述電動(dòng)液壓式狀態(tài)閥控制止回閥的將相應(yīng)路徑打開和關(guān)閉的操作。
37.如權(quán)利要求四所述的方法，其特征在于，所述方法還包括第二操作模式，所述第二操作模式包括(e)在所述多個(gè)第一氣缸中的每個(gè)給定氣缸的所述吸入階段過程中，在所述第二端口和所述給定氣缸之間選擇性地提供第五路徑；(f)在每個(gè)給定氣缸的所述排出階段過程中，在所述給定氣缸和所述第一端口之間選擇性地提供第六流體路徑；(g)在所述多個(gè)第二氣缸中的每個(gè)特定氣缸的所述吸入階段過程中，在所述第三端口和所述特定氣缸之間選擇性地提供第七路徑；以及(h)在每個(gè)特定氣缸的所述排出階段過程中，在所述特定氣缸和所述第一端口之間選擇性地提供第八流體路徑。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述給定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第五流體路徑，由此控制所述流體工作機(jī)的排量。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述特定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第七流體路徑，由此控制所述流體工作機(jī)的排量。
40.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在比所述給定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間短的期間內(nèi)，提供所述第五流體路徑；并且在所述特定氣缸的整個(gè)吸入階段持續(xù)期間內(nèi)，提供所述第七路徑。
41.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述特定氣缸中的至少一些氣缸的所述吸入階段過程中，維持所述第七路徑關(guān)閉。
42.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，提供所述第五、第六、第七以及第八流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的二通閥。
43.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，提供所述第五、第六、第七以及第八流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的選擇性可逆止回閥。
44.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，提供所述第五、第六、第七以及第八流體路徑的步驟各自包括操作單獨(dú)的電動(dòng)液壓式狀態(tài)閥，所述電動(dòng)液壓式狀態(tài)閥控制止回閥的將相應(yīng)路徑打開和關(guān)閉的操作。
45.一種用于操作流體工作機(jī)的方法，所述流體工作機(jī)包括多個(gè)第一氣缸，每個(gè)第一氣缸連接于單獨(dú)的第一控制閥組件并且連接于單獨(dú)的第二控制閥組件，所述第一控制閥組件通過選擇性地打開和關(guān)閉第一流體路徑而響應(yīng)于第一控制腔室中的壓力，所述第一流體路徑位于第一外部端口和相應(yīng)的一個(gè)氣缸之間，而所述第二控制閥組件通過選擇性地打開和關(guān)閉第二流體路徑而響應(yīng)于第二控制腔室中的壓力，所述第二流體路徑位于第二外部端口和相應(yīng)的一個(gè)氣缸之間，并且所述流體工作機(jī)還包括多個(gè)第二氣缸，所述多個(gè)第二氣缸的每個(gè)給定氣缸連接于單獨(dú)的第三控制閥組件并且連接于單獨(dú)的第四控制閥組件，所述第三控制閥組件通過選擇性地打開和關(guān)閉第三路徑而響應(yīng)于第三控制腔室中的壓力，所述第三路徑位于所述第一外部端口和相應(yīng)給定的一個(gè)氣缸之間，而所述第四控制閥組件通過選擇性地打開和關(guān)閉第四路徑而響應(yīng)于第四控制腔室中的壓力，所述第四路徑位于第三外部端口和相應(yīng)給定的一個(gè)氣缸之間，在所述多個(gè)第一和多個(gè)第二氣缸的每個(gè)氣缸中可滑動(dòng)地接納有單獨(dú)的活塞；所述方法包括將所述第一控制腔室交替地連接于所述第一端口和連接于所述一個(gè)氣缸； 將所述第二控制腔室交替地連接于所述第二端口和連接于所述一個(gè)氣缸； 將所述第三控制腔室交替地連接于所述第一端口和連接于所述給定的一個(gè)氣缸；以及將所述第四控制腔室交替地連接于所述第三端口和連接于所述給定的一個(gè)氣缸。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述方法包括以第一模式操作，在所述第一模式，在所述第一控制腔室和所述一個(gè)氣缸之間打開一個(gè)通道，而在所述第二控制腔室和所述第二外部端口之間打開另一個(gè)通道，在所述第三控制腔室和所述給定的一個(gè)氣缸之間打開不同的一個(gè)通道，并且在所述第四控制腔室和所述第三外部端口之間打開又一個(gè)通道。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述第一模式，至少暫時(shí)地將壓力從所述第一外部端口傳遞到所述第一控制腔室中。
48.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述方法包括以第一模式操作，在所述第一模式，在所述第一控制腔室和所述第一外部端口之間打開一個(gè)通道，而在所述第二控制腔室和所述一個(gè)氣缸之間打開另一個(gè)通道，在所述第三控制腔室和所述第三外部端口之間打開不同的一個(gè)通道，并且在所述第四控制腔室和所述給定的一個(gè)氣缸之間打開又一個(gè)通道。
全文摘要
一種設(shè)備包括多個(gè)第一氣缸，每個(gè)第一氣缸由單獨(dú)的第一閥連接于共享的第一端口，并且由單獨(dú)的第二閥連接于共享的第二端口。第一閥和第二閥每一個(gè)都具有腔室，來自相關(guān)聯(lián)的氣缸或相應(yīng)端口的壓力動(dòng)態(tài)地施加于該腔室，以選擇不同的操作模式。多個(gè)第二氣缸中的每個(gè)由單獨(dú)的第三閥聯(lián)接于第一端口，并由單獨(dú)的第四閥聯(lián)接于共享的第三端口。第三閥和第四閥每一個(gè)都具有腔室，來自相關(guān)聯(lián)的氣缸或相應(yīng)端口的壓力動(dòng)態(tài)地施加于該腔室，以選擇不同的操作模式。對操作模式的選擇使得該設(shè)備能作為雙向泵或液壓發(fā)動(dòng)機(jī)來工作。選擇性地控制這些閥能使個(gè)別氣缸停止工作，同時(shí)使其它氣缸保持起作用。
文檔編號F04B1/04GK102439306SQ201080023598
公開日2012年5月2日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者D·B·史蒂芬森, P·K·拉杰普特 申請人:胡斯可國際股份有限公司