流体工作机器的阀门定时制造技术

一种流体工作机器具有一个具有周期性改变容积的工作室、高压歧管和低压歧管、以及用于对应地在该工作室与该高压和低压歧管之间调节流体流动的高压阀门和低压阀门。一个控制器主动地控制至少一个所述阀门，以便在一种逐周期的基础上确定该工作室的工作流体的净排量。至少一个所述阀门是一个可变定时阀门，并且在将工作室容积的一个较早的周期中测量的该流体工作机器工作情况的一种或多种特性考虑在内而确定的一个时刻上该控制器致使该阀门打开或关闭。可以将一个受监测的阀门的打开或关闭的多种特性考虑在内。因此可以在一个最佳时刻使这个可变定时阀门打开或关闭从而实现该流体工作机器的有效的并且可靠的运行。同样可以改变施加到一个阀门构件上的打开力或关闭力的幅值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体工作机器，这些流体工作机器包括至少一个具有周期性改变容积的工作室，其中，通过这个或每个工作室的流体净排量是由至少一个电子可控的阀门在逐周期的基础上进行调节的。本专利技术目的是协助这种类型的流体工作机器精确而有效率的运行。
技术介绍
流体工作机器包括受流体驱动的和/或流体驱动的机器，如泵、马达、以及可以在不同的操作模式下或者用作泵或者用作马达的机器。当流体工作机器作为泵来运行时，一个低压歧管典型地用作流体的一种净来源点(net source)而一个高压歧管典型地用作流体的净汇收点(net sink)。当一台流体工作机器作为马达来运行时，高压歧管典型地用作流体的净来源点，而低压歧管典型地用作流体的净汇收点。在本说明书和所附权利要求中，术语“高压歧管”以及“低压歧管”是相对的，其中这些相对压力是由应用决定的。一种流体工作机器可以具有不止一个低压歧管以及不止一个高压歧管。第一歧管和第二歧管可以对应地作为低压歧管和高压歧管来运行，或者在替代的操作模式中作为高压歧管和低压歧管来运行。虽然将参照其中的流体是一种液体(如，一种通常不可压缩的液压液)的应用对本专利技术进行说明，但该流体可替代地可以是一种气体或者一种可压缩的液体。已知流体工作机器包括多个具有周期性改变容积的工作室，其中通过这些工作室的流体排量是在逐周期的基础上并且以与工作室容积的多个周期成定相关系而受到多个电子可控的阀门的调节，以便确定流经该机器的流体净通过量。例如，EP O 361 927披露了控制通过一个多室泵的流体的净通过量的一种方法，该方法通过打开和/关闭与工作室容积的多个周期成定相关系的多个电子可控的提升阀来调节在泵的多个单独工作室与一个低压歧管之间的流体连通。对一个低压歧管与一个工作室之间的流体的流动进行调节的阀门在此被称作低压阀门。其结果是，可由控制器在逐周期的基础上对多个单独的室进行选择，以便进行一个有效周期并且排移一个预定的固定流体体积、或者进行一个无流体净排量的空转周期，由此使泵的净通过量能够动态地与需求相匹配。EP O 494 236发展了这一原理并且包括了在多个单独的工作室与一个高压歧管之间调节流体连通的多个电子可控的提升阀，由此协助提供在替代的操作模式下作为泵或马达起作用的一种流体工作机器。对在一个高压歧管与一个工作室之间的流体流动进行调节的阀门在此被称作高压阀门。EP I 537 333介绍了部分周期的可能性，从而允许多个单独的工作室的多个单独的周期将多个不同的流体体积的任何一个排移以便更好地与需求相匹配。GB 2430246介绍了用于对在多个单独的工作室与一个高压歧管之间的流体联通进行调节的一种类型的阀门，以及操作具有这种阀门的机器的一种方法，这种方法允许EP O494 236的流体工作机器在静止时发展出一个扭矩。如果阀门关闭的定时对于在高压歧管中的流体压力而言是不正确的，则有可能使这些机器失效。例如，在一个马达运行的过程中，如果在排放冲程中一个低压阀门(如一个提升阀)关闭得太迟以至于将被截留的工作流体压缩到至少高压歧管的压力，那么在随后的膨胀冲程中对应工作室的高压阀门将不会打开来为从高压歧管抽取流体做准备。因此，这个马达运行周期是不可能实现的并且机器出现故障。在第二个实例中，如果在马达运行周期的膨胀冲程中高压阀门关闭得太迟，这会阻碍这个工作室充分地进行减压，由此阻碍对应低压阀门再次打开来从工作室排放流体并且因此使流体在压缩冲程中返回到高压歧管中。我们已经发现，在这种类型的机器中，工作流体的性质在使用中会(例如)由于空气、水以及其他污染物的进入或吸收、在宽范围的温度下运行而发生显著地改变并且会随时间流逝而逐渐变质。一个特别相关并且可变的特性是流体的可压缩性或体积弹性模量。同样，流体粘度的改变影响着流体泄露到这些工作室外的速度。另外，这些阀门以及其他运动部件的性能会随着它们磨损、磨合或变形而随时间而改变，或者在不同的温度下，致使它们在不同的时刻单独地作用得更快或更慢。然而，因流体性质和阀门性能而引发的进一步的问题是在运行过程中进行测量是非常困难的或昂贵的。在实践中，流体工作机器的工作流体在该流体工作机器使用寿命中可以被更换许多次，由此而改变了流体的性质，特别是如果在某些场合中选择了具有不同性质的流体。最后，在制造过程中测量单独的工作室的特征(如泄露和阀门关闭时间)可能是昂贵的，并且因此可能令人希望的是直到使用流体工作机器之前避免对其进行校准。这些因素共同导致了进入或离开这些工作机器的流量的精确度的降低，而这原本是非常精确地了解的。例如，如果流体的可压缩性或泄露高于预期的情况，则在相对于工作室容积周期的一个选定的相位上将低压提升阀关闭将造成一个小于预期的容积被泵送出。流体性质的改变甚至可以使得流体工作机器在运行中失效。例如，流体可压缩性或泄露的一种无补偿的增加可能意味着低压提升阀将会关闭得太迟以至于不能使工作室充分升压并且然后打开高压阀门来为一个马达运行周期做准备。因此，这个马达运行周期是不可能实现的并且机器出现故障。第二个实例是在意外地压缩性增加或泄露减少时，这阻碍了工作室在马达运行周期的进液冲程结束时在高压阀门关闭之后充分地减压，因此阻碍了低压阀门的再次打开。在根据现有技术的机器中，高压和低压阀门关闭的定时必需总是保守性的(即，提早)以便确保在流体性质的整个范围上实现正确的运行。然而，这减少了机器的效率和能力，因为与假如定时是较为不保守的情况相比较少的流体被排移。同样，高压阀门和低压阀门在较高流量时的关闭产生了更大的噪声并且可能减少这些阀门的寿命，并且在流体工作机器的流体输出中会产生不希望的扭矩和压力波动。
技术实现思路
因此，本专利技术的多个方面的目的是提高一种流体机器的性能(该流体机器使用了多个电子可控的阀门的、在流体状态的一个范围上运行或者具有随时间改变的部件工作情况)，或者能够使用与否则的话会发生的情况相比降低规格的电子可控的阀门来获得具有某些特定性能特征的流体工作机器。本专利技术的多个另外的方面着手解决在使用中对阀门功能的相关性质进行测量的问题。根据本专利技术的第一方面，在此提供了一种控制流体工作机器的方法，该流体工作机器包括一个具有周期性改变容积的工作室、一个低压歧管与一个高压歧管、用于调节该低压歧管与该工作室之间的连通的一个低压阀门、用于调节该高压歧管与该工作室之间的连通的一个高压阀门、以及一个控制器，该控制器主动地控制所述阀门中的一个或多个以便在一种逐周期的基础上确定由该工作室实现的流体净排量，该低压阀门和该高压阀门中的至少一个是一个可变定时阀门，该可变定时阀门的打开或关闭的定时相对于工作室容积的多个周期是可改变的，其特征在于该方法包括在工作室容积的一个较早的周期中测量该流体工作机器工作情况的一种或多种特性、并且将在该较早的周期中测量的该一种或多种特性考虑在内而在工作室容积的一个较后的周期中控制一个所述可变定时阀门的打开或关闭的定时。在第二方面中本专利技术还扩展到另一种流体工作机器，该流体工作机器包括一个具有周期性改变容积的工作室、一个低压歧管和一个高压歧管、用于调节该低压歧管与该工作室之间的连通的一个低压阀门、用于调节该高压歧管与该工作室之间的连通的一个高压阀门、以及一个控制器，该控制器是可运行的以便主动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.23 GB 1003006.2;2010.02.23 GB 1003007.01.一种控制流体工作机器的方法，该流体工作机器包括一个具有周期性改变容积的工作室、一个低压歧管与一个高压歧管、用于调节该低压歧管与该工作室之间的连通的一个低压阀门、用于调节该高压歧管与该工作室之间的连通的一个高压阀门、以及一个控制器，该控制器主动地控制所述阀门中的一个或多个以便在一种逐周期的基础上确定由该工作室实现的流体净排量，该低压阀门和该高压阀门中的至少一个是一个可变定时阀门，该可变定时阀门的打开或关闭的定时相对于工作室容积的多个周期是可改变的，其特征在于，该方法包括在工作室容积的一个较早的周期中测量该流体工作机器工作情况的一种或多种特性，并且将在该较早的周期中测量的该一种或多种特性考虑在内而在工作室容积的一个较后的周期中控制一个所述可变定时阀门的打开或关闭的定时。2.根据权利要求1所述的方法，其中该方法是一种主动地控制流体工作机器的马达运行周期的方法并且该可变定时阀门是该高压阀门。3.根据权利要求1所述的方法，其中该可变定时阀门是该低压阀门。4.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该方法包括监测与该低压阀门和该高压阀门中的至少一个的打开或关闭相关的一个参数，并且至少一个测量的特性与一个被监测的阀门的打开或关闭相关。5.根据权利要求4所述的方法，其中该可变定时阀门是所述低压阀门与所述高压阀门之一，并且该被监测的阀门是所述低压阀门与所述高压阀门中的另一个。6.根据权利要求4所述的方法，其中该被监测的阀门是该可变定时阀门。7.根据权利要求4至7中任意一项所述的方法，其中与该被监测的阀门的打开或关闭相关的一个或多个参数包括以下各项中的一项或多项在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀门是否打开、在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀是否关闭、在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀门何时打开、在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀门何时关闭、在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀门打开的速度、或者在该工作室容积的较早的周期中该被监测的阀门关闭的速度。8.根据权利要求4至7中任意一项所述的方法，其中与该被监测的阀门的打开或关闭相关的一个或多个参数是从以下各项中的一项或多项来确定的该低压歧管中的压力、该高压歧管中的压力、该工作室中的压力、与工作室容积的多个周期机械地连接的一个轴的转矩、或者其中的改变。9.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该可变定时阀门是该低压阀门和该高压阀门中的一个，并且该方法包括对于在该工作室容积的较早的周期中在该控制器促使该低压阀门和该高压阀门中的另一个关闭之后并且在该可变定时阀门的完成打开之前发生的一个或多个事件进行监测。10.根据权利要求9所述的方法，其中该一种或多种测量的特性包括在所述另一个阀门关闭之后并且在该可变定时阀门随后打开之前的一个或多个时刻上在该工作室内的压力的改变速率。11.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中在视情况而确定该控制器何时发送、停止发送、或改变该信号以便由此控制一个所述可变定时阀门的打开或关闭的定时的时候，所述可变定时阀门打开或关闭所要求的时间是被考虑在内的。12.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中为驱动所述可变定时阀门打开或关闭或者使所述可变定时阀门保持开放或关闭而施加到一个阀门构件上的打开力或关闭力的幅值也是将该较早的周期中测量的该一种或多种特性考虑在内而进行控制的。13.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该可变定时阀门打开或关闭的定时是进一步将与该工作室相关联的一个测量的参数的当前值考虑在内而确定的。14.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该低压阀门与该高压阀门之一或二者是螺线管操作的阀门，这些螺线管操作的阀门包括一个螺线管，并且该方法包括测量一个所述螺线管的至少一个电特性以便获得该一种或多种测量的特性中的至少一项。15.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，进一步包括以下步骤将该一种或多种测量的特性中的至少一项考虑在内估算使该低压阀门或该高压阀门中的至少一个打开或关闭之一或二者所要求的时间，以及将该估算的时间考虑在内来确定该可变定时阀门的打开或关闭的定时。16.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中选择地将对该流体工作机器工作情况的一个或多个特性的多个测量值有考虑在内。17.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该可变定时阀门是该低压阀门和该高压阀门之一，并且该可变定时阀门的关闭定时被优化以便在避免该低压阀门和该高压阀门中的另一个在工作室容积的同一个周期中不能在较后打开的同时将该流体工作机器的效率和平稳性之一或二者最大化。18.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该流体工作机器包括多个工作室，其中在对与一个第一工作室相关联的一个所述可变定时阀门的定时进行控制时被考虑在内的该一种或多种特性包括该流体工作机器的一个第二工作室的功能的至少一个测量的特性。19.根据以上权利要求中任意一项所述的方法，其中该方法包括以下步骤相对于工作室容积的多个周期而改变所述低压或高压阀门的主动受控制的打开或关闭的定时；在工作室容积的至少一个较早的周期中在每次所述主动受控制的打开或关闭之后测量该流体工作机器工作情况的一种或多种特性；储存与响应于主动受控制的打开或关闭的所述定时的所述一种或多种特性的响应有关的数据；并且在该工作室容积的较后的周期中确定该可变定时阀门的打开或关闭的定时的时候将所储存的数据考虑在内。20.一种流体工作机器，包括一个具有周期性改变容积的工作室、一个低压歧管与一个高压歧管、用于调节该低压歧管与该工作室之间的连通的一个低压阀门、用于调节该高压歧管与该工作室之间的连通的一个高压阀门、以及一个控制器，该控制器是可运行的以便主动地控制该低压阀门与该高压阀门之一或二者从而在一种逐周期的基础上确定由该工作室实现的流体净排量，该低压阀门和该高压阀门中的至少一个是一种可变定时阀门，该可变定时阀门的打开或关闭的定时相对于工作室容积的多个周期是可改变的，其特征在于，用于测量该流体工作机器工作情况的一种或多种特性的一个或多个测量装置，以及一个定时调节器，该定时调节器是可运行的以便将在工作室容积的一个较早的周期中由该一个或多个测量装置测量的该一种或多种特性考虑在内而确定该可变定时阀门的打开或关闭的定时。21.包括程序代码的计算机软件，当在一个流体工作机器控制器上执行时，该程序代码致使该控制器进行权利要求1至19中的任一项所述的方法。22.包括程序代码的计算机软件，当在一个计算机上被执行时，该程序代码致使该计算机模拟具有一个低压或高压阀门的流体工作机器的运行，该低压或高压阀门打开或关闭是通...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·H·S·瑞普恩，U·B·P·斯坦，N·J·卡尔德维尔，S·M·莱尔德，P·R·乔利，M·R·费尔丁，D·S·多姆诺夫，
申请(专利权)人：阿尔特弥斯智能动力有限公司，
类型：
国别省市：