[发明专利]操作流体工作设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及操作流体工作设备的方法，所述流体工作设备包括至少一个循环改变容积的工作腔、高压流体连接部、低压流体连接部和至少一个将所述工作腔连接到所述高压流体连接部和/或所述低压流体连接部的电气促动阀，其中所述至少一个所述电气换向阀的促动模型根据所述流体工作设备的工作状态进行选择。本发明进一步涉及一种流体工作设备，所述流体工作设备包括至少一个循环改变容积的工作腔、高压流体连接部、低压流体连接部、至少一个将所述工作腔连接到所述高压流体连接部和/或所述低压流体连接部的电气促动阀、和至少电子控制单元。

背景技术

在需要泵送流体或者在马达模式下使用流体来驱动流体工作设备的时候，通常会使用流体工作设备。术语“流体”可以指代气体和液体两者。当然，流体甚至可以指代气体和液体的混合物，此外还指代超临界流体，此时无法在气体和液体之间进行区分。

特别是，如果必须增大流体的压力水平，则使用所述流体工作设备。例如，所述流体工作设备可以是气体压缩机或液压泵。

通常，流体工作设备包括一个或多个循环改变容积的工作腔。通常为每一个循环改变的容积，提供流体进入阀和流体排出阀。

传统上，流体进入阀和流体排出阀是被动阀。在特定工作腔的容积增大时，其流体进入阀打开，而其流体排出阀由于工作腔容积增大所导致的压力差而关闭。在工作腔的容积再一次减小的这一阶段，流体进入阀关闭，而流体排出阀因压力差改变而打开。

用来改善流体工作设备的相对新颖且前景广阔的方案是所谓的合成转换(synthetically commutated)液压泵，也称为数字排量泵或可变排量泵。所述合成转换液压泵例如从EP0494236B1或WO91/05163A1中可以获得信息。在这种泵中，被动进入阀被电气促动的进入阀所取代。优选所述被动排出阀也由电气促动的排出阀所取代。通过适当控制所述阀，可以实现全行程泵送模式、空循环泵送模式(空载模式)和部分行程泵送模式。此外，如果进入阀和排出阀都为电气促动阀，则所述泵也可以用作液压马达。如果所述泵作为液压马达运行，则也可以发生全行程马达操作和部分行程马达操作。

这种合成转换液压泵的主要优势在于其较之传统液压泵来说，效率较高。此外，由于所述阀为电气促动阀，所以所述合成转换液压泵的输出特性可以非常迅速地改变。

为了根据给定的需求适配合成转换液压泵的流体流量输出，在现有技术中存在若干种方案。

例如，可以将合成转换液压泵切换到全行程泵送模式，持续特定的时间。当合成转换泵运行在泵送模式时，高压流体容器以流体填充。一旦达到特定的压力水平，则合成转换泵切换到空载模式，并且流体流量需求由高压流体容器来提供。一旦高压流体容器达到特定的较低阈值水平，则合成转换泵再次切换。

但是，这种方案需要相对巨大的高压流体容器。这种高压流体容器造价昂贵，占据较大体积并且非常沉重。此外，输出压力将会发生特定的变化。

到目前为止，用来根据给定需求适配合成转换液压泵的输出流体流量的更为先进的建议在EP1 537 333 B1中描述。在该文件中，建议使用空载模式、部分行程泵送模式和全行程泵送模式的组合模式。在空载模式下，相应的工作腔在其工作循环过程中不进行有效泵送。在全行程模式下，工作腔的全部可用容积用于在相应循环中向高压侧泵送流体。在部分行程模式下，仅有一部分可用容积用来在相应循环中向高压侧泵送流体。不同的模式在若干腔和/或若干连续的循环中进行分配，使得通过所述设备的流体的时间平均有效流速满足给定需求。

除了这些先前已知的控制方法之外，也可以应用不同的基本控制策略。实际上，一一些额外的基本控制策略已经被本发明人考虑在内。所述额外的基本控制方法将在下面详细描述。

在过去，合成转换液压泵受到控制，以便选择特定的基本控制策略并用于合成转换液压泵的整个工作条件范围上。到目前为止，已经通过改良现有的控制策略或者引入新的控制策略并将相应的构思应用于合成转换液压泵的整个工作条件范围来进行合成转换液压泵控制方面的改进。例如，EP1 537333B1中描述的控制方法应用于合成转换液压泵的全部工作条件。

当然，在合成转换液压泵的整个工作条件范围上实施特定的基本控制策略是直接而相对容易的方式。而且，必须承认，这种合成转换液压泵已经运行地非常良好。