[发明专利]充液比例调解泵用的控制装置

说明书

本发明涉及一种具有至少一个位移空间的充液比例调解泵，它以具有容积强制变化的一或多个位移空间的吸入-节流原理进行工作，它利用一根导管(如果合适的话通过一个液压系统)从具有加载了通常为大气压的气体压力的自由表面的贮液箱获得待输送的液体，但并不能传送气体。

充液比例调解泵是具有利用行程活塞泵(如径向活塞泵、轴向活塞泵、直列泵)或转动活塞或枢轴活塞泵(如叶片-气室泵、阻塞-叶片泵、滚柱-气室泵)的位移效果的液压泵。本发明只涉及以具有一个强制位移运动的吸入节流作用原理进行工作的那些充液比例调解泵。在这些泵中，由于压缩液体中空穴形成受到控制，出现了位移空间的部分充液。具有摆动和转动位移器的两类活塞(叶片-气室泵、阻塞-叶片泵等)都可以被看作是强制运动位移器。

为了提高液压系统的能量效率，增加调解泵的使用已经成为长期以来的愿望。但是，目前获得的此类调解泵的设计大多按冲程调解原理进行，它们对许多用途仍然过于昂贵，或者是在部分输送期间效率太低，也就是充液比例低。

同时，由于电子线路的增益/成本比不断地提高，存在一种将电子和流体技术相互联结的持续倾向，因此存在一种对成本效益好的调解泵进行直接电控制的不断增长的要求。

为了结合进调节系统中(以驱动部件的形式)，未来的调解泵必须具有特定的输送流量特性并必须准确地再生这些特性，具有低的滞后现象和足够的快速性(也就是说，例如，没有长的空转时间)。如已经知道的，对于控制回路中的驱动部件，这些性能一部分是不可缺少的，一部分至少有相当大的优点。

其次，单个位移器很高的输送均匀性彼此间是重要的，一方面是因为会产生噪声、另一方面因为依赖均匀性的任何消耗装置的需要，以便不给高压系统带入能够激励控制器的不同频率的附加干扰。

这种类型的液压充液比例调解泵可以用于许多应用领域，如车辆、工业、航空和水压装置中，特别是通用马达-车辆液压装置及所谓公用轨道柴油喷射系统。通过在此种充液比例调解泵中相位控制原理的利用(见说明书末的参考文献)，即使在部分输送期间也能够达到非常高的效率，特别是，即使在低粘度介质、极高压力和尽可能低的转动速度的情况下也能达到非常高的效率。特别是与这种冲程调解泵相反，在相位控制泵中，对于每个工作周期的减小的输送量，也存在位移器主体充压持续时间减少和与其有关的损失的功(例如活塞-间隙泄漏)。除了其它原因外(见说明书未参考文献2和4)，这种泄漏不敏感性的性质还使得这种泵特别适用于公共轨道柴油喷射技术。

调解能量或调节力的低消耗也是这样一个原因，因为通过低压部分中节流阀的调解这种情况会经常发生(US 4,907,949)。此外，这也使手动调解成为可能。

在原理上，力的低消耗也使得极高的调解动态特性成为可能，使得不仅能够通过电子方法的快速计算进行必要的调解，而且能够将高速部件用于直接电驱动而进行调解。由于力的低消耗，电驱动的大小和生产成本同样很低。通常，低的力使得有可能调节液压/机械系统而基本上不存在校正变量和测量信号之间的相互干扰。

所要求的高的调解动态特性的一个例子又一次是公共轨道柴油喷射系统；充高压的分配管(＝公共轨道)和其它容积在响应从引擎电子装置来的信号时必须能够非常快速地(在汽车中使用时为0.2秒的数量级)泵到相当高的压力。为此，泵的输送量必须能够调解到更快一个数量级——一个泵工作周期能够达到的最低值。这又一次可从参考文献(4)中查到。同样，甚至当压力恒定时，这样一种泵也必须在大约两次喷射的数量级内能够提供其它输送量。

其它早先的解决办法(例如带有单个控制阀的解决办法)太复杂，特别对于具有相当多的位移空间的泵来说。对于许多气缸来说，只用一个调解部件是一大优点。