[发明专利]优化液压致动系统效率的系统和方法

摘要

本发明描述了用于使得液压致动装置/系统有效操作的系统和方法。例如，本文披露了用于让气体压缩和膨胀储能系统有效操作的系统和方法。本文提供了用于在液压泵/马达的期望效率范围控制和操纵在例如气体压缩和/或膨胀储能系统的液压致动装置/系统内所用的液压致动器的系统和方法，所述液压泵/马达用于供送加压液压流体给液压致动器或者从液压致动器接收加压液压流体。在这种系统中，能够根据期望输出气体压力和期望的、被存储的压缩气体压力采用各种不同的操作方案。用来驱动在系统内的工作活塞的液压缸可以选择性地致动以实现变化的作用力输出，从而逐步增大针对给定循环的系统内的气体压力。

主权项

一种设备，包括：工作致动器，该工作致动器具有工作缸和布置用于在所述工作缸内进行往复运动的工作活塞，所述工作活塞在其第一侧和所述工作缸之间至少部分地限定出具有有效工作活塞表面积的工作腔室，所述工作腔室中的工作流体施加在所述有效工作活塞表面积上的工作压力在所述工作活塞的所述第一侧上产生沿着第一方向作用的工作力；与所述工作活塞连接的液压致动器，所述液压致动器包括液压缸和布置用于在所述液压缸中进行往复运动的液压活塞，所述液压活塞将所述液压缸分成并与所述液压缸一起限定出第一液压腔室和第二液压腔室，所述第一液压腔室具有第一液压流体端口和第一有效液压活塞表面积，所述第一液压腔室中的液压流体施加在所述第一有效液压活塞表面积上的液压压力在所述液压活塞上产生沿着与所述第一方向相反的第二方向作用的第一液压力，所述第二液压腔室具有第二液压流体端口和第二有效液压活塞表面积，所述第二液压腔室中的液压流体施加在所述第二有效液压活塞表面积上的液压压力在所述液压活塞上产生沿着所述第一方向作用的第二液压力，所述第二有效液压活塞面积小于所述第一有效液压活塞面积，并且所述第二液压力小于所述第一液压力；以及液压控制器，该液压控制器能够与所述第一液压流体端口、所述第二液压流体端口以及与加压液压流体进行流体地连接，所述液压控制器能够在第一操作状态、第二操作状态、第三操作状态以及第四操作状态中操作，在所述第一操作状态中，加压液压流体与所述第一液压流体端口流体地连接但不与所述第二液压流体端口流体地连接，在所述第二操作状态中，加压液压流体与所述第二液压流体端口流体地连接但不与所述第一液压流体端口流体地连接，在所述第三操作状态 中，加压液压流体与所述第一液压流体端口和所述第二液压流体端口流体地连接，并且在所述第四操作状态中，加压液压流体与所述第一液压端口和所述第二液压端口流体地隔离，所述液压控制器能够通过具有液压压力的加压液压流体操作，使得所述液压致动器在所述工作活塞上产生选定的液压致动器作用力：a）在所述第一操作状态中，所述液压致动器作用力沿着所述第二方向作用，并且大致等于所述第一液压力，b）在所述第二操作状态中，所述液压致动器作用力沿着所述第一方向作用，并且大致等于所述第二液压力，和c）在所述第三操作状态中，所述液压致动器作用力沿着所述第二方向作用，并且大致等于所述第一液压力和所述第二液压力之间的差值，由此所述液压控制器用以产生大于所述工作力的、沿着所述第二方向的液压致动器作用力的操作使得所述工作活塞和所述液压活塞沿着所述第二方向运动，并且所述液压控制器用以产生小于所述工作力的、沿着所述第二方向的液压致动器作用力的操作使得所述工作活塞和所述液压活塞沿着所述第一方向运动。