CN101321953A - 进给泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于工作液体的进给泵，其具有输入端(12)和输出端(16)，其中，输出端处施加有输送压力，该进给泵包括连接到输出端处的减压元件(20)，减压元件的输出端(24)处施加有系统压力并且连接到消耗装置(26)，其中，进给泵的输出端连接到泵调节器(30)的第一输入端(28)，泵调节器的第二输入端(32)连接到减压元件的输出端，并且如果系统压力(P2)小于最小压力(46)或者如果系统压力小于输送压力，则泵调节器朝最大排量定位进给泵(10)，并且限压器(34)并联到泵调节器，从而使得限压器的第一输入端(36)处施加有输送压力，并且使得其控制输入端(40)处施加有系统压力，其中，如果输送压力大于目标值(42)，则限压器开启。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2007年7月13日提交的国际申请第PCT/EP2007/006265号的继续申请，所述国际申请要求2006年8月21日提交的德国专利申请第10 2006 039 698.7-15号和2006年10月10日提交的德国专利申请第202006 015 508.2号的权益。上述申请的内容在此处通过参照引入本申请。
技术领域
本发明涉及用于工作液体的进给泵。
背景技术
本节中的描述仅提供涉及本发明的背景信息而并不构成现有技术。
进给泵的工作容量取决于进给泵的转速及其驱动装置。系统压力取决于耗能装置的系统阻力或者消耗所输出的工作液体的装置的系统阻力，系统压力还取决于工作容量。通常期望使系统压力保持在恒定水平或者至少在限定范围内。
DE 101 04 635 A1公开一种使进给泵保持恒定输出值的方法。利用这种方法，根据进给泵的输出压力来控制泵驱动装置的转速。根据进给泵的能量输出，这种方法需要可控制传输装置，这在某些情况下会变得非常复杂并且非常昂贵。
发明内容
本发明提供一种进给泵，尤其是一种泵控制器，其能够更容易地调节到预期的系统压力，该功能通过具有下述权利要求所述特征的进给泵实现。
通过从属权利要求以及下文提供的描述，本发明的有利实施方式、优点、特征以及细节将变得明显，下文参照特别是附图所示优选实施方式描述了本发明。附图中示出的以及权利要求和说明书中提及的单独特征或特征的任意组合对于本发明来讲都是基本的。
附图说明
此处描述的附图仅用于说明目的而不以任何方式限制本发明的范围。
图1是本发明第一实施方式的结构图；
图1a是图1中的限压器的放大图；
图2是图1中的回路在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图3是以基本上无损失的方式进行输送的图1中实施方式的变型；
图3a是图3中的限压器的放大图；
图4是将系统压力控制在一定范围内的图1中实施方式的变型；
图4a是图4中的限压器的放大图；
图5是图4中的回路在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图6是将系统压力控制在一定范围内且以基本上无损失的方式进行输送的图4中的实施方式的变型；
图6a是图6中的限压器的放大图；
图7是在映射控制器故障的情况下根据图4的变型；
图8是本发明的具有恒定压力控制的另一实施方式的结构图；
图9是图8中的回路在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图10是本发明的具有恒定压力控制的另一实施方式的结构图；
图11是图10中的回路在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图12是本发明的具有映射控制的另一实施方式在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图13是本发明的具有映射控制的另一实施方式在带有可调转子的叶轮泵中的示例性应用；
图14是在映射控制功能故障的情况下图12中的示例性应用的变型；
图15是在映射控制功能故障的情况下图13中的示例性应用的变型；
图16是图8中的本发明的变型。
具体实施方式
下面的描述从本质上来说仅仅是示例性的，而并不是意图限制本发明、其应用、或用途。
图1所示结构图示出以标号10标示的进给泵，该泵的容量是可变的。进给泵10包括连接到罐14的输入端12。输出端16处存在输送压力P1并且输出端16处连接有压力控制阀18。该压力控制阀18也连接到罐14。如果输送压力P1超过压力控制阀18的例如12巴(bar)的开启压力，工作液体便流入罐14。另外，输出端16连接到例如过滤器22、隔膜等减压元件20。减压元件20的输出端24处存在系统压力P2。由进给泵10输送的工作液体到达例如机动车辆的内燃机之类的消耗装置26。在消耗装置26的下游，工作液体流入罐14。由于减压元件20的作用，系统压力P2小于输送压力P1。
进给泵10的输出端16另外还连接到泵控制器30的第一输入端28，泵控制器30的第二输入端32连接到减压元件20的输出端24。标号46表示泵控制器30的最小压力。如果第二输入端32处的压力大于第一输入端28处的压力，则泵控制器30朝最小排量调节进给泵10。然而，第二输入端32处的压力P2必须至少超过例如2巴的最小压力。如果第一输入端28处的压力或者例如2巴的最小压力超过系统压力P2，则泵控制器30朝最大排量调节进给泵10。只要系统压力P2低于最小压力，则进给泵10被朝最大排量调节。
限压器34并行地连接到泵控制器30，该限压器的第一输入端36连接到泵控制器30的第一输入端28，并且该限制器的第二输入端38连接到罐14。控制输入端40处存在系统压力P2。特别地，限压器34的预期量42是可变的并且是例如5.5巴。这意味着如果控制输入端40处的压力超过预期量42—也就是说如果系统压力P2超过预期量的话，限压器34便将第一输入端36连接到第二输入端38。工作液体流入罐14。因此，泵控制器30的第一输入端28处的压力减小到低于系统压力P2，使得泵控制器30朝最小排量调节进给泵10。因此系统压力P2也减小，直到其下降到低于输送压力P1的值，于是泵控制器30再次朝最大排量调节。因此系统压力P2保持在最小压力与预期量42之间。工作液体从限压器34排入罐14，其中所述液体还没有通过减压元件20。系统压力P2仅通过对进给泵10的调节而变化。另外，附图示出，在进给泵10的输出端16与泵控制器30的第一输入端38之间设置有调节器48，特别地，这种设置是可变的。
图1a示出限压器34的控制滑阀44，其中，在所示控制滑塞44所处位置中，它将第一输入端36与第二输入端38断开。
图2示出进给泵10的一种实施方式，上述部件连接到该进给泵10。相同的部件通过相同的标号标示。该图示出的进给泵10是叶轮泵50，它的转子52由轴54驱动并在径向狭缝56中承载多个叶片58，所述叶片借助滑块60在定子64的内周表面62上回转。定子64以可转动方式安装并包括枢轴66以及对应于图1中的泵控制器30的活塞68和70的两个活塞68和70。通过在箭头71所指的方向上绕枢轴66旋转定子64，进给泵10的输出排量得以改变。
在图3示出的变型中，限压器34的第二输入端38连接到控制输入端40，使得当限压器34开启时第一输入端36处的压力传递到第二输入端38。这种回路具有以基本上无损耗的方式运行的重要优点。图3a示出第二输入端38直接连接到控制输入端40并且滑阀44的移动导致两个输入端36与38相连接。
图4示出具有电磁驱动控制阀72(二位三通阀)的减压元件20的输出端24。在图4示出的控制阀72的工作位置上，减压元件20的输出端24借助控制阀72连接到限压器34的第二控制输入端74。用于限压器34的致动力为：第一控制输入端40处的系统压力P2以力F1作用在控制滑阀44内侧以及第二控制输入端74处的系统压力P2以力F2作用在控制滑阀44内侧。
控制滑阀44示出在图4a中，该图清楚地示出：由于具有较大的有效活塞表面，力F2大于仅作用在环形表面上的力F1。
控制阀72通过例如车辆计算机(motor computer)76来控制，其使得能够对进给泵10进行映射控制。系统压力P2能够被调节成介于最小压力(泵控制器30)与预期量42(限压器34)之间的任意值。
图4还示出通过系统压力P2控制的截流阀78，并且截流阀78的输入端80连接到控制阀72的输出端82。截流阀78的输出端84连接到泵控制器30的第二输入端32并连接到限压器34的控制输入端40。因此控制输入端40处存在系统压力P2。
如果控制阀72由车辆计算机76控制并且处于图4所示位置，限压器34的第二控制输入端74处存在系统压力P2，并且因为第二控制输入端74处的系统压力而产生的力F2累加到控制输入端40处的系统压力P2的力F1，从而使限压器34开启，使得输入端36和38彼此接通。泵控制器30朝最小排量调节进给泵10。
一旦车辆计算机76检测到的系统压力达到了预期系统压力P2，则切换控制阀72从而关闭第二控制输入端74。于是系统压力P2增加，直到其达到预期量42或者直到车辆计算机76再次控制并开启控制阀72。通过这种方法，能够在限定的范围内根据映射控制将系统压力P2调节到不同的预期量。
图5示出具有图4所示回路的进给泵10。除图2所示实施方式之外，限压器34还包括连接到控制阀72以及截流阀78的第二控制输入端74。控制阀72由车辆计算机76控制，并且控制阀72借助截流阀78将第二控制输入端74连接到减压元件20的输出端24。
在图6示出的变型中，如图3一样，限压器34的控制输入端40连接到其第二输入端38。这还能够从图6a中清楚地看出，图中示出限压器34中的控制滑阀44。该变型对进给泵10进行基本上无损耗的控制。
图7示出车辆计算机76或者映射控制故障时该回路的位置。在这种情况下，控制阀72未受到控制并且其在截流阀78和限压器34的方向上关闭输出端24。因此，第二控制输入端74处不存在压力，使得力F2为零。泵控制器32的第二输入端32处也不存在压力，从而使该控制器处于最大排量的位置。因此，系统压力P2增加，直到节流阀78切换并且输出端34连接到泵控制器30以及限压器34。现在控制输入端40处存在系统压力P2，并且一旦压力超过预期量42限压器34就开启。然后由于第一输入端36处的压力减小，所以泵控制器30朝最小排量调节。这意味着，在车辆计算机76故障的情况下，系统压力P2由预期量42来限定。并且在该变型中，如图3和图6中的变型一样，第二输入端38可以连接到控制输入端40。于是该变型也将基本上无损耗地运行。
图8示出本发明的另一种变型，其中，下文仅陈述与根据图1的变型相比的不同之处。限压器34由以液压方式运行的控制阀86(二位四通阀)形成，它的一个控制变量42是例如5.5巴。另一控制变量由输入端88处的系统压力P2提供。控制阀86在图8示出的位置上时，泵控制器30的第二输入端32连接到罐14并且泵控制器30的第一输入端28连接到进给泵10的输出端16。因此，泵控制器30朝最大排量调节。如果系统压力P2超过控制变量42，则控制阀86改变位置，在泵控制器30的第二输入端32处施加系统压力P2并将泵控制器30的第一输入端28连接到罐14。泵控制器30朝最小排量调节，使得系统压力P2也减小。如果系统压力P2下降到控制变量42以下，控制阀86便再次回复到它的起始位置。图9示出该变型的一种实施方式，上述部件连接到所述变型。相同部件以相同的标号标示。
在根据图10示出的本发明的变型中，在控制阀86的初始位置，泵控制器30的第二输入端32连接到罐14并且进给泵10的输出端16直接连接到消耗装置26。只要输送压力P1低于控制变量42，泵控制器30便朝最大排量调节。如果输送压力P1超过控制变量42，则减压元件20的输出端24连接到罐14并且进给泵10的输出端16连接到泵控制器30的第二输入端32，因为第一输入端28处存在压力并且该压力由于调节器48的作用而小于输送压力P1，从而使得泵控制器30朝最小排量调节。图11示出这种变型的一种示例性实施方式。
在基本上与图5对应的图12示出的本发明的变型中，限压器34构造成二位四通阀90。第一控制输入端40连接到截流阀78并且第二控制输入端74连接到控制阀72以及连接到截流阀78。一旦输送压力P1和系统压力P2超过控制变量42，方向控制阀90便切换并将第一输入端28连接到罐14，使得泵控制器30朝最小排量调节。
在根据图13的实施方式中，二位四通阀90将泵控制器30的第二输入端32连接到罐，使得泵控制器30最初朝最大排量调节。另外，输出端24连接到泵控制器30的第一输入端28并且压力为系统压力P2。一旦输送压力P1和系统压力P2超过控制变量42，方向控制阀90便切换，从而将泵控制器30的第二输入端32连接到输出端24并将泵控制器30的第一输入端28连接到罐14，使得泵控制器30朝最小排量调节。
在与根据图12的切换位置对应的图14示出的切换位置中，控制阀72和截流阀78被切换。因为泵控制器30的第二输入端32连接到罐14，所以泵控制器30朝最大排量调节。消耗装置26处存在系统压力P2。
在与根据图13的切换位置对应的图15示出的切换位置中，控制阀72和截流阀78也被切换。泵控制器30的第二输入端32连接到罐14并且第一输出端28连接到输出端24。泵控制器30朝最大排量调节，并且消耗装置26处存在系统压力P2。后一变型的优点在于泵控制器30在净油侧的调节室被提供以系统压力P2。因此，能够在很大程度上排除由于污染引起的故障。
图16示出本发明根据图8的变型，其中，限压器34构造成二位四通阀并且由电磁力不仅借助输入端88而且借助并联的车辆计算机76来驱动，限压器输入端88处存在系统压力P2。在根据图16示出的位置上，泵控制器30的第一输入端28连接到罐14并且第二输出端32连接到输出端24。泵控制器30朝最小排量调节。在车辆计算机76故障的情况下，二位四通阀86切换，从而使得泵控制器30的第二输入端32连接到罐14并且第一输出端28连接到输出端24。泵控制器30朝最大排量调节。
应当指出，本发明并不限制于作为示例描述的及图示的实施方式。此处已经描述了大量的改型并且更多的改型都在本领域技术人员的知识范围内。这些和其它的改型以及通过技术等同体进行的任何替换都可以添加到说明书和附图中，而不会背离本发明和本专利的保护范围。
Claims (20)
1.一种用于工作液体的进给泵(10)，包括输入端(12)和输出端(16)，所述输出端(16)处存在输送压力(P1)，减压元件(20)连接到所述输出端(16)，所述元件的输出端(24)处存在系统压力(P2)并且所述输出端(24)连接到消耗装置(26)，其中，所述输出端(24)连接到泵控制器(30)的第一输入端(28)，第二输入端(32)连接到所述减压元件(20)的输出端(24)，并且如果所述系统压力(P2)小于最小压力(46)或者如果所述系统压力(P2)小于所述第一输入端(28)处的压力，则所述泵控制器(30)朝最大排量调节所述进给泵(10)，并且并联于所述泵控制器(30)的限压器(34)进行切换，从而使得所述限压器(34)的第一输入端(36)处具有所述泵控制器(30)的第一输入端(28)处的压力，并使得控制输入端(40)处存在所述系统压力(P2)，如果所述系统压力(P2)大于预期量(42)，则所述限压器(34)开启。
2.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，所述减压元件(20)是过滤器(22)。
3.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，所述最小压力(46)是1.5巴至3巴，尤其是2巴，和/或在所述控制器的控制操作过程中或停止运行时所述最小压力(46)是能够变化的。
4.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，所述预期量(42)是大约4巴至大约8巴，尤其是大约5.5巴，和/或在所述控制器的控制操作过程中或停止运行时所述预期量(42)是能够变化的。
5.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，调节器(48)连接在所述进给泵(10)的输出端(16)和所述泵控制器(30)的第一输入端(28)之间。
6.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，压力控制阀(18)设置在所述进给泵(10)的输出端(16)的下游。
7.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，在大约9巴至大约15巴，尤其是在大约12巴，和/或在所述控制器控制操作过程中或停止运行时的可变压力下，所述压力控制阀开启罐(14)。
8.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，所述限压器(34)的第二输入端(38)处存在所述系统压力(P2)并且开启的所述限压器(34)将所述第一输入端(36)连接到所述第二输入端(38)。
9.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，所述限压器(34)包括第二控制输入端(74)。
10.根据权利要求9所述的进给泵，其特征在于，所述限压器(34)的两个控制输入端(40和74)以液压方式串连。
11.根据权利要求9所述的进给泵，其特征在于，所述限压器(34)的第二控制输入端(74)包括相对于所述第一控制输入端(40)的压力传输装置。
12.根据权利要求9所述的进给泵，其特征在于，设置有控制阀(72)，所述控制阀(72)将所述减压元件(20)的输出端(24)连接到所述限压器(34)的第二控制输入端(74)。
13.根据权利要求12所述的进给泵，其特征在于，所述控制阀(72)的输出端(82)连接到所述限压器(34)的第二输入端(74)。
14.根据权利要求12所述的进给泵，其特征在于，所述控制阀(72)能够以液压方式或者以电磁方式控制。
15.根据权利要求14所述的进给泵，其特征在于，所述控制阀(72)能够借助机动车辆的发动机控制器(76)来控制。
16.根据权利要求12所述的进给泵，其特征在于，截流阀(78)设置在所述控制阀(72)的输出端(82)与所述限压器(34)的第一控制输入端(40)之间。
17.根据权利要求16所述的进给泵，其特征在于，所述截流阀(78)包括控制输入端，所述控制输入端处存在所述系统压力(P2)。
18.根据权利要求1所述的进给泵，其特征在于，设置有将所述泵控制器(30)的第二输出端(32)连接到所述罐的控制阀(72)。
19.根据权利要求18所述的进给泵，其特征在于，所述控制阀(72)构造成二位四通阀(90)。
20.根据权利要求18所述的进给泵，其特征在于，所述控制阀(72)能够以液压方式或者以电磁方式控制。
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