CN101680461B - 用于消减液压系统中的压力波动的衰减器 - Google Patents

用于消减液压系统中的压力波动的衰减器 Download PDF

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Abstract

一种用于消减液压系统中的压力波动的衰减器(7)，所述衰减器包括：具有腔体(9)的本体(8)，腔体中设置有弹簧(11)加载的可移动活塞(10)；腔体(9)中的流体空间(17)，所述空间由活塞(10)的活塞表面(19)界定；用于向流体空间(17)中供给液压流体的入口管道(13)；和用于从流体空间(17)中排出液压流体的出口管道(15)。入口管道(13)中的流动阻力高于出口管道(15)中的流动阻力。

Description

用于消减液压系统中的压力波动的衰减器
技术领域
本发明涉及一种用于消减液压系统中发生的压力波动的衰减器。
背景技术
举例来说，在对于液压流体的需求随时间强烈变化的情况下，为活塞发动机设置液压系统和元件。例如，在用于配备有交替定时的进气阀的控制系统中，进气阀的定时通过调节进入控制系统的液压流体的流速而改变。控制系统需要的液压流体的体积流量呈脉冲形式的变化，流的变化迅速地产生，并且频率很高。这趋于带来有害的过压或欠压脉冲，甚至导致液压系统中的气蚀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种衰减器，通过其可以平衡液压系统中的压力波动。
本发明的目的通过权利要求1中公开的内容实现。根据本发明的衰减器包括：具有腔体的本体，腔体中设置用弹簧加载的可移动活塞；腔体内的流体空间，活塞的活塞表面界定流体空间；用于提供液压流体进入流体空间的入口管道和从流体空间中排出液压流体的出口管道。入口管道中的流动阻力高于出口管道中的流动阻力。
本发明具有显著的优点。
衰减器有效地平衡了液压系统中发生的压力波动，并且消减了过压和欠压脉冲，改善了系统的运行，并且减少了系统中发生的气蚀。此外，由于衰减器存储了液压流体，以在对于液压流体的需求迅速变化时使用，因而通入衰减器的入口管道的流动截面积可以比通常的小。在没有衰减器的情况下，入口管道的尺寸必须按照系统的最大流量设计。而且，根据本发明的衰减器可以应用在多个各种液压管路中，其中对于液压流体的需求随时间变化。
在本发明的一个实施例中，在流体空间中的液压流体的压力降低到低于某个极限值的情况下，活塞关闭了通向衰减器的流体空间的入口管道和出口管道之间的流动连接。这样，液压流体保存在出口管道侧的液压系统中，例如以被其中的元件使用。
附图说明
接下来参考附图，将以举例的方式对本发明进行详细的描述。
附图1示意性的显示了活塞发动机及其阀机构，根据本发明的衰减器连接到其液压导向件的供给通道。
附图2显示了根据附图1的处于工作模式的衰减器的截面图，其中没有向阀机构的导向件提供液压流体。
附图3显示了根据附图1的处于工作模式的衰减器的截面图，其中向阀机构的导向件提供液压流体。
附图4显示了根据附图1的处于工作模式的衰减器的截面图，其中在液压系统的压力下降的情况下，衰减器阻断了阀机构的导向件和液压系统的其余部分之间的流动连接。
具体实施方式
附图1示意性的显示了活塞发动机1，发动机的气缸(未示)的气体交换由位于气缸体2上的进气和排气阀3，3’引导。阀3由阀机构6操纵，通常在凸轮轮廓4.1的引导下从发动机的凸轮轴4接收其操作力。在每一个阀机构6之间的力传递连接由液压控制系统或导向件5实现。
通过导向件5，阀3，3’的定时，即在气缸工作循环中开闭的时刻，可以根据需要而改变。导向件5可以多种方式实施。在一个实施例中，导向件5包括液压流体的空间，该空间通过供给通道18连接到液压系统。该空间包围活塞，该活塞与发动机的凸轮轴的凸轮和阀机构处于力传递连接。通过改变通过该空间的液压流体的流量，阀的定时可以根据需要而改变。在阀的打开阶段，允许液压流体或者其他用于液压系统中的压力流体流动到该空间中，在阀的关闭阶段，流出该空间的液压流体被节流，由此，阀3的关闭被减速。在附图1所示的实施例中，液压系统是活塞发动机的压力润滑系统，压力润滑系统的润滑油被用作液压流体。由导向件5中排出的润滑油被引向例如发动机的油池。优选的，进气阀3的打开和关闭的时刻由导向件5改变。
流向导向件5的液压流体在供给通道中的流量，在发动机的工作循环中剧烈变化，在液压系统中引起了过压和欠压脉冲。为了平衡压力脉冲，与通向引导件5的供给通道22相连设置根据本发明的衰减器7。供给通道22设置有阀23，由此从液压流体源向衰减器7和导向件5的液压流体的流动可以根据需要被允许和阻断。这样，如果需要的话，例如在阀的定时不需要发生改变的情况下，导向件5可以被停止工作。所有流向导向件5的液压流体被引导通过衰减器7。附图2-4中详细地显示了衰减器7的结构和工作。
衰减器7包括具有腔体9的本体8。腔体9的一端12设置有通向腔体9的入口管道13，通过该管道液压流体被引入腔体中的流体空间17中。入口管道13与液压流体源流动连接，例如，发动机1的压力润滑系统21。在腔体9的一侧，靠近其一端12，设置有出口管道15，通过该管道液压流体从流体空间17中流出。出口管道15与通向导向件5的供给开口18流动连接。所有通过开口18流向导向件5的液压流体通过衰减器7。出口管道15的流动截面积大于入口管道13的流动截面积。出口管道15的流动截面积比入口管道13的流动截面积大3-10倍，优选的，比入口管道13的流动截面积大5-10倍。这样，入口管道13中的流动阻力高于出口管道15中的流动阻力。腔体9包围活塞10，活塞10通过弹簧11被支撑于腔体的第二端14。弹簧11和流体空间17位于活塞10的相对两侧。活塞10可以在腔体9中沿其纵轴线方向21移动。流体空间17中的液压流体施加在活塞10上的力与弹簧11施加在活塞10上的力方向相反。
活塞10以相对紧配合设置在腔体9中，由此，没有液压流体可以通过活塞泄漏到活塞10和第二端14之间的空间中。活塞9的活塞表面19界定出流体空间17。腔体9的第二端14通过调整螺栓20或其他驱动机构可以沿腔体的纵轴线方向21移动。通过改变第二端14的位置，可以调整活塞10的运动，以与液压系统中存在的压力以及其他属性参数兼容。弹簧11为螺旋弹簧类型。接近第二端14的弹簧螺线的直径可具有不同的尺寸，以便当弹簧压缩到足够的程度时，弹簧螺线进入到彼此中。这样消减了弹簧11被压缩时的移动，并且防止弹簧发生托底。
在根据附图2的工作模式中，导向件5不需要更多的液压油，由此没有液压流体通过出口管道15从流体空间17流向供给通道18。由于流体空间17中存在的压力引起的力，活塞10抵抗弹簧11的压力移动到其收缩位置。流体空间17的容积处于最大值。腔体9中存在的压力与入口管道13侧的液压系统的压力一样高。
在根据附图3的工作模式中，液压流体从流体空间17通过出口管道15流向供给通道或供给开18，进一步流向导向件5。由于入口管道13中的流动阻力高于出口管道15中的流动阻力，由出口管道15排出的液压流体的体积流量高于通过入口管道13流入流体空间17的体积流量。所以，流体空间17中的压力下降，而且弹簧11的弹簧力推动腔体9中的活塞10向腔体的端部12移动，即朝向流体空间17容积减小的方向移动。当通过出口管道15流向导向件5的液压流体的流动中止时，活塞10的移动停止。流体空间17中的液压流体的压力升高，并且液压流体通过入口管道13流向流体空间17。同时，由于流体空间17中存在的压力引起的压力，活塞10开始返回，向第二端和附图2中所示的位置移动。因此，流体空间17的容积增加。当液压流体开始再次通过出口管道15流向导向件5时，活塞10在腔体9中从附图2中所示的位置向附图3中所示的位置移动。
活塞在腔体9中的移动改变了流体空间17的容积，由于通过出口管道15流向导向件5的液压流体的流速改变，这又消减了作用在液压系统的入口管道13侧上的压力脉冲。衰减器7的尺寸和属性，例如腔体9的容积和弹簧11的弹簧力，被定尺寸成在发动机1正常工作的条件下，活塞10不会覆盖腔体侧的出口管道15。
在根据附图4所示的工作模式中，在液压系统中入口管道13侧的部段的液压流体压力低于正常值，这种情况是例如发动机被停止或是发生泄漏。弹簧11压迫活塞10接近腔体9的端部12，由此活塞10关闭了出口管道15和入口管道13之间的流动连接。因此，衰减器7防止了液压流体从液压系统中出口管道15侧的部段排出，由此液压流体保存在导向件5中，或者是液压系统的出口管道15侧的其他液压元件中。
根据本发明的衰减器还可以结合其他种类的应用或者液压元件应用在液压系统中，以便平衡在在该应用或者液压元件中对于液压流体的需求随时间变化的情况下的压力波动。优选的，衰减器7被设置于尽可能靠近液压元件，或者与液压元件相连。衰减器7可以是例如与液压元件成为整体，由此衰减器7的零件可以位于液压元件的旁边，或者位于液压元件之中。一体设置的衰减器或液压元件可以通过例如铸造制造。在这种情况下，作为液压流体的储存装置的衰减器7的流体空间17靠近其使用位置，因此，衰减器7可以迅速的运行。而且，靠近液压元件5的入口管道13有效地消减了作用于液压系统的压力波动。

Claims (5)

1.一种液压系统，包括：用于活塞发动机气缸的换气阀(3)的导向件(5)，导向件中对于液压流体的需求随时间变化；供给开口(18)，用于向导向件(5)提供液压流体；以及，用于消减液压系统中的压力波动的衰减器(7)，衰减器包括：具有腔体(9)的本体(8)，腔体中设置有弹簧(11)加载的可移动活塞(10)；腔体(9)中的流体空间(17)，所述空间由活塞(10)的活塞表面(19)界定；用于向流体空间(17)中供给液压流体的入口管道(13)；和用于从流体空间(17)中排出液压流体的出口管道(15)，入口管道(13)中的流动阻力高于出口管道(15)中的流动阻力；所述衰减器(7)的出口管道(15)与供给开口(18)流动连接，并且入口管道(13)与液压流体源(21)流动连接；其特征在于，
当流体空间中液压流体的压力下降到低于某一界限时，弹簧(11)将活塞(10)移动到一位置，在该位置，入口管道(13)和出口管道(15)之间的流动连接被关闭。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，出口管道(15)的流动截面积大于入口管道(13)的流动截面积。
3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，出口管道(15)的流动截面积比入口管道(13)的流动截面积大3-10倍。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的液压系统，其特征在于，液压流体源为活塞发动机(1)的压力润滑系统，液压流体为润滑油。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的液压系统，其特征在于，衰减器(7)与换气阀(3)的导向件(5)相连设置，或设置成为一整体。
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