CN102124221A - 流体工作机器及方法 - Google Patents

Abstract

一种至少在某些情况下可运行地执行一个机动周期的流体工作机器包括一个控制器(12)和一个周期性变化容积的工作室(2)。该工作室具有与其相关联的一个高压阀(18)用于控制该工作室到一个高压歧管(20)的连接，以及一个电子可控制的初级低压阀(14)用于控制该工作室到一个低压歧管的连接。该控制器是可运行的以便与工作室容积的多个周期成定相关系来主动控制至少该初级低压阀从而在一个逐周期的基础上通过该工作室确定流体的净位移量。该流体工作机器被适配为在一个机动周期的过程中在初级低压阀打开之前从工作室释放加压的流体。这协助了打开初级低压阀。

Description

流体工作机器及方法

发明领域

本发明涉及流体工作机器的领域，具体涉及包括至少一个周期性变化容积的工作室的流体工作机器，在这种流体工作机器中通过这个或每个工作室的流体净位移量是在一个逐周期的基础上通过至少一个电子可控制的阀进行调节的，以便确定流体通过这个或每个工作室的净通过量。

发明背景

流体工作机器包括受流体驱动的和/或由流体驱动的机器，如泵、马达、以及可以在不同的运行模式下或者作为一个泵或者作为一个马达而起作用的机器。

当流体工作机器作为泵来运行时，一个低压歧管典型地用作流体的一种净来源点(net source)而一个高压歧管典型地用作流体的净汇收点(net sink)。当流体工作机器作为一个马达来运行时，一个高压歧管典型地用作流体的净来源点而一个低压歧管典型地用作流体的净汇收点。在本说明书以及所附权利要求之中，术语“高压歧管”以及“低压歧管”是指彼此相对具有更高和更低压力的歧管。在高压和低压歧管之间的压力差、以及在高压和低压歧管中压力的绝对值将取决于应用。例如，在被优化用于高功率泵送应用的情况下一个泵的压力差可以比被优化用来精确地确定流体的净位移量的情况下的一个泵要更高，例如，用于分配测定量的流体(例如，液体燃料)的泵可以仅在高压与低压歧管之间具有一个最小的压力差。一个流体工作机器可以具有多于一个的低压歧管。

虽然将参照其中流体是一种液体(如，一种通常不可压缩的液压液)的应用对本发明进行说明，但该流体可替代性地是一种气体。

已知流体工作机器包括多个周期性地变化容积的工作室，其中通过这些工作室的流体的位移是在一个逐周期的基础上并且与工作室容积的多个周期成定相关系受到多个电子可控制的阀的调节以便确定通过该机器的流体净通过量。例如，EP 0 361 927披露了一种方法，该方法以与工作室容积的周期成定相关系通过打开和/或关闭多个电子可控制的提升阀来控制通过一个多室泵的流体净通过量，以便调节泵的这些单独的工作室与一个低压歧管之间的流体连通。其结果是，在一个逐周期的基础上，这些单独的室是通过一个控制器可选择的，以便或者将流体移位一个预定的固定容积或者进行一个没有流体净位移量的空转周期，由此使得该泵的净通过量能够与要求动态地相匹配。

EP 0 494 236发展了这一原理并且包括了在多个单独的工作室与一个高压歧管之间调节流体连通的多个电子可控制的提升阀，由此协助提供在交变的运行模式下或者作为泵或马达起作用的一种流体工作机器。EP 1 537 333介绍了部分周期的可能性，允许多个单独的工作室的多个单独的周期将多个不同的流体容积中的任何一个进行移位从而更好地与要求相匹配。

确定这种类型的流体工作机器的性能的关键因素包括这些电子可控制阀门的性能特征。这些阀门典型地是电磁激励的提升阀，虽然可以想象可采用其他阀门类型。相关的性能特征包括这些电子可控制阀门打开和关闭时的速度、它们能够打开的情况下所对抗的压力差、它们的工作寿命、以及阀门打开时通过其中的流动通路的截面，该截面限制了流体的通过量并且影响流进和流出工作室的流体的流动特征。因此，这些电子可控制的阀门是此类流体工作机器中昂贵并且限制性能的部件，并且令人希望的是减少对于这些电子可控制阀门所提出的要求中的一项或多项。

对于以上说明的类型的流体工作机器的一个显著技术问题涉及低压阀的打开，在一个流体工作马达(如，可以只作为马达起作用的一个流体工作机器、或可以在不同的运行模式中或作为马达或作为泵起作用的流体工作机器)中，该低压阀将一个工作室连接到一个低压歧管上。在一个机动周期中，与工作室相关联的一个高压阀在控制器的主动控制之下在膨胀冲程结束前被短时间地关闭。当工作室继续扩张时，被截留在工作室中的流体的压力降低。典型地，在工作室中截留的流体的压力将需要降低到接近在低压阀可以打开之前的低压歧管的压力。然而，因为几个原因，这可能花费显著长的一段时间来将在工作室之中截留的流体的压力降低到一个足够低的值。首先，在大多数流体工作机器中工作室容积的变化率在接近膨胀冲程的末端时下降。其次，在许多通常使用的液压流体的情况下，在工作室中截留的流体压力的变化不是工作室容积的一个线性函数。此外，在液压流体之中溶解的气体可能蒸发，这具有在工作室中减小预期的压力下降速率的作用。这种延迟可以降低流体工作马达的效率。确实，如果在工作室中的压力没有降低到一个足够低的值以使低压阀能够打开(例如在启动时、或在特别高的或低的温度条件下运行时)，故障就可能发生。

因此，本发明的某些方面的目的是在流体工作机器的机动周期的过程中协助打开一个低压阀，该低压阀调节一个工作室内部与一个低压歧管之间的连通。

本发明的某些实施方案着手解决一个另外的技术问题，这个技术问题出现在当一个工作室的膨胀冲程过程中流体从一个低压歧管流入一个泵的工作室中时，这个技术问题确定了用于一个特定应用的电子可控制阀门的规格。流体流动的速率受到通过该提升阀的流动路径的截面以及几何形状以及这种工作流体的特性的限制。当流入工作室的流体是一种液体时，它经受到空穴作用，这种空穴作用增加了噪音、通过要求横跨提升阀的压力差而降低了效率、并且导致机器的损坏。在一个马达中的工作室的收缩冲程过程中当流体流出到一个低压歧管时出现一个不同的问题，此时一个增加的压力降造成低效率，并且此时提升阀可以意外地被关闭从而致使有可能损坏阀门和非故意的泵送。

对于较高通过量的应用或要求优秀的流体流动特征的应用，这个问题已经典型地通过限定更大的电子可控制阀门而得到解决。然而，更大的电子可控制阀门是更昂贵的并且在性能特征中可能有一定的让步。例如，更大的电子可控制阀门比更小的阀也许打开和关闭得更慢，或者使用更多的电功率，迫使对其作出折衷。本发明的某些方面还旨在减少在径向活塞泵和/或马达中的曲轴箱内可能发生的热流体的积聚。

发明概述

根据本发明的一个第一方面，在此提供了一种流体工作机器，该流体工作机器包括一个控制器以及具有周期性变化容积的一个工作室，该工作室具有与其相关联的一个高压阀以便控制该工作室到一个高压歧管的连接，以及一个电子可控制的初级低压阀以便控制该工作室到一个低压歧管的连接，该控制器是可运行的从而以与工作室容积的多个周期成定相关系来主动地控制至少该初级低压阀，以便在一个逐周期的基础上通过该工作室确定流体的净位移量，该流体工作机器是可运行的以便在至少某些情况下执行一个机动周期，其特征在于，该流体工作机器被适配为在一个机动周期的过程中在该初级低压阀打开之前从该工作室释放加压的流体。

所造成的加压流体的释放须优选地协助该初级低压阀的打开。优选地，该高压阀也是电子可控制的，并且被该控制器主动地控制的至少一个阀门典型地还包括该高压阀。

该流体工作机器可以包括降压装置，该装置是可运行的以便在一个机动周期的过程中在该初级低压阀打开之前从该工作室释放加压的流体，以便协助打开该初级低压阀。

优选地，该工作室具有与其相关联的一个次级低压端口，该次级低压端口是可打开和可关闭的，这种打开和关闭与工作室容积的多个周期成定相关系，以便在一个机动周期的过程中在该初级低压阀的打开之前例如通过将该工作室连接到一个低压歧管上而从该工作室释放加压的流体，从而减小该工作室中的压力并且由此协助该初级低压阀的打开。

因此，通过在一个机动周期的过程中在该低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体，该工作室中的压力比在其他情况下降得更快，或比在其他情况下降到一个更低的值，从而协助该低压阀的打开。确实，打开该次级低压端口可以引起该初级低压阀的打开。

就在该初级低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体而论，我们是指在一个给定的机动周期的过程中在该初级低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体。典型地，该加压的流体是在一个膨胀冲程的后半部分的过程中释放的。典型地，该加压的流体是在该高压阀关闭之后被释放。典型地，该加压的流体是在该高压阀关闭的时间与该初级低压阀打开的时间之间被释放的。

优选地，该次级低压端口是以与工作室的多个周期成定相关系可打开和可关闭的，以便通过运行性地与该工作室的膨胀和收缩周期相连接的一种机械安排从该工作室释放加压的流体。有利地，可以提供一种机械安排，该机械安排可以对抗一个相当大的压力差而打开，该压力差实质性地超过该低压阀可以与之对抗而打开的压力差。

该次级低压端口的打开和关闭的定时是根据该流体工作机器的所预期的应用来选择的。例如，在该流体工作机器包括一个可转动的轴(例如，在一个旋转活塞机器中)、并且该流体工作机器被适配为使得该可旋转的轴总是或主要在一个方向上旋转时，该次级低压端口的打开与下死点之间的时间段可以不同于在下死点与该次级低压端口的关闭之间的时间段。在该流体工作机器总是或主要是作为一个马达运行时，该次级低压端口可以略微在下死点之前、在下死点处、或略微在下死点之后被打开，并且该次级低压端口可以显著地在下死点之后关闭，并且优选地在工作室容积中间下死点与上死点的最大变化率的点上或在其之后。在该流体工作机器主要作为一个泵运行时，该次级低压端口可以略微在下死点之前、或在下死点处关闭。

在与该工作室相关联的次级低压端口是以与工作室容积的多个周期成定相关系而可打开和可关闭的、以便在一个机动周期的过程中在该低压阀的打开之前将该工作室连接到一个低压歧管上从而释放加压的流体并且由此减小该工作室中的压力并且协助该低压阀的打开的情况下，它可以是该次级低压端口保持打开直到在随后的收缩冲程中的至少工作室容积的减小率是最大的一点，以协助流体流出该工作室到达一个或多个低压歧管。然而，这可以是在该低压阀已经打开之后的短时间内该次级低压端口关闭。这可以是在该低压阀打开之前该次级低压端口关闭。

该流体工作机器可以包括一个可转动的轴，如，一个曲轴。在这种情况下，该次级低压端口的打开和关闭可以通过一种机械安排被可运行地与该可转动的轴的角度相联接。因此，该初级低压阀在该控制器的主动控制下在一个逐周期的基础上可以是可打开的，但是该次级低压端口的打开和关闭在一个逐周期的基础上可能不是可变化的，并且可以例如通过可运行地与一个可转动的轴(当它存在时)的角度相联接的一个机械安排被固定地相位锁定到该工作室的膨胀和收缩周期上。该次级低压端口可以包括一个机械控制阀，该机械控制阀被与该工作室的膨胀和收缩周期机械性联接的一个推杆来操作。

该次级低压端口可以包括在该工作室中的一个或多个孔，例如，在该工作室包括一个空心活塞时，该次级低压端口可以包括在该空心活塞中的一个孔，如在该空心活塞的基底中的一个孔。该流体工作机器可以是可运行的以便使一个或多个引导流体的导管周期性地与所述一个或多个孔对齐，以便由此使该工作室在一段时间与一个歧管处于流体连通，典型地这种连通与工作室容积的周期成相位关系，并且优选地相位锁定到工作室容积的周期上。在该流体工作机器包括多个所述工作室时，一个单个引导流体的导管进而可以周期性地与这些孔对齐，这些孔与多个所述工作室相关联。典型地，这个或每个引导流体的导管被形成为一个可转动的构件，如一个可转动的轴、或一个可转动的偏心件或具有多个叶片(如，一个环形凸轮)的轴。

例如，该流体工作机器可以是一个活塞泵，其中该工作室具有由一个汽缸和往复的活塞(例如，一个空心活塞)限定的容积。该流体工作机器可以是一个径向活塞泵，其中一个汽缸具有一个基底，该基底与附接在一个可转动的曲轴上(典型地被整合到该曲轴的表面中)的一个偏心件处于滑动接触。在该流体工作机器包括多个所述工作室时，这些工作室由多个汽缸限定，这些汽缸中的每个具有与相同的偏心件处于滑动接触的一个基底，该偏心件可以包括一个或多个引导流体的导管，这些引导流体的导管被适配为周期性地使与该偏心件处于滑动接触的每个汽缸的基底中的一个孔与一个低压歧管进入流体连通，进而由此打开与每个工作室相关联的次级低压端口，进而与工作室容积的周期成相位关系，以便使每个工作室与所述低压歧管进入流体连通并且随后脱离流体连通。所述低压歧管可以包括一个径向活塞泵的曲轴箱。该一个或多个引导流体的导管可以包括围绕该偏心件的部分圆周延伸的一个或多个外围槽缝。因此，这个或每个外围槽缝与工作室容积的周期成相位关系而可以周期性地使多个活塞的内部与环绕的曲轴箱中的流体处于流体连通。

可替代地，该流体工作机器可以是一个轴向活塞泵，在该轴向活塞泵中该工作室具有通过一个汽缸和往复活塞(例如，一个空心活塞，该活塞被一个摆动板驱动并且与其处于连通)来限定的一个容积，其中该工作室包括一个孔，该孔作为次级低压端口起作用，并且该摆动板包括一个或多个引导流体的导管，该或这些引导流体的导管被适配为周期性地使该汽缸的基底中的所述孔与一个低压歧管处于流体连通，由此周期性地打开该工作室的次级低压端口。在提供了多个所述工作室时，这些工作室中的多于一个具有通过一个汽缸和往复活塞(该活塞与相同的摆动板处于连通)来限定的一个容积，一个或多个引导流体的导管优选地被安排为周期性地使每个所述工作室的基底中的孔与一个低压歧管进入流体连通，以便由此进而打开每个所述工作室的次级低压端口。与一个或多个引导流体的导管处于连通的低压歧管可以包括一个轴向活塞泵的曲轴箱。该一个或多个引导流体的导管可以包括一个或多个在该摆动板的表面中的槽缝，该摆动板与工作室容积的周期成相位关系而被安排为周期性地使该活塞的内部或所述多个活塞中的每个进而与环绕的曲轴箱中的流体进入流体连通并且随后脱离流体连通。

因此，该次级低压端口可以包括在该工作室中的一个或多个孔，这些孔被周期性地显露或被带入与一个流体导管(例如，置入一个可转动的曲轴的表面中的一个槽缝)对齐。在该工作室包括一个在汽缸中往复运动的空心活塞时，该次级低压端口可以包括一个孔，该孔在该空心活塞、或该汽缸的任一个或在两者之中，在一个机动周期的过程中，该孔被显露或这些孔朝向该膨胀冲程的末端被对齐，以便从该工作室释放加压的流体，减小该工作室中的压力，并且由此协助打开该低压阀。

优选地，在该工作室与在该次级低压端口中释放加压流体的低压歧管之间的压力差比该初级低压阀可以打开时的压力差超过至少为10的一个因数，并且典型地是至少100或至少1000。

该流体工作机器可以是一个马达，在这种情况下它可以是可运行的以便仅执行机动周期。然而，该流体工作机器可以是可运行的以便在不同的运行模式下或作为一个马达或作为一个泵起作用，在这种情况下在它作为一个马达运行时的情况下它将仅执行机动周期。

该流体工作机器典型地包括多个所述工作室。在这些对应的工作室的容积的多个周期中的不同时间从单独的所述工作室、或单独组的所述工作室可以释放出加压的流体，例如，单独的所述工作室、或单独组的所述工作室可以通过一个次级低压端口在对应的工作室的容积的多个周期中的不同时间释放出加压的流体。因此，多个单独的工作室、或单独组的工作室可以被优化用于不同的目的。

该流体工作机器还可以包括一个或多个工作室，这些工作室不是可运行的而在该初级低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体。

该流体工作机器可以包括一个可转动的曲轴，该曲轴具有多个工作室，这些工作室单独地亦或成组地安排在沿着该可转动的曲轴的长度的轴向间隔开的位置处，每个轴向间隔开的位置在该可转动的曲轴中具有一个外围槽缝，通过该外围槽缝可以从这些对应的工作室释放加压的流体，其中至少两个外围槽缝被定位在围绕该曲轴的轴线的不同角度处，这样加压的流体不能同时被保持在定位于该曲轴一侧上的所有工作室之中，由此减小了在该曲轴上的最大潜在的合力。在这种情况下，至少两个外围槽缝被典型地定位在轴向间隔分开的偏心凸轮上，并且这可以是至少两个所述轴向间隔的偏心凸轮围绕该曲轴的轴线以不同的角度被定位，对应的外围槽缝各自相对于它们定位在其上的偏心凸轮以类似的方向被定位。

典型地，在工作室容积的连续周期的过程中，加压的流体是在一个初级低压阀的打开之前例如通过一个所述次级端口从工作室中释放的。虽然在跟随该机器的启动的使初级低压阀第一次被打开之前可以将加压的流体从该工作室中释放，在跟随该机器的启动的工作室容积的第一周期之后加压流体典型地(另外地或可替代地)是在工作室容积的多个周期的过程中从该工作室中释放的。在工作室容积的连续周期的过程中，加压的流体可以在一个初级低压阀的打开之前从该工作室中释放。在某些实施方案中，在工作室容积的每个周期的过程中，加压的流体是在一个初级低压阀的打开之前从该工作室中释放的。

对于在一个逐周期的基础上通过该工作室确定流体的净位移量而论，我们是指在工作室容积的多个单独周期的过程中从流体的多个可能净位移量(这可以是离散的净位移量和/或选自净位移量的一个连续范围)之中确定通过该工作室的流体净位移量。为了确定通过该工作室的流体净位移量，该控制器可以主动地控制多个电子可控制的阀门。

该流体工作机器可以包括多个所述工作室。在这种情况下，该控制器可以是可运行的以便与工作室容积的多个周期成定相关系来主动地控制多个电子可控制阀门(这些阀包括与该多个所述工作室的每一个相关联的至少该初级低压阀)，以便在一个逐周期的基础上确定所述多个工作室的每一个的净位移量。典型地，这就确定了通过作为一个整体的流体工作机器的流体净通过量。该控制器可以是可运行的以便在工作室容积的多个单独周期的过程中通过多个单独的工作室或多组工作室来确定流体的净位移量。

通过“主动地控制”一词，我们是指在至少某些情况下通过一个控制机构使该控制器能够影响一个电子可控制阀门的状态，该控制机构消耗功率并且不专门是一种被动响应(例如，仅响应于跨越一个阀的压力差来打开或关闭一个阀)。相关的术语如“主动控制”应相应地予以解释。尽管如此，初级低压阀、以及的一个或多个其他电子可控制阀门(当存在时)优选地也是可运行的以便通过被动方式打开或关闭。由于在该工作室中的压力降低(如在一个进气冲程的过程中)，典型地该初级低压阀就被动地打开。例如，该初级低压阀、或一个或多个其他电子可控制阀门(当存在时)可以在至少某些周期的过程中由于一个压力差而被动地打开并且在该周期的一部分过程中在该控制器的主动控制下是选择性地可关闭的。

通过“主动地控制”(以及相关的术语如“主动控制”)一词，我们包括了以下可能性，即该控制器是可运行的以便选择性地致使一个电子可控制阀门执行一次或多次打开、关闭、保持打开和/或保持关闭。该控制器也许仅能够在一个工作周期的一部分过程中影响一个电子可控制阀门的状态。例如，在该工作室中的压力是相当大时，该控制器可能无法对抗在一个工作周期的大部分过程中的一个压力差而打开该初级低压阀。典型地，该控制器通过将一个控制信号或者直接传送到一个电子可控制阀门上或到一个电子可控制阀门驱动器(如，一个半导体开关)上来主动地控制该电子可控制的初级低压阀、以及一个或多个其他电子可控制阀门(当它们存在时)。就传送一个控制信号而论，我们包括了传送一个指示电子可控制阀门的预期状态(例如，打开或关闭的)的信号或指示一个电子可控制阀门应该被改变的状态(例如，该阀应该被打开或关闭)的一个脉冲、或指示一个电子可控制阀门应该被保持的状态的一个脉冲。该控制器可以在一个连续的基础上传送一个信号并且停止或改变该信号以便致使一个电子可控制阀门的状态的一种改变，例如，该电子可控制的初级低压阀、或一个或多个其他电子可控制阀门(当它们存在时)可以包括一个常闭的螺线管打开的阀门，该阀门通过提供一个电流而被保持打开并且通过切断该电流而被主动地关闭。

就“与工作室容积的多个周期成定相关系”而论，我们是指参照该工作室的容积周期的相位来确定通过该初级低压阀、以及一个或多个其他电子可控制阀门(当它们存在时)的控制器的主动控制的定时。因此，该流体工作机器典型地包括工作室相位确定装置，如一个位置传感器。例如，在工作室容积的周期是机械地与一个轴的旋转相联接时，该流体工作机器优选地包括一个轴位置传感器、以及可任选地一个轴速度传感器、并且该控制器是可运行的以便从该轴位置传感器接收一个轴位置信号、并且从一个所述轴速度传感器可任选地接收一个轴速度信号。在包括多个工作室(不同工作室的容积周期之间具有一个相位差)的多个实施方案中，该控制器将典型地是可运行的以确定多个单独的工作室的相位。

在某些实施方案中，该工作室可以包括一个次级低压端口(它典型地是所述次级低压端口)，该次级低压端口是与工作室容积的这些周期成定相关系可打开并且可关闭的以便将该工作室连接到一个低压歧管上，从而使流体能够在工作室容积的至少某些周期的一部分的过程中同时通过该初级低压阀以及该次级低压端口两者而流入或流出该工作室。

以此方式，该初级低压阀与次级低压端口一起工作以便在工作室容积的至少某些周期的一部分的过程中从至少一个低压歧管供应流体进入或离开该工作室。其结果是，该工作室的充满或排空特征优于以下可能的情况，即假如该工作室可以仅通过该初级低压阀来使流体与一个或多个低压歧管相连通。例如，由于该工作室与这个或每个低压歧管之间的压力差，对抗该工作室的膨胀或收缩而起作用的力可以被减小。在该流体是一种液体时，对于该次级低压端口所改进的流体特征可以消除在使用一个电子可控制的初级低压阀时形成的空穴作用，该电子可控制的低压阀否则会具有一个太小的截面区域。这就可能具有减小噪声和/或改进该流体工作机器的效率和/或增加该机器的工作寿命的作用。当该液压流体是处于相对低的温度并且因此具有相对高的黏度时，在一个膨胀冲程过程中为流体提供一个次级流动通路可以特别地改进泵在启动时或在冷的条件下的性能。

优选地，该次级低压端口被关闭用于工作室容积的每个周期的至少一部分。优选地，仅在由控制器确定的工作室容积的选定周期的过程中才同时关闭该初级低压阀以及该次级低压端口。例如，该初级低压阀可以在由该控制器确定的工作室容积的选定周期的整个过程中保持打开。优选地，在当该初级低压阀开放的情况之间该初级低压阀以及该次级低压端口同时被关闭。典型地，至少在某些运行条件下，在该初级低压阀以及该次级低压端口是同时打开的顺序的时间段之间该初级低压阀以及该次级低压端口同时被关闭。

该至少一个工作室可以具有与其相关联的一个转接器，以便交替地将该电子可控制的初级低压阀附接在(i)所述低压歧管和(ii)一个高压歧管(例如，如在EP 1 738 077中所披露的)上。然而，该工作室典型地包括一个高压阀来控制该工作室到一个高压歧管上的连接。该高压阀可以包括一个压力操作的止回阀(例如，在一个泵的情况下)或一个另外的电子可控制阀门(例如，在一个马达、或可运行的以作为或者一个泵或者一个马达起作用的一个流体工作机器的情况下)，该阀优选地在该控制器的控制下。

优选地，就工作室容积的至少某些周期(在这些周期中该初级低压阀以及该次级低压端口两者是同时开放的)而言，该控制器是可运行的，以便在该控制器的主动控制下使该初级低压阀关闭，从而在该次级低压端口关闭之后的一段时间使该工作室与这个或每个所述低压歧管脱离连通。在这些情况下，当该控制器可以致使该初级低压阀关闭以使该工作室与这个或每个所述低压歧管脱离连通时该次级低压端口已经被关闭，并且因此在该工作室与一个、或可任选地两个或更多低压歧管处于流体连通的一个时期的结束点保持处于该控制器的控制之下。

该控制器典型地通过选择该初级低压阀相对于工作室容积的多个周期的相位关闭的时间，例如通过可任选地选择该工作室的一个空转周期(在该周期中不存在通过该工作室的流体的净位移量)，或许通过保持该初级低压阀在一个周期的整个过程中开放(例如，如在EP 0 361 927中所披露的)或保持该工作室在一个周期的整个过程中与任何低压歧管脱离流体连通(例如，如在WO 2007/088380中披露的)来选择在一个逐周期的基础上通过该工作室的流体的净位移量。此外，与使用一个非电子可控制阀门时可能的情况相比，该控制器可以更精确地限定在该工作室与一个或可任选地两个或更多低压歧管处于流体连通的过程中的时间段的结束点。典型地，工作室容积在空转周期的过程中继续周期性地变化，在这些空转周期中不存在通过该工作室的流体的净位移量。

因此，在某些实施方案中，与如果未提供该次级低压端口的情况相比该初级低压阀不要求是同样大的一个流动通路截面。与否则将会发生的情况相比，这可以允许采用具有更小流动通路截面的一个电子可控制阀门来获得所希望的性能特征。因此，该初级低压阀可以被选择为在其性能上更加强调在一个工作室与一个或可任选地两个或更多低压歧管处于流体连通的过程中限定该时间段的结束点，例如，这是由于其关闭速度、其反抗一个压力梯度打开的能力、其功率消耗、或其可靠性，而不是假如该初级低压阀的流动通路截面是一个更高优先权的情况。

该初级低压阀和次级低压端口各自可以是可打开的，以便使该工作室与同一个低压歧管进入和脱离流体连通。可替代地，该初级低压阀和次级低压端口各自可以是可打开的，以便使该工作室与一个不同的低压歧管进入和脱离流体连通。在这种情况下，这两个低压歧管将典型地具有类似的压力。

这可以是该初级低压阀以及该次级低压端口在该工作室的一个膨胀冲程过程中仅是同时开放的，例如，在该流体工作机器作为一个泵运行时。该次级低压端口可以仅在该工作室的一个膨胀冲程的过程中是可打开的，但是该初级低压阀可以任选地在该控制器的主动控制下在收缩冲程的开始的时刻(一个活塞机器中的下死点)之中或恰好在其之前被关闭并且在该工作室的收缩冲程结束(一个活塞机器中的上死点)时是可打开的。

这可以是该初级低压阀以及该次级低压端口在该工作室的一个收缩冲程过程中仅是同时开放的，例如，在一个流体工作机器作为一个马达运行的情况下，如一个流体工作机器中的高压阀包括在控制器的主动控制下的一个电子可控制阀门。该次级低压端口可以仅在该工作室的一个收缩冲程过程中是可打开的，但是该电子可控制低压阀可以任选地在该控制器的主动控制下在收缩冲程结束(一个活塞机器中的上死点)之前被关闭并且在收缩冲程结束(一个活塞机器中的上死点)时或之后是可打开的。

优选地，视情况而定，在工作室容积的至少某些周期的过程中，在一个膨胀或收缩冲程中该工作室容积的变化率是最大的一个点处，该初级低压阀以及该次级低压端口在使用中均是开放的，因为这时对应地要求流体进入或排出的最大速率。确实，因为跨越该初级低压阀的压力差与流经该初级低压阀的流体速率的平方是成比例的，在在使用中视情况而定的一个膨胀或收缩冲程的一个有限部分的过程中使该初级低压阀以及该次级低压端口两者都是开放的可能就是足够的。一个膨胀或收缩冲程的所述有限部分优选地是小于视情况而定的一个膨胀或收缩冲程的持续时间的50％，包括视情况而定在一个膨胀或收缩冲程中该工作室的容积的变化率是最大的点。

在选定周期的过程中在该次级低压端口以及该初级低压阀两者是同时开放的时间段的过程优选地是小于一个收缩冲程或膨胀冲程(视情况而定)的持续时间的90％并且优选地是大于30％。这对于在从一个周期到另一个周期该次级低压端口的关闭与该初级低压阀的关闭之间过去的时间段中变化允许一定范围，以便选择在工作室容积的单独周期的过程中的流体的不同净位移量，同时使该次级低压端口对于收缩冲程或膨胀冲程的相当大一部分能够提供或接收额外的流体。

这可以是在工作室容积的至少某些周期的过程中该初级低压阀在该次级低压端口之后打开。这可以是在工作室容积的至少某些周期的过程中该初级低压阀在该次级低压端口之前打开。在某些实施方案中，该控制器是可运行的以便在一个逐周期基础上确定该初级低压阀是否在该次级低压端口之前或之后打开。

优选地，无论初级低压阀以及次级低压端口中的哪个在工作室容积的所述某些周期的过程中首先打开，它是在该工作室的容积周期的过程中该工作室与该低压歧管之间的压力差是最小(例如小于该工作室的最大设计压力的5％)的一个时间处打开。

可以通过或可以不通过该控制器来控制该次级低压端口的打开和/或关闭。该次级低压端口可以是被动地可打开的，例如，响应于该工作室中的压力是低于该对应的低压歧管中的压力的至少一个预定的量值。因此，该次级低压端口可以是一个压力运行的阀门。

在某些实施方案中，该次级低压端口是通过一个次级电子可控制阀门可打开或可关闭的，该次级电子可控制阀门的打开或关闭或打开和关闭两者是在该控制器的主动控制下，以便使该工作室通过该次级低压端口与一个低压歧管进入或脱离流体连通。该次级低压端口可以是通过一个次级电子可控制阀门可打开和可关闭的，该次级电子可控制阀门在使用中响应于该工作室中的压力是低于该低压歧管中的压力被动地打开。该次级低压端口可以是通过一个次级电子可控制阀门可打开和可关闭的，该次级电子可控制阀门在使用中响应于该工作室中的压力是高于该对应的低压歧管中的压力被动地关闭。

在该次级低压端口是通过一个次级电子可控制的低压阀可打开或可关闭时，该初级低压阀以及该次级电子可控制的低压阀可以被选择为各自具有多种运行特征，这些运行特征更好的适合于对应地最后关闭和首先打开该工作室与这个或每个低压歧管之间的连接的作用。

该次级低压端口可以是除了通过一个电子可控制阀门之外而可打开的。例如，该次级低压端口可以是常闭的，但是在响应于该工作室中的压力是低于与该次级低压端口连通的低压歧管中的压力的一个预定量时是可打开的。因此，该次级低压端口可以包括一个常闭的、压力可打开的止回阀。

该次级低压端口的打开和关闭的相位相对于工作室容积的周期可以是不变的，这就是说，该次级低压端口的打开和关闭可以是相位锁定的。在一个流体工作机器是可运行的以便在不同的运行模式下作为一个泵亦或作为一个马达而起作用的情况下，该次级低压端口的打开和关闭优选地不是相位锁定的。这是因为在一个泵送周期的膨胀冲程和一个机动周期的收缩冲程但并非两者的过程中该次级低压端口典型地是可打开的。

在每个次级低压端口的打开和关闭被相位锁定到该工作室的膨胀和收缩周期时，每个次级低压端口可以被一个机械安排打开和关闭，该机械安排可运行地与该工作室的膨胀和收缩周期相连接。

该工作室优选地在其最大的尺度上是狭长的并且该初级低压阀以及该次级低压端口可以被提供为沿着该工作室的长度被间隔开，例如，处于或接近该工作室的相对末端。就“沿着长度被间隔开”而论，我们是指从该初级低压阀延伸到该次级低压端口的一个向量具有平行于该工作室的长度的一个分量而不是指意味着限于所述向量必须平行于该工作室的轴线。

通过在两个不同位置(这两个位置沿着该工作室的长度被间隔开)提供用于流体进入该工作室的通路，流进或流出该工作室的流体的流动特性比该初级低压阀以及该次级低压端口是邻近的情况要更好。在该工作室同时在最大尺度当是狭长形时，该初级低压阀以及该次级低压端口优选地被提供在该工作室的相对末端处以便使这个效果最大化。

在该工作室是一个活塞汽缸时，该活塞汽缸具有一个总体上固定的末端和一个移动的末端(例如，在一个径向或轴向活塞机器的情况下)，该初级低压阀优选地被提供在该汽缸的固定末端处，以便使该初级低压阀的移最小化动。该初级低压阀可以与该汽缸同轴或在该汽缸的固定末端处从该汽缸上径向延伸。该高压阀也典型地被提供在该汽缸的固定末端处，典型地或者与该低压阀同轴或者从该低压阀上径向延伸。在这些安排中，该次级低压端口优选地被提供在该汽缸的相对末端处。这所具有的优点是致使在每个周期上在该汽缸的所有部分中的流体交换，从而减小围绕汽缸的基底的流体中的热点。例如，该次级低压端口可以与该汽缸同轴或在该汽缸的移动末端处从该汽缸上径向地延伸。

该控制器是可运行的以便控制该初级低压阀的打开和/或关闭。在该高压阀包括一个电子可控制阀门时，该控制器优选地是可运行的以便控制所述电子可控制阀门的打开和/或关闭。在该次级低压端口通过一个次级电子可控制的低压阀是可打开和/或可关闭的时，该控制器优选地是可运行的以便控制该次级电子可控制的低压阀的打开和/或关闭。

该控制器优选地是可运行的，以便在一个逐周期的基础上通过确定在一个特定周期的过程中是否打开和/或关闭一个特定的电子可控制的阀门、并确定一个特定的电子可控制阀门相对于该工作室的容积的一个周期的打开和/或关闭的相位中的任一个或优选地这二者来控制该至少一个电子可控制阀门(包括至少该初级低压阀)的打开和/或关闭。就控制该至少一个电子可控制阀门的打开和/或关闭而论，我们包括了保持一个阀打开或关闭的可能性。

典型地，通过在一个逐周期的基础上控制该至少一个电子可控制阀门(包括至少该初级低压阀)的打开和/或关闭的相位，该控制器是可运行的以便在一个逐周期的基础上致使该工作室移走一个容积的流体，该容积的流体选自多个不同的可选择的容积。典型地，该多个不同的可选择的容积包括被一个单独工作室可移位的最大容积，而不是净位移量。通过一个空转周期不能实现任何净位移量，在该空转周期中该电子可控制的低压阀在工作室容积的一个周期的整个过程中保持打开或者通过在工作室容积的一个周期的整个过程中将该工作室密封，例如，如在WO 2007/088380中所说明的。通过位移一词，我们是指流体从这个或每个低压歧管到该(或每个)高压歧管的净移动量，或反之亦然，并且不是指在多个低压歧管或高压歧管之间可以发生的流体的净移动量。该多个不同的可选择的容积优选地还包括至少一个容积，以及优选地在非净位移与由该工作室可移位的最大容积之间的多个容积(例如，一个连续的容积范围)。然而，在提供了多个工作室时，该控制器也可以按这种方式控制多组工作室。该控制器典型地按照一个所接收的指令信号(它可以是恒定的或可变的)来平衡一个或多个工作室的流体的时间平均的净通过量。该流体工作机器被典型地与高和/或低压储能器结合使用，这些储能器对应地与高和/或低压歧管相连通，以便使输入和/或输出流体的压力或流量平稳。

该一个或多个电子可控制阀门(包括在提供了它们的情况下该电子可控制的初级低压阀、以及该高压阀和/或该次级电子可控制阀门)典型地是面密封的阀门。该一个或多个电子可控制阀门(包括在提供供了它们的情况下该电子可控制的初级低压阀、以及该高压阀和/或该次级电子可控制阀门)典型地是提升阀。该一个或多个电子可控制阀门(包括在提供了它们的情况下该电子可控制的初级低压阀、以及该电子可控制的高压阀和/或该次级电子可控制阀门)可以是电磁致动的提升阀。该一个或多个电子可控制阀门(包括在提供了它们的情况下该电子可控制的初级低压阀、以及该电子可控制的高压阀和/或该次级电子可控制阀门)可以是螺线管运行的提升阀。

该初级低压阀是典型地朝向该工作室向内打开的。该高压阀是典型地离开该工作室向外打开的。

该流体工作机器可以是一个泵。该流体工作机器可以是一个马达。该流体工作机器可以是在可替代的运行模式中作为一个泵亦或一个马达可运行而起作用的。该流体工作机器可以进一步包括一个或多个歧管，这些歧管与该初级低压阀、次级低压端口和/或高压阀相连通。

在该流体工作机器包括多个所述工作室的多个实施方案中，在此所讨论的任选的和优选的特征，视情况而定，典型地应用到每个所述工作室和初级低压阀、次级低压端口和在此有关的与每个所述工作室相关联的高压阀。典型地，这个或每个低的和高压歧管与多于一个(例如，每个)的该多个所述工作室相连通。

根据本发明的一个第二方面，在此提供了在一个流体工作机器工作室的一个机动周期的过程中运行该工作室的周期性变化容积的一种方法，该方法包括以与工作室容积的周期成定相关系打开一个电子可控制的初级低压阀以便使该工作室在一个逐周期的基础上在一个控制器的主动控制下与一个低压歧管处于流体连通，其特征在于，该方法进一步包括在一个所述机动周期的膨胀冲程的过程中在该初级低压阀的打开之前释放该工作室中的压力。

所造成的加压流体的释放须优选地协助该初级低压阀的打开。优选地，在该初级低压阀的打开之前通过打开一个次级低压端口来释放该工作室中的压力，而流体通过该次级低压端口可以从该工作室中释放。

同样优选地，该次级低压端口被一个机械安排打开，该机械安排被可运行地与工作室容积的多个周期相连接。典型地，该流体工作机器包括一个可转动的轴，并且该次级低压端口的打开是机械地与该可转动的轴相联接的。

在某些实施方案中，该方法包括以下步骤，即与工作室容积的多个周期成定相关系来打开一个或该所述次级低压端口，以便使该工作室通过一个第二通路与一个低压歧管处于流体连通，这样，在工作室容积的至少某些周期的一部分的过程中，该初级低压阀和次级低压端口是同时打开的，这样，视情况而定，流体通过该初级低压阀和该次级低压端口两者来流入或流出该工作室。

优选地，在工作室容积的至少某些周期的过程中，在这些周期中所述初级低压阀以及所述次级低压端口两者是同时打开的，该控制器是可运行的，以便在该次级低压端口关闭之后将该初级低压阀关闭一段时间。

本发明在一个第三方面中还扩展到程序代码，该程序代码当在一个流体工作机器控制器上执行时致使该流体工作机器作为根据本发明的第一方面的一个流体工作机器起作用，或执行根据本发明的第二方面的一种方法。

该程序代码可以采取的形式为源代码、目标代码、一种代码中间源，如处于部分编译的形式、或适合用于执行本发明的这些方法的任何其他形式。该程序代码可以被储存在一个载体上或一个载体中，该载体典型地是一种计算机可读载体，如一个ROM，例如，一个CD ROM或一个半导体ROM，或一个磁记录媒质，例如一个软盘或硬盘。此外，该载体可以是一个可传输的载体，如一种电的或光的信号，该信号可以通过电缆或光缆或通过无线电或其他装置进行传输。当一个程序被嵌入在可以通过电缆直接传输的信号中时，该载体可以由这种电缆或其他器件或装置来构成。

附图说明

现在将参考以下附图展示本发明的一个实例实施方案，在附图中：

图1是一个流体工作机器的一个单独的工作室的示意图；

图2是一个定时图，展示了在一个泵送周期的过程中初级低压阀、次级低压端口、以及高压阀的状态，连同一个工作室中的压力；

图3是在一个膨胀冲程的过程中进入一个液压径向活塞泵的工作室中的流体流动的示意图；

图4是在一个收缩冲程过程中流体流出图3的液压径向活塞泵的工作室的示意图；

图5是一个定时图，展示了在一个机动周期的过程中初级低压阀、次级低压端口、以及高压阀的状态，连同一个工作室中的压力；

图6是用于具有一个降压端口的一个液压马达、或液压泵/马达的一个定时图，展示了在一个机动周期的过程中初级低压阀、降压端口、以及高压阀的状态，连同一个工作室中的压力、以及曲轴扭矩；

图7是流体流出具有一个降压端口的一个液压马达、或液压泵/马达的工作室的示意图；

图8是流体流出具有一个降压端口的一个液压马达、或一个液压泵/马达的一个替代实施方案的工作室的示意图；

图9是流体流出具有一个降压端口的一个液压马达、或液压泵/马达的另一个实例的工作室的示意图；并且

图10是一个示意图，它示出了在一个曲轴上来自从两组活塞释放的加压流体的合力的下降。

示例性实施方案的详细说明

实例一

在一个第一实例中，一种液压泵形式的流体工作机器包括多个工作室。图1展示了一个单独的工作室2，该工作室具有由一个汽缸4的内部表面和一个活塞6限定的一个容积，该活塞被一个曲柄机构9从一个曲轴8驱动，并且该活塞在汽缸中往复运动以周期性地改变该工作室的容积。一个轴位置和速度传感器10确定该轴的瞬时角位置和旋转速度，并且将轴位置和速度信号传送到一个控制器12上，这能够使该控制器确定每个单独的工作室的周期的瞬时相位。该控制器典型地是在使用中执行存储程序的一个微处理器或微控制器。

该工作室包括一个初级低压阀，该初级低压阀是处于一个电子可驱动的面密封式提升阀14的形式，该初级低压阀面向内朝向该工作室并且是可运行的以便选择性地封锁从该工作室延伸到一个第一低压歧管16的一个通道，该低压歧管在使用中总体上作为一个流体净来源点(net source)起作用。该初级低压阀是一个通常打开的螺线管关闭的阀门，该初级低压阀在一个进气冲程过程中在该工作室中的压力小于该第一低压歧管中的压力时被动地打开，以便使工作室与第一低压歧管进入流体连通，但是在控制器的主动控制下是选择性地可关闭的以便使工作室与第一低压歧管脱离流体连通。本领域中的普通技术人员将理解，可以采用替代性的电子可控制阀门，如常闭的螺线管打开的阀。

该工作室进一步包括一个高压阀18，该高压阀是处于一个压力致动的传送阀的形式。该高压阀从该工作室面向外并且是可运行的以便密封从该工作室延伸到一个高压歧管20的一个通道，该高压歧管在使用中作为一个流体净汇收点起作用。该高压阀作为一个常闭的压力打开的止回阀起作用，该高压阀在该工作室中的压力超过该高压歧管中的压力时被动地打开。

一个次级低压端口22是通过一个次级低压阀24可打开和可关闭的，当该次级低压阀打开时使该工作室与一个第二低压歧管26进入流体连通，该第二低压歧管在使用中也作为一个流体净来源点起作用。在这个实例中，该初级低压阀以及该次级低压端口被连接到两个完全不同的类似压力的低压歧管上。然而，它们可以可替代地被连接到相同的低压歧管上。该次级低压端口的打开和关闭可以被相位锁定到该工作室的工作周期，例如，凭借该曲轴与该次级低压阀之间的一个机械连接28。可替代地，该次级低压阀的打开或关闭可以凭借一个电子连接30被该控制器主动控制。可替代地，该次级低压阀可以是一个常闭的压力可打开的止回阀，该次级低压阀响应于该工作室的压力相对于该第二低压歧管降低而打开，在这种情况下既没有机械连接也没有电子连接需要存在。

图2是一个定时图，展示了初级低压阀、次级低压端口、以及高压阀的状态，连同在一个泵送周期的过程中该工作室中的压力。该初级低压阀在上死点处或周围打开，因为该第一低压歧管与该工作室之间的压力差，这允许流体从该第一低压歧管流进该工作室中以开始一个进气冲程。通过该初级阀的流体的增加速度致使该工作室压力在该进气冲程过程中下降一段时间直到该次级低压阀打开。该次级低压端口的打开可以被机械相位锁定到该曲轴的位置并且在该初级低压阀打开之后发生一段时间。可替代地，该低压歧管与该工作室之间的增加压力差可以致使该次级低压阀的打开。当工作汽缸容积的变化率是最大并且额外的流体流动具有最大益处时该次级低压端口在泵送周期中的点处是打开的。

一旦该次级低压阀已经打开，液压流体通过该初级低压阀以及该次级低压端口两者从该低压歧管进入该工作室。在一段时间之后，该次级低压阀关闭，这样使得流体仅通过该初级低压阀从该低压歧管再一次进入该工作室。

该控制器使用接收到的轴位置和速度信号并且在下死点处或周围确定工作室泵送周期的相位，作出选择一个泵送周期或一个空转周期的决定。在图2所展示的实例中，该控制器选择一个泵送周期并且发送一个信号使该初级低压阀关闭。在该次级低压端口关闭之后，该初级低压阀关闭一段时间。一旦该初级低压阀关闭，该工作室与该低压歧管隔离开，该工作室中的压力增加并且该高压阀打开以便接收限定容积的流体进入该高压歧管中。在其他周期的过程中，该控制器可以可替代地致使该初级低压阀保持打开，这样使得从两个低压歧管接收的低压流体被放回到该第一低压歧管，而没有从这些低压歧管到这些高压歧管的流体净位移量。

通过提供一个次级低压端口，在一个进气冲程过程中进入该工作室的液压流体的流动特性比仅提供该初级低压阀的情况好。例如，比起其他情况，更少的空穴作用发生，并且更少的拖拽力被施加以阻止该工作室的膨胀。然而，因为该次级低压端口的打开和关闭被定相为远离该初级低压阀的打开和关闭，该电子可控制的初级低压阀控制该工作室与该第一低压歧管之间的连通正时以便开始和结束该进气冲程。因此，该初级低压阀可以具有比所有流体通过该初级低压阀进入该工作室的情况更小的流体流动截面。

重要地，连同确定是否在一个逐周期的基础上关闭或保持打开该初级低压阀，该控制器是可运行的以便相对于该变化的工作室容积变化该初级低压阀关闭的精确定相，以便确定在一个泵送周期的过程中从该低压歧管到该高压歧管的流体的净位移量。如以上所述，通过在一个周期期间保持该初级低压阀打开可以发生一个空转冲程，在该冲程中尽管流体从这些低压歧管流进该工作室中并且流出该第一低压歧管，但是没有从这些低压歧管到该高压歧管的净位移量。(这也许是从该第二低压歧管到该第一低压歧管的净位移量，但是这不被认为是由泵造成的净位移量)。移动等于该工作室的一部分(通常是一个相对小的部分)容量的流体容积的一部分冲程可以通过延迟该初级低压阀的关闭以及该高压阀的打开直到恰好上死点之前而被执行，并且被移动的精确的容积可以通过这些事件的精确正时来选择。该初级低压阀以及该高压阀的打开和/或关闭的精确正时在特定情况下也可以被变化，这些情况如启动、在仍然相对冷的期间的运行、以及装置的关闭。这些正时选择的其他细节被披露在EP 0 361 927、EP 0 494 236和EP 1 537 333中，这些专利的内容通过本参考被结合在此。

通过该高压歧管排出的流体典型地被传送到一个蓄压器上以便使输出压力平稳并且时间平均的通过量是由该控制器在以现有技术的方式在该控制器所接收的一个要求信号的基础上进行改变。

实例二

在一个第二实例中，该流体工作机器是可运行的以便作为或者一个马达或一个泵起作用。第二实例流体工作机器的结构也对应于图1中所展示的结构。在这个实施方案中，该初级低压阀在泵送或机动模式中对应地作为流体净来源点或净汇收点起作用。该次级低压端口也对应地作为或者流体净来源点或者净汇收点起作用，并且该高压阀对应地作为或者流体净汇收点或者净来源点起作用。一个单独的低压歧管作为或者泵送模式中的流体净来源点或作为机动模式中的流体净汇收点起作用，并且该高压歧管作为或者泵送模式中的流体净汇收点或作为机动模式中的流体净来源点起作用。在多个空转冲程过程中，在这些空转冲程中一个工作室被保持与该低压歧管处于流体连通，两个歧管都不作为流体的净来源点或净汇收点起作用。

对于该第一实例，该主要低压端口是一个面向内的电子可控制的提升阀。然而，在这个实例中，该次级低压端口以及该高压阀同样包括电子可驱动的提升阀，这些提升阀对应地向内和向外并且这些提升阀在一个逐周期的基础上通过电子连接30和32被该控制器主动控制。在泵送模式中，该次级低压端口以及该高压阀的正时与该第一实例中的相同。在机动模式中，在工作室膨胀冲程过程中流体通过该高压阀被接收以便驱动曲轴并且在工作室收缩冲程的过程中通过该初级低压阀输出。该次级低压端口对于一部分的收缩冲程打开以便为有待从该工作室移走的流体提供一个额外的通路。

通过使用一个电子可控制阀门来调节该次级低压端口，而不是从曲轴驱动的一种机械安排，该控制器在该流体工作机器作为一个泵运行时在膨胀冲程过程中并且在该流体工作机器作为一个马达运行时在收缩冲程过程中可以打开该次级低压端口。

在这个第二示例性实施方案的一个替代实施中，该次级低压端口可以通过不在该控制器的控制下一个压力运行的止回阀而被关闭。在该初级低压阀是开放时，在膨胀冲程上该压力运行的止回阀允许流体从该低压歧管被接收在该汽缸中。通过使用一个压力运行的止回阀来为流体进入该工作室提供一个第二通路，该工作室更容易地能够从该低压歧管接收流体并且可以因此避免空穴作用。该压力运行的止回阀将在一个空转亦或马达排气冲程中向该低压歧管中排气时在收缩冲程上被关闭，并且在一个马达冲程过程中在膨胀冲程上被关闭。

实例三

在一个第三示例性实施方案中，处于一种液压径向活塞泵形式的流体工作机器使用一个有槽缝的曲轴来提供一个次级低压端口。图3展示了流体流经一个单独的工作室100(该工作室由一个汽缸102的内部表面和往复的空心活塞104限定)而部分地通过一个膨胀冲程。

该工作室具有一个初级低压阀106，该初级低压阀是处于一种电子可控制的提升阀的形式，该初级低压阀是可打开和可关闭的以使该工作室与一个第一低压歧管108进入和脱离流体连通。处于一种压力可运行的排出阀形式的一个高压阀110是可打开和可关闭的以使该工作室与一个高压歧管112进入和脱离流体连通。该活塞的基底114与一个曲轴偏心件116处于滑动接触。该活塞的基底中的一个孔118作为一个次级低压端口起作用，该次级低压端口在一个槽缝120(该槽缝在该偏心件的一部分圆周周围延伸)延伸穿过该活塞壁的任一侧时是打开的，以便使该工作室的内部与曲轴箱122中的液压流体进入流体连通，该曲轴箱作为一个第二低压歧管起作用。因此，对于该膨胀冲程的一部分，流体将(i)通过该初级低压阀和(ii)通过该曲轴槽缝以及该活塞基底中的孔两者而流进该工作室之中。

如前所述，由于工作室100中的压力降到它不再保持关闭的水平，在该初级低压阀打开之后该次级低压端口打开一段时间，并且在该控制器可以任选地发送一个信号之前该次级低压端口关闭一段时间，以便致使该初级低压阀关闭从而在收缩冲程上开始泵送模式。

图4展示了在随后的收缩冲程过程中的流体流动，在此该初级低压阀和次级低压端口两者对应地通过电子可控制的提升阀和曲轴偏心件本体而被关闭，并且流体通过该高压排出阀被移位到高压歧管。该次级低压端口的打开和关闭被相位锁定到工作室容积的周期上，如被该曲轴偏心件上的槽的位置所限定。在膨胀和收缩冲程过程中工作室压力的变化对应于图2所展示的那些。

这种安排具有几个优点。首先，通过在膨胀冲程的一部分的过程(在此这些工作室的容积最快速地增加)中同时从狭长的工作室的每一末端提供流体，流体不需要流动得如此快速并且因此改进进入这些工作室的流体的流动特征。其次，在每个工作室的移动末端处不存在一池流体，这可以从一个周期到下一个周期保持在原位。在每个周期的过程中新提供的流体进入每个活塞的基底中的孔从而冷却每个活塞的基底。此外，在净流体从该曲轴流动到该高压出口时离心力作用在相同的方向上从而增加泵的总体效率。

实例四

图3和图4的安排可以通过使用一个主动高压阀并且通过改变槽缝在曲轴上的位置而作为一个液压径向活塞马达来运行，以改变该次级低压端口的打开相位，这样该次级低压端口在收缩冲程而不是膨胀冲程过程中打开。图5展示了在机动周期的过程中该相位锁定的次级低压端口的打开和关闭。在这种情况下，在工作室中的压力在流体通过该主要低压端口排出到该低压歧管的过程中升高，直到该相位锁定的次级低压端口的打开提供了一个可替代的流体通路并且减小了工作室压力。

实例五

一个第五示例性实施方案着手解决以下技术问题，这些问题涉及在一个流体工作马达、或可以在不同运行模式中作为一个马达或一个泵运行的一个流体工作机器的一个机动周期的过程中打开一个低压阀。

本实施方案对应于实例四的液压径向活塞马达，除了该曲轴上的槽缝的位置被定位为使得该次级低压端在高压阀已经关闭之后在膨胀冲程的结束点之前不久打开、并被相位锁定到工作室容积的周期上。

这个安排对该流体工作机器的运行的作用被展示在图6中。该流体工作马达的运行在膨胀冲程的第一部分过程中是常规性的。加压的流体是通过一个主动高压阀从该高压歧管接收到该工作室中。一旦该高压阀被关闭，该工作室中的压力开始减少，然而该工作室中的流体保持加压状态。在高压阀关闭之后，但在下死点之前，该槽缝与形成一个次级低压端口的工作室活塞的基底对齐。加压的流体经由该曲轴槽缝从该工作室的内部排放进入该曲轴箱中。因此，该工作室中的压力快速降低到接近该低压歧管的压力。由一个弱弹簧被轻轻地偏置到开放位置的低压阀因此仅反抗一个最小的压力差而被动地打开。略微在下死点之后，该槽缝不再与该活塞的基底对齐并且因此该次级低压端口关闭。当工作室中的压力是足够低时该低压阀能够可替代地被拖拉打开。

因为该槽缝被整合到该曲轴上，它可以打开尽管在该工作室与该环绕曲轴箱之间有实质性的压力差。一个电子可控制的低压阀(它若能够对抗在许多实际应用中在一个机动周期中的这一点处发生的这种实质性压力差而打开)将会要求有相当大的功率和/或更缓慢地打开。此外，提供一个次级低压端口或其他降低压力的装置使在该高压阀的关闭与该低压阀的打开之间消逝的时间能够小于否则会发生的情况，从而允许该高压阀比否则会发生的情况更晚关闭和/或该低压阀更早打开，并且由此使该工作室或者不接收高压流体或将流体释放给低压歧管的时间量最小化，并且由此增加该流体工作机器的能量效率。在图6所展示的实例中，假若它不是用于使用该次级低压端口释放加压的流体，该工作室中的压力将会跟随用一条虚线展示的路径，在这种情况下该低压阀将不会打开。

在此还设想到，该次级低压端口可以保持打开直到至少收缩冲程中该工作室的容积是在最快速地变化的一点，以便使流体能够同时通过初级低压阀以及次级低压端口两者流出工作室到该低压歧管。

实例六

在图8所展示的另一个示例性实施方案中，一个孔123被提供为朝向一个活塞的径向向外的末端。包括该孔的活塞的部分延伸超出该汽缸，从而形成一个次级低压端口，液压流体可以通过该次级低压端口从下死点略微之前到略微之后被释放到该曲轴箱。在图9所展示的一个替代实施方案中，一个孔124被替代提供为朝向该汽缸的径向向内的末端，从而形成一个次级低压端口，加压的液压流体可以通过该次级低压端口从下死点略微之前到略微之后被释放到该曲轴箱。在另一个实施方案中，多个孔可以提供在该活塞以及该汽缸的每一个中，这些孔从下死点略微之前到略微之后重叠一段时间。

本领域中的普通技术人员将认识到，这些次级低压端口(它们在一个机动冲程过程中打开以便从一个流体工作机器的工作室排放流体从而协助打开一个初级低压阀)能够以许多方式来执行。将该次级低压端口的打开和关闭机械地连接到工作室容积的周期具有的优点是该次级低压端口可以对抗一个实质性的压力差而被打开。

通过参见图10，本发明的一个可能的实现方式是在一个流体工作机器中(该流体工作机器包括一个曲轴)，使多组工作室(130a至130f、以及132a至132f)安排在沿该曲轴的轴向间隔开的位置处，每组具有一个偏心凸轮116。优选地，这些偏心凸轮被安排为处于彼此相对的不同相位中。在这种情况下，对于每组工作室可以提供在每个曲轴偏心件(122a和122b)中的一个外围槽缝，并且每个偏心件中的这些外围槽缝可以被安排为在相对于放置它们的偏心件的类似的取向上，这样不可能在该曲轴的任一侧上在所有工作室中同时保持加压的流体。因为多个加压的工作室对所述曲轴施加垂直于该曲轴轴线的多个力，这在垂直于该曲轴的轴线的一个平面中减小了在该曲轴上的最大潜在合力，从而减小了该曲轴上的这些净力、潜在地增加工作寿命、且减小震动。

在此披露的本发明的范围之中可以做另外的变形和修改。

Claims (15)

1.一种流体工作机器，包括一个控制器(12)以及一个周期性变化容积的工作室(2，100)，该工作室具有与其相关联的一个高压阀(110)用于控制该工作室到一个高压歧管(112)的连接，以及一个电子可控制的初级低压阀(14，106)用于控制该工作室到一个低压歧管的连接，该控制器是可运行的以便与工作室容积的多个周期成定相关系来主动地控制至少该初级低压阀，从而在一个逐周期的基础上通过该工作室确定流体的净位移量，该流体工作机器是可运行的以便在至少某些情况下执行一个机动周期，其特征在于，该流体工作机器被适配为在一个机动周期的过程中在该初级低压阀打开之前从该工作室释放加压的流体。

2.根据权利要求1所述的流体工作机器，进一步包括降压装置，该降压装置是可运行的以便在一个机动周期的过程中在该初级低压阀打开之前从该工作室释放加压的流体，从而协助打开该初级低压阀。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的流体工作机器，其中，该工作室具有与其相关联的一个次级低压端口，该次级低压端口是与工作室容积的这些周期成定相关系可打开并且可关闭的以便在一个机动周期的过程中在该初级低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体，从而减小该工作室中的压力并且由此协助该初级低压阀的打开。

4.根据权利要求3所述的流体工作机器，其中，该次级低压端口是与工作室容积的这些周期成定相关系可打开并且可关闭的以便通过运行性地与该工作室的膨胀和收缩周期相连接的一种机械安排从该工作室释放加压的流体。

5.根据权利要求4所述的流体工作机器，其中，该次级低压端口包括在该工作室中的一个或多个开口并且该流体工作机器包括一个或多个引导流体的导管，该流体工作机器是可运行的以便周期性地使该一个或多个引导流体的导管与该一个或多个开口对齐，由此使该工作室以与工作室容积的多个周期成定相关系而与一个低压歧管在一段时间上处于流体连通。

6.根据权利要求5所述的流体工作机器，其中，该流体工作机器是一个径向活塞马达，其中该工作室具有由一个汽缸和往复活塞限定的一个容积，该活塞具有一个基底，该基底与附接到一个可转动的曲轴上的一个偏心件处于滑动接触，该次级低压端口包括在该汽缸基底中的一个开口，其中该偏心件包括一个或多个引导流体的导管，这个或这些导管被适配为以与工作室容积的多个周期成定相关系周期性地使该开口与一个低压歧管处于流体连通。

7.根据以上权利要求中的任一项所述的流体工作机器，其中，该流体工作机器是一个径向活塞马达，其中该工作室具有由一个汽缸和往复活塞限定的一个容积，其中该汽缸和该往复活塞中的任一个或两者包括一个开口，该开口以与工作室容积的多个周期成定相关系周期性地是无遮挡的(unobscured)以便形成一个次级低压端口，而加压的流体通过该次级低压端口被释放。

8.根据以上权利要求中的任一项所述的流体工作机器，其中，该初级低压阀以及该次级低压端口各自是可打开的，以便使该工作室与不同的低压歧管进入和脱离流体连通。

9.根据以上权利要求中的任一项所述的流体工作机器，其中，在该工作室与在该次级低压端口中释放加压流体的低压歧管之间的压力差比该初级低压阀可以打开时的压力差超过至少为10的一个因数。

10.根据以上权利要求中的任一项所述的流体工作机器，其中，该次级低压端口在使用中保持打开直到在随后的收缩冲程中该工作室容积的减小率为最大值的点，以协助流体流出该工作室到达一个或多个低压歧管。

11.一种方法，该方法在一个流体工作机器工作室的一个机动周期的过程中运行该周期性变化容积的工作室，该方法包括以与工作室容积的多个周期成定相关系来打开一个电子可控制的初级低压阀，以便使该工作室在一个逐周期的基础上在一个控制器的主动控制下与一个低压歧管处于流体连通，其特征在于，该方法进一步包括在一个所述机动周期的膨胀冲程的过程中在该初级低压阀的打开之前从该工作室释放加压的流体。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过降低压力的装置从该工作室释放加压的流体。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中，在该初级低压阀的打开之前通过打开一个次级低压端口来从该工作室中将压力释放，而通过该次级低压端口流体可以从该工作室中排出。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，该次级低压端口被一个机械安排打开，该机械安排被可运行地与工作室容积的多个周期相连接。

15.程序代码，该程序代码在一个流体工作机器控制器上被执行时致使该流体工作机器作为根据权利要求1至10中的任一项所述的一个流体工作机器来起作用，或根据权利要求11至14中的任一项所述的方法来运行。

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