CN102439306B - 具有由电动液压阀联接于分开的外部端口的气缸的流体工作机 - Google Patents

Abstract

一种设备包括多个第一气缸，每个第一气缸由单独的第一阀连接于共享的第一端口，并且由单独的第二阀连接于共享的第二端口。第一阀和第二阀每一个都具有腔室，来自相关联的气缸或相应端口的压力动态地施加于该腔室，以选择不同的操作模式。多个第二气缸中的每个由单独的第三阀联接于第一端口，并由单独的第四阀联接于共享的第三端口。第三阀和第四阀每一个都具有腔室，来自相关联的气缸或相应端口的压力动态地施加于该腔室，以选择不同的操作模式。对操作模式的选择使得该设备能作为双向泵或液压发动机来工作。选择性地控制这些阀能使个别气缸停止工作，同时使其它气缸保持起作用。

Description

具有由电动液压阀联接于分开的外部端口的气缸的流体工作机

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月2日提交的美国临时申请61/166,104号的权益。

关于联邦赞助研发的声明

不适用

技术领域

本发明涉及诸如泵和液压发动机之类的流体工作机，该流体工作机具有在气缸中滑动的活塞，并且更确切地涉及动态操作的阀，该动态操作阀对液压流体流入和流出气缸的流动进行选择性地控制。

背景技术

通常类型的径向活塞泵包括本体，该本体具有多个气缸，这些气缸围绕驱动轴径向设置并且用于容纳活塞。在每个气缸内可滑动地接纳有活塞，由此在气缸内部限定腔室。轴具有离心凸轮，且活塞由弹簧偏置成骑靠于凸轮。入口端口将流体供给至入口通道，且该入口通道通过单独的入口止回阀而联接于每个气缸腔室。一组出口止回阀将气缸腔室联接于引至泵的出口端口的出口通道。

随着轴由外部电动机或发动机所旋转，偏心凸轮致使活塞循环地滑入和滑出气缸，由此减小和扩大相应气缸腔室的容积。在每个活塞循环的吸入阶段过程中，当给定的气缸腔室容积扩大时，进口止回阀打开，使得流体能从进口通道被抽出并进入气缸腔室。在每个活塞循环随后的排出阶段过程中，当气缸腔室的容积减小时，流体在压力作用下通过出口止回阀被排出并进入出口端口。在偏心凸轮的每次旋转过程中，流体吸入阶段和排出阶段反复地发生。在任何时间点，径向设置的气缸中的一些处于吸入阶段，而其它气缸处于排出阶段。

在另一通用的泵设计中，气缸和活塞平行于驱动轴而定向。往复运动由位于如下平面中的旋转斜盘所产生：该平面以与垂直方向呈锐角的切过驱动轴的中心线。当气缸和活塞组件随驱动轴而旋转，每个活塞杆的一端保持与旋转斜盘相接触。这致使活塞在气缸内往复运动。活塞行程的长度与旋转斜盘与垂直于气缸的中心线的方向所设定的角度成比例。

在当前的现有技术中，静液(闭环旋转斜盘和枢轴)活塞泵以及发动机使用固定几何形状的抽吸端口，而不是上述简单的止回阀开环泵，并且使用相对于活塞运动而进行计量。固定几何形状的端口具有若干缺点。一个缺点是定时并非理想地与各种工作条件相匹配。另一个缺点是吸入阶段到排出阶段在交叉点处的重叠性欠佳，这致使从高压通道流至低压通道的通过气缸的瞬时流。这会增大噪声和振动并减小容积效率。部件的摩擦损耗是另一个考虑。

采用某些液压系统，会存在某些时期，在这些时期中，来自载荷的力会驱动液压致动器而在压力下将流体向后回送给泵。例如，此种作用发生在与正在被制动的车辆相联的液压发动机中。所需要的是从后向流中回收能量。一种方案是使用该后向流来将泵当做发动机来驱动，并且将流体能量转换成施加于泵的驱动轴的机械能。该机械能可增加或替代来自连接于驱动轴的原动机的能量。然而，出口止回阀阻止逆向流动的流体进入传统的泵。

发明内容

新颖的流体工作机包括外壳，该外壳具有第一端口、第二端口、第三端口以及多个气缸。多个气缸分成第一组和第二组。第一组中的气缸联接在第一和第二端口之间，而第二组中的气缸联接在第一和第三端口之间。每个气缸中可滑动接纳有单独的活塞，用以在其中往复运动。轴可操作地联接成与多个活塞一起运动。

设置有多个第一阀装置，每个第一阀装置与第一组中的一个气缸相关联。每个第一阀装置具有第一模式，在该第一模式中，当第一外部端口中的压力大于该一个气缸中的压力时，提供第一路径，而当该一个气缸中的压力大于第二外部端口中的压力时，提供第二路径。每个第一阀装置还具有第二模式，在该第二模式中，当该一个气缸中的压力大于第一外部端口中的压力时，提供第一路径，而当第二外部端口中的压力大于该一个气缸中的压力时，提供第二路径。每个第一阀装置包括用于在第一和第二模式之间进行选择的机构。

设置有多个第二阀装置，每个第二阀装置与第二组中的给定气缸相关联。每个第二阀装置具有第三模式，在该第三模式中，当第一外部端口中的压力大于该给定气缸中的压力时，提供第三路径，而当该给定气缸中的压力大于第三外部端口中的压力时，提供第四路径。每个第二阀装置具有第四模式，在该第四模式中，当该给定气缸中的压力大于第一外部端口中的压力时，提供第三路径，而当第三外部端口中的压力大于该给定气缸中的压力时，提供第四路径。

在流体工作机的一个实施例中，第一和第二阀装置中的每一个包括第一止回阀，该第一止回阀联接在第一端口和相应气缸之间。第一止回阀具有第一位置并且具有第二位置，第一位置将用于使流体在第一端口和相应气缸之间流动的第一路径打开，而在第二位置中，第一路径关闭。第一止回阀在第一和第二位置之间的运动由在该第一止回阀一侧上单独的第一控制腔室中的压力所控制。第一状态阀连接于第一控制腔室并且具有：第一状态，在该第一状态中，在第一控制腔室和第一端口之间提供第一通路；并且具有第二状态，在该第二状态中，在第一控制腔室和相应气缸之间提供第二通路。

第一和第二阀装置中的每一个还包括第二止回阀，该第二止回阀联接在相应气缸和第二或第三端口中的给定端口之间。每个此种第二止回阀具有第三位置并且具有第四位置，该第三位置提供用于使流体在给定端口和相应气缸之间流动的第二路径，而在第四位置中，第二路径关闭。第二止回阀在第三和第四位置之间的运动由在该第二止回阀的一侧上单独的第二控制腔室中的压力所控制。第二状态阀连接于第二空腔腔室并且具有：第三状态，在该第三状态中，在第二控制腔室和给定端口之间提供第三通路；并且具有第四状态，在该第四状态中，在第二控制腔室和相应气缸之间提供第四通路。

附图说明

图1是包括根据本发明的径向活塞式流体工作机的闭环液压系统的示意图；

图2是示出流体工作机的气缸和活塞构造的径向剖视图；

图3是沿图2所示剖线3-3所剖取的径向活塞式流体工作机的轴向剖视图，并且示出在连接于气缸的流体通道中的选择性可逆止回阀；

图4是沿图3所示剖线4-4所剖取的剖视图，示出流体通道的内部互连；

图5是图3的放大视图，示出用于流体工作机的气缸的其中一个选择性可逆止回阀的细节；

图6是示出对其中一个气缸为防止气穴的修改的剖视图；

图7是液压系统的示意图，该液压系统使用流体工作机的另一实施例来操作液压气缸致动器；

图8是图7所示流体工作机的轴向剖视图，其中每个气缸连接在两组气缸的一组气缸中；

图9是沿图8所示剖线9-9所剖取的径向剖视图，示出其中一些内部流体通道的互连；

图10是沿图8所示剖线10-10所剖取的径向剖视图，示出其它的内部流体通道的互连；

图11是具有三个外部端口的流体工作机实施例的部分径向剖视图，其中一对电动液压式二通阀将每个气缸连接于三个外部端口中的两个；

图12是具有三个外部端口的流体工作机另一实施例的部分径向剖视图，其中一个电动液压式三位三通阀将每个气缸连接于三个外部端口中的两个；

图13是液压回路的与图13所示泵中一个气缸相关联的部分的示意图；以及

图14是液压回路的与泵中一个气缸相关联的分支的示意图，其中该分支具有二位三通电动液压式滑阀。

具体实施方式

参见图1，闭环液压系统2具有诸如内燃机或电动机之类的原动机9，该原动机9由轴联接，以驱动流体工作机10以起到泵的作用。流体工作机10能构造成固定排量的双向泵，该双向泵受控以迫使流体沿任一方向通过管线5和6，该管线连接于双向液压发动机7，该双向液压发动机例如使车辆的轮子8旋转。流体工作机10通过控制可逆止回阀的电操作状态阀而动态地构造成从任一管线5或6中抽出流体，并迫使压力下的流体进入另一管线，由此沿任一方向驱动电动机7。如将要描述的，流体工作机10的操作由一组十二个螺线管所支配，该组十二个螺线管响应于从操作者输入装置3(如将要描述的)所接收的方向和速度命令而由控制器4所操作。

本文所使用的术语“可逆止回阀组件”指代如下装置：该装置响应于液压系统的两个部段中作用在该装置上的压力、对流体在这两个部段之间的流动进行控制。该装置具有两个状况或状态。在一个状况中，当第一部段中的作用于该装置第一表面上的压力比第二部段中的作用于该装置第二表面上的压力大时，装置打开以允许流体流动。在另一状况中，当第二部段中的压力比第一部段中的压力大时，该装置打开以允许流体流动。提供一种机构，以响应于信号而选择性地将该装置置于第一或第二状况。例如，该装置可具有阀体，该阀体具有第一和第二表面并且将液压系统的第一和第二部段之间的连通打开和关闭。阀体一侧上的控制腔室中的压力确定该装置处于第一状况还是第二状况，并且选择性地控制该控制腔室压力。例如，控制阀可选择性地将来自于第一或第二部段的压力施加于控制腔室，以选择两个状况中的一个。

有时，轮子8将发动机7当作泵来驱动，该泵迫使液压流体返回至流体工作机10。例如，当车辆逐渐停止时，流体工作机10无须驱动发动机7和轮子8。此时，车辆的动能可用于将发动机7作为泵来驱动，并迫使流体返回至流体工作机10。现在，通过将流体工作机10构造成作为发动机来起作用，由发动机7所产生的流体动力可转换成施加于与原动机9相连的轴的机械能，。机械能可使来自于原动机的机械能增大，以驱动车辆上的其它部件，或者可将所得到的能量存储起来用以之后使用。

因此，本文所描述的设备大体上是指“流体工作机”，这是由于该设备在不同的时候动态地构造成：在不同时候作为泵和作为发动机液压发动机来起作用。还应理解的是，本发明可与仅仅作为泵或仅仅作为液压发动机而起作用的设备一起使用。因此，术语流体工作机还指代仅仅作为泵或发动机液压发动机来操作的装置。

参见图2和3，流体工作机10具有外壳11，该外壳11由若干邻接部段12、13、14以及15所形成，在这些邻接部段之间具有密封件并且由螺栓或其它合适的紧固件固定在一起。柱形空腔16形成在中间外壳部段13和14之间，并且经由流体工作机的储罐端口19向储罐9通风。驱动轴17延伸通过柱形空腔，并且具有附连于其的偏心凸轮18。原动机9致使驱动轴17和偏心凸轮18在柱形空腔16内旋转。

六个气缸腔室20径向地位于外壳11中，并且围绕柱形空腔等距地隔开，不过，也可提供更多或更少的气缸腔室。在每个气缸腔室20中可滑动地接纳有单独的活塞22，并且活塞由单独的弹簧24朝向偏心凸轮18向内偏置。每个活塞22的内端具有辊子类型的从动件26，活塞由弹簧的偏置致使该从动件与偏心凸轮18的表面配合。随着偏心凸轮在外壳11内旋转，从动件26减小摩擦损耗，由此迫使活塞进入和离开气缸腔室20。随着活塞22朝向轴17运动，流体被抽送到气缸腔室20中，此后，当偏心凸轮18向外推动活塞时，迫使流体从气缸腔室中流出。虽然本发明在径向活塞泵的范围中进行描述，但应理解的是，本发明的概念能被应用于其它的泵和发动机类型，例如轴向活塞泵和发动机、固定斜盘(fixed swash)轴向活塞泵、外部偏心泵或发动机以及径向活塞多冲程发动机。

与每个气缸腔室20相关联的是单独的阀装置21，该阀装置包括若干通道以及第一和第二可逆止回阀组件31和32。第一和第二可逆止回阀组件中的每个组件31或32包括弹簧加载止回阀40或60以及螺线管操作的状态阀46或55。如图3和4所示，流体通过阀装置21中的一系列通道而流入和流出每个气缸腔室。位于第一外壳部段12的外表面中的第一外部端口30由第一通道33连接于环形通路34，该环形通路34围绕流体工作机10的中心轴线和轴17延伸。形成在第四外壳部段15的外表面中的第二外部端口36由第二通道39连接于第二环形通路35，该第二环形通路35以与第一环形通路34类似的方式形成在中心轴线和轴17周围。外壳11的外表面上的第一和第二外部端口30和36使得外部导管和其它装置能连接于流体工作机10。

示例性流体工作机10中的六个气缸腔室20中每个腔室的部件的组件具有相同的部件，这些部件连接于两个环形通路34和35。将对图3所示气缸腔室22和活塞22上半部中的部件进行详细描述，而该描述也适用于其它的气缸腔室。流体通过一对选择性地可逆止回阀40和60而在气缸腔室20与第一和第二环形通路34和35之间流动。确切地说，气缸腔室20与第一管道38相关联，该第一管道延伸至第一环形通路34。选择性可逆的第一止回阀40响应于来自第一阀弹簧44的力而与第一管道38中的第一阀座43配合。第一止回阀40由第一控制腔室42中的压力所控制，该第一控制腔室42位于止回阀离开第一管道38的远侧上。

第一控制腔室42内的压力由二位三通(two-position，three-way)的第一状态阀45的位置所支配，该第一状态阀45包括第一状态阀芯46，该第一状态阀芯46在延伸通过外壳11的孔48内滑动。第一状态阀芯46具有外部环形凹槽52以及内部通道54，在孔中不同的阀芯位置处，该外部环形凹槽52以及内部通道54选择性地将第一控制腔室42联接于第一管道38或者联接于气缸腔室20。第一状态阀芯46响应于由控制器4施加于二位闭锁第一螺线管50的信号电流而运动。第一螺线管50具有连接于第一状态阀芯46的电枢，并且通过由电流所产生的电磁场而在两个位置之间交替运动。在停止向螺线管施加电流之后，电枢由永磁体保持于每个位置。当第一状态阀芯46被驱动至所示的孔中向右的状态时，阀芯的内部通道54将第一控制腔室通道55连接于引至气缸腔室20的第一分支通道56。在第一状态阀芯46相反的向左状态中，该阀芯的外部环形凹槽52提供第一控制腔室通道55和开到第一管道38中的通道53之间的路径。因此，在第一状态阀芯46的两个状态或位置中，来自第一管道38或者来自气缸腔室20的流体压力交替地施加于第一控制腔室42。这将第一止回阀40动态地构造成以若干不同模式来操作流体工作机10，这将在下文进行描述。

选择性可逆的第二止回阀60具有突出端57，该突出端与位于第二管道62中的第二阀座59配合，该第二阀座62在第二环形通路65和气缸腔室20之间延伸。流体流经第二止回阀的方向是由第二止回阀的远侧上的第二控制腔室64是连接于第二管道62还是气缸腔室20中的压力来确定的。该连接由二位三通的第二状态阀65所支配，该第二状态阀65包括位于孔48内的第二状态阀芯66。该第二状态阀芯66具有与第一状态阀芯46相同的构造，并且由接收来自控制器4的电流信号的第二螺线管68所操作。第二螺线管68使第二状态阀芯66在孔48内在两个状态或者位置之间运动。在第二阀芯66的所示状态中，阀芯外部上的第二环形凹槽70经由通道73和75提供在第二控制腔室64和第二管道62之间的路径。在第二阀芯66的另一状态中，该阀芯中的内部通道72经由通道73和74提供在第二控制腔室64和气缸腔室20之间的路径。因此，第二状态阀芯66的两个状态或位置使第二控制腔室64交替地连接于第二管道62或气缸腔室20。这将第二止回阀60动态地构造成以若干不同模式来操作流体工作机10，这将在下文进行描述。

流体工作机10内的其它气缸腔室20中的每一个都通过类似设置的通道、第一和第二止回阀以及第一和第二状态阀连接于第一和第二环形通路34和35，例如对于图3所示下半部中的另一气缸腔室20′来说。

控制器4响应于来自传感器76的信号来操作气缸腔室中每一个的第一和第二螺线管50和68，该传感器检测驱动轴17的位置。传感器信号还使得控制器能测量驱动轴的速度。

泵送模式

参见图1和3，根据控制器4所希望的将流体泵送通过流体工作机10以及将该流体发送通过发动机7的方向，每个气缸腔室的第一和第二螺线管50和68由控制器所操作，以定位第一和第二状态阀芯46和66。例如，假设泵构造的流体工作机10要将流体抽送到第一外部端口30中，并且经第二外部端口36将加压流体发送出去。考虑图3中最上方的气缸腔室20，第一螺线管50使第一状态阀芯46运动到所示位置，由此经由第一分支通道56、内部阀芯通道54以及第一控制腔室通道55将气缸腔室37连接于第一止回阀40的第一控制腔室42。将第二状态阀芯66定位成使得该第二状态阀芯的环形凹槽70提供在控制腔室通道75和引至第二管道62的通道73之间的路径。

偏心凸轮18的旋转使得每个活塞22能循环地在流体吸入阶段朝向驱动轴17运动离开相应的气缸腔室20、然后在流体排出阶段运动进入气缸腔室中。当活塞的气缸腔室的容积最大时，活塞22位于下死点位置，而容积最大发生在活塞循环中从吸入阶段到排出阶段的过渡点处。当活塞的气缸腔室的容积最小时，活塞22位于上死点位置，而容积最小发生在每次活塞循环过程中从排出阶段到吸入阶段的过渡点处。由于气缸腔室20径向设置，因而在任何时间点处，一些活塞处于吸入阶段，而其它活塞处于排出阶段。

在吸入阶段过程中，气缸腔室20的容积增大，从而在其中产生负压。如图5详细示出，该压力通过第一状态阀芯46连通至第一控制腔室42，使得负压存在于第一止回阀40的两侧上。此时，由于流体从发动机7的输出中返回，因而正压存在于第一管道38内，且该正压施加于第一止回阀的肩部41。因此，第一管道38中比控制腔室42中高的压力迫使第一止回阀40远离阀座43，由此使得流体能从第一管道38流到扩大的气缸腔室20中。

当第一止回阀40打开时，第二止回阀60保持关闭而抵靠于其阀座59。确切地说，在气缸腔室20中发生负压的吸入阶段过程中，由于第二环形通路35中存在的其它气缸腔室的输出，第二管道62中的压力是正的。由于第二状态阀芯66处于所示位置，因而该正压施加于第二控制腔室64，由此使第二止回阀60保持关闭而抵靠于其阀座59。图2和图3中的此种上部活塞22的操作持续进行，直到偏心凸轮18使该活塞运动至所示下死点位置为止。

此后，偏心凸轮18的进一步旋转将活塞22运动到排出阶段，在该排出阶段过程中，活塞向外运动到相应的气缸腔室20中，从而压缩其中的流体。这使得该气缸腔室20中的压力增大，且该压力还经由第一状态阀芯46施加于第一止回阀40的第一控制腔室42。最终，该压力大于第一管道38中的压力，在这点上，第一阀弹簧44的附加力将第一止回阀40关闭。当气缸腔室的压力超过第二管道62中施加于第二止回阀60的第二控制腔室64的压力时，第二止回阀打开，从而将流体从气缸腔室20释放到第二管道62中并且流出第二外部端口36。

当偏心凸轮18的持续旋转使活塞22运动至上死点位置时，排出阶段完成，且此后活塞过渡至另一循环的吸入阶段。

如果希望使泵送模式中流体流动的方向反向、即从第二外部端口36抽入流体并且在压力下从第一外部端口30中排出流体，则使两个选择性可逆止回阀40和60从图3所示的状态改变状态。确切地说，第一状态阀芯46将第一外部端口30(现在用作泵出口)处的压力传送至第一止回阀40的第一控制腔室42。第二状态阀芯66将气缸腔室的压力传送至第二止回阀60的第二控制腔室64。通过那些所施加的压力，第一和第二止回阀40和60的操作与上文关于从第一外部端口30到第二外部端口36的流动所进行的描述相反。于是，现在第二止回阀60在每次泵送循环的吸入阶段过程中打开，而第一止回阀40在排出阶段过程中打开，由此将流体从第二外部端口36泵送至第一外部端口30。对这两个状态阀芯46和66的状态的选择使得能够有经过径向气缸类型的流体工作机10的双向流体流动。

在该泵送模式中，在完整的泵送循环过程中，可选择性地停止对一个或多个气缸腔室的操作，以改变被泵送流体的总量。实现它的一个方式是通过逆转第一或第二止回阀40或60中的那个在泵送模式中处于进入端口的止回阀的位置来实现该目的，在吸入阶段过程中，流体通过进入端口抽送到气缸腔室中。假定进入端口是第一外部端口30，并且希望停止图3所示上半部中的气缸腔室20。在该情形中，对用于该气缸腔室的第一螺线管50进行操作，以将相关联的第一状态阀芯46置于到如下状态中：该状态在第一管道38和第一止回阀40的第一控制腔室42之间提供路径。现在，在吸入阶段过程中，在气缸腔室的容积扩大的同时，其中的负压仅仅施加于第一止回阀40的突出端47处的表面，而第一管道38中的正压施加于止回阀肩部41并且施加于控制腔室42中的相对表面。作用在第一止回阀40两侧上的较高正压以及由第一阀弹簧44提供附加力使止回阀在吸入阶段过程中维持于关闭状态。于是，流体并不从第一管道38抽送到该气缸腔室20中。

关于第二止回阀60，第二状态阀芯66提供在第二管道62和控制腔室64之间的路径。因此，在吸入阶段过程中，第二止回阀60类似地维持关闭。然而，在排出阶段过程中，在气缸腔室停止工作之前已被允许进入该气缸腔室的任何流体通过两个止回阀40和60中的任一个排出。

停止选定的气缸腔室以改变被泵送的流体量的另一方式是：朝向流体进入气缸腔室的端口而将流体泵送回去。例如，假设在泵送模式中，流体工作机10将流体抽送到第一外部端口30中，并且通过第二外部端口36将加压流体发送出去。为了使特定的气缸腔室停止工作，通过激活第一螺线管50以将第一状态阀芯46置于在气缸腔室20和第一控制腔室42之间提供流体路径的位置，来使得该气缸腔室所关联的第一止回阀40首先构造成用于位于约上死点位置的吸入阶段。现在，随着相关联的活塞22朝中心驱动轴17运动，传送至第一控制腔室42的所得到的负压使得第一管道38中的正压能迫使第一止回阀40打开。这使得流体能从第一外部端口30流到气缸腔室20中。在吸入阶段，第二止回阀60由提供在第二控制腔室64和第二管道62之间路径的第二状态阀芯66保持关闭，由此将正压传送到第二控制腔室中。

当相应活塞到达下死点位置时，即在吸入阶段和排出阶段的过渡点处，第一和第二止回阀40的打开和关闭位置逆转。这通过控制器4来实现，该控制器为改变第一和第二状态阀芯46和66的位置而激活两个螺线管50和68。现在，第一状态阀芯46提供一路径，第一管道38中的压力通过该路径与第二控制腔室42连通，而第二状态阀芯66提供另一路径，气缸腔室20中的压力通过该路径与第二控制腔室64连通。在排出阶段过程中，气缸腔室中增大的压力迫使第一止回阀40打开，从而将流体释放回到第一管道38中，而在先前的吸入阶段过程中，是从该第一管道38抽送流体。气缸腔室20中施加于第二控制腔室64的气缸压力与由第二阀弹簧63所提供的力相加，并且使第二止回阀60维持关闭而抵靠于其阀座。

改变被泵送的流体量的又一方式包括仅仅在吸入阶段过程的一部分中允许流体进入每个气缸腔室。例如，假设流体工作机10在泵送模式中要将一些流体抽送到第一外部端口30中，并且通过第二外部端口36将加压流体发送出去。在该情形中，考虑图3所示上半部中的活塞和气缸，第一止回阀40首先构造成用于吸入状态。这通过由第一螺线管50将第一状态阀芯46放置到所示位置中来实现，所示位置提供在气缸腔室20和第一控制腔室42之间的流体路径。现在，随着所关联的活塞22首先朝向中心驱动轴17运动，第一管道38中的正压迫使第一止回阀40打开，从而将流体从第一外部端口30抽送到气缸腔室20中。在该吸入阶段，第二止回阀60如上所述保持关闭。

在吸入阶段的某些位点，通过逆转第一止回阀40的状态，来终止进入气缸的流动。例如，如果在泵送模式中希望实现整个排量的一半，则在吸入阶段的中途发生状态逆转，即在驱动轴17已从上死点位置转过90°之后，如由驱动轴传感器76所检测。同时，控制器4激活第一螺线管50，以改变第一状态阀芯46的状态位置，从而提供在第一管道38和第一控制腔室42之间的流体路径。现在，这会将正压施加到第一控制腔室42中，而该正压迫使第一止回阀40抵抗来自气缸腔室20的负压而关闭。因此，流入气缸腔室的流体流动在完成活塞循环的吸入阶段之前、并且在该示例中在仅仅最大流体量的一半进入该腔室之后终止。在剩余的吸入阶段过程中，在气缸腔室20中允许发生气穴现象。

当活塞22到达下死点位置时，控制器4再次激活第一螺线管50，以使第一状态阀芯46返回到所示位置中，所示位置提供在气缸腔室20和第一控制腔室42之间的流体路径。这既将第一止回阀40又将第二止回阀60构造成用于排出阶段，并且如上文所述起作用。

或者，通过用传统的不可逆止回阀来替代选择性可逆的止回阀40或60中位于泵送模式中出口通道中的那一个、并且相应地消除相关联的状态阀45或65，图2-5中所示的泵构造可适用于具有单向流的开环液压系统。在该情形中，该不可逆止回阀的控制腔室永久地连接于泵送模式中的出口端口。

因此，通过动态地改变第一和第二状态阀45和65的状态，第一和第二止回阀40和60的操作能交替进行，以将流体工作机置于不同的操作模式。那些模式包括流体泵送的方向以及被致动以泵送流体的气缸的数量。此外，第一和第二状态阀成为不同状态的操作可将流体工作机构造成以发动机模式起作用。

发动机模式

有时，例如当车辆停止或滑行时，其中车辆的动能用于驱动液压发动机7，以将流体泵送通过管线5和6。该流体流然后将流体工作机10当做发动机来操作，以将轮子的动能传递至连接于原动机9的驱动轴17。该动能可用于帮助该驱动轴的旋转，并且由此用于为车辆的其它部件提供动力或者能存储该能量用以之后使用。

继续参见图3和5，在该情形中，将流体工作机作为发动机来驱动，由此将液压压力转换成驱动轴17上的机械运动。例如，假设来自发动机7的流体被驱使而进入流体工作机10的第二外部端口36、第二通道39以及第二管道62。在流体工作机的发动机模式中，控制器4使用来自传感器76的驱动轴位置信号，来确定每个活塞22何时被最远地推送到相应气缸20中、即推送至上死点位置。在该点处，活塞行程进入吸入阶段，控制器4为该吸入阶段而相应地激活螺线管50和68，然而，活塞循环中的螺线管操作位点可在上死点位置之后或之前。现在，将第二止回阀60置于如下状态中：在该状态，气缸腔室20中的压力施加于第二控制腔室64。这通过由第二螺线管68将第二状态阀芯66运动到如下位置中而实现：在该位置处，气缸腔室通道74由阀芯的内部通道72连接于第二控制腔室64的通道75。将第一止回阀40置于类似的状态中：在该状态，来自气缸腔室20中的压力施加于该第一止回阀40的控制腔室42。这类似地涉及激活第一螺线管50，使得第一状态阀芯46的内部通道54提供在气缸腔室20和第一控制腔室42之间的路径。

随着偏心凸轮18持续旋转，活塞22从上死点位置朝流体工作机的轴17运动，在相应气缸腔室20中以及由此在第二止回阀60的第二控制腔室64中产生负压。现在，将从发动机7回馈到第二外部端口36和第二管道62中的较高压力施加于第二止回阀60肩部61的表面，由此迫使止回阀抵抗气缸腔室的负压而打开。在第二止回阀60打开的情形下，进入处于发动机模式的流体工作机10的加压流体被发送到气缸腔室20中，并且产生驱动活塞22抵靠于偏心凸轮18的力。该力从活塞22传递到偏心凸轮18的表面上，从而增强凸轮的旋转。

最终，给定的活塞22到达在其循环行程中最接近轴17的位点、即下死点位置。由控制器4根据来自传感器76的驱动轴位置信号而检测出相应活塞的该位置。在下死点位置，相应活塞从吸入阶段过渡至排出阶段，在排出阶段中，活塞向外运动，以压缩在其气缸腔室中的流体。此种过渡需要两个止回阀40和60的控制腔室42和64分别接收第一和第二管道38和62中的压力。这通过由控制器4激活第一和第二螺线管50和68、以将两个状态阀芯46和66的状态改变成如下位置来实现：两个状态阀芯的环形凹槽52和70提供在相应管道38或62和相关联控制腔室42或64之间的路径。换言之，第一状态阀芯46提供一路径，该路径用于使得第一管道38中的压力被传送至第一止回阀控制腔室42，而围绕第二状态阀芯66的环形凹槽提供一路径，第二管道62中的压力通过该路径施加于第二止回阀控制腔室64。活塞循环中操作第一和第二螺线管50和68的过渡点可在下死点位置之后或之前。

现在，第二外部端口36和第二管道62中的压力既施加于第二止回阀60的肩部61的表面、又施加于控制腔室64中的相对表面。该控制腔室压力和由阀弹簧63所提供的附加力使第二止回阀60维持关闭而抵靠于其阀座。此外，第一管道38中的压力既施加于第一止回阀40的肩部41的表面、又施加于第一控制腔室42内的相对表面。现在，收缩气缸腔室20中的较高压力施加于第一止回阀40的突出端47，从而迫使该止回阀远离阀座而进入打开状态。这将气缸腔室的压力释放到第一管道38中，并且从流体工作机10的第一外部端口30中排出。排出阶段持续进行，直到活塞再次到达上死点位置为止，而活塞从该上死点位置过渡到另一吸入阶段。

因此，由轮子发动机7所驱使而进入第二外部端口36的流体将流动工作机10作为发动机来驱动，将机械旋转力施加于偏心凸轮18和驱动轴17。如同泵送模式那样，状态阀芯能被置于如下位置中：在这些位置中，气缸中的一些或所有气缸在发动机模式中停止。此外，在活塞循环过程中，状态阀芯的位置能在不同时刻切换，以提供部分行程。

参见图6，抗气穴止回阀80将气缸腔室20连接于储罐通道81，且该储罐通道81引至图3所示的储罐端口19。抗气穴止回阀80使得流体能仅仅沿一个方向从储罐通道81流到气缸腔室20中。若在气缸腔室20中发生气穴的话，则抗气穴止回阀80打开，以将流体从储罐通道81提供到气缸中。

端口分开式流体工作机

图7示出根据本发明的端口分开式泵/发动机类型的流体工作机100，此种类型的流体工作机与气缸活塞式液压致动器90一起使用，该液压致动器90具有容积不等的空腔91和92。活塞杆空腔91具有活塞头空腔92的压力区域的一半，因此比起活塞杆空腔，会有更多的流体被送入活塞头空腔中和从活塞头空腔中发出。控制器94响应于操作者输入命令和来自两个压力传感器96和98以及来自驱动轴传感器76信号来操作端口分开式流体工作机100，且两个压力传感器96和98位于用于致动器空腔91和92的液压管线中。

端口分开式流体工作机100的气缸被同等地分成两组。在泵送模式中，每组中具有一半的气缸，但根据两个致动器空腔的容积不等的情况，可使用其它的分组。所有的泵气缸都连接于共同的第一外部端口30(A)，该第一外部端口联接于活塞头空腔92。第一组中的泵气缸连接于第二外部端口(B)，而第二组泵气缸连接于第三外部端口114(B′)，第二外部端口联接于活塞杆空腔91，而第三外部端口联接于储罐管线99。外壳的外表面上的第一、第二以及第三外部端口30、36以及114使得外部导管和其它装置能连接于流体工作机。

参见图8，端口分开式流体工作机100具有许多与图3所示第一流体工作机10中的那些部件相同的部件，且那些相同的部件用相同的附图标记标出。第一外部端口30引至第一环形通路34并且连接于与每个气缸腔室20相关联的第一管道38，第一环形通路34如图4所示围绕流体工作机的中心轴线和轴17延伸。以类似的方式，第二外部端口106经由通道105与第二环形通路104连通并且连接于气缸腔室20中三个气缸腔室的第二管道62，第二环形通路104如图3和9所示围绕轴17延伸。那三个气缸腔室形成第一组，且每个腔室位于沿围绕驱动轴的圆行进的第二组中的两个气缸腔室之间。也就是说，每隔一个气缸腔室为第一组中的，且第一组气缸腔室与第二组气缸腔室相互交错。端口分开式流体工作机100具有第三外部端口114，该第三外部端口114由通道108连接于第三环形通路116，第三环形通路116如图3和10所示围绕驱动轴17延伸。第三环形通路116与第三管道110流体连通，该第三管道110延伸至用于第二组中三个气缸腔室20的第二止回阀60。因此，围绕驱动轴17行进的泵气缸腔室每隔一个地连接于相同的环形通路，以组成相一组气缸腔室。

参见图7和8，当希望缩回液压致动器90时，流体从活塞头空腔92中泵出并且泵入活塞杆空腔91中。由于在那些腔室之间的尺寸差，比起能被发送到杆腔室中的流体，有更多的流体从活塞头空腔室中泵出。于是，须操作端口分开式流体工作机100，以将过量的流体发送到储罐管线99中。由于活塞头空腔是活塞杆空腔尺寸的两倍，因而对一半的气缸腔室进行操作，以将流体发送至适当地分摊流体的活塞杆空腔91。从活塞头空腔中排出的剩余流体由另一组的三个气缸发送到储罐管线99中。

还应理解的是，如果施加在液压致动器90上的载荷的外力趋于将该致动器缩回，则来自原动机的能量无须用于驱动端口分开式流体工作机100。相反，这些气缸能构造成发动机模式。通过改变控制器94在上死点之后多长时间命令状态阀芯在它们的吸入和排出位置之间运动，改变两个止回阀何时进行吸入到排出的过渡。这控制在每个塞活塞循环过程中有多少流体流入气缸以及由此液压致动器90的回缩速度有多快。

与此相反，当希望延伸液压致动器90时，流体从活塞杆空腔91中泵出并且泵入活塞头空腔92中。然而，那两个腔室之间的尺寸的等同性要求比起从活塞杆空腔中排出的流体量、有两倍的流体被馈送到活塞头空腔中。通过从储罐管线99中、经由第二组气缸腔室抽出流体并且将该流体在压力作用下发送到活塞头空腔中来提供附加流体。在此种操作模式中，端口分开式流体工作机100构造成用于由原动机95驱动的泵送作用。两组气缸都构造成如前所述的泵送模式。因此，在延伸液压致动器90的同时，由每组气缸腔室泵送活塞头空腔92所需流体的一半。

端口分开式流体工作机的次要但有利的特征是能够既提高外部端口30又提高外部端口106的压力，同时对致动器上的高惯性载荷以及速度反向过渡进行动态控制。这通过改变聚积在整个液压回路中的流体量来实现。考虑液压致动器90延伸并且预期载荷L受控减速的示例。在该情形中，在每个活塞循环过程中，通过选择性地控制相关联的止回阀的状态，以比全排量小地操作第一组活塞，该第一组活塞将流体从活塞杆空腔91中经由第二外部端口106泵送到致动器活塞头空腔中。现在，从储罐通过第三外部端口114以及第二组活塞而被泵送到活塞头空腔92中的流体按比例增加，由此将更多的流体馈送到系统中并且提高活塞头空腔91中的压力。使用公式：载荷＝P_头-P_杆/R来检测致动器90上的液压载荷，其中P_头部是活塞头空腔压力，P_杆是活塞杆空腔压力，而R是活塞头空腔中活塞表面积与活塞杆空腔中活塞表面积的比值。在此种状况中，需要控制器94来将压力的上升保持在预定范围内。关于此种控制范例应尤其注意到的是，升高的活塞杆空腔压力被送进轴中并且将该能量回收到系统中，产生动态“卡紧”或者产生任何非附生阻尼。这致使泵送系统具有类似于变压器的特征。

或者如图11所示，另一端口分开式流体工作机200使用直接驱动的螺线管二位二通阀来代替每个可逆止回阀组件。在此，气缸体202具有延伸通过该气缸体的驱动轴204，且多个气缸从该驱动轴径向地延伸(仅仅示出两个气缸206和238)。活塞208可滑动地接纳在每个气缸中并且具有活塞杆210，活塞杆210骑跨抵靠于驱动轴204的凸轮212。弹簧组件211将活塞和活塞杆偏置成与驱动轴凸轮配合。

气缸体202具有第一外部端口，该第一外部端口以与图9-11所示的端口分开式流体工作机100的第一外部端口30和环形通路34类似的方式连接于第一环形通路214。气缸体202还具有第二外部端口和第三外部端口，也像端口分开式流体工作机100那样，该第二外部端口连接于第二环形通路216，而第三外部端口连接于第三环形通路218。外壳202的外表面上的第一、第二和第三外部端口使得外部导管和其它装置能连接于流体工作机200。

就像图9-11所示的端口分开式流体工作机100那样，流体工作机200中的气缸分成第一组和第二组，第一组气缸联接在第一和第二外部端口之间，而第二组气缸联接在第一和第三外部端口之间。确切地说，对于第一组中的每个气缸206来说，单独的电动液压式第一二通阀220具有第一阀芯222，该第一阀芯222通过第一螺线管致动器224而在两个位置之间运动。在第一位置，第一二通阀220提供在第一环形通路214和相关联的气缸206之间的第一路径，而在第二位置，该第一路径关闭。第一螺线管致动器224由如图1所示的控制器4操作。电动液压式第二二通阀226具有第二阀芯228，该第二阀芯228通过第二螺线管致动器230而在两个位置之间运动。在一个位置，第二二通阀226提供在第二环形通路216和相关联的气缸206之间的第二路径，而在另一位置，该第二路径关闭。该第二螺线管致动器230也由控制器4操作。

端口分开式流体工作机200的第二组气缸中的每个给定气缸238具有实际上相同构造的两个电动液压式二通滑阀，即第三和第四二通阀234和236。第三二通阀234对第一环形通路214和给定气缸238之间的第三路径进行控制，而第四二通阀236对给定气缸和第三环形通路218之间的第四路径进行控制，且该第三环形通路引至第三外部端口。

当在流体工作机200中所有的气缸被致动时，四个二通阀220、226、234和236的打开和关闭位置在泵送或发动机循环的吸入和排出阶段之间主动切换。此种切换复制之前已描述的图9所示实施例中选择性可逆的止回阀的操作。

参见图12，另一种端口分开式流体工作机240具有分成两组的多个气缸244和264。第一组中的气缸244在第一环形通路248和第二环形通路250之间传送流体，该第一环形通路248连接于第一外部端口，而该第二环形通路250连接于第二外部端口。第二组中的气缸255在第一环形通路248和第三环形通路252之间传送流体，该第三环形通路252连接于第三外部端口。在每个气缸中可滑动地接纳活塞257，并且该活塞具有活塞杆，该活塞杆骑跨抵靠于驱动轴259的凸轮。弹簧组件将活塞和活塞杆偏置成与驱动轴凸轮配合。

流体工作机240使用单个三位三通的电动液压阀，来控制流体流入和流出每个气缸244和255。在第一气缸组中，第一电动液压阀242具有第一阀芯246，该第一阀芯由第一螺线管致动器248驱动至三个位置中的一个。在第一位置，阀芯246提供在相关联的气缸244和第一环形通路248之间的流体路径，而在第二位置，该第一阀芯提供在相关联的气缸和第二环形通路250之间的另一流体路径。在第一阀芯246的第三位置，相关联的气缸244从与第一和第二环形通路都连通的状态中关闭。

对于第二气缸组，第二电动液压阀254具有第二阀芯256，该第二阀芯由第二螺线管致动器258驱动至三个位置中的一个。在第一位置，第二阀芯256提供在相关联的气缸255和第一环形通路248之间的流体路径，而在第二位置，该第二阀芯256提供在相关联的气缸和第三环形通路252之间的另一流体路径。在第二阀芯256的第三位置，相关联的气缸255从与第一和第三环形通路248和252都连通的状态中关闭。图13示意地示出单个电动液压式三位三通阀242或254与相关联气缸以及相应两个环形通路的连接。

当在流体工作机240中所有的气缸244和255被致动时，三位三通阀242和254的打开和关闭位置在泵送或电动循环的吸入和排出阶段之间主动地切换。

图14示意地示出作为端口分开式流体工作机240的替代变型中将单个二位三通电动液压阀260与气缸244或255一起使用。

前面的描述主要涉及本发明的一较佳实施例。尽管已注意本发明范围内各种变型，但是应该预料到，熟悉本领域的技术人员将很可能意识到现在从本发明实施例的说明中变得显而易见的附加变型。因此，本发明的范围应由下面的权利要求书来确定，而不应由上面的说明书来限制。

Claims (22)

1.一种流体工作机，包括：

外壳，所述外壳具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多个气缸，所述多个气缸分成第一组和第二组；

多个活塞，每个活塞可滑动地接纳在所述多个气缸的不同气缸中；

多个第一阀装置，每个第一阀装置与所述第一组中的一个气缸相关联，并且选择性地提供第一路径和选择性地提供第二路径，所述第一路径用于使流体在所述第一外部端口和所述一个气缸之间流动，而所述第二路径用于使流体在所述第二外部端口和所述一个气缸之间流动，每个第一阀装置具有：

(1)第一模式，在所述第一模式中，响应于所述第一外部端口中的压力大于所述一个气缸中的压力，提供所述第一路径，且响应于所述一个气缸中的压力大于所述第二外部端口中的压力，提供所述第二路径，以及

(2)第二模式，在所述第二模式中，响应于所述一个气缸中的压力大于所述第一外部端口中的压力时，提供所述第一路径，且响应于所述第二外部端口中的压力大于所述一个气缸中的压力时，提供所述第二路径，以及

多个第二阀装置，每个第二阀装置与所述第二组中的给定气缸相关联，并且选择性地提供第三路径和选择性地提供第四路径，所述第三路径用于使流体在所述第一外部端口和所述给定气缸之间流动，而所述第四路径用于使流体在所述第三外部端口和所述给定气缸之间流动，每个第二阀装置具有：

(3)第三模式，在所述第三模式中，响应于所述第一外部端口中的压力大于所述给定气缸中的压力，提供所述第三路径，且响应于所述给定气缸中的压力大于所述第三外部端口中的压力，提供所述第四路径，以及

(4)第四模式，在所述第四模式中，响应于所述给定气缸中的压力大于所述第一外部端口中的压力，提供所述第三路径，且响应于所述第三外部端口中的压力大于所述给定气缸中的压力，提供所述第四路径。

2.如权利要求1所述的流体工作机，其特征在于，每个第一阀装置包括：

第一可逆止回阀组件，所述第一可逆止回阀组件响应于作用在其上的压力而选择性地提供第一路径，并且所述第一可逆止回阀组件响应于第一控制信号而具有第一状况或第二状况，在所述第一状况，当来自所述第一外部端口的压力大于所述一个气缸中的压力时，所述第一可逆止回阀组件打开所述第一路径，而在所述第二状况，当所述一个气缸中的压力大于所述第一外部端口中的压力时，所述第一可逆止回阀组件打开所述第一路径；以及

第二可逆止回阀组件，所述第二可逆止回阀组件响应于作用在其上的压力而选择性地提供第二路径，并且所述第二可逆止回阀组件响应于第二控制信号而具有第三状况或第四状况，在所述第三状况，当来自所述第二外部端口的压力大于所述一个气缸中的压力时，所述第二可逆止回阀组件打开所述第二路径，而在所述第四状况，当所述一个气缸中的压力大于所述第二外部端口中的压力时，所述第二可逆止回阀组件打开所述第二路径。

3.如权利要求1所述的流体工作机，其特征在于，每个第一阀装置包括：

第一止回阀，所述第一止回阀响应于第一控制腔室中的压力、选择性地与第一阀座配合，以控制在所述第一外部端口和所述一个气缸之间的流体流动，且所述第一止回阀包括第一和第二表面并且具有关闭状态，在所述关闭状态，所述第一表面暴露于所述一个气缸中的压力，而所述第二表面暴露于所述第一外部端口中的压力，其中，作用在所述第一和第二表面上的压力趋于将所述第一止回阀打开；

第一状态阀，所述第一状态阀具有第一状态并且具有第二状态，在所述第一状态，在所述第一控制腔室和所述第一外部端口之间提供第一通道，而在所述第二状态，在所述第一控制腔室和所述一个气缸之间提供第二通道；

第二止回阀，所述第二止回阀响应于第二控制腔室中的压力、选择性地与第二阀座配合，以控制在所述第二外部端口和所述一个气缸之间的流体流动，且所述第二止回阀包括第三和第四表面并且具有关闭状态，在所述关闭状态，所述第三表面暴露于所述一个气缸中的压力，而所述第四表面暴露于所述第二外部端口中的压力，其中作用在所述第三和第四表面上的压力趋于将所述第二止回阀打开；

第二状态阀，所述第二状态阀具有第三状态并且具有第四状态，在所述第三状态，在所述第二控制腔室和所述第二外部端口之间提供第三通道，而在所述第四状态，在所述第二控制腔室和所述一个气缸之间提供第四通道；

第一致动器组件，所述第一致动器组件用于独立地使所述第一状态阀在所述第一和第二状态之间进行切换，并且使所述第二状态阀在所述第三和第四状态之间进行切换。

4.如权利要求3所述的流体工作机，其特征在于，每个第二阀装置包括：

第三止回阀，所述第三止回阀响应于第三控制腔室中的压力、选择性地与第三阀座配合，以控制在所述第一外部端口和所述给定气缸之间的流体流动，且所述第三止回阀包括第五和第六表面并且具有关闭状态，在所述关闭状态，所述第五表面暴露于所述给定气缸中的压力，而所述第六表面暴露于所述第一外部端口中的压力，其中，作用在所述第五和第六表面上的压力趋于将所述第三止回阀打开；

第三状态阀，所述第三状态阀具有第五状态并且具有第六状态，在所述第五状态，在所述第三控制腔室和所述第一外部端口之间提供通道，而在所述第六状态，在所述第三控制腔室和所述给定气缸之间提供通道；

第四止回阀，所述第四止回阀响应于第四控制腔室中的压力、选择性地与第四阀座配合，以控制在所述第三外部端口和所述给定气缸之间的流体流动，且所述第四止回阀包括第七和第八表面并且具有关闭状态，在所述关闭状态，所述第七表面暴露于所述给定气缸中的压力，而所述第八表面暴露于所述第三外部端口中的压力，其中，作用在所述第七和第八表面上的压力趋于将所述第四止回阀打开；

第四状态阀，所述第四状态阀具有第七状态并且具有第八状态，在所述第七状态，在所述第四控制腔室和所述第三外部端口之间提供第七通道，而在所述第八状态，在所述第四控制腔室和所述给定气缸之间提供第八通道；以及

第二致动器组件，所述第二致动器组件用于独立地使所述第三状态阀在所述第五和第六状态之间进行切换，并且独立地使所述第四状态阀在所述第七和第八状态之间进行切换。

5.如权利要求4所述的流体工作机，其特征在于，所述第一致动器组件包括：第一致动器，所述第一致动器用于使所述第一状态阀在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换；以及第二致动器，所述第二致动器用于使所述第二状态阀在所述第三状态和所述第四状态之间进行切换；并且，所述第二致动器组件包括：第三致动器，所述第三致动器用于使所述第三状态阀在所述第五状态和所述第六状态之间切换；以及第四致动器，所述第四致动器用于使所述第四状态阀在所述第七状态和所述第八状态之间进行切换。

6.如权利要求5所述的流体工作机，其特征在于，所述第一致动器包括第一螺线管，所述第一螺线管由所述第一控制信号所激活；所述第二致动器包括第二螺线管，所述第二螺线管由所述第二控制信号所激活；所述第三致动器包括第三螺线管，所述第三螺线管由第三控制信号所激活；而所述第四控制器包括第四螺线管，所述第四螺线管由第四控制信号所激活。

7.如权利要求1所述的流体工作机，其特征在于，所述第一和第二阀装置中的每个包括二通阀。

8.如权利要求1所述的流体工作机，其特征在于，所述第一和第二阀装置中的每个包括三位三通阀。

9.如权利要求1所述的流体工作机，其特征在于，所述第一和第二阀装置中的每个包括二位三通阀。

10.一种流体工作机，包括：

外壳，所述外壳具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多个气缸，所述多个气缸分成第一组和第二组；

多个活塞，每个活塞可滑动地接纳在所述多个气缸的不同气缸中；

多个第一阀装置，所述多个第一阀装置中的每个与所述第一组中的一个气缸相关联并且包括：

(a)第一可逆止回阀组件，所述第一可逆止回阀组件选择性地提供第一路径，所述第一路径用于使流体在所述第一外部端口和所述一个气缸之间流动，并且所述第一可逆止回阀组件具有第一状况和第二状况，在所述第一状况，响应于来自所述第一外部端口的压力大于所述一个气缸中的压力，所述第一可逆止回阀组件打开所述第一路径，而在所述第二状况，响应于所述一个气缸中的压力大于所述第一外部端口中的压力，所述第一可逆止回阀组件打开所述第一路径，以及

(b)第二可逆止回阀组件，所述第二可逆止回阀组件响应于作用在其上的压力而选择性地提供第二路径，所述第二路径用于使流体在所述第二外部端口和所述一个气缸之间流动，并且所述第二可逆止回阀组件具有第三状况和第四状况，在所述第三状况，响应于来自所述第二外部端口的压力大于所述一个气缸中的压力，所述第二可逆止回阀组件打开所述第二路径，而在所述第四状况，响应于所述一个气缸中的压力大于所述第二外部端口中的压力，所述第二可逆止回阀组件打开所述第二路径；以及

多个第二阀装置，所述多个第二阀装置中的每个与所述第二组中的给定气缸相关联并且包括：

(c)第三可逆止回阀组件，所述第三可逆止回阀组件响应于作用在其上的压力而选择性地提供第三路径，所述第三路径用于使流体在所述第一外部端口和所述给定气缸之间流动，并且所述第三可逆止回阀组件具有第五状况和第六状况，在所述第五状况，响应于来自所述第一外部端口的压力大于所述给定气缸中的压力，所述第三可逆止回阀组件打开所述第三路径，而在所述第六状况，响应于所述给定气缸中的压力大于所述第一外部端口中的压力，所述第三可逆止回阀组件打开所述第三路径，以及

(d)第四可逆止回阀组件，所述第四可逆止回阀组件响应于作用在其上的压力而选择性地提供第四路径，所述第四路径用于使流体在所述第三外部端口和所述一个气缸之间流动，并且所述第四可逆止回阀组件具有第七状况和第八状况，在所述第七状况，响应于来自所述第三外部端口的压力大于所述给定气缸中的压力，所述第四可逆止回阀组件打开所述第四路径，而在所述第八状况，响应于所述给定气缸中的压力大于所述第三外部端口中的压力，所述第四可逆止回阀组件打开所述第四路径。

11.如权利要求10所述的流体工作机，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四可逆止回阀组件中的每个包括：

止回阀，所述止回阀响应于控制腔室中的压力、选择性地与阀座配合，以控制在所述一个气缸和所述给定气缸中的相应气缸以及所述第一、第二和第三外部端口中的相应外部端口之间的流体流动，且所述止回阀包括第一和第二表面并且具有关闭状态，在所述关闭状态，所述第一表面暴露于所述相应气缸中的压力，而所述第二表面暴露于所述相应外部端口中的压力，其中作用在所述第一和第二表面上的压力趋于将所述止回阀打开；以及

状态阀，所述状态阀具有第一状态并且具有第二状态，在所述第一状态，在所述控制腔室和所述相应外部端口之间提供第一通道，而在所述第二状态，在所述控制腔室和所述相应气缸之间提供第二通道。

12.如权利要求11所述的流体工作机，其特征在于，所述流体工作机还包括致动器组件，所述致动器组件用于响应于所述第一、第二、第三以及第四控制信号中的一个而使所述状态阀在所述第一和第二状态之间进行切换。

13.如权利要求12所述的流体工作机，其特征在于，所述致动器组件包括螺线管，所述螺线管可操作地连接以使所述状态阀运动。

14.如权利要求11所述的流体工作机，其特征在于，所述状态阀包括阀芯。

15.如权利要求11所述的流体工作机，其特征在于，所述流体工作机还包括弹簧，所述弹簧使所述止回阀朝所述关闭状态偏置。

16.一种流体工作机，包括：

外壳，所述外壳具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多个气缸，所述多个气缸分成第一组和第二组；

多个活塞，每个活塞可滑动地接纳在所述多个气缸的不同气缸中，以在吸入阶段和排出阶段之间循环地运动；

多个第一阀装置，所述多个第一阀装置中的每个与所述第一组中的一个气缸相关联并且包括：

(a)第一阀组件，所述第一阀组件选择性地提供第一路径并且具有第一状况和第二状况，所述第一路径用于使流体在所述第一外部端口和所述一个气缸之间流动，在所述第一状况，当在所述一个气缸中发生所述吸入阶段时，所述第一阀组件打开所述第一路径，而在所述第二状况，当所述一个气缸中发生所述排出阶段时，所述第一阀组件打开所述第一路径，以及

(b)第二阀组件，所述第二阀组件提供第二路径并且具有第三状况和第四状况，所述第二路径用于使流体在所述第二外部端口和所述一个气缸之间流动，在所述第三状况，当在所述一个气缸中发生所述吸入阶段时，所述第二阀组件打开所述第二路径，而在所述第四状况，当所述一个气缸中发生所述排出阶段时，所述第二阀组件打开所述第二路径，以及

多个第二阀装置，所述多个第二阀装置中的每个与所述第二组中的给定气缸相关联并且包括：

(c)第三阀组件，所述第三阀组件选择性地提供第三路径并且具有第五状况和第六状况，所述第三路径用于使流体在所述第一外部端口和所述给定气缸之间流动，在所述第五状况，当在所述给定气缸中发生所述吸入阶段时，所述第三阀组件打开所述第三路径，而在所述第六状况，当所述给定气缸中发生所述排出阶段时，所述第三阀组件打开所述第三路径，以及

(d)第四阀组件，所述第四阀组件提供第四路径并且具有第七状况和第八状况，所述第四路径用于使流体在所述第三外部端口和所述给定气缸之间流动，在所述第七状况，当在所述给定气缸中发生所述吸入阶段时，所述第四阀组件打开所述第四路径，而在所述第八状况，当所述给定气缸中发生所述排出阶段时，所述第四阀组件打开所述第四路径。

17.如权利要求16所述的流体工作机，其特征在于，所述第一、第二、第三以及第四阀组件中的每个包括二通阀。

18.一种流体工作机，包括：

外壳，所述外壳具有第一外部端口、第二外部端口、第三外部端口以及多个气缸，所述多个气缸分成第一组和第二组；

多个活塞，每个活塞可滑动地接纳在所述多个气缸的不同气缸中，以在吸入阶段和排出阶段之间循环地运动；

多个第一滑阀装置，所述多个第一滑阀装置中的每个与所述第一组中的一个气缸相关联，并且选择性地提供第一路径和选择性地提供第二路径，所述第一路径用于使流体在所述第一外部端口和所述一个气缸之间流动，而所述第二路径用于使流体在所述第二外部端口和所述一个气缸之间流动；以及

多个第二滑阀装置，所述多个第二滑阀装置中的每个与所述第二组中的给定气缸相关联，并且选择性地提供第三路径和选择性地提供第四路径，所述第三路径用于使流体在所述第一外部端口和所述给定气缸之间流动，而所述第四路径用于使流体在所述第三外部端口和所述给定气缸之间流动。

19.如权利要求18所述的流体工作机，其特征在于，所述多个第一阀装置中的每个包括控制所述第一路径的第一二通阀以及控制所述第二路径的第二二通阀。

20.如权利要求18所述的流体工作机，其特征在于，所述多个第二阀装置中的每个包括控制所述第三路径的第一二通阀以及控制所述第四路径的第二二通阀。

21.如权利要求18所述的流体工作机，其特征在于，所述多个第一和多个第二阀装置中的每个包括二位三通阀。

22.如权利要求18所述的流体工作机，其特征在于，所述多个第一和多个第二阀装置中的每个包括三位三通阀。