CN103038505B - 用于流体工作机的汽缸组件 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于流体工作机的汽缸组件（1），该汽缸组件包括主体（2），所述主体（2）具有第一端（3）和第二端（4）并且包括汽缸（5）、提升阀座（9）和面密封的环状阀座（7）。所述汽缸向第一端开口并且被构造成接纳往复式活塞（210），并且所述提升阀座和环状阀座绕通过汽缸的轴线延伸。包括所述环状阀座和环状阀构件的环状阀绕所述汽缸延伸。由此，所述汽缸组件是紧凑的。有利地是，所述主体是连续的整体结构，其包括所述主体的必须由硬化材料制成或涂覆有硬化材料的所有部分。因此，所述主体更坚固并且其可利用比先前可能的材料少的材料构造。另外，所述汽缸主体的布置有利于汽缸组件的制造、组装和维护以及有利于将所述汽缸组件插入到流体工作机的主体。还公开了所述汽缸组件的进一步结构特征和包括一个或多个汽缸组件的流体工作机，这些结构特征降低了所述汽缸主体（和相关联的装置）在使用时受到的力，使得能够构造更小且更轻的装置。

Description

用于流体工作机的汽缸组件

技术领域

本发明涉及流体工作机的领域，并且具体地涉及用于流体工作机的汽缸组件及其部件部分的结构，所述流体工作机包括有具有周期性地变化容积的至少一个工作室，其中流体通过所述工作室或每个工作室的净排量由与高压歧管和低压歧管中的每一个相通的至少一个阀逐周期地进行调节，以确定通过所述工作室或每个工作室的流体的净通过量。

背景技术

流体工作机包括流体从动机和/或流体驱动机，诸如泵、马达、以及能够在不同的运行模式下用作泵或用作马达的机器。虽然本发明将参照流体为液体的应用进行例示，诸如通常的不可压缩的液压流体，但是流体能够替代地是气体。

当流体工作机作为泵运行时，低压歧管通常充当净流体源，而高压歧管通常充当流体的净汇流部。当流体工作机作为马达运行时，高压歧管通常充当净流体源，而低压歧管通常充当流体的净汇流部。在说明书和所附权利要求书中，术语“高压歧管”和“低压歧管”指的是相对于彼此具有较高压力和较低压力的歧管。高压歧管与低压歧管之间的压力差，以及高压歧管和低压歧管中的压力绝对值将取决于应用。例如，与被最优化以精确地确定流体的净排量的泵的情况相比，在被最优化用于大功率泵送应用的泵的情况中的压差可以是较高的，例如，前一种情况可在高压歧管与低压歧管之间具有仅最小的压差。流体工作机可以具有多于一个的低压歧管。

包括多个具有周期性变化容积的工作室的流体工作机是已知的，其中通过工作室的流体排量由电子可控阀逐周期地并且以与工作室容积的周期相位相关的方式进行调节，以确定通过机器的液体的净通过量。例如，EP0361927公开了一种通过打开和/或关闭电子可控提升阀以与工作室容积的周期相位相关的方式调节泵的各个工作室与低压歧管之间的流体连通来控制通过多室泵的净通过量的方法。结果，各个工作室可由控制器逐周期地进行选择，以排出预定的固定体积的流体或以进行无流体的净排量的空闲周期，从而使得泵的净通过量能够动态地与需求匹配。EP0494236发展了这一原理并且包括电子可控提升阀，这些电子可控提升阀调节各个工作室与高压歧管之间的流体连通，从而有助于提供以交替的运行模式用作泵或马达的流体工作机。EP1537333介绍了部分周期的可能性，允许各个工作室的各个周期排出多个不同的流体容积中的任一个，以便更好地匹配需求。

这一类型的流体工作机需要迅速地打开和关闭能够调节流体从低压歧管以及在一些实施例中从高压歧管流入到工作室中以及从工作室流出的电子可控阀。

这一类型的流体工作机通常是模块化的，允许组装和拆卸各种部件，例如用于磨损零件的维护或更换。此外，对于最频繁地需要更换或修理的零件或模块或组件，能够在基本上不拆卸整个流体工作机的情况下接近它们是有利的。

图1是上述的一般类型的流体工作机200的示意图，该流体工作机结合了图示的阀组件202，作为高压阀，该阀组件202调节液压流体在高压歧管204与工作室206之间的流动。该工作室由汽缸208的内部和活塞210限定，该活塞210通过适当的机械连杆214与曲轴212的旋转机械地相连，并且该活塞在汽缸内往复移动以周期性地改变工作室的容积。低压阀216调节液压流体在低压歧管218与工作室之间的流动。示例的流体工作机包含多个工作室，并且以适当的相位差与同一曲轴的旋转机械地相连。轴位置和速度传感器220确定轴的瞬时角位置和转速，并且将轴位置和速度信号传输到控制器222，这使得控制器能够确定每个单独的工作室的周期的瞬时相位。控制器通常是在使用中执行所存储的程序的微处理器或微控制器。低压阀是电子可致动的，并且高压阀和低压阀的打开和/或关闭受控制器的主动控制。

示例的流体工作机能够以交替的运行模式作用为泵或马达。当作为泵运行时，从低压歧管接收低压流体，并且使其通过高压阀输出到高压歧管。轴功率因此被转换成流体功率。当作为泵运行时，从高压歧管接收高压流体，并且使其通过低压阀输出到低压歧管。流体功率因此被转换成轴功率。

控制器以与工作室容积的周期相位相关的方式逐周期地调节低压阀和高压阀的打开和关闭，从而确定通过每个工作室的流体排量，以确定通过机器的流体净通过量。因此，流体工作机根据EP0361927、EP0494236、以及EP1537333中公开的原理运行，EP0361927、EP0494236以及EP1537333的内容通过引用并入本文。

已知的用于这一类型机器的汽缸组件具有提升阀，例如高压面密封阀和低压面密封阀，诸如位于汽缸的离驱动活塞的凸轮最远的那一端部处的提升阀。已知的是，对于这些面密封阀中的一个，例如高压阀（其调节流体在汽缸与高压歧管之间的流动）是环状阀。这在一些情况下可以是有利的，这是因为它潜在地允许相对高的流速。然而，位于汽缸的离凸轮较远的那一端部处的环状阀占用相当大量的体积，因此限制了汽缸组件能够达到的紧凑程度。因此，本发明解决提供包括环状阀的紧凑汽缸组件的技术问题。

此外，高磨损速率已知在流体工作机的各种部分处发生，所述各个部分包括：与每个工作室相关联的某些部分；汽缸（由于使用中的活塞运动）、阀以及阀构件。因此，必须给这些部分提供增大的强度和/或硬度以降低磨损率。在已知的流体工作机中，这些部分中的一个或多个被引入到缸体中或是难以接近的。例如，对于“单体”机（诸如，US6,158,402中示出的内燃机，或US2007/0071614的泵），缸盖（或曲柄箱）和缸体被合并成一个铸件。因此，汽缸或阀座中的一个或多个的磨损（视情况）需要更换整个缸盖或曲柄箱，这是耗时且昂贵的。

即使在可以使某些部分（例如，US2007/0071614的泵的阀构件）能够相对容易接近和更换的情况下，提供这样的容易接近也是以空间经济性为代价的，这使得具有这样的构造的多缸流体工作机在几何形状或最小总体尺寸方面受到限制。

替代地，各种部件的拆卸可以是可能的，但是极其耗时。例如，US5,562,430的液压制动泵（对于该泵，高压阀座是子组件的组成部分，低压阀座和活塞是第二子组件的组成部分，并且其中这些子组件被安装在主体内）需要对泵元件的大量拆卸，以便接近高压阀构件或高压阀座。

本发明的汽缸组件和汽缸主体具有与这一类型的流体工作机有关的具体益处，并且克服了上述的已知流体工作机的缺点。

发明内容

根据发明的第一方面，提供了一种用于流体工作机的汽缸组件，该汽缸组件包括：汽缸主体、具有第一阀构件的第一阀、以及具有第二环状阀构件的面密封的环状阀；

该主体具有第一端和第二端并且包括汽缸、第一阀座和第二面密封的环状阀座；

该汽缸向第一端开口并且被构造成接纳往复式活塞；

该第一阀座绕在第一端与第二端之间延伸的汽缸轴线延伸，并且其包括一个或多个第一阀孔隙，该第一阀孔隙或每个第一阀孔隙延伸通过主体并且与汽缸相通并且提供通过主体的流路；

该第二环状阀座包括至少一个环状密封表面和用于环状阀的多个孔隙，每个孔隙与一所述密封表面相关联；

其中该第二环状阀座的孔隙绕所述轴线布置并且与汽缸相通，并且提供通过主体的流路；

第一阀座和第一阀构件一起形成第一阀；并且

第二环状阀座和第二环状阀构件一起形成第二面密封的环状阀。

因此，由于第二环状阀座的孔隙绕所述轴线布置并且与汽缸连通，并且提通过主体的流路，因而第二面密封的环状阀被形成为绕汽缸主体，这是紧凑布置。优选地，第二环状阀构件绕该汽缸延伸。第二环状阀构件可以是绕汽缸延伸的带的形式。

优选地，该主体是连续的整体结构，其包括该环状阀密封表面或每个环状阀密封表面和该第一密封表面或每个第一密封表面以及汽缸。

对于连续的整体结构，我们是指如下结构：该结构由单块材料（通常为金属）制成，并且在各部分之间没有不连续部，诸如各部分之间的焊接部，或各部分之间的由粘合剂或紧固件（例如，螺栓、螺钉、螺纹连接等）形成的结合部。该汽缸主体可以是汽缸组件的包括其它的材料件或装置的组成部分，所述材料件或装置可以（例如，通过一个或多个紧固件或焊接部）被紧固至主体但是其并不形成主体的组成部分。

该汽缸关于汽缸轴线轴向对称。因此，该主体的限定汽缸的那一部分通常也是关于汽缸轴线轴向对称。在一些实施例中，整个主体是关于汽缸轴线轴向对称的。

流体工作机包括至少一个（并且通常多个）工作室，每个工作室由汽缸中的往复式活塞限定。每个工作室经由高压阀（诸如，环状阀）通到高压歧管并且经由低压阀（诸如，提升阀）通到低压歧管。为了给这些部分提供可接受的工作寿命，至少高压阀座和低压阀座以及汽缸必须被硬化（对于硬化，我们是指包括或涂有硬质或硬化材料或由硬化材料构成，诸如硬化钢）。

通常，硬化需要使用更昂贵的材料，或一个或多个附加加工步骤。本发明的汽缸主体包括全部的如下部件：这些部件需要被硬化且由此可受到单独的硬化处理，或可由单块硬化材料加工而成或以其它方式制成。

此外，与通过将分离的结构化单元接合（例如，通过焊接或固定在一起）而制成的相当的结构相比，提供单个整体结构可具有更高的总体强度。整体结构能够更好地抵抗使用期间（例如，从高压流体）施加的力，这是因为应力不集中在结构化单元之间的接头或接合处。因此，具有所需强度的汽缸主体可用较少的材料构造且因此可比先前可能的更紧凑，并且这有利于构造更紧凑和更有效的流体工作机。

优选地，该汽缸、第一阀座以及环状阀座是同轴的。因此，在使用中由该主体（例如，从流体压力）接收的应力被尽可能均匀地分布。还优选地，该主体一般是圆对称的，并且这些阀座和汽缸优选地是圆对称的。

通常，该第一阀座和该第二环状阀座具有不同的几何形状或尺寸。在流体工作机中，高压歧管和低压歧管中的每一歧管与汽缸之间的流体流动必须受到控制，并且高压歧管与汽缸之间以及低压歧管与汽缸之间的最佳的阀布置可以不同。例如，第一阀座可以是用于低压阀的阀座，诸如用于提升阀（即，如下的阀：该阀具有单个孔隙和可操作用以密封该孔隙的可移动阀构件-通常具有被设定尺寸以与阀座配合接合的头部，以及从阀座延伸以引导该阀构件的运动的阀杆）。

第一阀座可以是提升阀座（通常包括或更通常地由单个密封表面构成），其限定延伸通过主体且与汽缸连通的孔隙。在替代实施例中，第一阀座可以是环状阀座，该环状阀座包括两个同中心密封表面和多个位于该两个密封表面之间的孔隙。

该提升（或第一）阀座通常具有比该环状阀密封表面或每个环状阀密封表面小的周围。

在一些实施例中，环状阀座包括：具有第一周围的第一密封表面；以及，具有比第一周围大的第二周围的第二密封表面，并且其中用于环状阀的所述孔隙在第一密封表面与第二密封表面之间。通常，多个孔隙与一所述密封表面相关联。例如，可能存在第一密封表面和第二密封表面以及在第一密封表面与第二密封表面之间的多个孔隙，每个孔隙因此与每个密封表面相关联。然而，替代布置是可能的。

在一些实施例中，第一密封表面和第二密封表面是轴向隔开的；即第一密封表面和第二密封表面沿着汽缸轴线离第一端或第二端的距离是不同的。在优选实施例中，第一密封表面在第二密封表面与第一端之间，使得环状阀座面向具有朝着第一端的分量（以及背对汽缸轴线的正交分量）的方向。

主体可以是金属铸件。主体可以由单块材料加工而成。例如，主体可以被铸造并且随后一个或多个部分（诸如，阀座）被加工。替代地，主体可以由单块材料加工而成，该单块材料可以是或可以不是已铸造好的单块材料。在一些实施例中，主体由硬化钢制成。在一些实施例中，主体由钢以及一个或多个硬化的（即，经受诸如退火、淬火或回火的硬化工艺的）部分制成。此外，在主体被加工的实施例中，主体可以另外被硬化并且通常在加工之后经受一个或多个硬化工艺。

替代地，或另外地，主体可以是表面或表壳硬化的（例如，渗碳的或渗氮的）。在一些实施例中，主体的一个或多个表面设有摩擦降低或硬质涂层。例如，汽缸的内表面或多个内表面可以设有低摩擦和/或耐磨涂层（诸如，陶瓷，例如氮化钛涂层），并且所述阀座可以设有硬质和/或耐磨涂层（诸如，渗碳化钨、喷丸硬化、滚光、类金刚石碳、PTFE（例如，Teflon牌PTFE），或任何其它适当的表面涂层）。

在一些实施例中，提升阀孔隙（或每个所述第一阀孔隙）延伸穿过主体并且与汽缸和第二端连通。提升阀孔隙（或每个所述第一阀孔隙）可以延伸通过第二端。在一些实施例中，提升阀孔隙（或每个所述第一阀孔隙）与汽缸和在第二端附近延伸通过主体的流路（或多于一个的流路）相通。例如，在使用中，提升阀孔隙可以与一个或多个与流体工作机的低压歧管相连的孔隙相通，这些孔隙在第二端附近大体上径向地延伸通过主体。

优选地，提升阀孔隙的最大直径等于或小于汽缸的最小内径。因此，提升阀构件可以经由汽缸被引入到第一端，从而形成提升阀。使用中，如此形成的提升阀通常调节流体在低压歧管与工作室之间的流动，该工作室由汽缸内的往复式活塞限定。

使用中，流体工作机可以包括工作室，这些工作室各具有电子可控阀，该电子可控阀用于调节流体在高压歧管或（更通常地）低压歧管与工作室之间的流动。因此，在一些实施例中，一所述工作室的提升阀可以是电子可控的，并且汽缸主体适于与一电子可控提升阀构件一起使用。因此，该汽缸主体可以包括绕所述轴线延伸的磁通量桥，该磁通量桥的内径优选地等于或更优选地小于提升阀孔隙的直径，使得提升阀构件可以经由汽缸被引入到第一端，从而形成电子可控提升阀。

磁通量桥是包括透磁材料的结构，用于将通过激励线圈而引起的磁通量从汽缸主体传到提升阀构件（或任何其它电子可控阀的阀构件）。磁通量桥通常包括金属材料并且可以由与汽缸主体和/或其一部分相同的材料形成。磁通量桥通常限定了供汽缸主体与提升阀构件（或任何其它电子可控阀的阀构件）之间的磁通量经过的径向路径，因此提升阀构件沿着汽缸的轴线的移动基本上不改变磁通量桥与提升阀构件之间的间隙。

在一些实施例中，主体包括高压流体接收表面，该表面被构造成用以在使用中与流体工作机的高压歧管流体连通；该高压流体接收表面包括面向具有朝着主体的第二端的分量的方向的区域。该高压流体接收表面可以是主体的外表面。

在流体工作机中的汽缸主体的使用中，工作室由汽缸内的往复式活塞限定。在流体工作机的正常运行期间，汽缸主体通常必须承受工作室内的高的流体压力，并且在一些情况下是极其高的流体压力。流体压力因此将向外作用并且朝着第二端的力施加在汽缸主体上，使汽缸主体受到应力作用。在（调节流体在高压歧管与工作室之间的流动的高压环状阀的）环状阀座面向具有朝着第一端的分量的方向的实施例中，力的朝着第二端的分量通过来自高压歧管的高压流体作用在环状阀构件上且由此作用在环状阀座上而被进一步增大。

本发明的汽缸主体设有高压流体接收表面，该表面被放置成在使用中与高压歧管流体连通。由在面向具有朝着第二端的分量的方向的高压流体接收表面的那一区域上的高压流体传到主体的力将具有朝着第一端的分量，该朝着第一端的分量与力的朝着第二端的分量相反，该朝着第二端的分量由作用在环状阀座上的流体压力（以及，在运行期间的一些阶段中，由工作室内的高压）产生。因此，作用在该汽缸主体上的净作用力减少。

因此，与先前可能的相比，该主体可以使用较少的材料来构造。较小且更加紧凑的汽缸主体使得能够实现更小且更加紧凑的流体工作机的构造。此外，在具有一个或多个电控阀的实施例中，构造汽缸组件所需的材料量的减少使得能够实现改进的电磁效率。

通常，该主体的外部包括：高压流体接收表面区（其包括一个或多个高压流体接收表面），该高压流体接收表面区在第一外密封与第二外密封之间延伸，该第一外密封绕主体在环状阀座与第一端之间延伸，而该第二外密封绕主体在第二端与第一密封件之间（通常，在环状阀座与第二端之间）延伸。

所述外密封在与汽缸轴线垂直的平面上的投影中画出相应的第一区域和第二区域，其中该第一区域和第二区域近似相等，例如彼此之间相差在5%内。通常，在所述外密封的中间，高压流体接收表面区在与汽缸轴线垂直的平面上的投影中具有区域的最小值或最大值，该区域不同于（并且优选地小于）第一区域和第二区域。

优选地，第二环状阀座在第一外密封与第二外密封之间。

当主体（通常，作为汽缸组件的组成部分）被安装在流体工作机中时，所述外密封与流体工作机相接合（可选地是经由密封构件），从而限制该主体的高压流体接收表面区（通常是主体的外部的），该高压流体接收表面区在使用中与高压歧管流体连通。这些密封可以例如包括凹槽或突脊，例如弹性材料的周边突脊。

在使用中，汽缸主体受到在第一端和第二端的方向上平行于汽缸轴线的力的分量，这是由于在所述外密封之间的（主体的，且通常是主体的外部的）高压流体接收表面区接触高压流体而产生的。

当第一区域和第二区域近似相等时，由于在第一端的方向上平行于汽缸轴线作用在高压流体接收表面区上的流体压力而产生的力的分量必然近似等于当在使用中关闭环状阀时在第二端的方向上平行于汽缸轴线的力的分量。因此，作用在汽缸主体上的净作用力减小，并且汽缸主体可以使用较少的材料制造，和/或小于先前可能的汽缸主体，并且也可以更容易地被保持在流体工作机内（因为，存在的作用以迫使汽缸组件从流体工作分离的净作用力更低）。第一区域可以比第二区域稍小（例如，小1-5%），以有利于将主体插入到流体工作机中的孔隙中。

通常，第一外密封具有绕汽缸轴线延伸的第一外周围尺寸，并且第二外密封具有绕汽缸轴线延伸的第二周围尺寸（第一和第二外密封通常具有相同的形状并且通常是圆形的并且具有各自的第一和第二外周围），其中第一和第二周围尺寸近似相等。通常，高压流体接收表面区具有介于第二外密封的中间的周围尺寸的最小值，其不同于（并且优选地小于）第一和第二周围尺寸。第一外周围尺寸可以比第二外周围尺寸稍小（例如，小1-2.5%）。

根据本发明的第二方面，提供了包括根据第一方面的汽缸主体、第一阀构件（通常，提升阀构件）和第二环状阀构件的汽缸组件；

第一阀座和第一阀构件一起形成第一阀（通常，提升阀）；并且第二环状阀座和第二环状阀构件一起形成面密封的环状阀。

在具有提升阀的一些实施例中，提升阀构件相对于主体是轴向可移动的且具有环状座接合表面，该环状座接合表面用于在使用中通过提升阀构件朝着主体的第二端的轴向运动而与提升阀座密封接合。

在一些实施例中，环状阀构件被绕主体的一部分保持，所述部分用作圆筒形引导，以限制环状阀构件相对于主体的径向运动。相应地，环状阀构件相对于主体是轴向可移动的，并且具有至少一个座接合表面，该至少一个座接合表面用于在使用中通过环状阀构件朝着第二端的轴向运动而与相对应的环状密封表面密封接合。

在一些实施例中，环状阀包括第三阀构件（例如，滚珠轴承，其可设有诸如螺旋弹簧的弹性偏压装置），该第三阀构件与每个所述孔隙相关联并且操作连接到环状阀构件，每个所述第三阀构件均包括座接合表面。

优选地，汽缸的外表面是用于环状阀构件的圆筒形引导。在一些实施例中，汽缸组件包括绕主体被固定在环状阀座与第一端之间的卡环，该卡环包括用以绕汽缸主体保持环状阀构件的端部止挡。

第一阀可以是电子可控的阀。在一些实施例中，具有提升阀，该提升阀可以是电子可控提升阀。因此，汽缸组件或提升阀（或第一阀）可以进一步包括螺线管。

在一些实施例中，汽缸组件包括磁通量桥（fluxbridge），该磁通量桥被固定至汽缸主体，处在提升阀孔隙与主体的第二端之间，且该磁通量桥具有等于或小于提升阀孔隙的直径的内径。在一些实施例中，汽缸主体包括处在提升阀孔隙与主体的第二端之间的磁通量桥，该磁通量桥具有等于或小于提升阀孔隙的直径的内径。因此，提升阀可以通过将提升阀构件从主体的第一端通过汽缸引入来组装。

在一些实施例中，汽缸组件具有高压流体接收表面，该高压流体接收表面被构造成用以在使用中与流体工作机的高压歧管流体连通；该高压流体接收表面包括面向具有朝着第二端的分量的方向的区域。汽缸组件可以包括多于一个的高压流体接收表面。

在流体工作机中的汽缸组件的使用中，在流体工作机的正常运行期间，汽缸组件必须通常承受工作室内的高的流体压力，并且在一些情况下是极其高的流体压力。流体压力因此在汽缸组件上施加向外作用的且朝着汽缸组件的第二端的力，使汽缸主体和汽缸组件的其它部分处于应力下。该力的朝着汽缸组件的第二端的分量通过来自高压歧管的高压流体作用在环状阀构件上以及因此作用在环状阀座上而被进一步增大。

本发明的汽缸组件设有高压流体接收表面（或表面区，其包括一个或多个这样的表面），该表面被放置成在使用中与高压歧管流体连通。由在面向具有朝着第二端的分量的方向的高压流体接收表面的区域（或表面区）上的高压流体传到汽缸组件的力将具有朝着第一端的分量，该朝着第一端的分量与力的朝着第二端的分量相反，该朝着第二端的分量由于流体压力压在环状阀座上而导致（以及，在运行期间的一些阶段中，由于工作室内的高压而导致）。因此，作用在该汽缸组件上的净作用力减少。

因此，与先前可能的相比，该汽缸组件可以使用较少的材料来构造。较小且更紧凑的汽缸组件使得能够实现更小且更加紧凑的流体工作机的构造。此外，在具有一个或多个电控阀的实施例中，构造该汽缸组件所需的材料量的减少使得能够实现改进的电磁效率。

在一些实施例中，该汽缸组件包括卡环，该卡环被绕主体固定在环状阀座与第一端之间，并且该卡环可以包括所述高压流体接收表面（或视情况包括多于一个的所述表面，或所有的所述表面）。该卡环的外表面（或一个或多个外表面）可以用作该高压流体接收表面（或每个所述）高压流体接收表面。

具有限定高压流体接收表面的卡环可以更容易地进行组装，具体地是具有包括环状阀构件的环状高压阀的实施例。这样的汽缸组件的汽缸主体不必具有朝着第一端距汽缸轴线的距离增大（从而用作高压流体接收表面）的外表面。例如，环状阀构件可以被安装在汽缸主体的第一端上，并且限定高压流体接收表面的较宽的卡环可然后被绕主体进行组装。

通常，该组件的外部包括：高压流体接收表面区（包括一个或多个高压流体接收表面），该高压流体接收表面区在第一外密封与第二外密封之间延伸，该第一外密封绕组件在环状阀座与第一端之间延伸，该第二外密封绕组件在环状阀座与第二密封之间延伸。

所述外密封在与汽缸轴线垂直的平面上的投影中画出相应的第一区域和第二区域，其中该第一区域和第二区域近似相等。通常，在所述外密封之间，高压流体接收表面区具有在与汽缸轴线垂直的平面上的投影中的区域的最小值或最大值，该区域不同于（并且优选地小于）第一区域和第二区域。

优选地，第二环状阀在第一外密封与第二外密封之间。

当该组件（通常，作为汽缸组件的组成部分）被安装在流体工作机中时，所述外密封与流体工作机相接合，可选地是经由密封构件，从而限制该组件的外部的高压流体接收表面区，该高压流体接收表面区在使用中与高压歧管流体连通。

在使用中，汽缸组件受到在第一端和第二端的方向上平行于汽缸轴线的力的分量，这些分量由于高压流体与高压流体接收区相接触而导致。

当第一区域和第二区域近似相等时，由于在第一端的方向上平行于汽缸轴线作用在高压流体接收表面区上的流体压力而导致的力的分量必然近似等于当在使用中关闭环状阀时在第二端的方向上平行于汽缸轴线的力的分量。因此，作用在汽缸组件上的净作用力减小，并且该组件可以使用较少的材料制造，和/或小于先前可能的组件，并且也可以更容易地被保持在流体工作机内。第一区域可以比第二区域稍小（例如，小1-5%），以有利于将主体插入到流体工作机中的孔隙中。

通常，第一外密封具有绕汽缸轴线延伸的第一外周围尺寸，并且第二外密封具有绕汽缸轴线延伸的第二周围尺寸（第一和第二外密封通常具有相同的形状并且通常是圆形的并且具有各自的第一和第二外周围），其中第一和第二周围尺寸近似相等。通常，高压流体接收区具有介于第二外密封的中间的周围尺寸的最小值，其不同于（并且优选地小于）第一和第二周围尺寸。第一外周围尺寸可以比第二外周围尺寸稍小（例如，小1-2.5%）。

根据本发明的第三方面，提供了构造根据第二方面的汽缸组件的方法，该方法包括从根据第一方面的汽缸主体的第一端引入提升阀构件（并且其中第一阀座是提升阀座），并且朝着第二端引入到汽缸中。

该方法可以包括将环状阀构件从第一端引入到汽缸主体的一部分上。该方法可以进一步包括将环状阀构件从第一端引入到汽缸主体的一部分上并且将环状卡环绕主体固定在环状阀座与第一端之间，该卡环包括用以绕汽缸主体保持环状阀构件的端部止挡。

在一些实施例中，该方法包括将流动引导或阀移动引导从汽缸主体的第一端引入并朝着第二端引入到汽缸中。

当在流体工作机的使用中时，流体在某些时间必须迅速地被从工作室泵送通过提升阀。通常，流体在提升阀构件与提升阀座之间的间隙中流动得最快，引起与提升阀构件和提升阀座之间的压降相关的动能，该力起到使阀闭合的作用。流体切变和阻力效应也起到抵抗流体的流动使提升阀关闭的作用，如例如在国际专利申请号PCT/GB2009/051762中描述的。

流动引导通常包括位于阀构件的上游的障碍物，该障碍物用以降低由于流体的流动使阀构件朝阀座推进而产生的一个或多个力，这些力否则将作用在阀构件上。

阀移动引导（其在一些实施例中还用作或包括流动引导）被定位在工作室与提升阀构件之间，以限制提升阀构件离开汽缸轴线的运动。例如，移动引导可以包括如下构造：该构造能够与从提升阀构件延伸的销钉（peg）滑动接合，且具有从中延伸通过的轴向孔隙。移动引导有利于快速打开和关闭提升阀，而无由于阀构件离开汽缸轴线的移动而导致的不利效果（诸如，过度磨损）。

在一些实施例中，该方法包括铸造单块金属。在一些实施例中，该方法包括由单块金属（其可以是铸件）制造下列中的一个或多个：汽缸、提升阀座、环状阀座、提升阀孔隙、用于环状阀的孔隙、所述至少一个环状密封表面。

该方法可以包括使所述金属块通过下列中的一个或多个工艺硬化：淬火、回火、酸处理。

根据本发明的第四方面，提供了流体工作机，该流体工作机包括高压歧管和低压歧管以及汽缸组件，该组件包括根据第一方面的主体、第一阀构件和第二环状阀构件；

第二环状阀座和环状阀构件一起形成面密封的环状阀，该面密封的环状阀调节流体从高压歧管到汽缸的流动，第一阀座和第一阀构件一起形成第一阀（通常，提升阀座和提升阀构件形成提升阀），该第一阀调节流体在汽缸与低压歧管之间的流动；并且往复式活塞被接纳在由该主体限定的汽缸内；其特征在于，该主体是连续的整体结构，其包括第一阀座、该环状阀密封表面或每个环状阀密封表面和汽缸。

该流体工作机可以包括多个汽缸组件以及被接纳在每个所述汽缸内的往复式活塞。

该提升阀或每个所述提升阀（或第一阀，看情况）可以是电子致动的阀。该第二环状阀或每个所述第二环状阀可以是电子致动的阀。

本发明还扩展到如下流体工作机：该流体工作机包括高压歧管和低压歧管以及至少一个根据第二方面的汽缸组件，其中往复式活塞被接纳在每个所述汽缸中；并且其中每个所述面密封的环状阀调节流体从高压歧管到相应的汽缸的流动，并且每个所述提升阀（或第一阀，视情况）调节流体在相应的汽缸与低压歧管之间的流动。

通常，该流体工作机的每个所述活塞能够操作用以在各自的汽缸内沿着从各自的汽缸主体的第一端延伸到第二端的活塞轴线进行往复运动，并且其中该流体工作机包括第一保持装置，该第一保持装置在第一端与第二端的中间（最优选地是靠近第一端）与每个所述汽缸组件相接合，以抵抗离开活塞轴线作用的（来自活塞和/或工作室内的流体压力的）力。

替代地，或另外地，该流体工作机可以包括第二保持装置，该第二保持装置在第二端或靠近第二端处与每个所述汽缸组件相接合，以抵抗沿着活塞轴线（沿着从第一端到第二端的方向）作用的（来自活塞和/或工作室内的流体压力的）力。优选地，第二保持装置比第一保持装置更靠近第二端。

因此，轴向力使每个所述汽缸组件（抵靠第二保持装置）处于压缩状态下，并且因此与在流体工作机中仅在第一端处被保持或被保持成通过轴向力作用而处于张紧状态的组件相比，每个所述汽缸组件可抵抗较大的力。通常，更加成本有效的是，由第二端处的第二保持装置将流体工作机中的组件保持为抵抗轴向力，并且将流体工作机中的该组件在第一端附近保持为抵抗离开活塞轴线作用的力（其在一些实施例中是径向力）。

将第二保持装置布置在第二端处或之附近使得该第二保持装置较容易接合或脱离接合，从而有利于插入汽缸组件或从流体工作机卸下汽缸组件。将第一保持装置布置成介于第一端与第二端的中间（尤其是靠近第一端）为离开汽缸轴线作用的力（由工作室中的流体压力引起，并且在一些实施例中，由在工作室的起作用周期期间工作室中的活塞的倾斜引起，导致来自工作室内的作用在汽缸组件上的净边缘负载）提供了到流体工作机的更加直接的传送。在第二端处离开汽缸轴线的负载（对于具有绕中央旋转曲轴或凸轮布置的工作室的流体工作机，负载通常是径向的）到流体工作机（并且通常是汽缸体，或流体工作机的主体）的传送将致使汽缸主体变形，因此潜在地影响环状阀构件或提升阀构件的密封能力。

在一些实施例中，流体工作机包括凸轮，该凸轮能够操作用以相对于该汽缸或每个所述汽缸旋转，并且该活塞或每个所述活塞包括凸轮接合元件，该凸轮接合元件用以将该活塞或每个所述活塞的往复运动与凸轮的相对于该汽缸或每个所述汽缸的旋转相关联。每个所述活塞轴线可以沿着或基本上沿着从凸轮的旋转轴线延伸的半径对齐。因此，第一保持装置可以抵抗绕该凸轮的旋转轴线作用的力（并且因此防止该汽缸组件或每个汽缸组件的运动）。第二保持装置可以抵抗离开该凸轮的旋转轴线作用的力（并且因此防止该汽缸组件或每个所述汽缸组件离开该凸轮的运动）。

在多个工作室绕中央凸轮布置的实施例中，第二保持装置被定位成离凸轮的轴线比第一保持装置离凸轮的轴线远，其中在汽缸组件之间存在更多空间。

第一保持装置可以包括：孔（诸如，圆柱形孔），其延伸到流体工作机的一部分中，汽缸组件的主体的至少第一端能够紧密地插入到该孔中；和/或如下构造（诸如，圆筒形构造），其在汽缸组件的主体的第一端处，能够紧密地插入到流体工作机的一部分中。第一保持装置可以包括螺纹或锥形锁，或其它构造，以抵抗沿着活塞轴线的力将汽缸组件保持在流体工作机中。优选地，第一保持装置不在第二端附近保持汽缸组件。可能的是，第一保持装置在第一端附近或仅在第一端附近保持汽缸组件（例如，与汽缸组件配合接合）。

第二保持装置可以包括：保持紧固件，或优选地包括多个保持紧固件，其被布置成抵抗沿着活塞轴线朝着汽缸组件的第二端作用的力将汽缸组件保持在流体工作机中。在一些实施例中，第二保持装置不是力锁合地（即，通过摩擦以外的手段）抵抗离开活塞轴线作用的力来保持汽缸组件。优选地，保持紧固件是螺钉或螺栓。

第一、第二或第四方面中的任一方面的优选的以及可选的特征对应于本发明的第一、第二或第四方面中的任何其它方面的优选的以及可选的特征。

根据本发明的第五方面，提供了用于流体工作机的汽缸组件，该汽缸组件具有第一端和第二端并且包括限定汽缸的汽缸主体，该汽缸具有汽缸轴线并且向汽缸主体的第一端开口；

该汽缸组件包括：高压阀，其用于调节流体在流体工作机的汽缸与高压歧管之间的流动；以及低压阀，其用于调节流体在流体工作机的汽缸与低压歧管之间的流动；

该高压阀包括：高压阀座，其面向具有朝着第一端的分量的方向；以及可移动高压阀构件，其在使用中能够操作用以密封地接合该高压阀座并且限制流体流动经过该高压阀且流动到汽缸中；

并且该汽缸组件具有高压流体接收表面（其被构造成在使用中与流体工作机的高压歧管流体连通）；

其特征在于，该高压流体接收表面包括面向具有朝着该第二端的分量的方向的区域。

本发明还扩展至包括第五方面的汽缸组件的流体工作机。

在流体工作机中的汽缸组件的使用中，工作室由汽缸内的往复式活塞限定。在流体工作机的正常运行期间，汽缸组件必须通常承受工作室内的高的流体压力，并且在一些情况下是极其高的流体压力。流体压力因此在汽缸组件上施加向外作用的且朝着汽缸组件的第二端的力，使汽缸主体和组件的其它部分处于应力下。这些力的朝着汽缸组件的第二端的分量通过来自高压歧管的高压流体作用在高压阀构件上以及因此作用在高压阀座上而被进一步增大。

本发明的汽缸组件设有高压流体接收表面（或在一些实施例中设有多个高压流体接收表面），该表面放置成在使用中与高压歧管流体连通。优选地，高压流体接收表面与高压歧管永久性流体连通。由在面向具有朝着第二端的分量的方向的高压流体接收表面的区域上的高压流体传到汽缸组件的力将具有朝着第一端的分量，该朝着第一端的分量与力的朝着第二端的分量相反，该朝着第二端的分量由于流体压力作用在高压阀座上而导致（以及，在运行期间的一些阶段中，由于工作室内的高压而导致）。因此，作用在该汽缸组件上的净作用力降低。优选地，高压流体接收表面被设定尺寸，使得由高压歧管中的流体沿第一方向作用并且施加到该高压流体接收表面的力基本上类似于由高压歧管中的流体沿第二方向作用并且施加到汽缸主体和高压阀的与高压歧管永久性流体连通的那些部分的力（对于基本上类似，我们是指小于近似10%的差，或在一些实施例中，小于近似5%的差）。

与先前可能的相比，该汽缸组件可以使用较少的材料来构造。较小且更加紧凑的汽缸组件使得能够实现更小且更加紧凑的流体工作机的构造。此外，在具有一个或多个电控阀的实施例中，构造该汽缸组件所需的材料量的减少使得能够实现改进的电磁效率。

在一些实施例中，该高压流体接收表面是汽缸组件的外表面。通常，该高压流体接收表面与汽缸轴线之间的距离朝着第一端增大。

优选地，该高压阀是环状阀，该环状阀包括环状阀座和绕汽缸主体以可滑动的方式保持的环状阀构件，该环状阀座包括至少一个密封表面和多个与汽缸连通并且提供通过主体的流路的孔隙，这些孔隙绕在第一端与第二端之间的延伸的轴线布置并且每个所述孔隙与一所述密封表面相关联。

在一些实施例中，该高压阀是包括至少一个环状密封表面的面密封的环状阀，并且环状阀构件包括至少一个相对应的环状座接合表面。在一些实施例中，该高压阀包括第三阀构件（例如，滚珠轴承，其可以设有诸如螺旋弹簧的弹性偏压装置），该第三阀构件与每个所述孔隙相关联并且操作连接到环状阀构件，每个所述第三阀构件包括座接合表面。

在一些实施例中，高压流体接收表面是主体的外表面。在一些实施例中，汽缸组件包括卡环，该卡环具有与汽缸主体的位于汽缸主体的第一端与第二端之间的卡环接合部配合接合的主体接合部，该卡环限定高压流体接收表面的至少一部分。

具有限定高压流体接收表面的卡环的汽缸组件可以更容易地进行组装，具体地是具有包括环状阀构件的环状高压阀的实施例。这样的汽缸组件的汽缸主体不必具有一个或多个离汽缸轴线的距离朝着第一端增大的外表面。例如，环状阀构件可以被安装在汽缸主体的第一端上，并且限定高压流体接收表面的较宽的卡环可以然后被绕主体进行组装。

在一些实施例中，该卡环可以朝第一端延伸超过主体接合部并且与汽缸主体隔开。卡环与汽缸主体之间的空间可以朝着第一端增大。在一些实施例中，卡环与汽缸主体之间的空间与高压流体接收表面、即朝着第二端流体连通。在一些实施例中，该主体接合部可以在主体的一部分上延伸，该部分从环状阀座朝着第一端延伸（或延伸到第一端）（其中，卡环不与主体隔开）。

因此，在卡环接合部处，该高压流体接收表面上的力被传至汽缸主体。此外，朝着汽缸轴线的力的分量在卡环与汽缸主体隔开的那一部分中由卡环接受，其中该分量否则将会作用而使汽缸的内部尺寸变形，并且使汽缸内的往复式活塞卡住或收缩（pinch）。因此，该汽缸主体的限定汽缸并且与卡环隔开的那一部分不必被构造成具有充分的强度以抵抗这样的变形，从而使得与先前可能的相比，能够使用较少的材料并且汽缸组件更加紧凑。

优选地，在该汽缸主体的限定汽缸的区域与汽缸主体的卡环接合部之间不存在重叠。因此，在使用中，由该高压流体接收表面受到的力的朝着汽缸轴线的分量不被传至供往复式活塞在其中操作的汽缸主体的任何部分。汽缸主体的除汽缸（并且优选地还有高压阀和低压阀）以外的部分的变形不会削弱汽缸组件的功能，并且因此汽缸主体的限定汽缸的那一部分与卡环接合部的分离使得与先前可能的相比，能够以较少的材料和质量实现更小且更加紧凑的汽缸组件的构造。

优选地，高压流体接收表面位于汽缸组件的第一端与高压阀之间。

在一些实施例中，环状阀座从第一周围尺寸延伸至大于该第一周围尺寸的第二周围尺寸，所述孔隙位于这之间。

该第一周围尺寸和该第二周围尺寸可以是轴向地隔开的。

优选地，环状阀包括具有第一周围尺寸的第一环状密封表面以及具有大于该第一周围尺寸的第二周围尺寸的第二环状密封表面，所述孔隙位于这之间。

因此，当环状阀被关闭时，由流体压力碰撞在环状阀构件上引起的力被传至汽缸主体，这些力包括朝着第二端和朝汽缸轴线指向的分量。因此，在使用中，当工作室内的流体压力是高的时，被传至汽缸组件的、与朝着第二端和离开汽缸轴线的分量的合力被抵消，并且由汽缸组件受到的净作用力减小。

优选地，汽缸组件包括环状高压流体接收表面，该环状高压流体接收表面具有基本上等于第一周围尺寸的最小周围尺寸以及基本上等于第二周围尺寸的最大周围尺寸。

因此，由高压流体朝着第二端作用在高压阀上而产生的力基本上等于由高压流体朝着第一端作用在环状高压流体接收表面上而产生的力。

汽缸组件可以包括多于一个的具有面向具有朝着第二端的分量的方向的区域的高压流体接收表面。

第一至第五方面中的任一方面的优选的且可选的特征对应于本发明的第一至第五方面中的任何其它方面的优选的且可选的特征。

附图说明

现在将参照下列图来图示本发明的示例实施例，其中：

[图1]

图1是流体工作机的示意图；

[图2]

图2是汽缸组件的截面图；

[图3]

图3是流体工作机的缸体的一部分的截面图；并且

[图4]

图4是下高压密封和上高压密封的外周在平面B-B上的投影。

具体实施方式

图2示出用于与图1中所示的一般类型的流体工作机一起使用的汽缸组件1，该汽缸组件1包括主体2。

该主体一般是绕汽缸轴线A圆柱形对称的，并且包括向主体的第一端3开口的汽缸5、环状阀座7（其用作第二阀座并且限定绕主体排列并且延伸通过该主体的多个孔隙8）以及提升阀座9，该提升阀座9用作第一阀座并且限定提升阀孔隙10（其用作第一阀孔隙并且在汽缸与延伸通过主体的上部的径向通路21之间提供流路）。主体在与第一端3相对的端处具有第二端4。

该汽缸主体由单块材料铸造或锻造而成，并且随后加工出阀座、汽缸和密封。主体的一些部分（即，主体的限定汽缸的那一部分和阀座）或可选地是主体全部然后受到硬化处理，诸如回火和淬火处理。在替代实施例中，该主体被加工（例如，从诸如硬化钢的单块硬化材料CNC加工）。

可选地，硬化和/或低摩擦涂层可被涂敷于汽缸的内表面和阀座。

由于该主体具有整体构造，并且包括需要硬化处理或涂层、或必须由硬化材料构成的所有部分和表面，因而与先前可能的相比，汽缸主体可以被更加经济地构造，因为较少的部分必须如此被处理。此外，由于没有接头或焊接部，与先前可能的相比，该主体更坚固（并且因此可用较少材料而构造出来以抵抗给定的力）。

用作第二环状阀构件的环状阀构件11绕主体被保持在环状阀座与卡环13的端部止挡12之间。该环状阀座和该环状阀构件一起形成环状阀，其在闭合位置（其中环状阀构件抵靠环状阀座，如图所示）中被螺旋弹簧15偏压，该螺旋弹簧15在环状阀构件的下面17与卡环的相对的上面19之间延伸。在使用中，在来自汽缸内的流体压力超过围绕环状阀构件的压力的力的作用下，该环状阀构件可操作用以轴向移动，从而抵靠端部止挡，以使环状阀打开，使得流体能够在汽缸5与围绕环状阀构件11（其与高压歧管连通，如下文参照图3所述）的区域之间流动。

在图2中所示的关闭位置中，环状阀构件抵靠着主体的限定汽缸的一部分的外表面的一部分形成外密封7a和内密封7b。该内密封和该外密封被轴向地隔开，使得环状阀座一般是截头圆锥形并且面向离开汽缸轴线的方向并且朝着汽缸主体的第一端（如图中观察到的下端）倾斜。内密封的周围等于主体的限定汽缸的那一部分的周围（以及因此端部止挡12的最小周围），并且外密封的周围近似等于卡环的上面19的外周围。

卡环由保持环14保持到位。在替代实施例中，卡环离开主体朝着第一端（和保持环）渐缩，使得施加到卡环的外侧的力不被传至主体的至少限定汽缸的一部分并且导致汽缸主体变形，例如，在主体的限定汽缸的那一部分中（否则这可能导致活塞的“收缩（pinching）”或卡住（trapping））。对于卡环的深度的一部分或全部，卡环可设有与汽缸的过盈配合。更通常，为便于卡环、环状高压阀和弹簧在缸体内的安装以及卸下，卡环和汽缸主体是配合接合的。

该组件进一步包括提升阀构件，该提升阀构件连同提升阀座和提升阀孔隙一起形成用于控制流体在径向通路21（以及因此低压歧管）与汽缸5之间的流动的提升阀。提升阀构件可操作用以沿着轴线A移动，使得提升阀可以在打开位置（如所示出的）与关闭位置之间移动，在该关闭位置中，密封表面23（位于提升阀构件的头部24的上面上的环状区）与提升阀座相接触。

提升阀构件在其下端处设有销钉25，该销钉25能够与下引导结构29中的中央孔隙27滑动接合。下引导结构包括延伸至汽缸的内壁的径向支柱30并且由径向支柱30保持到位，并且其在使用中用于限制所述销钉离开汽缸轴线的移动和形成局部障碍物以保护提升阀不受汽缸与低压歧管之间的流体流动的影响或将该流体流动与提升阀隔离开，否则该流体流动将作用而促使提升阀关闭。

在上端处，提升阀构件设有电枢32，其包括在电枢的上面和下面之间延伸的通路34，从而使径向通路21与线圈空间38（其由顶板101密封，形成用于线圈39的空间，如图3中所示和下文所述）流体连通。电枢的外面与上引导结构36的内侧面35可滑动地接合。

下高压密封40（用作第一外密封）绕设置在卡环中的通道延伸，并且上高压密封42（用作第二外密封）在环状阀座上方绕设置在主体中的类似的通道延伸。在使用中，汽缸组件的介于上高压密封与下高压密封的中间的区域与流体工作机的高压歧管204连通，并且这些密封防止高压流体涌出该区域。第一低压密封43a绕设置在主体的径向通路21上方的通道延伸，径向通路21与流体工作机的低压歧管218流体连通。密封40、42、43a具有彼此类似的直径，然而密封43a的直径略大于密封42，并且密封42的直径略大于密封40，从而有利于将汽缸组件插入到流体工作机中。

在示出的实施例中，提升阀适于为电子可控的阀（借助于螺线管线圈39和电子控制器（未示出））。

上引导结构36的内侧面35的直径被设定尺寸成用以在提升阀构件的上端处可滑动地接收电枢。提升阀构件的头部的最大直径部也小于汽缸的内径，因此提升阀构件在安装期间可以通过汽缸的开口（第一）端引入，并且随后由下引导结构保持到位。上引导结构还充当磁通量桥37，该磁通量桥37用于将由激励占据线圈空间38的线圈39而引起的磁通量从主体3传至电枢。

主体的限定汽缸的那一部分的外表面是圆筒形的并且在环状阀座与第一端之间的汽缸主体的长度上具有恒定直径。因此，环状阀构件可以绕主体从汽缸的开口端引入，并且卡环（连同螺旋弹簧一起）随后被引入到主体上，从而限制环状阀构件的轴向运动的范围，并且由保持环将卡环绕主体保持到位。

因此，通过将所有的部分从一端固定至主体，汽缸组件可以迅速且经济地被组装起来。（与已知装置相比，所述已知装置被制成若干部分，这些部分必须被连接在一起，以便（例如）能够安装阀构件），允许从一端安装的汽缸主体的几何形状和构造还使得汽缸主体能够是单个整体构造。

汽缸组件还能够容易地被拆卸，以便独立地更换环状阀和提升阀的磨损零件。相比较而言，为维护已知装置，在不知哪一个发生故障的情况下，为接近这些阀中的一个或另一个或更换它们，可能必需拆卸两个阀和/或主体。

图3示出了安装在上述类型的流体工作机的缸体100（的一部分）中的汽缸组件。

汽缸组件被配合接纳在缸体中的凹部内，从而抵抗因活塞的向上运动而产生的侧向力（即，离开汽缸轴线）。因此，该凹部用作第一保持装置，用以抵抗离开活塞轴线作用的力。

汽缸组件在其上端处由顶板101保持，该顶板101由螺钉140固定到汽缸主体。因此，在使用中，由顶板（用作第二保持装置）抵抗向上（如图中所示的朝向）作用的并且因工作室内的高压流体产生的力，并且因此使得汽缸主体处于压缩下。与具有设置于组件的侧面的保持装置（用于汽缸组件的一些或所有部分）的已知流体工作机的部件相比，在上端处被保持的汽缸组件能更好地抵抗因工作室中的高压产生的力。这样的装置必须抵抗工作室中的、使得组件的至少上部处于张紧状态的高压，并且因此必须使用比本发明的汽缸组件所必需的更多的材料来构造，并且其生产会更加昂贵。此外，在包括多个从中央旋转凸轮径向延伸的工作室的流体工作机中，与保持装置被设置到组件的侧面并且因此较靠近凸轮的情况相比，定位在组件的上（或外）端处的保持装置使得能够将相邻的汽缸组件更靠近地放置在一起。

在卸下顶板之后，汽缸组件可以作为单个单元被迅速且经济地放入到汽缸体中以及被从汽缸体提起，以便维护或更换。

如上文所提及的，线圈空间38由顶板101和主体3限定。截头圆锥形的磁极41也延伸到线圈空间中，并且与电枢32一起在它们之间限定磁通量间隙44。一旦激活线圈39，则磁通量循环通过主体，同时在径向上通过上引导结构36离开进入到电枢中，穿过磁通量间隙进入磁极，并且穿过顶板重新进入主体。结果，电枢跨过磁通量间隙被吸引到磁极，而阀被关闭。在其它实施例中，提供了电磁闩锁以将阀保持在打开位置或关闭位置，这样的闩锁被螺线管胜过或废除。弹簧45或一些其它弹性构件被设置在顶板与电枢之间，用以朝着第一端推进电枢，直至它抵靠引导结构29，即到达打开位置。第一和第二线圈密封43b和43c分别位于线圈与顶板以及线圈与主体之间，以防止流体从流体工作机漏出。

当提升阀（其是电子可控的并且因此可以非常迅速地被致动）被打开和关闭时，流体通过电枢32中的通道34冲入到磁通量间隙中和从磁通量间隙冲出。因此产生的流体阻力通常远小于由线圈施加到提升阀构件的磁性力，使得阀仍可被迅速地致动。然而，为了关闭提升阀，可以使螺线管不激活，或在阀构件接触提升阀座之前部分地减小螺线管中的电流，以降低阀构件对阀座的峰值冲击力。

径向通道21与低压歧管118流体连通（使得，当提升阀如所示出的处于打开构造时，由往复式活塞110和汽缸限定的工作室106经提升阀孔隙10与低压歧管流体连通），并且环状阀孔隙8与工作室和高压歧管104流体连通（当环状阀构件处于打开构造时）。高压歧管和低压歧管通常包括环状廊道，这些环状廊道围绕阀体并且与它们各自的孔隙相通，并且通常延伸到多个其它的阀。

在使用中，当环状阀被关闭（如所示出的）并且工作室中的流体压力低于高压歧管的压力时，作用在环状阀构件上的流体压力向主体传递力，该力具有朝着汽缸轴线作用的径向分量和向上（即，离开凸轮112、朝着第二端）的轴向分量。

卡环的端部止挡12和上面19也暴露于高压流体，并且流体压力向下（图中所示的汽缸组件的朝向）并且朝着凸轮向主体传输力的轴向分量。因此，卡环的端部止挡和上面充当高压流体接收表面。

如上文所提及的，下高压密封40和上高压密封42的周围近似相等。图2图示出垂直于汽缸轴线的平面B-B。图4图示出由下高压密封和上高压密封形成的密封的投影40'、42'以及在平面B-B上的投影中由下高压密封和上高压密封画出的区域46、47（分别用作第一区域和第二区域）。区域46是圆40'的区域并且区域47是圆42'的区域。可以看到的是，这些区域近似相等，但是下高压密封在平面B-B上的投影中形成的区域稍小于由上高压密封在平面B-B上的投影中形成的区域，使得能够将汽缸组件轴向插入到底座中并且通过过盈配合保持。

因此，因高压流体向上作用在环状阀构件和阀体上的力的轴向分量与向下作用在卡环上的力的轴向分量具有基本上相等的大小并且因此彼此几乎抵消。因此，螺钉140不必能够抵抗因环状阀构件上的流体压力产生的力，并且因此这些螺钉以及整个汽缸组件与先前可能的相比能够被做得较小且较轻。流体压力仍经提升阀和提升阀座而对阀体施加轴向力，然而由于卡环的高压流体接收表面，明显地减小了汽缸主体和汽缸组件（以及因此还有螺钉140）受到的净作用力的大小。

术语上和下以及其它关于朝向和方向的术语涉及具有附图中示出的和此处描述的朝向的装置，并且旨在描述相对位置或相应的整体，而与装置在使用中的朝向无关。

环状阀构件绕汽缸主体的布置，连同具有延伸通过汽缸主体的孔隙的环状阀座，提供了非常紧凑的阀布置，使得能够提供更加紧凑的流体工作机。

本发明的汽缸主体和汽缸组件适合于用在具有任何活塞类型或宽范围的活塞类型以及活塞驱动装置的流体工作机中，所述活塞类型例如是包括活塞环的活塞、保持基本上对准汽缸轴线的活塞、和/或轴线保持对准旋转的偏心凸轮且因此不对准汽缸轴线的活塞；活塞驱动装置诸如：偏心凸轮，活塞或活塞接合环通过弹簧或来自工作室内的流体压力的作用而被推进到这些偏心凸轮上；或偏心机构，活塞接合保持于所述偏心机构。

在此处公开的本发明的范围内，可以作出进一步的变型和修改。

附图标记列表

1汽缸组件

2主体

3第一端

4第二端

5汽缸

7第二阀座（环状阀座）

7a外密封

7b内密封

8孔隙

9第一阀座（提升阀座）

10第一阀孔隙（提升阀孔隙）

11环状阀构件（第二环状阀构件）

12端部止挡

13卡环

14保持环

15弹簧

17下面

19上面

21径向通路

23密封表面

24提升阀构件的头部

25销钉

27中央孔隙

29下引导结构

30径向支柱

32电枢

34通路

35内面

36上引导结构

37磁通量桥

38线圈空间

39螺线管线圈

40第一外密封（下高压密封）

40'第一外密封（下高压密封）在平面B-B上的投影

41磁极

42第二外密封（上高压密封）

42'第二外密封（上高压密封）在平面B-B上的投影

43a第一低压密封

43b第一线圈密封

43c第二线圈密封

44磁通量间隙

45弹簧

46第一区域

47第二区域

100缸体

101顶板

104高压歧管

106工作室

110往复式活塞

112凸轮

118低压歧管

140螺钉

200流体工作机

202高压阀

204高压歧管

206工作室

208汽缸

210活塞

212凸轮

214连杆

216低压阀

218低压歧管

220轴角传感器

222控制器

Claims (20)

1.一种用于流体工作机的汽缸组件，所述汽缸组件包括：汽缸主体、具有第一阀构件的第一阀、以及具有第二环状阀构件的面密封的环状阀；

所述主体具有第一端和第二端并且包括汽缸、第一阀座和第二面密封的环状阀座；

所述汽缸向所述第一端开口并且被构造成接纳往复式活塞；

所述第一阀座绕在所述第一端与所述第二端之间延伸的汽缸轴线延伸并且包括一个或多个第一阀孔隙，所述第一阀孔隙或每个第一阀孔隙延伸通过所述主体且与所述汽缸相通并且提供通过所述主体的流路；

所述第二环状阀座包括至少一个环状密封表面和用于环状阀的多个孔隙，每个孔隙都与一所述密封表面相关联；

其中所述第二环状阀座的孔隙绕所述轴线布置并且与所述汽缸相通，并且提供通过所述主体的流路；

所述第一阀座和所述第一阀构件一起形成所述第一阀；并且

所述第二环状阀座和所述第二环状阀构件一起形成所述第二面密封的环状阀，其中所述第二面密封的环状阀被形成为绕汽缸主体。

2.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述主体是连续的整体结构，所述主体包括所述环状阀密封表面或每个环状阀密封表面和所述第一阀座以及所述汽缸。

3.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述汽缸、第一阀座以及第二环状阀座是同轴的。

4.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述第一阀座是提升阀座，该提升阀座具有单个密封表面并且限定延伸通过所述主体且与所述汽缸相通的孔隙；并且其中所述主体是连续的整体结构，所述主体包括所述环状阀密封表面或每个环状阀密封表面和所述提升阀座以及所述汽缸。

5.根据权利要求4所述的汽缸组件，其中所述提升阀座具有比所述环状阀密封表面或每个环状阀密封表面小的周围。

6.根据权利要求2所述的汽缸组件，其中所述主体是金属铸件或由单块材料加工而成。

7.根据权利要求2所述的汽缸组件，其中所述主体由硬化钢制成。

8.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述主体的一个或多个表面设有摩擦降低涂层或硬涂层。

9.根据权利要求4所述的汽缸组件，其中所述提升阀孔隙的最大直径等于或小于所述汽缸的最小内径。

10.根据权利要求4所述的汽缸组件，包括绕所述轴线延伸的磁通量桥，所述磁通量桥具有比所述提升阀孔隙的直径小的内径。

11.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述主体的外部包括：高压流体接收表面区，所述高压流体接收表面区在第一外密封与第二外密封之间延伸，所述第一外密封绕所述主体在所述环状阀座与所述第一端之间延伸，所述第二外密封绕所述主体在所述环状阀座与所述第二端之间延伸；

所述外密封在与所述汽缸轴线垂直的平面上的投影中画出相应的第一区域和第二区域；

其中所述第一区域和所述第二区域近似相等。

12.根据权利要求1所述的汽缸组件，其中所述汽缸的外表面是用于所述第二环状阀构件的圆筒形引导。

13.根据权利要求1所述的汽缸组件，包括卡环，所述卡环绕所述主体被固定在所述第二环状阀座与所述第一端之间，且所述卡环包括用以绕所述汽缸主体保持所述第二环状阀构件的端部止挡。

14.一种构造根据权利要求4所述的汽缸组件的方法，所述方法包括：将提升阀构件从根据权利要求4所述的汽缸主体的所述第一端朝所述第二端引入到所述汽缸中。

15.根据权利要求14所述的方法，包括将环状阀构件从所述第一端引入到所述汽缸主体的一部分上。

16.根据权利要求14所述的方法，包括将环状阀构件从所述第一端引入到所述汽缸主体的一部分上并且将环状卡环绕所述主体固定在所述环状阀座与所述第一端之间，所述卡环包括用以绕所述汽缸主体保持所述环状阀构件的端部止挡。

17.根据权利要求14所述的方法，包括以下另外的步骤：将流动引导或阀移动引导从所述汽缸主体的第一端朝所述第二端引入到所述汽缸中。

18.一种流体工作机，包括高压歧管和低压歧管以及至少一个根据权利要求4所述的汽缸组件，其中往复式活塞被接纳在每个所述汽缸中；并且其中每个所述面密封的环状阀调节流体从所述高压歧管到相应的汽缸的流动，并且每个所述提升阀调节流体在所述相应的汽缸与所述低压歧管之间的流动。

19.根据权利要求18所述的流体工作机，其中每个所述活塞能够操作用以在相应的汽缸内沿着从相应的汽缸主体的第一端延伸到第二端的活塞轴线进行往复运动，并且其中所述流体工作机包括第一保持装置，所述第一保持装置在所述第一端处或靠近所述第一端处与每个所述汽缸组件相接合，以抵抗离开所述活塞轴线作用的力。

20.根据权利要求18所述的流体工作机，其中每个所述活塞能够操作用以沿着从相应的汽缸主体的第一端延伸到第二端的活塞轴线进行往复运动，并且其中所述流体工作机包括第二保持装置，所述第二保持装置在所述第二端处或靠近所述第二端处与每个所述汽缸组件相接合，以抵抗沿着所述活塞轴线作用的力。