CN105209756A - 流体工作机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种流体工作机器,该流体工作机器包括:一个曲轴(2),该曲轴围绕一个旋转轴线(3)可旋转;相邻的第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置(13),该第一组和第二组阀汽缸装置围绕该旋转轴线(3)彼此隔开,该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的一个或每一个具有围绕该曲轴(2)安排且相对于该曲轴向外延伸的第一、第二和第三阀汽缸装置(13),该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移并且该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移,其中该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。

Description

流体工作机器
发明领域
本发明涉及:一种流体工作机器(例如,一种液压泵或气压泵、电动机或泵/电动机);以及一种制造流体工作机器的方法。
发明背景
径向活塞流体工作机器,如径向活塞泵、电动机或泵/电动机,典型地包括可围绕旋转轴线旋转的一个中心曲轴和围绕该曲轴安排且从该曲轴径向向外延伸的多个活塞汽缸装置。这些活塞汽缸装置典型地安排在多排轴向偏移的活塞汽缸装置中,每个排包括多个紧密堆积的活塞汽缸装置,这些活塞汽缸装置围绕该旋转轴线安排并且位于垂直于该曲轴的旋转轴线延伸的一个相应平面上。该曲轴包括每排至少一个凸轮,并且每个相应排的这些活塞被安排成经由相应活塞脚而与相应所述至少一个凸轮处于驱动关系。
此类径向活塞流体工作机器的输出(例如,流体压力或机械扭矩)的量值典型地取决于设置在该机器中的活塞汽缸装置的数量和所述活塞汽缸装置中的每一个的容量。因此,一个增加的输出量值需要增加排的数量和/或增加每排的活塞汽缸装置的数量和/或增加所使用的这些活塞汽缸装置的容量。增加每个机器的排的数量引起该机器的轴向长度的相应增加。每排的活塞汽缸装置的数量可以增加的程度取决于这些活塞脚的相对尺寸和凸轮半径。由于这些活塞汽缸装置典型地围绕该曲轴的旋转轴线紧密地堆积,增加活塞汽缸装置的数量典型地需要增加这些凸轮的半径,这相应地增加了该流体工作机器在径向方向上的尺寸。因此,一个增加的输出量值典型地需要增加该流体工作机器在径向方向和/或轴向方向上的尺寸。
这种类型的流体工作机器被使用在用于大功率风力涡轮机的液压传动系统中。随着风力涡轮技术的发展,实现了更大功率的涡轮机,该更大功率的涡轮机的液压传动需要更大的输出量值。然而,希望的是,保持这些风力涡轮机的尺寸尽可能地小。
另外,为了将流体从流体源输送到流体池并且输送到这些活塞汽缸装置的工作室和从这些活塞汽缸装置的工作室输送,可能需要复杂的流体输送结构,从而导致昂贵且费时的制造过程。因此,还希望的是,简化围绕该流体工作机器输送流体的方式。
因此,本发明的一个目的在于:针对一个给定输出量值来减小流体工作机器(典型地径向活塞流体工作机器)的尺寸,和/或减小一个流体工作机器(典型地径向活塞流体工作机器)的尺寸以便提供可以产生比相同尺寸的现有流体工作机器的输出更大量值的输出的新流体工作机器。
另外,本发明的目的在于减少成本并且增加制造流体工作机器、典型地径向活塞流体工作机器的速度。
发明概述
本发明的一个第一方面提供一种流体工作机器,该流体工作机器包括:一个曲轴,该曲轴可围绕一个旋转轴线旋转;相邻的第一和第二(离散)组阀汽缸装置,该第一和第二(离散)组阀汽缸装置围绕该旋转轴线彼此隔开,第一和第二(离散)组阀汽缸装置中的一个或每一个具有围绕该曲轴安排且相对于该曲轴向外延伸的第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移并且该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移,其中该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
典型地,第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的每一个包括多个阀汽缸装置。
典型地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的每一个的这些阀汽缸装置(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的这些阀汽缸装置)被安排在一起成相应的群集。
通过使该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移,使该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置偏移并且使该第二阀汽缸装置的轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个具有一个节省空间的嵌套安排,这允许针对该流体工作机器中给定数量的阀汽缸装置减少该机器的长度(即平行于该旋转轴线的尺寸)。优选地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置的该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置两者的轴向尺寸重叠。典型地,该第一阀汽缸装置的该轴向尺寸和第三阀汽缸装置的该轴向尺寸彼此不重叠。
可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。
就该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移来说,典型地是指包括该旋转轴且延伸穿过该第二阀汽缸装置的中心的平面与包括该旋转轴线且延伸穿过该第一阀汽缸装置的中心的平面以及包括该旋转轴线且延伸穿过该第三阀汽缸装置的中心的平面(如果不同的话)处于一个不同的取向。
典型地,该第二组阀汽缸装置包括一个阀汽缸装置,该阀汽缸装置具有与该第一组阀汽缸装置中的一个阀汽缸装置的轴向尺寸重叠一个轴向尺寸。优选地,该第二组的所述阀汽缸装置的该轴向尺寸与该第一组的所述阀汽缸装置的该轴向尺寸的重叠度为该第二组的所述阀汽缸装置的该轴向尺寸的至少25%、至少50%(更优选地至少60%、至少70%、至少80%、至少90%以及在一些实施例中100%)。可能的是,该第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置中的每一个具有与该第一组阀汽缸装置中的一个相应阀汽缸装置的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。可能的是,该第一组的这些阀汽缸装置与该第二组的相应阀汽缸装置设置在相同的相应平面中。可能的是,该第一组的这些阀汽缸装置的这些轴向尺寸的至少25%(优选地至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%以及在一些实施例中100%)与该第二组的相应阀汽缸装置的这些轴向尺寸重叠。
将理解的是,就相邻的第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置“围绕该旋转轴线彼此隔开”来说,是指该第一组的这些阀汽缸装置围绕该旋转轴线的这些尺寸与该第二组的这些阀汽缸装置中的任何一个围绕该旋转轴线的尺寸不重叠。也就是说,不存在与该旋转轴线平行或共面且穿过该第一组的一个阀汽缸装置并且还穿过该第二组的一个阀汽缸装置的平面。
典型地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置的这些阀汽缸装置被安排用于往复地接收与该曲轴处于驱动关系的多个活塞(以便形成相应的活塞汽缸装置)。此类活塞可以具有与该曲轴处于驱动关系的活塞脚。典型地,需要在这些阀汽缸装置内往复运动的多个活塞的活塞脚能够抵靠与其处于驱动关系的该曲轴的一个相应凸轮放置。通过将该第一组和第二组围绕该旋转轴线彼此隔开,减少了可以围绕该曲轴安排的阀汽缸装置的组的数量,以及因此抵靠该曲轴的这些凸轮放置的活塞脚的数量(对于一个给定曲轴来说)。因此,可以相应地减少该曲轴(的至少这些凸轮)的径向尺寸。另外,可以通过在该第一组与第二组之间围绕该旋转轴线的空间中提供(加强)材料而使得这些阀汽缸装置典型地设置在其中的该壳体(例如,(典型地整体的)汽缸体)机械地更强。
因此,可以通过以上安排减少该流体工作机器的这些纵向尺寸和/或径向尺寸,以及因此总尺寸。作为替代方案,可以在具有给定尺寸的一个机器中部署更大数量的阀汽缸装置。
将理解的是,就一个第一特征从一个第二特征“轴向地偏移”来说,是指从该第一特征延伸到该第二特征的一个矢量具有平行于该旋转轴线的一个非零分量。
将理解的是,就一个第一特征具有与另一个特征的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸来说,存在垂直于该旋转轴、延伸穿过该第二特征和第二特征两者的一个平面。
典型地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第二阀汽缸装置被定位成距离那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置比距离该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的另一个的这些阀汽缸装置中的任何一个更近。
就该第一组和第二组彼此“相邻”来说,将理解的是,在该第一组与第二组之间至少在围绕该旋转轴线的一个旋转方向上(例如,顺时针)没有设置其他组阀汽缸装置。典型地,在该第一组与第二组之间至少在围绕该旋转轴线的一个旋转方向上(例如,顺时针)没有设置阀汽缸装置。
典型地,该第一组和第二组中的所述一个或每一个的该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线(在一个旋转方向上,例如顺时针)相邻于该第一组和第二组中的另一个的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置。
该第一组和第二组的这些阀汽缸装置典型地各自包括一个(典型地空心的)汽缸(用于往复地接收一个相应活塞)和至少一个阀单元。该至少一个阀单元可以是一个整合的阀单元,其包括一个第一阀和一个第二阀(例如,一个低压阀和一个高压阀)。典型地,该至少一个阀单元被联接至(例如,拧进或紧固至)设置在该流体工作机器的一个壳体(例如,汽缸体)中的一个相应壳体孔。这些壳体孔中的一个或多个(或优选地全部)可以由在该壳体(例如,一个汽缸体)中铸造的相应空隙形成,这些空隙典型地是随后钻出和/或铣削的。该汽缸可以安装在该壳体孔中,或作为替代方案,该汽缸可以由该壳体孔限定(或这些选项的一个组合)。因此,可能的是,这些阀汽缸装置不是离散的部件,并且它们可以通过将至少一个阀单元联接(整合)到铸造在该机器的一个壳体(例如,汽缸体)中的一个壳体孔上(中)而形成。该一个或多个阀单元可以在(基本上)平行于该壳体孔的一个纵向轴线的方向上从该汽缸的一个径向外部末端向外延伸。该一个或多个阀单元可以是一个或多个可替换的阀单元。该整合的阀单元(在提供的情况下)的该第一(例如,低压)阀和/或第二(例如,高压)阀可以是可替换的。
将理解的是,术语“低压”和“高压”是相对的术语,该“低压”阀典型地被连接到包括工作流体的一个低压歧管上并且该“高压”阀典型的被连接到包括工作流体的一个高压歧管上,该高压歧管的工作流体具有比该低压歧管的工作流体更高的压力。
在一些实施例中,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸涉装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)围绕该旋转轴线的尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元(例如,其头部)和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔)围绕该旋转轴线的尺寸重叠。就该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)围绕该旋转轴线的尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元(例如,其头部)和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔)围绕该旋转轴线的尺寸重叠来说,是指存在与该旋转轴线平行或共面且穿过该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)的一个第一平面,该第一平面穿过该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述一个的该汽缸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述一个的该阀单元(例如,其头部)和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述一个设置在其中的壳体孔),并且任选地,存在与该旋转轴线平行或共面且穿过该第二阀汽缸装置的一个第二平面,该第二平面还穿过该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的另一个(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述另一个的该汽缸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述另一个的该阀单元(例如,其头部)和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的所述另一个设置在其中的壳体孔)(或与该旋转轴线平行或共面的一个单个平面穿过该组的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置和/或汽缸和/或阀单元(例如,其头部)和/或壳体孔)。
围绕该旋转轴线的任何这种重叠度可以为该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔,视情况而定)围绕该旋转轴线的尺寸的至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%或至少75%。
可能的是,围绕该旋转轴线的任何这种重叠度可以为该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔,视情况而定)围绕该旋转轴线的尺寸的少于95%、少于90%、少于80%、少于70%、少于60%、少于50%、少于40%、少于30%、少于20%、少于10%或少于5%。
虽然如此,可能的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸涉装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)围绕该旋转轴线的尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个围绕该旋转轴线的尺寸或两者围绕该旋转轴线的尺寸(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸围绕该旋转轴线的尺寸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元(例如,其头部)围绕该旋转轴线的尺寸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔围绕该旋转轴线的尺寸)不重叠。
在这种情况下,该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元(例如,其头部)和/或该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔)中的任一个或两者之间的围绕该旋转轴线的间距的尺寸可以在从围绕该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔,视情况而定)的该旋转轴线的尺寸的至少5%、至少10%、至少20%、至少40%、至少75%、至少100%或至少200%延伸的范围中。可能的是,所述范围延伸至围绕该第二阀汽缸装置(和/或该第二阀汽缸装置的该汽缸和/或该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)和/或该第二阀汽缸装置设置在其中的壳体孔,视情况而定)的该旋转轴线的尺寸的至多500%、至多400%、至多300%、至多200%、至多150%、至多125%或至多100%。可能的是,在所述间距内、在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的轴向尺寸内,没有定位其他阀汽缸装置(和/或这些阀汽缸装置的这些汽缸和/或这些阀汽缸装置的这些阀单元(例如,其头部)和/或这些阀汽缸装置设置在其中的壳体孔)。
这些阀汽缸装置的这些汽缸典型地具有一个径向内部末端,该末端包括用于接收与该曲轴处于驱动关系的一个活塞的一个开口。
典型地,该低压阀或高压阀中的至少一个包括可与一个阀座啮合的一个阀构件。整合的阀单元典型地为具有呈环形通道形式的工作流体端口(典型地阀入口和阀出口)的一个环形阀单元。这些环形通道可以围绕该整合的阀单元的周长的至少一部分设置。作为替代方案,该整合的阀单元可以包括相应的定向工作流体端口。优选地,这些阀汽缸装置的这些阀可电子地致动(即,这些阀的打开和/或关闭可以电子地控制)。这些阀可以包括阀致动器,如液压或电动的阀致动器。
典型地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地对齐(即,沿着(基本上)平行于该旋转轴线的一个对齐轴线彼此对齐)。该对齐轴线典型地在(基本上)平行于该旋转轴线的方向上在该第一阀汽缸装置的一个中心点与该第三阀汽缸装置的一个中心点之间延伸。该第二阀汽缸装置典型地围绕该旋转轴线从该对齐轴线偏移。
可能的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置的该汽缸具有与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。
可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的这些汽缸的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该汽缸的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的这些汽缸的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该汽缸的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该汽缸的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些汽缸的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该汽缸的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。
可能的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置的该阀单元(例如,其头部)具有与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的该阀单元(例如,其头部)的轴向尺寸或两者的这些阀单元(例如,其头部)的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。
可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的这些阀单元的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该阀单元的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的这些阀单元的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该阀单元的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该阀单元的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的这些阀单元的轴向重叠度为该第二阀汽缸装置的该阀单元的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。
如以上所指示,可能的是,该流体工作机器包括具有一个轴向孔的一个汽缸体。可能的是,该曲轴在该轴向孔内延伸。可能的是,该轴向孔与该曲轴的该旋转轴线共轴。可能的是,这些阀汽缸装置(中的一些或更典型地全部)设置在相应的壳体孔中、围绕该轴向孔安排且相对于该轴向孔(典型地径向或基本上径向)向外延伸。可能的是,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在相应的第一壳体孔、第二壳体孔和第三壳体孔中。可能的是,(在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的该所述一个或每个中)该第一壳体孔和第三壳体孔彼此轴向地偏移,该第二壳体孔从该第一壳体孔和第三壳体孔轴向地偏移并且该第二壳体孔围绕该旋转轴线从该第一壳体孔和第三壳体孔(旋转地)偏移。可能的是,(在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内)该第二壳体孔具有与该第一壳体孔和第三壳体孔中的一个的轴向尺寸或(优选地)两者的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。典型地,(在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内)该第一壳体孔的该轴向尺寸和第三壳体孔的该轴向尺寸彼此不重叠。
可能的是,该第一壳体孔和第二壳体孔的轴向重叠度为该第二壳体孔的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第一壳体孔和第二壳体孔的轴向重叠度为该第二壳体孔的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。可能的是,该第二壳体孔和第三壳体孔的轴向重叠度为该第二壳体孔的轴向尺寸的至少2.5%、至少5%、至少7.5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少40%或至少50%。可能的是,该第二壳体孔和第三壳体孔的轴向重叠度为该第二壳体孔的轴向尺寸的少于50%、少于40%、少于30%、少于25%、少于20%、少于15%、少于10%或少于5%。
就一个第一特征与一个第二特征“处于驱动关系”来说,是指该第一特征被配置成驱动该第二特征和/或由该第二特征驱动。
如果,在本申请的上下文中,做出关于重叠度和/或偏移度或间距(不管是在径向方向、轴向方向或不同方向上)的任何陈述,具体地说如果使用数字(如百分比)做出这种参考,那么所述陈述可以取决于一个参考位置。例如,对于关于在径向方向上的重叠度或偏移度/间距的陈述来说,此类陈述典型地取决于相应特征离该中心轴线(即,该半径)的距离。如“参考位置”(“参考平面”、“参考高度”、“参考线”、“参考圆”等),具体地说,可以选择来自下组的特征中的任何一个(或多个):用于该阀汽缸装置和/或任一泵送活塞的该接收空间的长度的中间、用于该阀汽缸装置和/或任一泵送活塞的该接收空间的一个末端(具体地说,一个外部末端,典型地邻近该阀汽缸装置的末端)、或沿着用于该阀汽缸装置和/或任一泵送活塞的这种接收空间的长度的百分比(如0%、5%、10%、20%、25%、30%、33%、40%、50%、60%、66%、70%、75%、80%、90%、95%或100%)。将理解的是,根据该流体工作机器的一种典型设计,这些相应接收空间典型地用于接收这些泵送活塞(的一部分)和这些阀汽缸装置的一部分。正常地,这些接收空间被设计为在该泵的壳体内的圆柱形孔。类似地,上述位置中的任一个(如0%、5%等)可以关于沿着用于相应阀汽缸装置的一种附接装置(例如,在一个汽缸孔内的一个螺纹)的长度使用。同样地,可以使用在上述方向上沿着这些阀汽缸装置的长度的任一位置(如0%、5%等)。具体地说,关于一个阀汽缸装置,另外或作为替代方案,可以使用一些另外的定义,如一个被动阀部分、一个高压阀部分、一个低压阀部分、一个被动阀部分、一个流体开口(具体地,一个流体入口管道和/或一个流体出口管道和/或一个低压流体管道和/或高压流体管道)的位置。一个“流体开口”典型地为将该阀汽缸装置的一个流体管道与该壳体的一个流体管道连接的一个开口。如果一个“流体开口”被用作一个参考,那么不仅该相应开口的“中间截面位置”,而且具体地该相应开口的侧向位置(具体地相对于该中心轴线的内部和/或外部位置)可以被用作一个参考。在使用泵送活塞的情况下,可以使用具体地一个死点位置,具体地一个上死点位置(假设具有一个安全裕度)。尽管如此,人们、具体地本领域技术人员可想到的任何替代的定义同样是可能的。
所述第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置的这些阀汽缸装置可以相对于该曲轴(基本上)径向地向外延伸。活塞在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置中往复运动所沿循的这些轴线可以相对于该旋转轴线(基本上)径向地向外延伸。
该流体工作机器可以进一步包括在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置(包括该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置)中往复运动的相应活塞。
该曲轴可以包括多个凸轮,其中在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,在这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞各自与所述多个凸轮中的一个不同凸轮处于驱动关系。
典型地,该多个凸轮中的一个或多个凸轮(各自)被设置成与在该第一组阀汽缸装置中的一个阀汽缸装置中往复运动的一个活塞和在第二组阀汽缸装置中的一个阀汽缸装置中往复运动的一个活塞处于驱动关系。
典型地,该曲轴包括第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,在该第一阀汽缸装置中往复运动的该活塞典型地与该第一凸轮处于驱动关系,在该第二阀汽缸装置中往复运动的该活塞典型地与该第二凸轮处于驱动关系,并且在该第三阀汽缸装置中往复运动的该活塞典型地与该第三凸轮处于驱动关系。
这些活塞中的一些或(典型地)全部可以被安排成使得当它们在这些相应阀汽缸装置中往复运动时,它们围绕(基本上)平行于该旋转轴线的一个相应摆动轴线旋转(并且摆动)。
典型地,该曲轴的这些凸轮彼此轴向地偏移(即,在(基本上)平行于该旋转轴线的方向上)。
每个阀汽缸装置的该汽缸典型地形成一个相应流体工作室的至少一部分。每个工作室典型地具有一个容积,该容积随着一个相应活塞在该汽缸内的往复移动而周期性地改变。
可以提供一个轴位置和速度传感器,该轴位置和速度传感器确定该轴的瞬时角度位置和旋转速度并且将轴位置和速度信号传送至一个控制器。这使得该控制器能够确定每个单独工作室的周期的瞬时相位。该控制器典型地为在使用中执行所存储程序的一个微处理器或微控制器。这些阀的打开和/或关闭典型地是在该控制器的主动控制下。
该控制器调节该第一(例如,低压)阀和第二(例如,高压)阀的打开和/或关闭以便基于逐个周期以与工作室容积的周期的定相关系来确定穿过每个工作室(或穿过该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)的流体的位移,从而根据需求(例如,输入到该控制器的需求信号)确定穿过这些组阀汽缸装置的流体的净通过量。因此,该流体工作机器典型地根据在EP0361927、EP0494236和EP1537333中所披露的原理进行操作,所述文献的内容通过这种引用结合在此。
典型地,可以独立于那个组的其他活塞来流体地控制(例如,通过控制液压或气压致动的控制器)在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的第一个和/或第二个内的这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞。因此,可以控制这些活塞中的一个或两个以便流体地工作,而那个组的其他一个或多个活塞在任何给定的工作周期中保持空闲。
在一个实施例中,该流体工作机器包括十二组三个阀汽缸装置。在另一个实施例中,该流体工作机器包括四组三个阀汽缸装置。
该第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮优选地围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在均等或基本上均等地隔开的相位处驱动该第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮或由他们驱动。基本上均等地隔开的相位可以不同于完全均等地隔开的定相,例如,在完全均等地隔开的定相的±20°、±15°、±10°、±7.5°、±5°、±4°、±3°、±2°或±1°内。
更一般地说,该第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮可以是多个凸轮中的凸轮,并且该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置可以是被包括在该第一组和第二组中的相应多个阀汽缸装置中的阀汽缸装置,该多个凸轮中的这些凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在这些组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在(基本上)均等地隔开的相位处驱动这些凸轮或由这些凸轮驱动。
可能的是(例如,在电动机或泵-电动机在电动模式下操作的情况下),在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处接收加压的流体脉冲(以便驱动在所述相应阀汽缸装置中往复运动的这些活塞)。可能的是,该曲轴的这些凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,在所述一个组或每个组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处驱动这些凸轮。另外或作为替代方案,(例如,在泵或泵-电动机在泵送模式下操作的情况下)可能的是,该曲轴的这些凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在所述一个组或每一个组阀汽缸装置内,在这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处由这些凸轮驱动,并且所述一个组或每个组的这些阀汽缸装置在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处提供加压的流体脉冲。
术语“相位”涉及限定在这些阀汽缸装置的这些活塞与这些汽缸之间的瞬时汽缸工作容积是在汽缸工作容积的一个周期内的情况。相位典型地相对于在汽缸工作容积的一个周期(例如,上止点或下止点)内的一个任意活塞位置进行限定(例如,从零至360度或0至2xpi弧度)。
通过将该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些活塞在其处驱动这些相应凸轮或由这些相应凸轮驱动的相位均等地隔开,可以确保该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个提供一个平稳的(基本上恒定的)输出。通过确保所述一个组或每个组提供一个平稳的输出,“被聚合”在一起(即,例如,在该流体工作机器的一个适当地成形的端板处组合)的任何此类组将导致同样平稳的一个成组的(组合的或联合的)输出。
将理解的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置的每一个中可能存在、但不必存在相等数量的阀汽缸装置。将理解的是,在每一个中(或在任一组中)可能存在、但不必存在与该曲轴上的凸轮数量相同数量的阀汽缸装置。
在一个实施例中,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个(仅)由第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置组成。在这种情况下,该曲轴的这些凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在彼此异相(基本上)120°的相位处驱动这些凸轮或由这些凸轮驱动。
这些凸轮因此可以围绕该旋转轴线不均匀地分布。在这种情况下,该曲轴可以被加重以便考虑凸轮围绕该旋转轴线的不均匀分布。另外或作为替代方案,该控制器(在提供的情况下)可以被配置成以(典型地规则的)时间间隔实现这些活塞/阀汽缸装置组合中的一个或多个的一个或多个空闲周期以便减少该曲轴上的应力。
所述第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置典型地各自包括一个第一工作流体端口和一个第二工作流体端口,其中在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置中,这些阀汽缸装置的这些第一工作流体端口流体地连接并且这些阀汽缸装置的这些第二工作流体端口流体地连接。该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置中的每一个的该第一工作流体端口可以是具有一个高压阀的一个入口端口或一个出口端口。该第二组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置中的每一个的该第一工作流体端口可以是一个低压阀的一个入口端口或一个出口端口。
典型地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置各自具有包括一个第一工作流体端口的一个第一阀,在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口经由一个相应的(第一)共用管道而彼此处于流体联通。典型地,该一个或多个(第一)共用管道在该汽缸体(在提供的情况下)内(并且典型地穿过该汽缸体)延伸。典型地,提供一个单个(第一)共用管道以便将该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些第一工作流体端口流体地连接。
可能的是,在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置的这些第一阀各自包括多个第一工作流体端口,所述第一工作流体端口与该(第一)共用管道处于流体联通。
优选地,这些凸轮在不同相位(如以上所讨论,这些相位优选地是至少基本上均等地隔开的)处驱动在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞或由这些活塞驱动。在这种情况下,所述第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的每一个的这些(第一)共用管道可以具有比其他可能情况下更小的直径,因为它们不需要具有用于去往或来自那个组的所有阀汽缸装置的组合峰值流量的容量。
该流体工作机器可以是一个液压或气压(专用)泵、(专用)电动机或可操作为泵和/或电动机(在不同操作模式下)的泵-电动机。在泵-电动机操作为泵和电动机的情况下,最典型的是,该泵-电动机在第一周期中操作为泵并且在该第二周期之前和/或之后的一个第一周期中操作为电动机。典型地,该泵-电动机在一个单个周期中将不操作为泵和电动机。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是低压阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是高压阀。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是入口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是出口阀。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口可以是工作流体入口。具体地说,当在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀是入口阀时,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口典型地为工作流体入口。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口可以是工作流体出口。具体地说,当在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀是出口阀时,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口典型地为工作流体出口。
在该流体工作机器是在泵送模式下操作的一个液压或气压(专用)泵或一个泵-电动机的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是高压出口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是低压入口阀。
在该流体工作机器是在电动模式下操作的一个液压或气压(专用)电动机或一个泵-电动机的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是低压出口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀可以是高压入口阀。
在一个优选实施例中,该流体工作机器是一个液压泵或气压泵。在这种情况下,优选的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀为出口(高压)阀,并且在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的相应第一工作流体端口为相应第一工作流体出口,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些出口(高压)阀的所述相应工作流体出口经由在该汽缸体内延伸的该相应(第一)共用管道而彼此处于流体联通。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置中的阀汽缸装置典型地包括具有相应第二工作流体端口的第二阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述相应第二工作流体端口可以经由一个相应第二共用管道而彼此处于流体联通。该第二共用管道(在提供的情况下)典型地在该汽缸体(在提供的情况下)内(例如穿过该汽缸体)延伸。
可能的是,在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置的这些第二阀各自包括多个第二工作流体端口,所述第二工作流体端口与该第二共用管道处于流体联通。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是入口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是出口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为入口阀的情况下,典型地在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀为出口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为出口阀的情况下,典型地在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀为入口阀。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是低压阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是高压阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为低压阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为高压阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为高压阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为低压阀。
在该流体工作机器是在泵送模式下操作的一个液压或气压(专用)泵或一个泵-电动机的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是高压出口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是低压入口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为高压出口阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为低压入口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为低压入口阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为高压出口阀。
在该流体工作机器是在电动模式下操作的一个液压或气压(专用)电动机或一个泵-电动机的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是低压出口阀,或在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第二阀可以是高压入口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为低压出口阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为高压入口阀。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的所述第一阀为高压入口阀的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀典型地为低压出口阀。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口可以是工作流体入口。具体地说,当在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀是入口阀时,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口典型地为工作流体入口。
该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口可以是工作流体出口。具体地说,当在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀是出口阀时,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口典型地为工作流体出口。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口是工作流体入口的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口典型地为工作流体出口。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第一阀的所述第一工作流体端口是工作流体出口的情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的所述第二工作流体端口典型地为工作流体入口。
可能的是,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置相对于该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置倾斜,这样使得当沿着该旋转轴线观察时,该第二阀汽缸装置的该纵向轴线(在该第二阀汽缸装置内往复运动的该活塞沿着该纵向轴线往复运动)与该第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置的该纵向轴线(在该相应的第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置中往复运动的这些活塞沿着该纵向轴线往复运动)在该旋转轴线处相交。
然而,在一些情况下,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置可以相对于该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置倾斜,这样使得当沿着该旋转轴线观察时,该第二阀汽缸装置的该纵向轴线(在该第二阀汽缸装置内往复运动的该活塞沿着该纵向轴线往复运动)与该第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置的该纵向轴线(在该相应的第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置中往复运动的这些活塞沿着该纵向轴线往复运动)在该旋转轴线上方(即,在比该旋转轴线距离该第二阀汽缸装置和该第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置更接近该第二阀汽缸装置和该第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置的一个点处)相交。与该相交点在该旋转轴线上的情况相比,这允许在该第二阀汽缸装置与该第一阀汽缸装置和/或第三阀汽缸装置之间周向地提供用于该(第一)共用管道(和/或该第二共用管道,在提供的情况下)的更多的空间。
优选地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该(第一)共用管道具有(基本上)平行于该旋转轴线的一个纵向轴线。
如以上所指示,这些阀汽缸装置可以容纳在一个汽缸体中。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道优选地包括在(基本上)平行于该旋转轴线的方向上延伸穿过该汽缸体(或在该汽缸体延伸)的一个单个直孔道(或由一个单个直孔道组成)。尽管如此,所述(第一)共用管道可以通过除了钻孔之外的制造技术形成,例如,通过可以代替钻孔或除钻孔之外使用的铸造、铣削、电火花腐蚀、激光技术和/或电子束技术。
在本说明书和随附权利要求书内,就基本上平行来说,包括一些背离平行的可能性,例如,在达到平行的±1°、±2°、±3°、±4°、±5°、±7.5°、±10°、±15°或±20°内。
在本说明书和随附权利要求书内,就一个特征相对于另一个特征“基本上径向”向外延伸来说,包括一些背离径向的可能性,例如,在达到径向的±1°、±2°、±3°、±4°、±5°、±7.5°、±10°、±15°或±20°内。
典型地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,那个组的该(第一)共用管道在该汽缸体内(例如穿过该汽缸体)、在这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口之间延伸。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道的一个纵向轴线或该纵向轴线优选地围绕该旋转轴线在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移,并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从该第二阀汽缸装置偏移,这样使得该(第一)共用管道具有一个圆周位置,该圆周位置周向地布置在该第二阀汽缸装置的圆周位置与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的圆周位置之间。
典型地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道延伸至该机器的一个(例如,入口或出口)工作流体端口。该(例如,入口或出口)工作流体端口可以设置在联接(例如,用螺栓连接)到该汽缸体的一个轴向面上的一个端板处。
优选地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道与这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些第一工作流体端口相交。因此,该(第一)共用管道典型地直接连接到这些第一阀的这些第一工作流体端口,这样使得该(第一)共用管道与这些第一阀的这些第一工作流体端口处于直接流体联通。将理解的是,在这种情况下,该(第一)共用管道典型地与该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔相交。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道可以(基本上)平行于该旋转轴线延伸。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道可以呈(基本上)平行于该旋转轴线的一条直线延伸。
该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道典型地在那个组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置的这些第二阀的相应第二工作流体端口之间在该汽缸体内(例如穿过该汽缸体)延伸。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道优选地(各自)由在那个组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口之间穿过该汽缸体(或在该汽缸体内)的一个单个(基本上)直的孔道形成。该(或每一个)单个(基本上)直的孔道优选地(基本上)平行于该曲轴的该旋转轴线。
尽管如此,所述第二共用管道可以通过除了钻孔之外的制造技术形成,例如,通过可以代替钻孔或除钻孔之外使用的铸造、铣削、电火花腐蚀、激光技术和/或电子束技术。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道可以具有一个纵向轴线,该纵向轴线围绕该旋转轴线在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从那个组的该第二阀汽缸装置偏移,这样使得该第二共用管道具有一个圆周位置,该圆周位置周向地布置在那个组的该第二阀汽缸装置的圆周位置与那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的圆周位置之间。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道典型地(基本上)平行于该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的一个或(优选地)两者的这些(第一)共用管道延伸。典型地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一共用管道和第二共用管道彼此平行地延伸。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二共用管道典型地延伸到该机器的一个(例如,入口或出口)端口(该端口可以设置在联接(例如,用螺栓连接)到该汽缸体的一个轴向面上的一个端板处)。
在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置中的每一个(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)内,这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些第二工作流体端口可以经由该第二共用管道(在提供的情况下)连接至一个共用流体源,而这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些第一工作流体端口典型地经由该(第一)共用管道连接至一个共用流体池。
在一些情况下,在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)内,该第二共用管道(在提供的情况下)与这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口相交。因此,该第二共用管道(在提供的情况下)可以直接联接至这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口,这样使得该第二共用管道与这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口处于直接流体联通。将理解的是,在这种情况下,该第二共用管道(在提供的情况下)典型地与那个组的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔相交。
可以提供多个、m个所述组阀汽缸装置,每个组包括n个阀汽缸装置。典型地,相邻的组围绕该旋转轴线彼此间隔开。在一些实施例中,m个组中的每一个的该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移一个(360/(m*n))°的角度。例如,如果提供四组三个阀汽缸装置,那么可能的是,第m组的该第二个阀汽缸装置从那个组的第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移(360/(4*3))°=30°。在另一个实例中,可以提供八组三个阀汽缸装置。在这种情况下,第m组的该第二个阀汽缸装置从那个组的第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移(360/(8*3))°=15°。如果在每个组中提供不同数量的阀汽缸装置,那么可能的是,以上方程式仍然适用,但n可以被重新定义为m个组中包括最大数量的阀汽缸装置的那一组中的阀汽缸装置的数量。
如以上所指示,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第二阀汽缸装置的该纵向轴线典型地围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个或两者的该纵向轴线偏移。该第二阀汽缸装置的该纵向轴线可以围绕该旋转轴从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个或两者的该纵向轴线偏移一个(360/(m*n))°的角度,其中m是设置在该汽缸体中的阀汽缸装置的组的数量并且n是每组的阀汽缸装置的数量(或者,如以上所解释,n可以是m个组阀汽缸装置中具有最大数量的阀汽缸装置的那一组阀汽缸装置中的阀汽缸装置的数量)。
同样如以上所讨论,该曲轴的该第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮可以围绕该旋转轴线彼此偏移。该第一凸轮和第三凸轮典型地在第一旋转方向上(例如,顺时针)彼此偏移一个2*(360/(n))°的角度,其中n是每组的阀汽缸装置的数量(或,如以上所解释,n可以是m个组阀汽缸装置中具有最大数量的阀汽缸装置的那一组阀汽缸装置中的阀汽缸装置的数量)。该第二凸轮可以围绕该旋转轴线在所述第一旋转方向上从该第一凸轮偏移一个((360/(n))-α)°角度,其中α是该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个中的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移的角度度数。该第二凸轮典型地围绕该旋转轴线在一个旋转方向或该第一旋转方向上(例如,顺时针)从该第一凸轮偏移并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从该第三凸轮偏移,这样使得该第二凸轮具有周向地介于该第一凸轮的圆周位置与该第三凸轮的圆周位置之间的一个圆周位置。
具体地说,m(即,阀汽缸装置的组的数量)和/或n(在某个组阀汽缸装置中的阀汽缸装置的数量)可以大于或等于3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16。可能α可以介于0°、2.5°、5°、7.5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°或120°(下限)与10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°、160°、170°、175°或177.5°(上限)之间。
该流体工作机器可以包括一个第三组阀汽缸装置(该第三组阀汽缸装置典型地相邻于该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置),该第三组阀汽缸装置围绕该旋转轴线与该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置隔开。该第三组阀汽缸装置可以具有围绕该曲轴安排且相对于该曲轴向外延伸的第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移并且该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移,其中该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
该流体工作机器可以包括一个第四组阀汽缸装置(该第四组阀汽缸装置典型地相邻于该第一组阀汽缸装置、第二组阀汽缸装置和第三组阀汽缸装置中的一个或两个),该第四组阀汽缸装置围绕该旋转轴线与该第一组阀汽缸装置、第二组阀汽缸装置和第三组阀汽缸装置隔开。该第四组阀汽缸装置可以具有围绕该曲轴安排且相对于该曲轴向外延伸的第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移并且该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移,其中该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
将理解的是,该第三组阀汽缸装置第四组阀汽缸装置(在提供的情况下)可以具有以上讨论的该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的这些任选特征中的一些或全部。
将理解的是,根据本发明的第一方面的流体工作机器允许在无电荷或大气压状态或预充电或升压状态下进行操作。换句话说,根据本发明的第一方面的流体工作机器可以预充电/升压和/或非预充电/升压运行。该机器预充电/升压与否取决于该机器作为其一部分的系统的应用、以及在操作中的那个系统和机器的需求(例如,如果该机器用作一个辅助泵送系统的一部分)。
本发明的一个第二方面提供一种制造流体工作机器的方法,该方法包括:提供可围绕一个旋转轴线旋转的一个曲轴;提供相邻的第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的一个或每一个具有第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置;并且围绕该曲轴安排该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置,这样使得它们相对于该曲轴向外延伸,使得该相邻的第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置围绕该旋转轴线彼此隔开,并且使得在第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移,该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移,并且该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸至少部分地重叠。
该方法可以进一步包括提供具有第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮的该曲轴。该方法可以进一步包括提供在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中往复运动的相应活塞。在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,在该第一阀汽缸装置中往复运动的该活塞优选地与该第一凸轮处于驱动关系,在该第二阀汽缸装置中往复运动的该活塞优选地与该第二凸轮处于驱动关系并且在该第三阀汽缸装置中往复运动的该活塞优选地与该第三凸轮处于驱动关系,该第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个中往复运动的这些活塞在(基本上)均等地隔开的相位处驱动这些凸轮或由这些凸轮驱动。
该方法可以包括:将该流体工作机器配置成使得在所述一个组或每个组阀汽缸装置中,这些阀汽缸装置在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处接收加压的流体脉冲(以便驱动在所述相应阀汽缸装置中往复运动的这些活塞)。可能的是,该方法进一步包括:使该曲轴的这些凸轮围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移,这样使得在所述一个组或每个组中,在这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处驱动这些凸轮。另外地或作为替代方案(例如,在泵或泵-电动机在泵送模式中操作的情况下),该方法可以包括围绕该旋转轴线彼此旋转地偏移这些凸轮,这样使得在该所述一个或每个组阀汽缸装置中,在这些阀汽缸装置中往复运动的这些活塞由凸轮在均等地隔开或基本上均等地隔开的相位处驱动并且该所述一个或每个组的这些阀汽缸装置在均等隔开或基本上均等地隔开的相位处提供加压的流体脉冲。
该方法可以进一步包括:向第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置提供包括第一工作流体端口的相应第一阀;并且在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置的所述一个或每一个内,使这些第一阀的这些第一工作流体端口经由一个相应(第一)共用管道而彼此形成流体联通。
可能的是,在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置的这些第一阀各自包括多个第一工作流体端口。该方法可以包括使所述第一工作流体端口与该(第一)共用管道形成流体联通。
将理解的是,以上关于本发明的第一方面概括的这些第一阀、这些第一阀的这些第一工作流体端口以及该(第一)共用管道的任选特征也适用于本发明的第二方面。
在第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道优选地具有(基本上)平行于该旋转轴线的一个纵向轴线。
如以上所指示,这些阀汽缸装置可以容纳在该流体工作机器的一个(典型地整体的)汽缸体内。在这种情况下,该方法可以进一步包括:在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,通过钻出在(基本上)平行于该旋转轴线的一个方向上穿过该汽缸体(或在该汽缸体内)的一个单个(基本上)直的孔道来形成该(第一)共用管道。
典型地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,那个组的该(第一)共用管道在该汽缸体内(例如,穿过该汽缸体)、在这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应工作流体端口之间延伸。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该(第一)共用管道的一个纵向轴线或该纵向轴线优选地围绕该旋转轴线在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移,并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从该第二阀汽缸装置偏移,这样使得该(第一)共用管道具有一个圆周位置,该圆周位置周向地布置在该第二阀汽缸装置的圆周位置与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的圆周位置之间。
优选地,在该第一组和第二组中的所述一个或每一个内,该方法包括将这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口与该(第一)共用管道相交。因此,该(第一)共用管道典型地直接连接到这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口,这样使得该(第一)共用管道与这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口处于直接流体联通。
该方法可以进一步包括在这些阀汽缸装置设置在其中的该汽缸体中形成(例如,铸造和/或钻出)多个壳体孔。
该方法可以进一步包括将所述一个组或每个组的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置安装在相应壳体孔中。
在该第一组和第二组中的所述一个或每一个内,该方法可以包括使那个组的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔与那个组的该(第一)共用管道相交(典型地,这样使得该(第一)共用管道可以与那个组的这些阀汽缸装置的这些第一阀的这些相应第一工作流体端口相交)。
典型地,该方法进一步包括:在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,使该(第一)共用管道延伸到该机器的一个(例如,入口或出口)端口(该端口典型地不同于这些阀汽缸装置的这些阀的这些工作流体端口)。该机器的所述(例如,入口或出口)端口可以设置在联接(例如,用螺栓连接)到该汽缸体的一个轴向面上的一个端板处。该方法可以进一步包括将一个端板联接(例如,用螺栓连接)到该汽缸体的一个轴向面上,该端板包括该或一个相应(第一)共用管道与之处于流体联通的一个或多个工作流体端口。
在第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中,这些阀汽缸装置典型地各自具有包括一个第二工作流体端口的第二阀。在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)内的这些阀汽缸装置的该第二阀的这些相应第二工作流体端口可以经由一个相应第二共用管道(该第二共用管道典型地在该汽缸体内延伸)而彼此处于流体联通。因此,该方法可以包括形成该第二共用管道(典型地在该汽缸体内延伸,在提供的情况下),这样使得该第二共用管道使在该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)内的这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口彼此形成流体联通。
可能的是,在所述一个组或每个组阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置的这些第二阀各自包括多个第二工作流体端口。该方法可以包括使该所述第二工作流体端口与该第二共用管道形成流体联通。
将理解的是,以上关于本发明的第一方面概括的这些第二阀、这些第二阀的这些第二工作流体端口以及该第二共用管道的任选特征也适用于本发明的第二方面。
该方法可以包括形成该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道使得该第二共用管道(基本上)平行于该旋转轴线延伸。
该方法可以包括形成该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道使得该第二共用管道(基本上)呈(基本上)平行于该旋转轴线的一条直线延伸。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)内,该方法可以包括形成该第二共用管道(在提供的情况下)使得该第二共用管道在该汽缸体内(例如,穿过该汽缸体)、在这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口之间延伸。
该方法可以包括通过形成穿过该汽缸体(或在该汽缸体内)的一个(单个)直孔道来形成该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个(每个)第二共用管道。优选地,(在所述组内)该第二共用管道的该(单个)直孔道在这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口之间延伸。
优选地,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该方法包括使这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口与那个组的该相应第二共用管道相交。因此,该第二共用管道典型地直接联接至那个组的这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口,这样使得那个组的该第二共用管道与那个组的这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口处于直接流体联通。
该方法可以进一步包括在这些阀汽缸装置可以设置在其中的该汽缸体中形成(例如,铸造和/或钻出)多个壳体孔。在该第一组和第二组中的所述一个或每一个内,该方法可以包括使那个组的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在其中的这些壳体孔与该第二共用管道相交(典型地,这样使得该第二共用管道可以与那个组的这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口相交)。
该第一组和第二组(在提供的情况下)中的第一个和/或第二个(或所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道可以具有一个纵向轴线,该纵向轴线围绕该旋转轴线在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(旋转地)偏移并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从那个组的该第二阀汽缸装置偏移,这样使得该第二共用管道具有一个圆周位置,该圆周位置周向地布置在那个组的该第二阀汽缸装置的圆周位置与那个组的该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的圆周位置之间。
该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置(在提供的情况下)(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道典型地(基本上)平行于该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该(第一)共用管道延伸。
该方法可以进一步包括使该第一组阀汽缸装置和/或第二组阀汽缸装置(在提供的情况下)(或该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个)的该一个或多个第二共用管道延伸至该机器的一个或多个(例如,入口或出口)端口(该一个或多个端口可以设置在联接(例如,用螺栓连接)到该汽缸体的一个轴向面上的一个端板处)。
在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置(或其中的所述一个或每一个)的阀汽缸装置内,这些阀汽缸装置的这些第二阀的这些相应第二工作流体端口可以经由该第二共用管道连接到一个共用流体源,而那个组的这些阀汽缸装置的这些相应第一工作流体端口典型地经由那个组的该(第一)共用管道联接到一个共用流体池。
本发明的一个第三方面提供一种流体工作机器,该流体工作机器包括:一个汽缸体,该汽缸体包括一个轴向孔;一个曲轴,该曲轴在该轴向孔内延伸并且可围绕一个旋转轴线旋转;第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置,该第一阀汽缸装置和第二阀汽缸装置设置在该汽缸体的相应的第一壳体孔和第二壳体孔中,所述壳体孔围绕该轴向孔安排并且相对于该轴向孔向外延伸,其中该第一壳体孔和第二壳体孔彼此轴向地偏移,其中该第一壳体孔和第二壳体孔围绕该旋转轴线彼此偏移,并且其中该第一壳体孔具有与该第二壳体孔的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。
本发明还在本发明的一个第四方面中涉及一种流体工作机器,该流体工作机器包括:一个汽缸体,该汽缸体包括一个轴向孔;一个曲轴,该曲轴在该轴向孔内延伸并且可围绕一个旋转轴线旋转;相邻的第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置围绕该旋转轴线彼此隔开,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的一个或每一个具有第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置,该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置设置在该汽缸体的相应的第一壳体孔、第二壳体孔和第三壳体孔中,所述壳体孔围绕该轴向孔安排并且相对于该轴向孔向外延伸,其中,在该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第一壳体孔和第三壳体孔彼此轴向地偏移,该第二壳体孔从该第一壳体孔和第三壳体孔轴向地偏移,并且该第二壳体孔围绕该旋转轴线从该第一壳体孔和第三壳体孔(旋转地)偏移,该第二壳体孔具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一壳体孔和第三壳体孔中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
本发明的第四方面的流体工作机器的其他任选特征,以及如这些阀汽缸装置、该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置等的特征对应于以上关于前三个方面描述的那些。所述壳体孔的轴向尺寸以及轴向重叠的尺寸和轴向偏移的尺寸对应于以上关于多个阀汽缸装置所描述的。
关于本发明的至少第一方面、第二方面和第四方面,优选地,该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的每一个具有归属于“该第一组阀汽缸装置和第二组阀汽缸装置中的一个或每一个”的特征。
将理解的是,在适当的情况下,本发明的每个方面的任选特征和强制性特征是本发明的其他方面中的每一个的一个任选方面。为了避免疑惑,在适用的情况下,本发明的第一方面的这些任选特征和强制性特征是本发明的第二方面、第三方面和第四方面的任选特征。
附图说明
现将参考以下附图来说明本发明的一个示例实施例,在附图中:
图1a和图1b是一个流体工作机器的一个汽缸体和一个曲轴的分解透视图和前视图;
图2a和图2b是图1a和图1b中所示的汽缸体和曲轴的分解透视图和后视图;
图3a和图3b是图1a、图1b、图2a和图2b的汽缸体和曲轴的侧视图;
图4是图1-图3的汽缸体和曲轴的侧截面视图;
图5a-图5d是图1-图4的曲轴的前视图、透视图和相应侧视图,图5c和图5d示出处于不同旋转阶段的曲轴;
图6是关于包括图1-图5的汽缸体和曲轴的一个流体工作机器的一组活塞汽缸装置的输出对时间的曲线图;并且
图7a-图7c是围绕图5a-图5d的曲轴布置并且远离其延伸的一组活塞汽缸装置的曲轴、活塞和阀汽缸装置的前视图、侧视图和透视图,图7a-图7c也示出分别流体地连接在每个组内的低压阀和在每个组内的高压阀的这些共用管道。
示例实施方式的详细说明
图1a和图1b分别是一个径向活塞流体工作机器的一个(典型地整体的)汽缸体1和可旋转曲轴2的分解前透视图和前视图,该流体工作机器可以是(例如)一个液压泵或气压泵、电动机或泵/电动机(其能够在不同操作模式下操作为泵和/或电动机)。图2a、图2b分别是汽缸体1和曲轴2的后透视图和后视图。图3a、图3b是汽缸体1和曲轴2的相应侧视图。该曲轴可围绕一个旋转轴线3(参见图1a)旋转,并且设置在沿平行于旋转轴线3的方向延伸穿过汽缸体1的一个中心轴向孔4中。汽缸体1包括被设定尺寸并且被安排来接收(和/或帮助限定)相应阀汽缸装置13的四个组5-10的壳体孔12(通过钻出穿过汽缸体1的多个孔道或通过在汽缸体1中铸造多个孔而形成,这些孔典型地是随后钻出的),这些阀汽缸装置中的每一个包括与一个汽缸15流体联通(并联接到其上)的一个整合的阀单元14。将理解的是,可以省略这些汽缸15,并且作为替代方案,这些壳体孔12可以限定这些阀汽缸装置13的汽缸。
这些壳体孔12围绕曲轴2布置并且相对于曲轴2(典型地径向)向外延伸。组5-10的壳体孔12围绕旋转轴线3与相邻组的壳体孔隔开。在所示实施例中,组5-10的壳体孔12基本上相同。因此,将理解的是,第一组5的特征也是(在所示实施例中)其他组6-10的特征。实际上,该第一组的这些阀汽缸装置典型地设置在与其他组6-10的相应阀汽缸装置相同的平面上(即,不同组之间的相应阀汽缸装置具有(典型地完全)重叠的轴向尺寸)。因此,以下仅详细描述第一组5。然而,在其他实施例中,不同组之间可能存在变化,如每组的壳体孔的数量(以及因此阀汽缸装置的数量)和这些共用管道的配置(参见下文)。
第一组5的壳体孔12包括第一壳体孔12a、第二壳体孔12b和第三壳体孔12c。第一壳体孔12a和第三壳体孔12c在平行于旋转轴线3的方向上彼此轴向地移位,并且沿着在平行于旋转轴线3的方向上、在第一壳体孔12a的中心与第三壳体孔12c的中心之间的一个对齐轴线16(参见图2a)彼此对齐。第二壳体孔12b从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c轴向地偏移,并且第二壳体孔12b还与如图1a所观察到的在顺时针方向上围绕旋转轴线3从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移大约30°的角度(围绕旋转轴线3从对齐轴线到第二壳体孔12b的中心所测量的)。第二壳体孔12b具有一个轴向尺寸b,其与第一壳体孔12a的轴向尺寸a和第三壳体孔12c的轴向尺寸c重叠(参见图1a),而第一壳体孔12a和第三壳体孔12c的轴向尺寸典型地不重叠。通过将第二壳体孔12b从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c轴向地偏移,将第二壳体孔12b与第一壳体孔12a和第三壳体孔12c围绕旋转轴线3偏移并且将第二壳体孔12b的轴向尺寸b与第一壳体孔12a的轴向尺寸a和第三壳体孔12c的轴向尺寸c重叠,组5的壳体孔具有一个节省空间的嵌套安排。这允许将较大数量的壳体孔12(以及因此阀汽缸装置)结合到具有一个给定轴向长度(即,在平行于旋转轴线的方向上的一个给定长度)的一个汽缸体1中。第二壳体孔12b还具有围绕该旋转轴线的一个尺寸x,在这种情况下该尺寸与第一壳体孔12a围绕该旋转轴线的尺寸y和第三壳体孔12c围绕该旋转轴线的尺寸z不重叠(但在其他实施例中,第二壳体孔12b的尺寸x可以与第一壳体孔12a围绕该旋转轴线的尺寸y和/或第三壳体孔12c围绕该旋转轴线的尺寸z重叠)。
将理解的是,在组5-10中的每一个中,设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13彼此轴向地对齐且轴向地偏移,并且设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13轴向地偏移并且设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13围绕该旋转轴线从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13偏移。设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的轴向尺寸与设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的轴向尺寸重叠,而设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的轴向尺寸典型地不重叠。实际上,典型地,设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的汽缸15(在提供的情况下)彼此轴向地对齐且轴向地偏移,设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的汽缸15(在提供的情况下)从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的汽缸15轴向地偏移,并且设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的汽缸15围绕该旋转轴线3从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的汽缸15偏移。设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的汽缸15的轴向尺寸典型地与设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的汽缸15的轴向尺寸重叠,而设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的汽缸15的轴向尺寸典型地不重叠。
这些阀汽缸装置13的整合的阀单元14包括低压阀和高压阀两者。将理解的是,对于泵(或在泵送模式下操作的泵/电动机)来说,该低压阀用作一个入口阀并且该高压阀用作一个出口阀;对于电动机(或在泵送模式下操作的泵/电动机)来说,该低压阀用作一个入口阀并且该高压阀用作一个出口阀。这些阀单元14典型地包括一个螺纹头14a,该螺纹头可以拧进设置在这些壳体孔12的径向外部(相对于旋转轴线3)末端中的相应螺纹中以便将阀单元14保持在这些壳体孔12中。另外或作为替代方案,螺纹可以设置在这些汽缸15(在提供的情况下)的外径上,这些螺纹替代地与壳体孔12的螺纹相匹配。
这些阀单元14各自还包括设置在阀单元14的一个第二末端处的一个阀头部14b,该第二端与在阀汽缸装置13的一个径向外部(相对于该曲轴)末端处的螺纹头14a相对。设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b彼此轴向地对齐且轴向地偏移,设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的阀单元14的头部轴向地偏移,并且设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b围绕该旋转轴线3从设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的阀单元14的头部偏移。设置在壳体孔12b中的阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b的轴向尺寸典型地与设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b的轴向尺寸重叠,而设置在壳体孔12a和壳体孔12c中的这些阀汽缸装置13的阀单元14的头部14b的轴向尺寸典型地不重叠。
如图4中所示,这些汽缸15的(或壳体孔12的)径向内部(相对于旋转轴线3)末端包括往复地接收与曲轴2处于驱动关系的活塞24的开口。曲轴2包括彼此轴向地移位的第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮30-34(它们在所示实施例中为偏心轮)。这些活塞24各自包括放置在曲轴2的一个相应凸轮30-34上(并与该凸轮处于驱动关系)的活塞脚24a。更确切地说,经由相应活塞脚24a,第一凸轮30与在设置在(组5-10中的每一个的)第一壳体孔12a中的阀汽缸装置13中往复运动的活塞24处于驱动关系;第二凸轮32与在设置在(组5-10中的每一个的)第二壳体孔12b的阀汽缸装置13中进行往复运动的活塞24处于驱动关系;并且第三凸轮34与在设置在(组5-10中的每一个的)第三壳体孔12c的阀汽缸装置13中进行往复运动的活塞24处于驱动关系。所述活塞24基本上在一个相对于旋转轴线3径向的方向上在一个相应汽缸15(或壳体孔12)内循环地往复运动,从而循环地改变限定在相应活塞24与所述活塞在其中往复运动的汽缸15(或壳体孔12)之间的相应工作室的容积。这些活塞24被安排成使得当它们驱动曲轴2的相应凸轮30-34或由这些凸轮驱动时,它们围绕平行于该旋转轴线的相应摆动轴线旋转(并且摆动)。
整合的阀单元14包括可与一个阀座啮合的一个阀构件。整合的阀单元14典型地为一个环形阀单元,其具有呈设置在环形阀单元14(参见以下描述的图7a-图7c)的周长中的环形通道形式的多个阀入口和阀出口。整合的阀单元14的低压阀和高压阀中的一个或两个可电子地致动(即,这些阀的打开和/或关闭可以电子地控制)。可以提供一个位置和速度传感器,其确定曲轴2的瞬时角度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(未示出)。这使得该控制器能够确定每个单独工作室的周期的瞬时相位。这些阀的打开和/或关闭典型地是在该控制器的主动控制下。该控制器因此调节这些低压阀和高压阀的打开和/或关闭以便基于逐个周期以与工作室容积的周期的定相关系来确定穿过每个工作室(或穿过每组工作室)的流体的位移,以便根据需求(例如,输入到该控制器的需求信号输入)确定穿过组5-10中的每一个的流体的净通过量。因此,该流体工作机器典型地根据在EP0361927、EP0494236和EP1537333中所披露的原理进行操作,所述文献的内容通过这种引用结合在此。
通过将组5-10围绕旋转轴线3彼此隔开,可以减少曲轴2的径向尺寸(这是与围绕曲轴2紧密地堆积这些组相比较来说的)。以下对此进行解释。需要活塞脚24a能够抵靠与之处于驱动关系的相应凸轮放置。将组5-10围绕曲轴2彼此隔开减少了可以围绕曲轴2设置的活塞汽缸装置的数量,并且因为需要更少的活塞脚放置在每个凸轮30-34上,所以这些凸轮30-34的表面积不需要那么大并且凸轮30-34的径向尺寸可以相应地减小。另外,汽缸体1可以机械地制造得比其中这些壳体孔12更紧密地堆积的汽缸体更强,因为(加强)材料设置在围绕旋转轴线3的这些组之间的空间中。
第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮30-34围绕曲轴2的旋转轴线3彼此偏移,并且它们驱动(在泵或泵/电动机在泵送模式下操作的情况下)在壳体孔12a、12b、12c中往复运动的这些活塞或由这些活塞驱动(在电动机或泵/电动机在电动模式下操作的情况下)。每个组的第二壳体孔12b围绕该旋转轴线从那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移,并且因此为了提供一个平稳的输出,凸轮30-34围绕该旋转轴线不均等地分布(0°、120°、240°)。相反地,与第二(偏移)阀汽缸装置12b处于驱动关系的第二凸轮32还从相对于第一凸轮30和第三凸轮34均等地隔开的一个位置偏移,以便向该机器提供在(基本上)均等地隔开的相位处驱动或被驱动的一起工作的多组活塞汽缸装置。例如,如果第二壳体孔12b从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c的对齐轴线16偏移30°,那么第二凸轮32可以在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)围绕该旋转轴线从第一凸轮30偏移90°,第三凸轮34可以在所述第一旋转方向上围绕该旋转轴线从第一凸轮30偏移240°,并且第三凸轮34可以在所述第一旋转方向上围绕该旋转轴线从第二凸轮32偏移150°。这使得第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮30-34能够在依次隔开120°的相位处(即,在均等地隔开的相位处)驱动在壳体孔12a-12c中往复运动的这些活塞或由这些活塞驱动。
凸轮30-34和活塞脚24a彼此可滑动地抵靠,这样使得当凸轮30-34驱动在第一组5的壳体孔12a、12b、12c中往复运动的活塞24或由这些活塞驱动时,这些活塞24中的每一个在相应壳体孔中往复运动以产生一个正弦输出40-44(参见图6)。当凸轮30-34在均等地隔开的相位处驱动这些活塞24或由这些活塞驱动时,该第一组的这些活塞汽缸装置的正弦输出40-44相组合以提供一个基本上平稳的输出46。将理解的是,输出46在泵(或在泵送模式下操作的泵电动机)的情况下为高压流体,并且在电动机(或在电动模式下操作的泵-电动机)的情况下为机械扭矩。
图7a-图7c是围绕图5a-图5d的曲轴布置且远离其延伸的一组活塞汽缸装置的曲轴、活塞和阀汽缸装置的前视图、侧视图和透视图。在所示实施例中,这些阀汽缸装置13的阀单元14包括工作流体入口48和工作流体出口49。这些阀单元14为环形阀单元并且这些工作流体入口48和工作流体出口49是围绕这些阀单元的周长设置的环形通道(将理解的是,当该流体工作机器是可操作来在不同操作模式下充当泵和/或电动机的一个泵-电动机时,这些入口和出口可为可互换的,并且在这种情况下,该入口/出口术语假设该流体工作机器是在电动模式下操作的一个电动机或一个泵-电动机)。联接到第一组5的壳体孔12a、壳体孔12b和壳体孔12c上的整合的阀单元14的这些低压阀通过与出口49相交的一个第一共用管道50而彼此处于流体联通。将理解的是,为了使第一共用管道50与出口49相交,第一共用管道50典型地与其中设置有第一组5的多个阀汽缸装置13的壳体孔12a、12b、12c相交。另外,联接到第一组5的壳体孔12a、12b和12c上的整合的阀单元14的这些高压阀通过与入口48相交的一个第二共用管道52而彼此处于流体联通。将理解的是,为了使第二共用52与入口48相交,第二共用管道52典型地与其中设置有第一组5的多个阀汽缸装置13的壳体孔12a、12b、12c相交。
共用管道50、52具有平行于旋转轴线3的纵向轴线并且典型地由延伸穿过汽缸体1的单个直孔道形成。共用管道50在第一组5的这些活塞汽缸装置的低压阀之间延伸,而共用管道52在该第一组的这些活塞汽缸装置的高压阀之间延伸。共用管道50、52的纵向轴线围绕旋转轴线3在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移,并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从第二壳体孔12b偏移,这样使得该纵向轴线具有一个圆周位置,该位置周向地布置在该第二壳体孔12b的圆周位置与该第一壳体孔12a和第三壳体孔12c的圆周位置之间。这是一个节省空间的安排,这种安排之所以可能是因为第二壳体孔12b从第一壳体孔12a和/或第三壳体孔12c轴向地偏移并且第二壳体孔12b围绕旋转轴线3从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移。
通过经由相应(单个)共用管道将这些低压阀和这些高压阀流体地连接,在汽缸体1内需要形成更少的管道,并且重要的是,可以在一个单个操作中钻出每个管道并且因此制造起来更快且更便宜。另外,当凸轮30-34在不同相位处驱动在每个组的壳体孔12中往复运动的这些活塞或由这些活塞驱动时,共用管道50、52可以具有比其他可能情况下更小的直径,因为它们不必具有用于来自或去往那个组的所有阀汽缸装置的组合的峰值流量的容量。
由于阀入口和阀出口是呈环形通道的形式,所以这些阀单元14的取向对这些阀与共用管道50、52的流体联通的影响极小。然而,在替代实施例中,这些阀入口/出口可以是定向的(而不是环形通道),例如这些阀入口/出口各自可以包括一个单个钻孔(例如,该钻孔可以垂直于该旋转轴线)。在这种情况下,这些阀单元14在固定到适当位置之前需要进行定向并且与相应共用管道对齐,以确保它们之间的流体联通。
可能的是,组5-10中的一个或多个的第二壳体孔12b相对于那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c倾斜,这样使得当沿着旋转轴线3观察时,第二壳体孔12b的纵向轴线(活塞沿着该纵向轴线在第二壳体孔12b内往复运动)与第一壳体孔12a和/或第三壳体孔12c的纵向轴线(相应活塞沿着该纵向轴线在相应第一壳体孔和/或第三壳体孔中往复运动)在该旋转轴线处相交。然而,在一些情况下,一个或多个组5-10的第二壳体孔12b可以相对于那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c倾斜,这样使得当沿着旋转轴线3观察时,第二壳体孔12b的纵向轴线与第一壳体孔12a和/或第三壳体孔12c的纵向轴线在该旋转轴线上方的一个点处相交(即,比旋转轴线3距离第二壳体孔12b和第一壳体孔12a和/或第三壳体孔12c更接近第二壳体孔12b和第一壳体孔12a和/或第三壳体孔12c)。这允许提供更多的空间以用于共用管道50、52。
每个组5-10的活塞汽缸装置提供一些离散的服务输出,典型地每组一个。因此,共用管道50、52典型地延伸到设置在用螺栓连接到汽缸体1的前轴向面62的一个端板(未示出)处的相应端口(未示出)。更确切地说,共用管道50、52中的一个(哪一个取决于该流体工作机器是在泵送模式或电动模式下操作的泵、电动机或泵电动机)连接到一个流体源:一个推进返回、一个共用曲轴箱/罐或任何其他流体源,而其他共用管道50、52(同样哪一个取决于该流体工作机器是在泵送模式或电动模式下操作的泵、电动机或泵电动机)连接到一个流体池:推进输出、功函数输出、通用输出或任何其他流体池。
可能的是,在每个组5-10中提供多于或少于三个阀汽缸装置。可能的是,存在多于或少于四个组。在一些实施例中,每个组的第二壳体孔12b围绕该旋转轴线从那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移一个(360/(m*n))°的角度,其中m是组的数量并且n是每组的壳体孔的数量(或者,如果不同的组具有每组不同的壳体孔数量,那么可能的是,n是具有最大数量壳体孔的组中的壳体孔的数量)。另外,为了确保每个组的多个活塞24在基本上均等地隔开的相位处驱动凸轮30-34或由这些凸轮驱动,第一凸轮30和第三凸轮34可以在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)彼此偏移一个2*(360/(n))°的角度并且第二凸轮32可以围绕该旋转轴线在所述第一旋转方向上从第一凸轮30偏移一个((360/(n))-α)°的角度,其中α是第二壳体孔12b围绕旋转轴线3从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移的角度度数。
以上描述的流体工作机器可以制造如下。汽缸体2典型地是通过铸造或机械加工穿过一个整体材料坯料的中心的一个中心轴向孔4形成,并且每个组的壳体孔12a-12c典型地是通过钻出相对于中心轴向孔4基本上径向穿过该坯料的多个孔而形成在汽缸体2中,这些孔围绕轴向孔4布置并且相对于该轴向孔向外延伸。作为替代方案,可以在随后钻出壳体孔12a-12c之前在具有中心轴向孔4的坯料中铸造这些壳体孔。如如以上所解释,每个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c彼此轴向地偏移,并且第二壳体孔12b从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c轴向地偏移并且第二壳体孔12b围绕中心轴向孔4从第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移。组5-10的壳体孔围绕中心轴向孔4彼此隔开。另外,每个组的壳体孔12a-12c具有一个节省空间的嵌套安排,由此该第二壳体孔具有与第一壳体孔12a和第三壳体孔12c中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸至少部分地重叠的一个轴线尺寸。
共用管道50、52是通过钻出穿过每个组的壳体孔12a-12c之间的汽缸体2的直孔道形成,这些直孔道平行于轴向孔4延伸。一个螺纹切割工具被用来将螺纹添加到这些壳体孔的外部末端以便与整合的阀单元14上的相应螺纹相匹配。如以上所述,每个组的共用管道50、52的纵向轴线围绕旋转轴线3在一个第一旋转方向上(例如,顺时针)从那个组的第一壳体孔12a和第三壳体孔12c偏移,并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上(例如,逆时针)从那个组的第二壳体孔12b偏移,这样使得该纵向轴线周向地布置在第二壳体孔12b与第一阀壳体孔12a和第三阀壳体孔12c之间。
整合的阀单元14被拧进每个组的相应壳体孔12a-12c中。多个活塞24可以安装到联接至曲轴2的凸轮30-34上(或放置在其上)的连杆(其用作活塞脚),这样使得这些活塞24与凸轮30-34处于驱动关系,曲轴2安装在轴向孔4中并且这些活塞24可由相应组5-10的壳体孔12a-12c往复地接收。如以上所解释,曲轴2的凸轮30-34被安排成(典型地围绕旋转轴线3不均匀地偏移)使得它们在基本上均等地隔开的相位处驱动每个组内的多个活塞24或由这些活塞驱动。
将理解的是,在一些实施例中,第三壳体孔12c以及相关联的阀汽缸装置13和活塞24可以从每个组5-10中省略。然而,优选地包括第三壳体孔12c以及相关联的阀汽缸装置13和活塞24以便从每个组5-10提供一个基本上平稳的输出。
可以在在此描述的本发明的范围内做出其他变化和修改。
本发明的另外的信息,具体地另外的特征、实施例和优点可以在由相同申请人于同一天在欧洲专利局PCT申请受理处提交的申请人参考号为SAD1303WO的申请中找到。所述申请的披露内容被认为通过引用完全地包含在本申请中。

Claims (15)

1.一种流体工作机器,包括:一个曲轴(2),该曲轴围绕一个旋转轴线(3)可旋转;相邻的第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置(13),该第一组和第二组阀汽缸装置围绕该旋转轴线(3)彼此隔开,该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的一个或每一个具有围绕该曲轴(2)安排且相对于该曲轴向外延伸的第一、第二和第三阀汽缸装置(13),该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移并且该第二阀汽缸装置围绕该旋转轴线从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移,其中该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
2.根据权利要求1所述的流体工作机器,其中在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地对齐。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的流体工作机器,进一步包括多个相应活塞(24),这些活塞在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一、第二和第三阀汽缸装置(13)中往复运动,其中该曲轴(2)包括第一、第二和第三凸轮(30,32,34),并且其中在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,在该第一阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第一凸轮(30)处于驱动关系,在该第二阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第二凸轮(32)处于驱动关系并且在该第三阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第三凸轮(34)处于驱动关系。
4.根据权利要求3所述的流体工作机器,其中该第一、第二和第三凸轮(30,32,34)围绕该旋转轴线(3)彼此旋转地偏移,这样使得在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置(13)中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中往复运动的这些活塞(24)在基本上均等地隔开的相位处驱动该第一、第二和第三凸轮(30,32,34)或由它们驱动。
5.根据任一以上权利要求所述的流体工作机器,进一步包括具有一个轴向孔(4)的一个汽缸体(1),其中该曲轴(3)在该轴向孔(4)内延伸,并且其中该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置(13)被设置在围绕该轴向孔(4)安排且相对于该轴向孔向外延伸的相应壳体孔(12)中。
6.根据权利要求5所述的流体工作机器,其中该第一组和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一、第二和第三阀汽缸装置(13)被设置在相应的第一、第二和第三壳体孔(12a,12b,12c)中,该第一和第三壳体孔(12a,12c)彼此轴向地偏移,该第二壳体孔(12b)从该第一和第三壳体孔(12a,12c)轴向地偏移并且该第二壳体孔(12b)围绕该旋转轴线(3)从该第一和第三壳体孔(12a,12c)偏移,其中该第二壳体孔(12b)具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一和第三壳体孔(12a,12c)中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸重叠。
7.根据任一以上权利要求所述的流体工作机器,其中所述第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置(13)中的所述阀汽缸装置(13)各自包括一个第一工作流体端口(48)和一个第二工作流体端口(49),其中在该第一组和/或第二组阀汽缸装置(5,6,8,10)内,这些阀汽缸装置的这些第一工作流体端口(48)流体地连接和/或这些阀汽缸装置的这些第二工作流体端口(49)流体地连接。
8.根据任一以上权利要求所述的流体工作机器,其中该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置(13)中的所述一个或每一个的第一、第二和第三阀汽缸装置(13)各自具有包括一个第一工作流体端口(48,49)的一个第一阀,在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,这些阀汽缸装置(13)的这些相应第一工作流体端口(48,49)经由一个相应共用管道(50,52)而彼此处于流体联通。
9.根据权利要求8所述的流体工作机器,其中该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该共用管道(50,52)具有基本上平行于该旋转轴线(3)的一个纵向轴线。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的流体工作机器,进一步包括容纳该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置(13)的一个汽缸体(1),其中在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该共用管道(50,52)包括在基本上平行于该旋转轴线(3)的一个方向上延伸穿过该汽缸体(1)的一个单个直孔道。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的流体工作机器,其中在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该共用管道(50,52)的一个纵向轴线围绕该旋转轴线在一个第一旋转方向上从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的一个第二旋转方向上从该第二阀汽缸装置偏移,这样使得该共用管道(50,52)具有一个圆周位置,该圆周位置周向地布置在该第二阀汽缸装置的圆周位置与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置的圆周位置之间。
12.一种制造流体工作机器的方法,该方法包括:提供围绕一个旋转轴线(3)可旋转的一个曲轴(2);提供相邻的第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置,该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的一个或每一个具有第一、第二和第三阀汽缸装置(13);并且围绕该曲轴(2)安排该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的这些阀汽缸装置(13),这样使得它们相对于该曲轴(2)向外延伸,使得该相邻的第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置围绕该旋转轴线(3)彼此隔开,并且使得在第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置彼此轴向地偏移,该第二阀汽缸装置从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置轴向地偏移,该第二阀汽缸装置(13)围绕该旋转轴线(3)从该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置偏移,并且该第二阀汽缸装置具有一个轴向尺寸,该轴向尺寸与该第一阀汽缸装置和第三阀汽缸装置中的一个的轴向尺寸或两者的轴向尺寸至少部分地重叠。
13.根据权利要求12所述的方法,进一步包括:提供具有第一、第二和第三凸轮(30,32,34)的该曲轴(2);并且提供在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一、第二和第三阀汽缸装置中往复运动的多个相应活塞(24),其中在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,在该第一阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第一凸轮(30)处于驱动关系,在该第二阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第二凸轮(32)处于驱动关系并且在该第三阀汽缸装置中往复运动的该活塞(24)与该第三凸轮(34)处于驱动关系,该第一、第二和第三凸轮(30,32,34)围绕该旋转轴线(3)彼此旋转地偏移,这样使得在该第一组和第二组(5,6,8,10)阀汽缸装置中的所述一个或每一个中往复运动的这些活塞(24)在基本上均等地隔开的相位处驱动这些凸轮(30,32,34)或由这些凸轮驱动。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法,进一步包括:向第一组和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个的该第一阀汽缸装置、第二阀汽缸装置和第三阀汽缸装置(13)提供包括相应第一工作流体端口(48,49)的相应第一阀;并且在该第一组和第二组阀汽缸装置中的所述一个或每一个内,使这些第一阀的这些相应第一工作流体端口(48,49)经由一个相应共用管道(50,52)而彼此形成流体联通。
15.一种流体工作机器,包括:一个汽缸体(1),该汽缸体包括一个轴向孔(4);一个曲轴(2),该曲轴在该轴向孔(4)内延伸并且围绕一个旋转轴线(3)可旋转;第一和第二阀汽缸装置(13),该第一和第二阀汽缸装置设置在该汽缸体的相应的第一和第二壳体孔(12a,12b)中,所述壳体孔(12a,12b)围绕该轴向孔(4)安排并且相对于该轴向孔向外延伸,其中该第一和第二壳体孔(12a,12b)彼此轴向地偏移,其中该第一和第二壳体孔(12a,12b)围绕该旋转轴线(3)彼此偏移,并且其中该第一壳体孔(12a)具有与该第二壳体孔(12b)的轴向尺寸重叠的一个轴向尺寸。
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