CN1072319C - 致动系统 - Google Patents

Abstract

一种致动系统，其中，一个泵从贮液池中抽吸液体供给一个或几个一级消耗装置。一个或几个二级消耗装置通过电磁阀由被泵充液的蓄能器所驱动。电磁阀把某个或每个二级消耗装置与蓄能器或贮液池连接而驱动二级消耗装置。在蓄能器压力水平低于预设的充液水平时，流向某个或每个一级消耗装置的液流被限制到一个压力水平，它充分保证某个或每个一级消耗装置有效操作的水平，而同时产生一个背压以充分保证蓄能器充液。

Description

致动系统

本发明涉及液压操作致动系统，尤其但不仅仅涉及诸如应用在申请人以前的欧洲专利0038113、0043660、0059035和0101220号所描述的那种半自动致动装置中的汽车离合器的操纵和其他液压操作功能的系统。

这样的致动系统已经被人们熟知，其中一个泵给互联的中位封闭和中位开放回路提供被加压的液体，每个这样的回路至少有一个消耗装置，同时，中位封闭回路还包括一个通过泵来充液的蓄能器。

在这种致动系统中，会产生一些问题，即中位开放回路的操作常常会受到中位封闭回路中蓄能器充液的影响。

本发明的一个目的就是提供一个致动系统，这种系统至少能缓解上述问题。

因此，按照本发明所提供的致动系统包括：

一个从贮液池抽吸液体的泵；

一个或几个通过泵来致动的一级消耗装置；

一个或几个通过阀门装置由被泵充液的蓄能器来致动的二级消耗装置；

上述阀门装置能够将某个或每个二级消耗装置连接到蓄能器或贮液池上以驱动二级消耗装置，另外还能随着蓄能器的压力水平低于一预设有充液水平而限制流向某个或每个一级消耗装置的流量，此流量被限定到一个能充分保证某个或每个一级消耗装置有效运行的水平，同时，还产生一个足够大的背压，保证蓄能器充液。

当蓄能器需要按上述方式充液时，通过限制流体流动到一级消耗装置，保证了一级消耗装置的操作不受影响。

一级和二级消耗装置两者都可以通过阀门装置来驱动。

阀门装置可包括带有一种能够变位而既能将二级消耗装置连接到蓄能器或贮液池，又能限制液体流向一级消耗装置的阀件(如阀柱)的一级阀。

这种阀件可以通过一个控制二级消耗装置操作的控制装置，也可以通过由来自于蓄能器压力水平传感器的信号所启动的一个电磁线圈来实现变位，按另一种方法，也可利用流体压力对阀件的作用，使阀件产生位移，以响应降到充液压力水平以下的蓄能器压力水平。

在阀柱式阀件被应用于一级阀门装置的情况下，阀柱上可以有一个或几个凹槽或其他构造，通过这些凹槽或其他构造，可以限制液体流动到一级消耗装置中。

在另一种结构中，阀门装置可包括带有一种能够变位而既将二级消耗装置连接到蓄能器或贮液池上又控制蓄能器充液速度的阀件的一级阀。

致动系统可以包括一个单独的充液阀装置，以便在蓄能器压力水平低于一个预设的充液水平时，限制流体流动到某个或每个一级消耗装置中。

致动系统也可以包括一个二级阀装置，来限定蓄能器能被充液而达到的压力水平。按一种简便的方式，这种二级阀装置可包含形式为专利9420983.0的充液阀和通流阀装置，在此，专利9420983.0揭示的内容已被包含在本申请中。

本发明的几个实施例将通过示例并参考附图来说明：

图1所示的是按照本发明的离合器/转向器致动系统的细节；

图2所示的是可以被应用在图1的系统中的充液阀和通流阀组合的细节；

图3所示的是按照本发明的离合器/转向器致动系统的第二种形式的细节；

图4所示的是按照本发明的离合器/转向器致动系统的另一种形式的细节，这种形式的系统使用了类似于图2所示的充液阀和通流阀装置，同时

图5所示的是图4所示系统一部分的另一种形式。

参考图1，离合器致动系统包括一个动力组件10，它向形式为中位开放动力转向阀50的一级消耗装置提供被加压的液体，也向形式为致动装置12的二级消耗装置提供被加压的液体，离合器致动装置12供操纵离合器的从动液缸11使用。二种消耗装置都通过形式为电磁线圈操纵的流动控制阀12a来被供给液体。从动液缸11作用在离合器致动杆13上，转而再操作离合器分离支承14。

动力组件10包括一个贮液池10a、一个电力驱动泵10b、一个蓄能器10c和一个单向阀10d。

致动装置12包括一个活塞17，它把致动装置分隔成分别与电磁阀12a和从动液缸11相连通的腔18和19。这样，腔18增压推动活塞17，后者将液体排出腔19来操作从动液缸11，并且移动离合器致动杆13，松开相关的离合器。

离合器致动杆13的位移被一个形式为旋转电位计44的传感器来测量，该旋转电位计的输出被供给到电子控制单元36。控制单元36也接收其他在图1中用S标注的车辆其它运行参数的输入，并给阀门12a的电磁线圈12b下达指令，以便把致动装置12连接到蓄能器10c或贮液池10a上。

电子控制单元36等的全部结构和操作细节能够在前面提到的、申请人的欧洲专利中找到，而在这里将不给出。

电磁操作阀12a包含由嵌在机架15上孔眼31中的外层部分30，并在那里保持不动。外层部分30与孔眼31一起限定了各自与蓄能器10c和致动装置12连通的环形进给通道35和36。另外两个环形进给通道51和52也被以类似的方法限定，进给通道51与泵10b连通，通道52与转向阀50相连。

阀外层部分30内装有一个能够轴向移动的带凸缘的阀柱37，当电磁阀12a不被启动时，它分别通过回动弹簧38和39保持在图1所示的位置。正如在申请人的同时未获准的申请9308539.0号的描述，回动弹簧39作用在一个带螺纹的螺母40上，该螺母被轴向设置在一个带螺纹的缸41内，以控制加载于阀柱37上的弹簧。

当阀柱处于图1的位置时，阀柱凸缘42切断环形进给通道35和36之间的联系，因此，致动装置12的腔16不被动力组件10加压。阀柱在这位置上，进给通道36通过流动路径X和回路43与贮液池10a相连。

阀柱37也包括带有轴向凹槽54并沿其部分长度延伸的另外一个凸缘53。当阀柱处于图1的位置时，在阀柱37可在其内滑动的孔30a内，环形进给通道51通过穿过轴肩55的路径Y，不被限制与进给通道52的联系。

致动系统是通过提供给控制单元36表明蓄能器10c中流体压力水平电子信号的压力水平传感器来完善的。一般地，如果蓄能器的压力水平低于20巴，则对控制单元36表明蓄能器需要充液。如果压力水平比如说是40巴，表明蓄能器已完全被充满。

以上被描述的启动系统操作如下。

在阀柱处于图1的位置时，正如先前所指出的，致动装置12没有被蓄能器10c加压，因此，通过分离支承14操作的离合器被结合。为松开离合器，阀门12a的电磁线圈12b被启动，沿轴向移动阀柱37到右侧，如图1所示，因此，凸缘42打开环形进给通道35和36之间的联结通路，闭合到贮液池10a的返回通路X，这样，致动装置12的腔18与蓄能器10c相连，使活塞17移动到右侧，如图1所示，结果致动装置12的腔19中的液体被排出到从动液缸11中，并操纵离合器分离支承14松开离合器。

还将看到，在前述的阀柱37的轴向运动，导致先前不被限制的流动路径Y现在在凹槽54中形成或凹槽54被选定尺寸，因此，使能够到达转向阀50a的容积流量速度始终保持足够高的水平，以保证阀50操作不被影响。而与此同时，使阀门12a的连泵侧产生足够使蓄能器10c充液的背压。

当离合器致动装置12正在被致动时，如果压力传感器56指示蓄能器10c需要充液(通过压力水平降到低干预设的充液水平--一般为20巴)，控制单元36发出一个信号给电磁线圈12b，以使阀柱37移动到右侧，这样使凹槽54置于流动路径Y中，使蓄能器10c的充液进行，而同时不影响转向阀50上的操作，也不驱动从动液缸11。

因此，当阀柱37通过控制单元36被移动并操作致动装置12时，或者如果致动装置12不处于被操作状态，当压力水平传感器56指示蓄能器的需要充液时，通过凹槽54到达转向阀50的受限制的流动液体被引入到转向回路中。

因此，本发明提供一种致动系统，在这种致动系统中，中位开放转向阀50的操作不会被蓄能器的充液过程所作用。

按照上述描述的致动系统，当转向正在被操作时，没有任何东西可控制蓄能器10c通过泵10d充液所能达到的水平。这会导致由于当阀50处于比如说完全闭合时，在转向回路中大大超过100巴的压力水平能够被产生，从而转向阀的与泵相连侧产生的背压，使蓄能器(最好被保持在30-40巴的压力水平)被充液到大大超过100巴的压力水平。

如果需要，在通往蓄能器10c的线路上，上述高的蓄能器充液压力问题能够通过使用如图1的虚线所示二级阀门装置60被克服。

按简单方式，如图2所示，二级阀装置60可包括前面提到的共同未获准申请9420983.0号中描述的那种形式的充液阀114和通流阀117。

充液阀114包含由一带有细腰部分121的阀柱120，它依靠阀柱的轴向位置，控制充液口122和123之间的通路。阀柱120的一端124受单向阀10d的蓄能器一侧的充液压力的作用。阀柱120的另一端由杆125形成，它是用来打开通常被弹簧128固定在相关的通流阀座127上的通流阀117的球阀件126的。主阀柱控制弹簧129同样作用在阀柱120上，使之偏向右侧，如图2所示。

按照上文将会明白，作用在阀柱120的一端124上的蓄能器压力的作用，克服主阀柱弹簧129、轻型弹簧128和作用在通流阀件126上的充液压力的联合作用。阀柱120的一端124的有效横截面积与承受充液压力的阀件126的面积被设置成有很大不同(一般为二比一，阀柱的一端124较大)。由于所使用的面积有很大的差别，蓄能器压力一升高到足够打开通流阀117，球阀件126周围的压力就明显地下降，因此，作用在阀柱120向右的力也明显下降，同时作用在阀柱120一端124的蓄能器压力保证阀柱迅速向左移动，以闭合充液口123。这提供很大的力来保持通流阀件126开启，因此，通过线路30，单向阀10d与泵相连侧的压力被排灌到贮液池10a，这保证了明显的断流压力水平，即蓄能器的充液被阀柱120切断的压力水平。

同样地，在弹簧129移动阀柱120打开充液口123，并使蓄能器10c重新充液之前，需要使蓄能器压力下降到比蓄能器充液被阀往120切断时的水平相对低的水平上。这样，蓄能器10c的切断充液和重新充液通过充液阀114和通流阀117被明显地、充分地控制，以提供明显的、各自不同的切断和重新充液的压力水平。

图3的离合器致动系统与图1基本相同，除了在图3中的蓄能器10c是通过环形进给通道51和52充液(参见路径Y’)，以及动力转向阀50为方便起见通过充液阀80并通过永久地打开的进给通道51被进给，那些类似于图2的图3中的部分已经使用类似的编号。

当阀柱37处于图3的位置时，阀柱凸缘42切断环形进给通道35和36之间的通路，使致动装置12的腔18不被动力组件10加压。在此阀柱的位置，进给通道36通过流动路径X和返回路径43与贮液池10a租连，同时，环形进给通道51通过路径Y’不被限制与进给通道52相连。因此，蓄能器10c的充液速度也不受限制。

压力传感器56提供电子信号通过控制单元36启动与耦合液流节流阀81并联的充液阀80。

一般地，如果蓄能器中的压力水平下降到低于20巴，传感器56闭合充液阀80，通过液流节流阀转移至转向阀50的液流，这会引起在阀80的与泵相连一侧产生背压，保证蓄能器10c的充分充液，同时还保证转向阀50的有效操作。

致动系统也包括一压力传感器90，当转向阀回路的压力上升到2至3巴时，它产生一个输出信号给控制单元36，这样表明转向阀回路是在操作的。在这样的转向阀回路中，当其处于完全闭合状态时，80～100巴的操作压力是常有的。

图3的致动系统操作如下。

当阀柱处于图3的位置时，正如前面所说明的，致动装置12不被蓄能器10c加压，因此，通过分离支承14操作的离合器被结合。为放松离合器，阀12a的电磁线圈12b启动，轴向移动阀柱37到右侧，如图3所示，因此，凸缘42打开环形进给通道35和36之间的通路，闭合到贮液池10a的回路X，这样致动装置12的腔18与蓄能器10c相连，使活塞17被移动到右侧，如图3所示，使致动装置12的腔19中的液体被排出到从动液缸11中，以操作离合器分离支承14，松开离合器。

还将被看到，在前述的阀住37的轴向运动，导致先前的不受限制的蓄能器充液通道Y’。通过凸缘53中的凹槽54被产生。凹槽54被选定尺寸，这样可用来给蓄能器充液窖流量速度，确保转向阀50可得到足够的液流来保证阀门50的操作不被影响。

如果压力传感器56指示蓄能器需要充液(通过压力水平降到低于预设的充液水平--20巴)，控制单元发出信号给充液阀80，转换液流使其通过节流阀81以产生背压，保证蓄能器10c以某一速度充液而将不会影响转向阀50的操作。

当传感器90发出信号给控制单元36，指示转向阀50，操作在没有驱动从动液缸11的情况下，控制单元36发出信号给阀12a的电磁线圈12b，移动阀柱37到右侧，用凹槽54充分限制充给蓄能器10c的流量。这样，在蓄能器10c充液期间，能实现转向阀50不被影响操作。在配有一个更完善的控制单元36时，当转向阀正在操作时，阀柱37可以不需在每种情况下都被移动。例如，如果转向阀作少量转向连接直前位置的任何一侧，控制单元通够被设置允许蓄能器不被限制充液。

对照图1重新描述一下，如果需要，在蓄能器10c的线路上，高的蓄能器充液压力问题能够通过使用如图3虚线部分所示二级阀装置60被克服。

与图2的描述类似，二级阀60可以方便地包含一充液阀114和通流阀117组件启动。

参考图4，这个图示的启动系统使用了这样一个充液阀114和通流阀117的组合，与图2的单个细腰部分121比较，充液阀114包含由带有两个细腰部分121a和121b的阀柱120。细腰部分121a依靠阀往的轴向位置，控制充液口122和123之间的通路。细腰部分121b和一连带的轴向延伸的液流限制凹槽181a控制通过转向口181的液流，该转向口执行图3结构中节流阀81的功能。

阀柱120的一端124受到在单向阀10d蓄能器侧的充液压力的作用，阀柱120的杆端125操作打开通常被弹簧128固定在相关通流阀座127上的通流阀117的球阀件126，主阀往控制弹簧129也作用在阀柱120上，使阀柱偏向左侧，如图4所示。

按照上述将会知道，作用在阀柱120一端124上的蓄能器压力的作用，克服主阀柱控制弹簧129、轻型弹簧128联动，作用在通流阀件126上充液压力的联合作用。阀柱120一端124的有效横截面积和随充液压力的阀件126的面积被设置成有很大差别(一般为二比一，阀柱的一端124较大)由于被使用面积有很大差别，蓄能器压力一升到足够打开通流阀117，在球阀件126周围的压力就明显地下降，因此向阀住120左边作用的力也明显地下降，同时作用在阀往120的一端124上的蓄能器压力保证阀柱迅速移动到右侧，以闭合充液口123。这要提供一个很大的力来保持通流阀件126开启，因此，单向阀10d与泵相连一侧的压力通过线路30被泄放到贮液池10a。这样，保证了一个明显的切断压力水平，即蓄能器10c的充液被阀柱120切断的压力水平。

同样，在弹簧129移动阀柱120打开充液口123和使蓄能器10c重新充液之前，需要使蓄能器的的压力与蓄能器充液被阀柱120切断时的压力水平相比，下降到相对较低的水平。这样，充液的切断和重新充液被充液阀114和通流阀117明显地、充分地控制，来提供明显的、互不相同的切断和重新充液的压力水平。

按照上文将会认识到，当充液口123被打开，同时蓄能器10c正在被泵10b充液时，液流限制凹槽181a与转向口181相配合，限制液流流动到转向阀50中，这种转向回路的限制，在阀柱120被移动到右侧而闭合口123时被去除。

这样，在图4的结构中，另外的细腰部分121b，在阀柱120上与协同操作的转向口181和凹槽181a一起，取代在图3结构中充液阀80、节流阀81和压力传感器56的功能。

图5所示的是在图4所示的系统的部分修改形式，其中，操作电磁阀12a的压力传感器90被来自位于转向阀50和充液/通流阀114/117之间的转向回路的压力出口200取代。出口200与辅助活塞201相连，当在出口200的压力水平显示转向阀50正在操作时，辅助活塞作用在阀门12a的阀柱37的一端，使阀柱37移动，这样限制蓄能器10c潜在的充液速度。

在图5中，根据用图解在12b处所表明的，电磁线圈驱动阀柱37控制供给致动位置的压力，仍保持穿过活塞201的中心来实现的。

Claims (14)

1、一种致动系统，它包括：

一个从贮液池抽吸液体的泵；

通过泵致动的一个或几个一级消耗装置；

通过阀门装置，被由泵充液的蓄能器驱动的一个或几个二级消耗装置；

阀门装置，能够把某个或每个二级消耗装置连接到蓄能器或贮液池上，来驱动二级消耗装置，同时还能对蓄能器的压力水平低于一预设的充液水平做出响应而限制流到某个或每个一级消耗装置的流量，以具有充分保证某个或每个一级消耗装置有效运行的压力水平，但同时产生一个足够大的背压，保证蓄能器充液。

2、按照权利要求1的系统，一级消耗装置和二级消耗装置都可以通过阀门装置驱动。

3、按照权利要求1或权利要求2的系统，其中，阀门装置包括带有阀件的一级阀，该阀件是能够移动的，使得既能将二级消耗装置与蓄能器或贮液池相连，也能限制液体流动到一级消耗装置。

4、按照权利要求3的系统，其中，阀件通过电磁线圈移动，而电磁线圈可被一个控制二级消耗装置操作的控制装置，也可被来自于蓄能器压力水平传感器的信号启动。

5、按照权利要求3的系统，阀件通过电磁线圈移动，而电磁线圈可被一个控制二级消耗装置操作的控制装置启动，阀件也可被直接作用在阀件上的蓄能器压力驱动。

6、按照权利要求3的致动系统，阀件是一带有一个或几个凹槽或其他结构的阀柱，通过这些凹槽或其他结构，形成被限制的、通往一级消耗装置的通路。

7、按照权利要求1或权利要求2的系统，其中阀门装置包括带有一个阀件的一级阀，阀件可被移动而既将一级消耗装置与蓄能器或贮液池相连通，也可控制蓄能器的充液速度。

8、按照权利要求7的系统，其中，阀件通过电磁线圈移动，而电磁线圈可被一个控制二级消耗装置操作的控制装置，也可被指示一级消耗装置操作的信号所驱动。

9、按照权利要求8的系统，其中一级消耗装置的操作被压力水平传感器探测，以指示表明一个或几个一级消耗装置操作的压力的上升。

10、按照权利要求8的系统，其中，一级消耗装置的操作通过直接加压在阀件上的、来自一级消耗装置的一压力出口来检测。

11、按照权利要求7的系统，其中，阀件是带有一个或几个凹槽或其他结构的阀柱，通过凹槽或其他结构，形成通往蓄能器的被限制的通路。

12、按照权利要求7的系统，其中，阀门装置也包括一个单独的充液阀装置，在蓄能器压力水平低于预设充液水平时，限制液体流动到某个或每个一级消耗装置中。

13、按照权利要求12的系统，其中，充液阀装置包含一电磁操作阀，电磁操作阀在蓄能器压力水平低干预设的充液水平时，使流到一级消耗装置的液流通过液流节流阀。

14、按照权利要求1的系统，它包括限定蓄能器被充液的压力水平的二级阀装置。

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