JP4430025B2 - Common rail hydraulic system - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも2つの液圧消費源と、第1の液圧パワー供給源と、該第1の液圧パワー供給源を少なくとも2つの液圧消費源に接続する第1の共通の液圧供給ラインと、を備える液圧システムに関する。この種のシステムは、多数の液圧消費源が共通の供給ラインに接続されているため、典型的には、「共通レイル」システムと称されている。 The present invention includes at least two hydraulic pressure consumption sources, a first hydraulic power supply source, and a first common hydraulic pressure that connects the first hydraulic power supply source to at least two hydraulic consumption sources. And a hydraulic system comprising a supply line. This type of system is typically referred to as a “common rail” system because a number of hydraulic consumption sources are connected to a common supply line.
上記のような共通レイルの液圧システムの使用例は、大型の電子制御式ディーゼルエンジンにある。多数の大型電子制御式ディーゼルエンジンでは、各々のシリンダーは、「独立した液圧シリンダーユニット」により制御される。液圧シリンダーユニット(HCU)は、液圧アクチュエータを介して、排気バルブの運動及び燃料噴射システムの作用を制御する。液圧パワーを液圧シリンダーユニットに供給する液圧システムは、通常、共通したレイルシステムであり、該システムでは、各々のHCUは、単一の共通の液圧供給レイルに接続されている。このようにして、個々の供給ラインを各HCUに走らせる必要は必ずしもない。従って、共通のレイル液圧システムは、別個の供給ラインが各液圧消費源に提供される従来の液圧供給システムに比べて、複雑さがより少なくなり、より安価となる。 An example of the use of a common rail hydraulic system as described above is in large electronically controlled diesel engines. In many large electronically controlled diesel engines, each cylinder is controlled by an “independent hydraulic cylinder unit”. The hydraulic cylinder unit (HCU) controls the movement of the exhaust valve and the operation of the fuel injection system via a hydraulic actuator. The hydraulic system that supplies hydraulic power to the hydraulic cylinder unit is typically a common rail system in which each HCU is connected to a single common hydraulic supply rail. In this way, it is not always necessary to run individual supply lines for each HCU. Thus, a common rail hydraulic system is less complex and less expensive than a conventional hydraulic supply system in which a separate supply line is provided for each hydraulic consumption source.
しかし、供給のレイルシステムに関する問題は、共通の供給ラインで漏れが生じた場合、その共通の供給ラインにより供給される全ての液圧消費源は、圧力を減退させ、作動停止するということである。大型ディーゼルエンジンの上記例では、共通の供給ラインで漏れが発生した場合、HCUは作動停止し、全エンジンは停止状態に至る。従って、共通の供給ラインにおける漏れの重大性を減少させることが求められている。 However, the problem with the supply rail system is that if a leak occurs in a common supply line, all hydraulic sources supplied by that common supply line will depressurize and shut down. . In the above example of a large diesel engine, if a leak occurs in a common supply line, the HCU is deactivated and all engines are stopped. Accordingly, there is a need to reduce the severity of leaks in a common supply line.
上記問題に対する多数の異なる解決法は、従来技術で提案されてきた。例えば、一つの解決法は、第1の共通の液圧供給ラインよりも大きい直径を有する保全ライン内で第1の共通液圧供給ラインを覆うことである。第1の共通供給ラインが壊れた場合には、保全ラインが第1の供給ラインの機能を引き受ける。しかし、このシステムのコストは、より大きな直径の保全ラインのコストに起因して非常に高くなり得る。加えて、保全ラインのより大きい直径は、端部停止部及びバルブ上に配置された力を増大させる。これも、システムのコストを増大させ得る。 A number of different solutions to the above problem have been proposed in the prior art. For example, one solution is to cover the first common hydraulic supply line in a maintenance line having a larger diameter than the first common hydraulic supply line. If the first common supply line breaks, the maintenance line takes over the function of the first supply line. However, the cost of this system can be very high due to the cost of a larger diameter maintenance line. In addition, the larger diameter of the maintenance line increases the force placed on the end stops and valves. This can also increase the cost of the system.
自動車及び航空宇宙船で共通である別の解決法は、余剰の構成部品を使用することである。米国特許番号第4,860,781号は、車両のためのブレーキシステムの一例を示している。このシステムでは、2つの別個の供給ホースが提供され、各々のホースは、独立のキャリパーに接続される。第1のキャリパーに接続されたホースが壊れた場合には、第1のホースへのオイル供給が停止され、第2のキャリパーに接続されたホースが受け継ぐ。しかし、この解決法は、各車輪のための余分のキャリパーを必要としている。これは、例えば、車のブレーキシステム等の比較的簡単なシステムには問題ないが、非常に多くの液圧消費源が存在するディーゼルエンジン等のシステムでは、余剰の構成部品を供給する余分のコストは、システムのコストをかなり増大させてしまう。 Another solution common to automobiles and aerospace vehicles is to use redundant components. U.S. Pat. No. 4,860,781 shows an example of a brake system for a vehicle. In this system, two separate supply hoses are provided, each hose connected to an independent caliper. When the hose connected to the first caliper breaks, the oil supply to the first hose is stopped, and the hose connected to the second caliper takes over. However, this solution requires an extra caliper for each wheel. This is fine for relatively simple systems such as car brake systems, for example, but in systems such as diesel engines where there are very many sources of hydraulic consumption, the extra cost of supplying extra components. Greatly increases the cost of the system.
以上により、本発明の第1の態様は、単純で、ロバストで、システムのコストを有意に増大させない、冒頭の段落で上述されたような液圧システムを提供するものである。
本発明の第2の態様は、たとえ第1の共通の液圧供給ラインが漏れ又は破裂を生じさせたとしても、液圧消費源が機能し続ける、冒頭の段落で上述されたような液圧システムを提供するものである。
Thus, a first aspect of the present invention provides a hydraulic system as described above in the opening paragraph that is simple, robust and does not significantly increase the cost of the system.
The second aspect of the present invention provides a hydraulic pressure as described above in the opening paragraph in which the hydraulic consumption source continues to function even if the first common hydraulic supply line leaks or ruptures. A system is provided.
上述された態様は、冒頭の段落で言及されたときの液圧システムにより部分的に提供され、該液圧システムは、第2の液圧パワー供給源と該第2の液圧パワー供給源及び少なくとも1つの2つの液圧消費源を接続する第2の共通の液圧供給ラインとを備える。このシステムでは、少なくとも2つの液圧消費源が第1及び第2の共通の供給ラインの両方に接続されているため、及び、各々の共通の供給ラインが、それ自身のパワー供給源に接続されているので、一つの共通の供給ラインが破裂した場合でも、液圧流体は、少なくとも2つの液圧消費源になおも供給されることになる。このようにして、両方の液圧消費源は機能し続ける。 The aspects described above are provided in part by a hydraulic system as referred to in the opening paragraph, the hydraulic system comprising a second hydraulic power source and the second hydraulic power source and And a second common hydraulic supply line connecting at least one two hydraulic consumption sources. In this system, at least two hydraulic consumption sources are connected to both the first and second common supply lines, and each common supply line is connected to its own power supply. Thus, even if one common supply line ruptures, hydraulic fluid will still be supplied to at least two hydraulic consumption sources. In this way, both hydraulic consumption sources continue to function.
加えて、供給ラインの一つで漏れが発生したとき、システムを走らせ続けるため何の処置も取る必要はない。他の多数の余剰のシステムでは、漏れが発生したとき、システムを走らせるため何らかの処置が必要となる。例えば、第2のパワー供給源は始動されなければならず、また、バルブを閉じなければならない等々である。そのようなシステムの良好な例が、米国特許番号6,769,251号に開示されている。 In addition, when a leak occurs in one of the supply lines, no action is required to keep the system running. In many other redundant systems, some action is required to run the system when a leak occurs. For example, the second power supply must be started, the valve must be closed, and so on. A good example of such a system is disclosed in US Pat. No. 6,769,251.
本発明に係るシステムの別の積極的な特徴は、通常の作動の間、2つの供給ラインが、両方とも、少なくとも2つの消費源の両方を供給しているので、第1及び第2のパワー供給源が、サイズを減少させることができるということである。これは、パワー供給源のコストを減少させる。更には、2つの共通の供給ラインが寸法が類似しているので、2つの供給ラインを製造するコストは、1つのラインを製造することに比べて大して高くはならない。従って、システムの総コストは、有意には増大しない。 Another positive feature of the system according to the invention is that during normal operation, the two supply lines both supply both at least two consumption sources, so that the first and second powers. The source can be reduced in size. This reduces the cost of the power supply. Furthermore, since the two common supply lines are similar in size, the cost of manufacturing the two supply lines is not much higher than manufacturing one line. Thus, the total cost of the system does not increase significantly.
液圧システムの好ましい実施例では、本システムは、前記第1の液圧パワー供給源と、少なくとも2つの液圧消費源との間で第1の共通の液圧供給ラインに配置された第1の通常開いたバルブと、第2の液圧パワー供給源と少なくとも2つの液圧消費源との間で第2の共通の液圧供給ラインに配置された第2の通常開いたバルブと、第1の接続ラインと、該第1の接続ラインに配置された通常閉じたバルブと、を更に備えていてもよい。該第1の接続ラインの第1の端部は、第1の液圧パワー供給源と第1の通常開いたバルブとの間の位置で第1の共通の液圧供給ラインに接続され、該第1の接続ラインの第2の端部は、第2の液圧パワー供給源と第2の通常開いたバルブとの間の位置で第2の共通の液圧供給ラインに接続されている。この構成に起因して、供給ラインの一つが漏れを生じさせた場合には、漏れた供給ラインをシステムから孤立させることができ、漏れを停止させることが可能となる。加えて、第1の接続ラインに起因して、システムは、たとえ、ただ一つの供給ラインしか作動していなかったとしても、全パワー出力で駆動することができる。 In a preferred embodiment of the hydraulic system, the system comprises a first hydraulic pressure supply line arranged in a first common hydraulic supply line between the first hydraulic power supply and at least two hydraulic consumption sources. A normally open valve, a second normally open valve disposed in a second common hydraulic supply line between the second hydraulic power supply and the at least two hydraulic consumption sources; It may further comprise one connection line and a normally closed valve arranged in the first connection line. A first end of the first connection line is connected to a first common hydraulic supply line at a position between the first hydraulic power supply and the first normally open valve; The second end of the first connection line is connected to the second common hydraulic supply line at a position between the second hydraulic power supply and the second normally open valve. Due to this configuration, if one of the supply lines causes a leak, the leaked supply line can be isolated from the system and the leak can be stopped. In addition, due to the first connection line, the system can be driven at full power output even if only one supply line is operating.
なお、「通常開いたバルブ」及び「通常閉じたバルブ」という用語は、通常の作動条件の間に各々、開放又は閉鎖されるバルブを記載するものとして本明細書の文脈では理解されよう。即ち、バルブは、各々開位置又は閉位置へと偏倚されるスプリング負荷バルブであってもよい(図面に示されているように本明細書では後で記載される)。しかし、バルブは、状況に応じて、手動で開放されるか又は閉鎖される手動操作型バルブであってもよい。当該用語の「通常」という部分は、通常の作動状態の間のバルブの状態を指している。 It should be understood that the terms “normally open valve” and “normally closed valve” are understood in the context of this specification as describing valves that are each opened or closed during normal operating conditions. That is, the valves may be spring loaded valves that are each biased to an open or closed position (described later herein as shown in the drawings). However, the valve may be a manually operated valve that is manually opened or closed depending on the situation. The “normal” part of the term refers to the state of the valve during normal operating conditions.
液圧パワー供給源を保護するため、本システムは、第1の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間で第1の共通の液圧供給ラインに配置され且つ第1の液圧パワー供給源から離れる方向の流れを可能にする第1のチェックバルブと、第2の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間で第2の共通の液圧供給ラインに配置され且つ第2の液圧パワー供給源から離れる方向の流れを可能にする第2のチェックバルブと、を更に備えていてもよい。 In order to protect the hydraulic power supply source, the system is arranged in a first common hydraulic pressure supply line between the first hydraulic power supply source and the first connection line and the first hydraulic pressure Disposed in a second common hydraulic supply line between the first check valve that allows flow away from the power supply, the second hydraulic power supply and the first connection line; A second check valve that allows flow in a direction away from the second hydraulic power supply.
液圧システムは、第1の共通の液圧供給ライン及び/又は第2の共通の液圧供給ラインに接続された第3の液圧パワー供給源を更に備えていてもよい。このようにして、本システムは、単一のパワー供給源が故障した場合に、より多くの流量の流れを消費源に供給することができる。 The hydraulic system may further comprise a third hydraulic power supply connected to the first common hydraulic supply line and / or the second common hydraulic supply line. In this way, the system can supply more flow to the consumer if a single power supply fails.
好ましい実施例では、液圧システムは、第1の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間の位置で第1の共通液圧供給ラインに接続されるか、又は、第2の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間の位置で第2の共通液圧供給ラインに接続される、第3の液圧パワー供給源を更に備える。 In a preferred embodiment, the hydraulic system is connected to the first common hydraulic supply line at a position between the first hydraulic power supply and the first connection line, or the second hydraulic system The apparatus further includes a third hydraulic power supply source connected to the second common hydraulic pressure supply line at a position between the pressure power supply source and the first connection line.
別の実施例では、本システムは、第3の液圧パワー供給源と、第2の接続ラインであって、該第2の接続ラインの第1の端部は、第1の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間の位置で第1の液圧供給ラインに接続され、第2の接続ラインの第2の端部は、第3の液圧パワー供給源に接続される、前記第2の接続ラインと、第3の接続ラインであって、該第3の接続ラインの第1の端部は、第2の液圧パワー供給源と第1の接続ラインとの間の位置で第2の液圧供給ラインに接続され、第2の接続ラインの第2の端部は、第3の液圧パワー供給源に接続される、前記第3の接続ラインと、を更に備えていてもよい。 In another embodiment, the system includes a third hydraulic power supply and a second connection line, wherein the first end of the second connection line is the first hydraulic power supply. Connected to the first hydraulic supply line at a position between the source and the first connection line, and the second end of the second connection line is connected to the third hydraulic power supply source, The second connection line and the third connection line, wherein the first end of the third connection line is located between the second hydraulic power supply source and the first connection line; The second connection line is further connected to the second hydraulic pressure supply line, and the second end of the second connection line is further connected to the third hydraulic pressure power supply source. May be.
パワー供給源により供給される流れをより良好に制御するため、本液圧システムは、第2の接続ラインに設けられた通常閉じたバルブと、第3の接続ラインに設けられた通常開いたバルブを更に備え、又は、第2の接続ラインに設けられた通常開いたバルブと、第3の接続ラインに設けられた通常閉じたバルブと、を更に備えていてもよい。 In order to better control the flow supplied by the power supply, the hydraulic system comprises a normally closed valve provided in the second connection line and a normally open valve provided in the third connection line. Or a normally open valve provided in the second connection line and a normally closed valve provided in the third connection line.
本発明に係る液圧システムの使用態様の一つの例は、少なくとも2つの液圧消費源は、少なくとも2つの液圧シリンダーユニットである。そのようなエンジンは、船を推進するため使用することができる。 In one example of use of the hydraulic system according to the present invention, the at least two hydraulic consumption sources are at least two hydraulic cylinder units. Such an engine can be used to propel a ship.
本明細書で使用されたときの「備える/備えている」という用語は、記載された特徴、総体、工程又は構成部品の存在を特定するため採用されるが、1つ以上の他の特徴、総体、工程、構成部品又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないことが強調されるべきである。 As used herein, the term “comprising / comprising” is employed to identify the presence of the described feature, gross, process or component, but one or more other features, It should be emphasized that it does not exclude the presence or addition of collectives, processes, components or groups thereof.
以下、次の説明において、添付図面に示された実施例を参照して本発明をより詳しく説明する。示された実施例は、単なる例示としての目的のためだけに使用され、本発明の範囲を制限するため使用されるべきではないことが強調されるべきである。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. It should be emphasized that the examples shown are used for illustrative purposes only and should not be used to limit the scope of the present invention.
図面は、概略的に示されており、かくして、完全な液圧システムの図面ではない。戻りライン、追加のアクチュエータ、制御システム、センサー等の多数の詳細事項が、省略されている。しかし、液圧システムの当業者は、彼又は彼女の共通の一般的知識を使用して、省略された詳細事項を補充することができる。 The drawing is shown schematically and thus is not a drawing of a complete hydraulic system. Many details such as return lines, additional actuators, control systems, sensors, etc. have been omitted. However, one skilled in the art of hydraulic systems can use his or her common general knowledge to supplement the omitted details.
図1及び図2に示された液圧システム1は、大型電子制御式ディーゼルエンジンの液圧システムの一部の簡単な概略図面である。特に、液圧システム1は、液圧シリンダーユニット(HCU)のためのパワー供給を取り扱う。図1及び図2は、2つのHCU2a、2bを示しているが、ほとんどの実際のシステムでは、2つより多いHCUが存在する。典型的には、エンジンは、一シリンダー毎に一つのHCUを有し、それにより、12個のシリンダーエンジンが12個のHCUを有し、6個のシリンダーエンジンが6個のHCUを有すること等になる。エンジンは、多数のシリンダーの間で1つのHCUを共有することも可能であり、例えば、2つのシリンダーが1つのHCUを共有することができる。この場合では、12個のシリンダーエンジンは、6個のHCUを持ち、6個のシリンダーエンジンが3個のHCU等を持つ。しかし、図面を簡単にするため、2個のHCUだけが示されている。しかし、本発明は、任意数の液圧消費源を備えたシステムに適用可能であることは当業者には明らかである。 The hydraulic system 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a simple schematic drawing of a portion of the hydraulic system of a large electronically controlled diesel engine. In particular, the hydraulic system 1 handles the power supply for the hydraulic cylinder unit (HCU). 1 and 2 show two HCUs 2a, 2b, but in most practical systems there are more than two HCUs. Typically, an engine has one HCU per cylinder, so that 12 cylinder engines have 12 HCUs, 6 cylinder engines have 6 HCUs, etc. become. An engine can also share one HCU among multiple cylinders, for example, two cylinders can share one HCU. In this case, 12 cylinder engines have 6 HCUs, 6 cylinder engines have 3 HCUs, and so on. However, to simplify the drawing, only two HCUs are shown. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is applicable to systems with any number of hydraulic consumption sources.
前述したように、HCUは、典型的には、排気バルブの運動及び燃料インジェクタの作用を制御する。HCUの機能が当業者に知られているので、HCUの内部の詳細事項は、これ以上、本明細書では説明しない。 As described above, the HCU typically controls the movement of the exhaust valve and the operation of the fuel injector. Since the function of the HCU is known to those skilled in the art, the internal details of the HCU are not further described herein.
液圧システム1は、第1の可変位置ポンプ3aと、第2の可変位置ポンプ3bとを備える。第1のポンプ3aは、第1の共通液圧供給ライン4aに接続され、第2のポンプ3bは、第2の共通液圧供給ライン4bに接続されている。図面に示されるように、2つのHCUは、両方とも供給ライン4a、4bの両方に接続されている。換言すれば、各々の供給ラインは、一つのポンプを液圧消費源の両方に接続する。供給ラインの両端部は、ストッパー5a、5bで遮蔽されている。追加のHCUがこのシステムに追加されたならば、それらは、図面に示された2つのHCU2a、2bと同じ態様で、両方の供給ライン4a、4bに接続される。
The hydraulic system 1 includes a first variable position pump 3a and a second
HCU2a、2bの各々と供給ライン4a、4bとの間の2つの接続部6a、6bは、両方ともチェックバルブ7が備え付けられている。チェックバルブ7は、流体がHCUに向かう方向にのみ流れることを可能にする。
A
液圧システム1は、両方の供給ライン4a、4bに通常開いたバルブ8a、8bを更に備えている。通常開いたバルブ8a、8bは、ポンプ3a、3bと、HCU2a、2bとの間に配置されている。液圧システム1は、接続ライン9を更に備え、該接続ラインの第1の端部は、第1の通常開いたバルブ8aと第1のポンプ3aとの間の位置で第1の供給ライン4aに取り付けられ、該接続ラインの第2の端部は、第2の通常開いたバルブ8bと第2のポンプ3bとの間の位置で第1の供給ライン4bに取り付けられている。通常閉じたバルブ10は、接続ライン9に配置されている。
The hydraulic system 1 further comprises
チェックバルブ11は、2つのポンプ3a、3bの下流で両方の供給ラインに更に配置されている。チェックバルブ11は、ポンプが故障した場合に流体がポンプ内に押し込められることを防止する。
The
液圧システム1の通常の作動の間に、通常開いたバルブ8a、8bの両方が開き、通常閉じたバルブ10が閉じられる。このようにして、第1のポンプ3aからの流体は、第1
の供給ライン4aに供給され、第2のポンプ3bからの流体は、第2の供給ライン4bに供給される。HCUは、第1及び第2の供給ライン4a、4bの両方に接続されているので、流体は、第1の供給ライン4a及び第2の供給ライン4bの両方を介してHCUに供給される。
During normal operation of the hydraulic system 1, both normally
The fluid from the
供給ラインのいずれか1つが破裂し、圧力を失った場合には、HCUは、他方の供給ラインから液圧圧力をなおも提供される。しかし、HCUに利用可能な流れの量は、供給ラインの一つが流れを分配することを停止したので、減少される。この結果は、エンジンが、たとえより低いパワー出力レベルであったとしても、駆動し続けるということである。 If any one of the supply lines ruptures and loses pressure, the HCU is still provided with hydraulic pressure from the other supply line. However, the amount of flow available to the HCU is reduced because one of the supply lines has stopped distributing the flow. The result is that the engine continues to drive even at lower power output levels.
システムを監視する人員、又は、設置されている場合には自動監視設備のいずれかによって、一旦、破裂が発見されたならば、破裂された供給ライン4aにおける通常開いたバルブ8aを閉じることができ、通常閉じたバルブ10を開放することができる。システムで使用される監視の型式及び制御の型式に応じて、これらの2つの工程を、手動又は自動的に実行することができる。一旦、これら2つの工程が実行されたならば、HCUは、再び完全な圧力及び完全な流量を持つことになる。2つのポンプは、残りの供給ライン4bを介して、所望量の流体流量及び圧力を提供するからである。この状況は、図2に示されている。人員は、損傷を受けた供給ライン4aを修繕し、バルブ8a、10をそれらの通常の状態にリセットすることができる。エンジン修繕処置の間、エンジンは、全パワーで駆動し続けることができる。なお、エンジンが全パワーで駆動し続けるためには、供給ラインの各々、並びに、供給ラインにおけるバルブ及び接続部は、総合的に要求された流れを、いずれかの供給ラインに沿って供給することができる。
Once a rupture is detected, either by the person monitoring the system or by automatic monitoring equipment if installed, the normally
図3は、第2の液圧システム20を示している。第2の液圧システム20は、第1の液圧システム1に非常に類似している。たった一つの相違は、第2の液圧システムが、2つだけの代わりに3つの可変位置ポンプ3a、3b、3cを持っていることである。第3の可変位置ポンプ3cは、第1のポンプ3a及び接続ライン9の間の位置で、第1の供給ライン4aに接続されている。なお、第3のポンプ3cは、代替例として第2の供給ライン4bに接続されていてもよい。
FIG. 3 shows the second
ディーゼルエンジンのHCUに流れを提供する液圧システムでは、該液圧システムに3つのポンプ3a、3b、3cが存在するという事実は、ポンプのうちいずれか一つが故障する場合に有利となり得る。このことは、典型的な電子制御式ディーゼルエンジンのHCUの流量要求量を検査することによって説明することができる。典型的な電子制御式ディーゼルエンジンでは、HCUは、流れ噴射システム及び各シリンダーの排気バルブ運動の両方を制御する。排気バルブにより要求された流れ流量は、エンジンのパワー出力からほとんど独立している。換言すれば、略同じ量の流体流れは、エンジンが高いパワー出力で駆動している場合に要求されるように、エンジンが低パワー出力で駆動している場合に排気バルブアクチュエータにより要求されている。しかし、燃料噴射システムにより要求される流体流量は、エンジンのパワー出力に非常に依存している。
In a hydraulic system that provides flow to the HCU of a diesel engine, the fact that there are three
例えば、エンジンが全パワー出力で駆動しているとき、利用可能な流体流量の約50%は、排気バルブアクチュエータにより使用され、利用可能な流体流量の約50%は、燃料噴射システムにより使用される。しかし、エンジンが低いパワー出力で駆動しているとき、排気バルブアッセンブリは、利用可能な流体流量の約50%をなおも使用し、燃料噴射システムは、おそらくは利用可能な流体流量の約5%だけを使用している。 For example, when the engine is running at full power output, about 50% of the available fluid flow is used by the exhaust valve actuator and about 50% of the available fluid flow is used by the fuel injection system. . However, when the engine is running at low power output, the exhaust valve assembly still uses about 50% of the available fluid flow rate, and the fuel injection system will probably only be about 5% of the available fluid flow rate. Is used.
液圧システムが2つのポンプを備える例を考察するとき、各々のポンプは、最大パワー出力で要求された総流体流量の約60%を提供するようにサイズが定められている。通常の作動中では、2つのポンプは、要求された流体流量の120%まで提供することができ、これは、本システムが必要を超えたサイズであることを意味している。しかし、一つのポンプが故障した場合には、残りのポンプは、総要求量の流体流量の60%のみを供給することができる。排気バルブが、パワー出力とは独立に、一定量の流体流量を要求しているので、残りのポンプからの流体流量のほとんどは、排気バルブをパワー駆動するため使用され、これにより、燃料噴射システムのために残された少量の流体のみを残す。このことは、単一のポンプが故障したとき、エンジンの残りのパワー出力は、かなり減少されるということを意味している。 When considering an example where the hydraulic system comprises two pumps, each pump is sized to provide approximately 60% of the total fluid flow required at maximum power output. During normal operation, the two pumps can provide up to 120% of the required fluid flow, which means that the system is oversized. However, if one pump fails, the remaining pumps can supply only 60% of the total required fluid flow rate. Since the exhaust valve requires a certain amount of fluid flow independent of the power output, most of the fluid flow from the remaining pumps is used to power drive the exhaust valve, thereby allowing the fuel injection system Leave only a small amount of fluid left for. This means that when a single pump fails, the remaining power output of the engine is significantly reduced.
しかし、3つのポンプが存在している場合、各々のポンプは、要求された流体流量の40%を提供し、一つのポンプが故障した場合でも、要求された流体流量の80%がなおも残っている。このことは、3つのポンプのうち1つのポンプが故障した場合、エンジンは、2つのうち1つが故障した場合よりも、かなり高いパワー出力で駆動し続けることができる。 However, if there are three pumps, each pump provides 40% of the requested fluid flow rate, and even if one pump fails, 80% of the requested fluid flow rate still remains. ing. This means that if one of the three pumps fails, the engine can continue to run at a much higher power output than if one of the two fails.
図4は、第3の液圧システム30を示している。システム30は、図1及び図2に示されたものに非常に類似しており、従って、本明細書では、これ以上詳細には説明しない。
図3に示された第2のシステム20の場合でそうであったように、第3のシステム30は、3つのポンプ3a、3b、3cも有する。しかし、第3のポンプ3cが第1及び第2の供給ラインに接続される仕方は、第3のポンプが第2のシステム20における供給ラインに接続される仕方とは異なっている。
FIG. 4 shows a third
As was the case with the
図3に示されたシステム30では、第3のポンプ3cは、第2の接続ライン31を介して第1の供給ライン4aに接続されている。第2の接続ライン31は、第1のポンプ3aと第1の接続ライン9との間の位置で第1の供給ライン4aに接続されている。第3のポンプ3cも、第3の接続ライン32を介して第2の供給ライン4bに接続されている。第3の接続ライン32は、第1のポンプ3bと第1の接続ライン9との間の位置で第2の供給ライン4bに接続されている。このようにして、第3のポンプは、第1の供給ライン4a又は第2の供給ライン4bのいずれかに流体を差し向けることができる。本システムは、更に、第2の接続ライン31に設けられた通常開いたバルブと、第3の接続ライン32に設けられた通常閉じたバルブ34と、を備える。第2及び第3の接続ライン31,32に設けられたバルブ33、34の故に第3のポンプ3cからの流体流量を容易に制御して第1又は第2の供給ライン4a、4bのいずれか一方又は両方へと再指向することができる。なお、本システムの機能において一切の差異無しに、図4に示された構成の代わりに、第2の接続ライン31は、通常閉じたバルブを持ち、第3の接続ライン32は、通常開いたバルブを持つことができる。
In the
本システム30は、第2の接続ライン31及び第3の接続ライン32の両方に通常開いたバルブを備えて配列されていることも想定することができる。このようにして、2つの供給ライン4a、4bは、同じ流体流量を持つことになる。
It can also be envisaged that the
本明細書では、説明に使用された例は、全て大型の電気制御式ディーゼルエンジンに関するものであることが明記されるべきである。しかし、本発明の教えを使用した液圧システムは、他の用途にも使用することができる。例えば、本システムは、多自由度の液圧マピュレータのための共通のレイル液圧供給システムとしても使用することができる。 It should be specified herein that the examples used in the description all relate to large, electrically controlled diesel engines. However, hydraulic systems using the teachings of the present invention can also be used for other applications. For example, the system can also be used as a common rail hydraulic supply system for multi-degree-of-freedom hydraulic mappers.
更には、本出願の文脈で使用されるときの「ライン」という用語は、多数の異なる仕方で解釈することができる。「ライン」は、例えば、ホース又はパイプであってもよい。しかし、バルブブロック等に形成された穿孔であってもよい。更には、供給ラインは、単一の部品である必要はない。供給ラインは、供給ラインを形成するため一緒に連結された多数の異なる構成部品から構成することができる。しかし、供給ラインという用語は、本明細書の文脈では、パワー供給源及び液圧消費源を接続する流体流れのための独自の経路として理解されるべきである。 Furthermore, the term “line” as used in the context of the present application can be interpreted in a number of different ways. The “line” may be, for example, a hose or a pipe. However, it may be a perforation formed in a valve block or the like. Furthermore, the supply line need not be a single piece. The supply line can be composed of a number of different components connected together to form a supply line. However, the term supply line is to be understood in the context of the present specification as a unique path for fluid flow connecting a power supply and a hydraulic consumption source.
Claims (9)
第1の液圧パワー供給源(3a)と、
前記第1の液圧パワー供給源を前記少なくとも2つの液圧消費源(2a、2b)に接続する独自の経路である、第1の共通の液圧供給ライン(4a)と、
を備える、液圧システム(1;20;30)であって、
前記液圧システムは、
第2の液圧パワー供給源(3b)と、
前記第2の液圧パワー供給源を前記少なくとも2つの液圧消費源(2a、2b)に接続する独自の経路である、第2の共通の液圧供給ライン(4b)と、
を備えることを特徴とする、液圧システム。 At least two hydraulic consumption sources (2a, 2b);
A first hydraulic power supply source (3a);
A first common hydraulic supply line (4a), which is a unique path connecting the first hydraulic power supply source to the at least two hydraulic consumption sources (2a, 2b);
A hydraulic system (1; 20; 30) comprising:
The hydraulic system is
A second hydraulic power supply source (3b);
A second common hydraulic supply line (4b), which is a unique path connecting the second hydraulic power supply source to the at least two hydraulic consumption sources (2a, 2b);
A hydraulic system, comprising:
前記第1の液圧パワー供給源(3a)と前記少なくとも2つの液圧消費源(2a、2b)との間で前記第1の共通の液圧供給ライン(4a)に配置された、第1の通常開いたバルブ(8a)と、
前記第2の液圧パワー供給源(3b)と前記少なくとも2つの液圧消費源(2a、2b)との間で前記第2の共通の液圧供給ライン(4b)に配置された、第2の通常開いたバルブ(8b)と、
第1の接続ライン(9)であって、該第1の接続ラインの第1の端部は、前記第1の液圧パワー供給源(3a)と前記第1の通常開いたバルブ(8a)との間の位置で前記第1の共通の液圧供給ライン(4a)に接続され、前記第1の接続ラインの第2の端部は、前記第2の液圧パワー供給源(3b)と前記第2の通常開いたバルブ(8b)との間の位置で前記第2の共通の液圧供給ライン(4b)に接続される、前記第1の接続ライン(9)と、
前記第1の接続ライン(9)に配置された、通常閉じたバルブ(10)と、
を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載の液圧システム(1;20;30)。 The system
A first hydraulic pressure supply line (4a) disposed between the first hydraulic power supply source (3a) and the at least two hydraulic pressure consumption sources (2a, 2b); A normally open valve (8a),
A second hydraulic pressure supply line (4b) disposed between the second hydraulic power supply source (3b) and the at least two hydraulic consumption sources (2a, 2b); A normally open valve (8b),
A first connecting line (9), the first end of which is connected to the first hydraulic power supply (3a) and the first normally open valve (8a) Is connected to the first common hydraulic pressure supply line (4a), and the second end of the first connection line is connected to the second hydraulic power supply source (3b). The first connection line (9) connected to the second common hydraulic supply line (4b) at a position between the second normally open valve (8b);
A normally closed valve (10) arranged in the first connection line (9);
The hydraulic system (1; 20; 30) according to claim 1, further comprising:
前記第1の液圧パワー供給源(3a)と前記第1の接続ライン(9)との間で前記第1の共通の液圧供給ライン(4a)に配置されると共に、前記第1の液圧パワー供給源(3a)から離れる方向の流れを可能とする、第1のチェックバルブ(11)と、
前記第2の液圧パワー供給源(3b)と前記第1の接続ライン(9)との間で前記第2の共通の液圧供給ライン(4b)に配置されると共に、前記第2の液圧パワー供給源(3b)から離れる方向の流れを可能とする、第2のチェックバルブ(11)と、
を更に備えることを特徴とする、請求項2に記載の液圧システム(1;20;30)。 The system
The first hydraulic pressure supply line (4a) is disposed between the first hydraulic power supply source (3a) and the first connection line (9), and the first liquid is supplied. A first check valve (11) enabling flow in a direction away from the pressure power supply source (3a);
Between the second hydraulic power supply source (3b) and the first connection line (9), the second common hydraulic pressure supply line (4b) is disposed, and the second liquid A second check valve (11) enabling flow in a direction away from the pressure power supply source (3b);
The hydraulic system (1; 20; 30) according to claim 2, further comprising:
第3の液圧パワー供給源(3c)と、
第2の接続ライン(31)であって、該第2の接続ラインの第1の端部は、前記第1の液圧パワー供給源(3a)と前記第1の接続ライン(9)との間の位置で前記第1の液圧供給ライン(4a)に接続され、前記第2の接続ラインの第2の端部は、前記第3の液圧パワー供給源(3c)に接続される、前記第2の接続ライン(31)と、
第3の接続ライン(32)であって、該第3の接続ラインの第1の端部は、前記第2の液圧パワー供給源(3b)と前記第1の接続ライン(9)との間の位置で前記第2の液圧供給ライン(4b)に接続され、前記第2の接続ラインの第2の端部は、前記第3の液圧パワー供給源(3c)に接続される、前記第3の接続ライン(31)と、
を備えることを特徴とする、請求項2又は3のいずれか1項に記載の液圧システム(30)。 The hydraulic system is
A third hydraulic power supply source (3c);
A second connection line (31), wherein a first end of the second connection line is connected between the first hydraulic power supply source (3a) and the first connection line (9). Connected to the first hydraulic pressure supply line (4a) at a position between, the second end of the second connection line is connected to the third hydraulic power supply source (3c), The second connection line (31);
A third connecting line (32), the first end of the third connecting line being connected between the second hydraulic power supply source (3b) and the first connecting line (9); Connected to the second hydraulic pressure supply line (4b) at a position between, the second end of the second connection line is connected to the third hydraulic power supply source (3c), The third connection line (31);
The hydraulic system (30) according to any one of claims 2 or 3, characterized by comprising:
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