本發(fā)明涉及一種液壓機(jī)器，尤其涉及一種電子換向的液壓機(jī)器。

背景技術(shù)：

1、液壓系統(tǒng)通常包括多個(gè)致動(dòng)器和其它具有不同需求的消耗裝置。例如，挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)可具有一個(gè)或多個(gè)液壓回路，每個(gè)液壓回路包括一組致動(dòng)器，該一組致動(dòng)器可操作以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)必須執(zhí)行的各種動(dòng)作。根據(jù)挖掘機(jī)的當(dāng)前活動(dòng)和操作員的指令，液壓流體在不同的時(shí)間被引導(dǎo)到這些致動(dòng)器中的每一個(gè)。

2、在這種系統(tǒng)中，希望在優(yōu)化設(shè)備和資源利用的同時(shí)創(chuàng)造操作的靈活性，同時(shí)也考慮到挖掘機(jī)或其它主機(jī)內(nèi)用于容納液壓系統(tǒng)的部件的空間限制。

3、一種實(shí)現(xiàn)這種靈活性的方法是使用電子換向液壓機(jī)(ecm)，例如電子換向泵(ecp)，也稱為“數(shù)字式變量泵”。ecm可由單個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)提供一組可獨(dú)立操作的機(jī)器模塊，在ecp的情況下，該機(jī)器模塊是泵模塊，每個(gè)泵模塊提供相應(yīng)的獨(dú)立可變排量，類似于多個(gè)單獨(dú)的泵。每個(gè)泵模塊與一組活塞氣缸單元(pcu)相關(guān)聯(lián)，該pcu通過(guò)流體聯(lián)接或“共連(ganged)”，因?yàn)樵摻M的pcu的輸出被組合以限定泵模塊的輸出。然后，可以單獨(dú)地操作或停用pcu以調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)的泵模塊的輸出。

4、pcu的正弦操作在對(duì)應(yīng)泵模塊輸出中產(chǎn)生脈沖或紋波效應(yīng)，但這可通過(guò)在泵模塊內(nèi)擴(kuò)展pcu的相位來(lái)減輕。例如，泵模塊的每個(gè)pcu可以由不同的凸輪驅(qū)動(dòng)，凸輪的相應(yīng)偏心度相互偏移以提供pcu的相位之間的期望間隔。

5、類似于共連pcu，泵模塊可使用合適的連接和閥布置共連。這種共連可以是選擇性的，以使得泵模塊輸出能夠被組合以滿足在某些時(shí)間的峰值流量的需求，并且然后在其它時(shí)間被分離以執(zhí)行其它功能。這考慮到挖掘機(jī)和類似機(jī)器很少同時(shí)需要峰值壓力或流量到多個(gè)致動(dòng)器的事實(shí)，并且在該情況下，共連提高了可以在不增加單獨(dú)pcu的容量并因此不增加由ecp消耗的空間的情況下輸送的峰值流量。

6、通過(guò)增加另外的ecp以提供另外的可獨(dú)立操作的泵模塊，可以擴(kuò)展操作的靈活性，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的功能性，盡管以容納第二ecp所需的額外空間為代價(jià)。對(duì)于使用單個(gè)ecp的系統(tǒng)，也可以將多個(gè)ecp的泵模塊共連以提供所需的功能。

7、正是在這個(gè)背景下設(shè)計(jì)了本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種液壓機(jī)器組件。該組件包括：第一液壓機(jī)器，包括圍繞第一機(jī)器軸布置的第一組機(jī)器模塊，第一組中的每個(gè)機(jī)器模塊包括一組流體聯(lián)接的活塞組件，該活塞組件與由第一機(jī)器軸承載的第一組凸輪驅(qū)動(dòng)接合；以及第二液壓機(jī)器，包括圍繞第二機(jī)器軸布置的第二組機(jī)器模塊，第二組中的每個(gè)機(jī)器模塊包括一組流體聯(lián)接的活塞組件，該活塞組件與由第二機(jī)器軸承載的第二組凸輪驅(qū)動(dòng)接合。第二機(jī)器軸的旋轉(zhuǎn)與第一機(jī)器軸的旋轉(zhuǎn)耦合。

2、第一組中的每個(gè)機(jī)器模塊的活塞組件可以與第二組中的相鄰機(jī)器模塊的活塞組件異相。

3、第一組凸輪可以相對(duì)于第二組凸輪呈角度地偏移。第一組凸輪的相應(yīng)角度取向可以與第二組凸輪的相應(yīng)角度取向交錯(cuò)。例如，每個(gè)凸輪的角度取向可相對(duì)于相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸的軸線限定。第一組凸輪可圍繞第一機(jī)器軸彼此呈角度地偏移，并且第二組凸輪可圍繞第二機(jī)器軸彼此呈角度地偏移。第一組凸輪和第二組凸輪的偏移例如可以通過(guò)第一機(jī)器軸和第二機(jī)器軸之間的相互偏移來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)凸輪的角度取向也可以表示為凸輪的相位，因此第一組凸輪和第二組凸輪可以在相位上偏移，并且第一組凸輪和第二組凸輪的相位可以交錯(cuò)。另外，第一組凸輪可以彼此異相，并且類似地，第二組凸輪可以彼此異相。

4、凸輪可以是例如偏心凸輪，其也可以被稱為“偏心裝置”。替代地或附加地，凸輪可具有凸角。

5、每個(gè)活塞組件的相位可以是唯一的，因?yàn)槊總€(gè)活塞組件具有不同的相位，使得機(jī)器組件的所有活塞組件可以是異相的。機(jī)器組件的活塞組件的相應(yīng)相位可以均勻地間隔開(kāi)，使得活塞組件是等相位的。這種布置可以允許組件的任何兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器模塊流體連接，以產(chǎn)生更穩(wěn)定的組合輸出，例如，或相對(duì)于活塞組件相位不均勻間隔的布置共同地抽取更穩(wěn)定的輸入。

6、活塞組件的相位可包括活塞組件的工作循環(huán)的相位或階段，或者由活塞組件的工作循環(huán)的相位或階段限定。這又可由活塞組件和該組件所接合的凸輪之間的幾何關(guān)系以及活塞組件在液壓機(jī)器內(nèi)相對(duì)于相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸的角度位置來(lái)確定?；钊M件的工作循環(huán)可以指活塞組件的活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的完整循環(huán)，例如完成吸入沖程和排出沖程。由此可見(jiàn)，每個(gè)活塞組件的工作循環(huán)的相位可以是唯一的，使得機(jī)器組件的所有活塞組件的工作循環(huán)可以是異相的，并且機(jī)器組件的活塞組件的工作循環(huán)的相應(yīng)相位可以均勻地間隔開(kāi)。

7、例如，機(jī)器模塊可以被配置為泵模塊或電動(dòng)機(jī)模塊。

8、對(duì)于第一組的給定機(jī)器模塊，第二組的“相鄰”機(jī)器模塊是最靠近第一組的該機(jī)器模塊的第二組的機(jī)器模塊。根據(jù)機(jī)器如何相對(duì)于彼此布置，相鄰的機(jī)器模塊例如可以相對(duì)于第一機(jī)器軸和/或第二機(jī)器軸的軸線周向或軸向地對(duì)齊。

9、第一機(jī)器和第二機(jī)器的相鄰機(jī)器模塊的活塞組件的相應(yīng)相位可以均勻地間隔開(kāi)，使得相鄰機(jī)器模塊的活塞組件是等相位的。

10、在一些實(shí)施例中，第一機(jī)器和第二機(jī)器的機(jī)器模塊的活塞組件布置成軸向間隔開(kāi)的排，每排的活塞組件布置在相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸的相應(yīng)凸輪周圍，并且與相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸的相應(yīng)凸輪驅(qū)動(dòng)接合。每排活塞組件可包含相等數(shù)量的活塞組件。對(duì)于每個(gè)機(jī)器，活塞組件的排數(shù)可與每排中的活塞組件的數(shù)量互質(zhì)。在這樣的實(shí)施例中，機(jī)器組件的活塞組件的排的總數(shù)可與每排中的活塞組件的數(shù)量互質(zhì)。每個(gè)機(jī)器模塊可包括來(lái)自相關(guān)聯(lián)的機(jī)器的每排的至少一個(gè)活塞組件。對(duì)于每個(gè)機(jī)器模塊，機(jī)器模塊的每個(gè)活塞組件可以在相應(yīng)的排中。對(duì)于每排活塞組件，該排的每個(gè)活塞組件可以屬于相關(guān)聯(lián)的機(jī)器的不同機(jī)器模塊。在一些實(shí)施例中，每排活塞組件包含奇數(shù)個(gè)活塞組件。

11、對(duì)于每個(gè)機(jī)器模塊，機(jī)器模塊的每個(gè)活塞組件可與相關(guān)聯(lián)的凸輪組中的不同凸輪驅(qū)動(dòng)接合。

12、第一組凸輪和第二組凸輪的相應(yīng)相位可以是等間隔的。

13、第一機(jī)器的每個(gè)機(jī)器模塊可選地流體連接或可連接到第二機(jī)器的對(duì)應(yīng)的相鄰機(jī)械模塊。如果相鄰機(jī)器模塊的活塞組件是異相的，則當(dāng)連接時(shí)，來(lái)自模塊的組合輸出或輸入表現(xiàn)出低紋波，并且因此比其中連接的活塞組件同相操作的布置更穩(wěn)定。

14、該組件可包括模塊連接器，其被配置成流體連接第一機(jī)器和第二機(jī)器的機(jī)器模塊。在這樣的實(shí)施例中，可選地，每個(gè)機(jī)器模塊可以通過(guò)平行于相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸延伸的相應(yīng)通道連接到模塊連接器，在這種情況下，第一機(jī)器和第二機(jī)器的相鄰機(jī)器模塊的相應(yīng)通道可以是相互同軸的。

15、模塊連接器可布置在第一機(jī)器和第二機(jī)器之間。

16、模塊連接器可以被配置成或可操作成流體地連接該組件的任何兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器模塊。模塊連接器可被配置成或可操作成流體地連接第一機(jī)器和第二機(jī)器的相鄰機(jī)器模塊。模塊連接器可包括閥裝置，該閥裝置可操作以選擇性地流體地連接或斷開(kāi)機(jī)器模塊。

17、模塊連接器可實(shí)施為或由共連塊或共連組件的一部分限定。共連塊又可由單獨(dú)的部件構(gòu)成，例如中間共連塊和頂部共連塊，并且可選地，模塊連接器可由這些部件中的一個(gè)或多個(gè)限定。

18、每個(gè)機(jī)器模塊可包括或流體連接到平行于相關(guān)聯(lián)的機(jī)器軸延伸的相應(yīng)通道。該通道可限定高壓通路，機(jī)器模塊的活塞組件例如將流體排出到該高壓通路中，或者活塞組件從該高壓通路接收流體。該通道可以實(shí)施為在機(jī)器的殼體中的鉆孔。第一組和第二組的相鄰機(jī)器模塊的相應(yīng)通道可以相互同軸。

19、第一機(jī)器和第二機(jī)器的相鄰機(jī)器模塊可相對(duì)于第一機(jī)器軸和第二機(jī)器軸周向?qū)R。

20、例如，如果第一機(jī)器和第二機(jī)器端對(duì)端地布置，則第一機(jī)器軸可與第二機(jī)器軸同軸。第一機(jī)器可以具有與第二機(jī)器相反的取向。例如，機(jī)器可以背對(duì)背或前對(duì)前布置。替代地，第一機(jī)器和第二機(jī)器可具有類似的取向，并因此可背對(duì)前布置。

21、替代地，第一機(jī)器和第二機(jī)器可并排布置，使得第一機(jī)器軸和第二機(jī)器軸相互平行。第一機(jī)器軸和第二機(jī)器軸均可聯(lián)接到公共齒輪箱，例如分流齒輪箱。在這樣的實(shí)施例中，第一機(jī)器和第二機(jī)器的相鄰機(jī)器模塊可軸向?qū)R。

22、第一機(jī)器和第二機(jī)器可以基本上相同，盡管在這些實(shí)施例中第一機(jī)器軸和第二機(jī)器軸可以相互偏移，以提供活塞組件的定相。因此，在這樣的實(shí)施例中，機(jī)器軸可以彼此不同，或者至少以不同的取向組裝在它們相應(yīng)的機(jī)器內(nèi)，而機(jī)器在其它方面基本上是相同的。

23、第一機(jī)器和第二機(jī)器可各自包括相應(yīng)的機(jī)器殼體。替代地，第一機(jī)器和第二機(jī)器可共用一個(gè)共同的殼體。

24、第一機(jī)器和/或第二機(jī)器可以是電子換向的。例如，第一機(jī)器和第二機(jī)器可以限定電子換向泵或電子換向電動(dòng)機(jī)。

25、每個(gè)機(jī)器模塊可以被配置為泵模塊，其中相關(guān)聯(lián)的活塞組件的相應(yīng)輸出被組合。替代地，機(jī)器模塊可被配置為電動(dòng)機(jī)模塊。對(duì)于每個(gè)模塊，該模塊的活塞組件可以從共同的輸入抽取流體。

26、對(duì)于每個(gè)機(jī)器模塊，機(jī)器模塊的活塞組件的相應(yīng)相位可均勻地間隔開(kāi)。

27、每個(gè)活塞組件可包括高壓端口。每個(gè)活塞組件可以包括高壓閥，用于控制通過(guò)高壓端口的流量，例如流入或流出活塞組件的工作室。每個(gè)活塞組件可包括用于打開(kāi)和/或關(guān)閉高壓閥的致動(dòng)器。致動(dòng)器可操作以選擇性地打開(kāi)和/或關(guān)閉高壓閥，并且在活塞組件的工作循環(huán)的可變階段，調(diào)節(jié)在活塞組件的每個(gè)工作循環(huán)上允許進(jìn)入活塞組件的工作室的高壓流體的體積。

28、每個(gè)活塞組件可包括低壓端口。每個(gè)活塞組件可以包括低壓閥，用于控制通過(guò)該低壓端口的流量，例如進(jìn)入或流出該活塞組件的工作室。每個(gè)活塞組件可包括用于打開(kāi)和/或關(guān)閉低壓閥的致動(dòng)器。致動(dòng)器可操作以選擇性地打開(kāi)和/或關(guān)閉低壓閥，并且在活塞組件的工作循環(huán)的可變階段，調(diào)節(jié)在活塞組件的每個(gè)工作循環(huán)上允許進(jìn)入活塞組件的工作室和/或在活塞組件的工作室內(nèi)加壓的流體的體積。

29、在實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)活塞組件，在每個(gè)工作循環(huán)上允許進(jìn)入該活塞組件的工作室和/或在該工作室中加壓的流體的體積可以被調(diào)節(jié)，每個(gè)活塞組件可以被配置成用于部分和/或空轉(zhuǎn)工作循環(huán)，這意味著工作循環(huán)中，通過(guò)高壓端口和高壓閥的流體量減少，并且潛在地基本上沒(méi)有工作流體通過(guò)。對(duì)于泵的例子，部分循環(huán)是指活塞組件經(jīng)由高壓端口和高壓閥排出的流體量減少，并且在該部分循環(huán)中由活塞組件進(jìn)行的剩余排量經(jīng)由低壓端口和低壓閥排出。

30、每個(gè)機(jī)器模塊可以獨(dú)立地操作，這意味著來(lái)自機(jī)器模塊的輸出和/或到機(jī)器模塊的輸入可以獨(dú)立于其它機(jī)器模塊進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，例如通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂茩C(jī)器模塊的致動(dòng)器和閥。每個(gè)活塞組件可以獨(dú)立地操作，這意味著該活塞組件的輸出和/或輸入可以獨(dú)立于其他機(jī)器模塊進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，例如通過(guò)對(duì)該活塞組件的致動(dòng)器和閥進(jìn)行適當(dāng)控制。一組可獨(dú)立操作的活塞組件可形成可獨(dú)立操作的機(jī)器模塊。

31、本發(fā)明還涉及一種液壓系統(tǒng)，其包括上述方面的液壓機(jī)器組件。

32、本發(fā)明的另一方面提供了一種操作上述方面的組件或系統(tǒng)的方法。該方法包括：將兩個(gè)或更多個(gè)機(jī)器模塊分配到第一分組，將一個(gè)或多個(gè)機(jī)器模塊分配到第二分組，以及獨(dú)立地控制第一分組和第二分組中的每一分組以遞送相應(yīng)的輸出，該輸出可以彼此不同，使得第一分組和第二分組的組合輸出滿足需求。

33、第一分組可包括第一組中的機(jī)器模塊和第二組中的相鄰機(jī)器模塊。該方法可以包括優(yōu)先于第二分組調(diào)節(jié)第一分組的輸出以滿足需求的變化。

34、應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的每個(gè)方面的優(yōu)選和/或可選特征可以單獨(dú)或以適當(dāng)組合的方式并入本發(fā)明的其它方面。