CN103016427A - 液压蓄能器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液压蓄能器。具体地，提供了一种液压蓄能器，包括：具有两端的壳体；可滑动地设置在所述壳体内部的活塞；将所述活塞朝向所述壳体的一端推动的偏置构件。所述蓄能器还包括与流体腔连通的流体流量控制装置，所述流体腔由所述活塞的端面和所述壳体的内表面限定。依据所述流体腔内由压力传感器确定的期望压力，通过所述流体流量控制装置来控制进入和离开所述流体腔的流体的期望量，其中所述压力传感器与所述流体腔连通。

Description

液压蓄能器
相关申请
本申请要求2011年9月23日提交的美国临时申请No. 61/538,286的权益，该申请的全部内容通过引用结合于本文中。
技术领域
本发明涉及液压蓄能器。更具体而言，本发明涉及启动-停止液压蓄能器。
背景技术
本部分的陈述仅仅提供与本发明有关的背景信息，并且可能或可能不构成现有技术。
蓄能器是液压回路和***中相对常见的部件。如其名称所提示地，蓄能器实质上是液压流体的流量或供给超出***或装置的消耗或需求时积蓄加压液压流体的存储装置。相反，在所述消耗或需求超过供给或流量时，之前存储的流体从蓄能器排出，以保持期望或必需的压力或流量。
典型的车辆动力系包括发动机和变速器。在某些动力系中，发动机选择性地开启和关闭。也就是说，当车辆停止时，发动机在预定的停止条件下自动地停止，而后发动机在预定的重新起动条件下重新起动。这些动力系还可以包括具有蓄能器的液压控制***，所述蓄能器被布置成：在发动机重新起动时将流体排出到例如离合器之类的转矩传递装置；在发动机运行时积蓄流体；以及在发动机关闭时保持流体。
发明内容
一种液压蓄能器，包括：具有两端的壳体；可滑动地设置在所述壳体内部中的活塞；以及将活塞朝向壳体一端推动的偏置构件。所述蓄能器还包括与流体腔连通的流体流量控制装置，所述流体腔由活塞的一个端面和壳体的内表面限定。根据由压力传感器确定的流体腔内的期望压力，通过流体流量控制装置来控制进入和离开所述流体腔的流体的期望量，其中所述压力传感器也和所述流体腔连通。
本发明还包括以下方案：
1. 一种液压蓄能器，包括：
壳体，所述壳体具有第一端和第二端以及内表面，所述内表面限定了内部空间；
活塞，所述活塞可滑动地设置在所述壳体的内部空间中，所述活塞包括与所述壳体的内表面一起限定了流体腔的端面；
第一偏置构件，所述第一偏置构件将所述活塞朝向所述壳体的第一端推动；
压力传感器，所述压力传感器与所述流体腔连通；和
流体控制装置，所述流体控制装置在所述活塞在所述内部空间中往复运动时控制进入和离开所述流体腔的流体的量；
其中，进入和离开所述流体腔的流体的量实现了所述流体腔内的期望压力，所述期望压力由所述压力传感器确定。
2. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述第二端是由端盖密封地封闭的开口端。
3. 如方案2所述的液压蓄能器，还包括在所述第二端和所述端盖之间的密封件，以确保所述壳体无泄漏。
4. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述活塞将所述壳体的内部空间分成所述流体腔和空气填充腔。
5. 如方案4所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件安置在所述空气填充腔中。
6. 如方案4所述的液压蓄能器，其中，所述活塞包括了容纳唇形密封件的凹槽，以防止流体从所述流体腔流到所述空气填充腔。
7. 如方案1所述的液压蓄能器，还包括第二偏置构件，所述第二偏置构件将所述活塞朝向所述壳体的第一端推动。
8. 如方案7所述的液压蓄能器，其中，所述第二偏置构件与所述第一偏置构件嵌套。
9. 如方案7所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件是螺旋弹簧。
10. 如方案7所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件具有的弹簧常数与所述第二偏置构件的弹簧常数不同。
11. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件是压缩气体。
12. 如方案11所述的液压蓄能器，其中，所述压缩气体是空气。
13. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述活塞包括第一导向环，以保持所述活塞在所述壳体中的轴向取向。
14. 如方案13所述的液压蓄能器，其中，所述活塞包括有容纳所述第一导向环的第一凹槽。
15. 如方案13所述的液压蓄能器，其中，所述活塞除了所述第一导向环之外还包括第二导向环，以进一步保持所述活塞在所述壳体中的轴向取向。
16. 如方案15所述的液压蓄能器，其中，所述活塞包括有容纳所述第二导向环的第二凹槽。
17. 如方案13所述的液压蓄能器，其中，所述第一导向环由聚四氟乙烯PTFE制成。
18. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述流体控制装置是电磁阀。
19. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述活塞的长度（L）大于所述活塞的直径（D）。
20. 如方案1所述的液压蓄能器，其中，所述壳体由整体的铝压铸件制成。
更多的特征、优点、和应用领域通过本文提供的描述变得显而易见。应当理解的是，所述描述和特定实施例仅旨在用于举例说明，而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于举例说明的目的，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。图中的部件不必是按比例的，而是强调举例说明本发明的原理。而且图中相同的附图标记在全部视图中指示对应的部件。在附图中：
图1是依据本发明原理的液压蓄能器的截面视图；
图2是液压蓄能器的透视图；和
图3是液压蓄能器的分解图。
具体实施方式
以下的描述在本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明、本发明的应用或使用。
现在参看附图，图1到图3示出了由附图标记10指示的具体实现了本发明原理的液压蓄能器。蓄能器10是能量存储装置，在外部源的压力下将不可压缩的液压流体保持在其中。在一个示例性的实施例中，蓄能器10位于自动变速器的液压控制***中，其中泵可操作地与发动机或原动机连接，以便在发动机操作时将液压流体供给到变速器，而在发动机关闭时待机。在发动机或原动机操作时蓄能器10收集液压流体，当该发动机关闭时则在压力下保持液压流体，并且当该发动机重新起动时排出液压流体。
蓄能器10包括壳体12和附接到壳体12一端的端盖14。密封件16设置在壳体12和端盖14之间，以确保壳体12无泄漏。壳体12的形状一般为圆筒的，并且包括开口端18和与开口端18相对的封闭端20。供给管线22与流体流量控制装置24连通，流体流量控制装置24又与压力传感器26连通。供给管线22的一端连接到流体流量控制装置，同时另一端连接到自动变速器的控制***。
活塞30位于内部空间32中，并可滑动地与壳体12的内表面36接合。活塞30的第一外端面或外表面42和端盖14的内表面46限定了空气填充腔48。活塞30的第二外端面或外表面44和壳体12的内表面36限定了流体填充腔50。因此，活塞30将壳体12的内部空间32分成空气腔48和流体填充腔50。流体流量控制装置24和压力传感器26还与流体填充腔50连通。图1图示了处于安坐位置中的活塞30，在所述安坐位置中，活塞30的第二外表面44安坐在壳体12的一端52附近。活塞30通过至少一个偏置构件54被保持在安坐位置中并且抵靠着所述端52。在所示的实施例中，采用了两个偏置构件54和55，其中偏置构件55容纳在偏置构件54中。每个偏置构件可以具有不同的弹簧常数，使得总的偏置力能得到优化。每个偏置构件54、55均包括第一端56和第二端58，其中偏置构件54、55的第一端56与端盖14接合，并且偏置构件54、55的第二端58与活塞30的第一外表面42接合。偏置构件54、55沿着朝向活塞30的方向施加偏置力BF，从而将活塞30保持成安坐在壳体12的一端52上。在所图示的实施例中，偏置构件54、55都是螺旋弹簧，但本领域技术人员将理解的是，活塞30可通过其他方式致动。例如在一个替代性实施例中，活塞30由压缩气体（例如，空气）致动。
活塞30包括有容纳和保持导向环62的环状凹槽或沟道60。导向环62优选地由聚四氟乙烯PTFE（Vespel）制成，并有助于维持活塞34在壳体12中的轴向取向。活塞30还包括有容纳和保持唇形密封件（A/D环）66的更深的环状凹槽或沟道64。唇形密封件66可以包括在活塞30和壳体12的表面36之间起到主密封件作用的叶片或刮片（wiper）。活塞30还可以包括有容纳和保持另一个导向环或衬套70的凹槽或沟道68，以便保持具有加大的长度（L）与直径（D）的比值的活塞30的轴向取向。
供给管线22和流体流量控制装置24限定了到流体腔50中的流体路径。具体而言，流体通过流量控制装置24进入或离开流体腔50。随着流体进入流体腔50，压力增加，从而产生力F。由流体腔50的增加的压力产生的力F大于偏置力BF。因而，由流体腔50的压力施加的力F克服偏置力BF，从而推动活塞30沿着朝向端盖14的方向移动。随着流体离开流体腔50，流体腔50的压力降低，使得由流体腔50施加的力F现在小于偏置力BF，从而沿着朝向壳体12的一端52的方向推动活塞30，并使活塞30回到图1所示的安坐位置中。依据由压力传感器26确定的流体腔50中的期望压力，通过流体流量控制装置24来控制进入和离开流体腔50的流体的期望量。
液压蓄能器10的各种实施例可以具有如下特征和优点中的一个或多个。活塞30可以压铸成具有一体的裙部。偏置构件54和55可以嵌套。流体流量控制装置24（其可以是电磁阀）和压力传感器26用螺栓固定到壳体12。蓄能器10的填充和排放可以通过两个单独的路径发生。经过流量控制装置24的油流动可以通过相同的入口和出口发生。壳体12可以是整体的铝压铸件，并采用精密加工的活塞缸筒。壳体12可以实现成整体的托座。壳体12可以浸渍以树脂，以提供零泄漏。活塞30可以包括阳极硬化涂层。
本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不偏离本发明要点的变型都被认为落在本发明的范围内。这些变型不被认为是偏离了本发明的范围和精神。

Claims (10)

1.一种液压蓄能器，包括：
壳体，所述壳体具有第一端和第二端以及内表面，所述内表面限定了内部空间；
活塞，所述活塞可滑动地设置在所述壳体的内部空间中，所述活塞包括与所述壳体的内表面一起限定了流体腔的端面；
第一偏置构件，所述第一偏置构件将所述活塞朝向所述壳体的第一端推动；
压力传感器，所述压力传感器与所述流体腔连通；和
流体控制装置，所述流体控制装置在所述活塞在所述内部空间中往复运动时控制进入和离开所述流体腔的流体的量；
其中，进入和离开所述流体腔的流体的量实现了所述流体腔内的期望压力，所述期望压力由所述压力传感器确定。
2.如权利要求1所述的液压蓄能器，其中，所述第二端是由端盖密封地封闭的开口端。
3.如权利要求2所述的液压蓄能器，还包括在所述第二端和所述端盖之间的密封件，以确保所述壳体无泄漏。
4.如权利要求1所述的液压蓄能器，其中，所述活塞将所述壳体的内部空间分成所述流体腔和空气填充腔。
5.如权利要求4所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件安置在所述空气填充腔中。
6.如权利要求4所述的液压蓄能器，其中，所述活塞包括了容纳唇形密封件的凹槽，以防止流体从所述流体腔流到所述空气填充腔。
7.如权利要求1所述的液压蓄能器，还包括第二偏置构件，所述第二偏置构件将所述活塞朝向所述壳体的第一端推动。
8.如权利要求7所述的液压蓄能器，其中，所述第二偏置构件与所述第一偏置构件嵌套。
9.如权利要求7所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件和所述第二偏置构件是螺旋弹簧。
10.如权利要求7所述的液压蓄能器，其中，所述第一偏置构件具有的弹簧常数与所述第二偏置构件的弹簧常数不同。
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