自同步液压系统的制作方法

专利名称：自同步液压系统的制作方法
自同步液压系统
背景技术：
本发明涉及一种流体系统，尤其涉及一种自同步液压系统。
提供加压流至各种液压缸的液压系统已为各种应用场合提供重要的解决方 案。例如，车辆的转向系统按惯例常采用液压系统，其中液压缸的伸缩驱动车轮 或其它转向组件转向。在该系统中，在使用单杆缸的情况下，加压流交替供给液 压缸的底座端与活塞端，使液压缸的活塞外伸或内缩，从而操控转向组件。类似 地，在使用双杆缸的情况下，加压流交替供给液压缸的第一端或第二端，使液压 缸的活塞向一个方向移动或者向另一个方向移动，从而才喿控转向组件。
举例说明，某些系统包括多个共同作业的液压缸，但是每个液压缸独立控制， 如通过多路选择阀控制。在这种系统中，通常会出现多个液压缸出现不同步的不 良结果，即，其中一个液压缸活塞的外伸或内缩位置与另一液压缸活塞的位置不 一致。处理上述不良结果的一种传统方式是为多路选择阀设置有多个转向模式， 同时为液压缸设置位置传感器，允许操作员根据位置传感器通过改变加压流的流 向至适当的一端的方式手动同步液压缸。然而，在某些应用场合，往往需要使用 一种替代方案，这种需求长久以来未能得到满足。

发明内容
作为诸多优点和益处之一，本发明提供一种有效、高效地解决上述问题的方案。
本文描述了一个液压系统，其包含笫一、第二液压缸，每一液压缸具有活塞 及第一端、第二端。第一端和第二端分别对应于对应活塞的沖程极限位置。两个 液压缸的第一端和第二端分别因而定义出两个液压缸的缸体端。两个液压缸的第 一端和第二端分别经由由两第 一端或两第二端构成第 一 匹配缸体端相互流体耦 合。该系统包括第一旁通装置及第二旁通装置，该旁通装置构造成以使当活塞达
到旁通端的冲程极限位置时，旁通装置打开通路以允许自对应液压缸绕过对应活 塞连接至对应旁通端的管路。这允许两个液压缸自动修正丧失同步的趋势，并允
许该系统平4軒两液压缸的容量。这可应用各种应用场合，例如四轮转向车辆， 其中两个液压缸控制两对车轮的转向。通过说明书、附图及权利要求，相关技术 领域的技术人员将进一步了解其它实施例及有益效果。


图1为应用本发明第一实施例液压系统的有轮车辆的示意图。
图2为本发明液压系统的第二实施例的示意图。
图3为本发明液压系统的第三实施例的示意图。
图4为本发明液压系统的第四实施例的示意图。
图5为本发明液压系统的第五实施例中的部分组件的示意图。
具体实施例方式
图1描述一个具有本发明液压系统的四轮转向车辆1。该车辆1包括一对前舵 轮和一对后舵轮。前舵轮由前舵液压缸控制，其中 一个前舵轮如图中可见的车轮3。 后舵轮由后舵液压缸控制，其中一个后舵轮如图中可见的车轮5。控制车辆1左转 时，前轮将向左转同时后轮向右转。反之亦然。控制车辆1右转，前轮向右转同 时后轮向左转。该四轮转向车辆1相较于其它仅使用前轮或后轮转向的车辆而言， 有更小的转弯半径及其它优点。四轮转向车辆1仅为本发明可被应用的各种广泛 应用场合中的一个示例。
图2所示的液压系统2，为可应用于四轮转向车辆1中的流体系统的 一个示例 性的实施例。该液压系统2包括第一液压缸10及第二液压缸20。当应用于车辆如 四轮转向车辆i中，例如，液压缸10、 20其中之一控制车辆1的前4仑同时另一液 压缸控制车辆1的后轮。每一液压缸10、 20的外伸在不同的实施例中分别对应于 对应车4仑向左或向右转动，同时，同一液压缸的内缩对应于上述车4仑向反方向的 转动。由于后轮辅助前轮转动，这也就是说当液压缸IO、 20其中之一外伸时另一
液压缸总是内缩，反之亦然。
图2中所示的液压缸10、 20为单杆缸，其它可选实施方式中可采用双杆缸。 在双杆缸的情形下，每一液压缸的沿某一方向的外伸对应于对应车4仑向左或向右 转动，同时，同一液压缸沿相反的第二方向的外伸对应于上述车轮向反方向的转 动。可以理解，对于单杆缸的活塞的外伸和内缩及双杆缸的任一方向的外伸而言， 液压缸的外伸和/或内缩在任一端上均具有一最大位置，在该最大位置上活塞处于 液压缸某端的冲程极限位置上。
由于期望两个液压缸10、 20保持同步，故当液压缸10、 20其中之一到达外 伸极限位置时，另 一液压缸同步到达内缩极限位置，反之亦然。液压系统2的实 施例有效地达到这一期望效果并保持液压缸10、 20同步，例如通过在沖程极限位 置相互连通液压缸的方式，在此将进一步描述。
第一液压缸10包括活塞16、第一端12及第二端14。管3各32流体耦合于第 一端12,管路34流体耦合于第二端14。活塞杆18连接于活塞16并自第一端12 延伸而出。所示活塞16位于第一端12的冲程极限位置，图中虚线所示的活塞16b 可位于第二端14的冲程极限位置。
类似地，第二液压缸20包括活塞26、第一端22及第二端24。第一端12、 22 与第二端14、 24定义出第一、第二液压缸10、 20的四个端部。活塞杆28连接于 活塞24，密封地穿过第一端22的壁。图中实线所示的活塞26位于第二端24的冲 程极限位置，图中虚线所示的活塞26b也可位于第一端22的冲程^l限位置。当活 塞16自第一端12移动到第二端14时，活塞26自第二端24移动到第一端22。管 路36流体耦合到第一端22,管路38流体耦合到第二端24。
第一液压釭10与第二液压缸20经由第一液压缸10的第一端12与第二液压 缸20的第一端22相互流体耦合。管路32、 36构成第一液压缸10与第二液压缸 20之间的流体耦合装置。第一端12、 22为一对配对端，即第一端12、 22同为对 应液压缸的第一端。类似地，第二端14、 24为一对配对端。尽管图2中所示的实 施例中的第一、第二液压缸10、 20通过配对的第一端12、 22相互耦合，但在其 它可选实施方式中第一、第二液压缸10、 20也可通过例如配对的第二端14、 24
相互流体耦合。任一方式均可实现一个液压缸内缩另 一液压釭外伸的方式工作。
在图2所示实施例中，液压系统2包括转向控制单元30，其输入端连接至一 流体动力源，如泵60。转向控制单元30同样具有受控输出端口 ，该受控输出端口 分别通过第二端14、 24流体耦合于第一、第二液压釭10、 20，第二端14、 24构 成不包含于该流体耦合液压缸10与液压缸20间的连4矣管路中的另一对配对端。 在此实施例中，转向控制单元30可经由管路34传送液体流至第一液压缸10的第 二端14以使车辆1向左转，或经由管路38传送液体流至第二液压缸20的第二端 24以使车辆1向右转。在其它可选实施方式中，相反或其它的左右转向布置亦可。 例如，当任一液压缸10或20外伸或内缩时，车辆1的转向取决于各种转向几何 因素，包括如转向连接机构、行程方向及是否使用外侧转向装置或内侧转向装置 (inboard or outboard steering)。
在本实施例的一个实例中，第一液压缸10控制车辆1的前4^,第二液压缸控 制车辆1的后轮。在其它实施例中，任一液压缸可支配前^"或后轮或除车轮之外 的其它部件如踏才反。在此特殊实施例中，作为一个实例，每一液压缸10、 20中， 液压缸外伸转动车轮向左，液压缸内缩转动车轮向右。当前轮向左转向后轮向右 转向时，车辆1转向左，对应于第一液压缸10外伸、第二液压缸20内缩。类似 地，如图1中所示的当前轮向右转向后轮向左转向时，车辆1转向右，对应于第 一液压缸10内缩、第二液压缸20外伸。如上所述，其它实施例可^f吏用其它转向 方式。
第一端12、 22之间的流体耦合构造成以使当加压流从转向控制单元30输送 至第一液压缸10的第二端14造成第一液压缸10外伸时，活塞16也促使流体自 第一液压缸10的第一端12流向第二液压缸20的第一端22, >匸人而^[吏第二液压缸 20的活塞杆内缩。所以，自转向控制单元30经过管路34的单一液体流促使液压 缸10、 20协调作用以^吏车辆1向左转。类似地，当加压流体自转向控制单元30 输送至第二液压缸20的第二端24使第二液压缸20外伸，活塞26同样促使流体 自第二液压缸20的第一端22流过第一端12、 22之间的流体耦合(包括管路36、 32)到达第一液压缸10的第一端12，从而使第一液压缸10的活塞杆内缩。在本
实施例中，自转向控制单元30流过管路38的单一液体流从而佳_得液压缸10、 20 协调作用将车辆l转向右。
图2所示的实施例中，液压系统2还包括第一单向阀40及第二单向阀42，分 别连接到管路32、 34。单向阀40、 42为旁通阀或旁通装置的示例。其它可选实施 方式中可选择其它类型的执行类似功能的旁通阀门或旁通装置。这些其它类型的 旁通阀可包括如滑动密封阀、弹簧加载单向阀、溢流阀等其它可兼容的可选件。
第一单向阀40流体耦合于第一液压缸10的一侧且位于第一端12与第二端14 之间并靠近第一端12。在另一侧，第一单向阀10流体耦合于管路32。第一液压 缸10的第一端12可定义为各液压缸端中的第一旁通端，因为其配备一个旁通装 置，即第一单向阀40。当第一液压缸10内的压力大于管3各32内的压力时，第一 单向阀40允许单向流从连接于第一液压缸10的一侧流向连接于管路32的一侧。 当第一液压缸10完全内缩时，即当活塞16处于第二端14的冲程极限位置16b上 时，或当第一液压缸10处于外伸或内缩的中间阶4殳时，第一单向阀40两侧没有 预期的压力差。然而，当经由管-各34流入第一液压缸10的液体流驱动第一液压 缸10完全外伸，以致活塞16处于第一端12的沖程极限位置上时，于是施于第一 单向阀40的液压缸侧的压力大于施于其管路侧的压力。第一单向阀40因此构造 成使得当活塞16处于第一液压缸10的第一端12冲程极限位置和存在压力差且第 一液压釭10内压力4交大时，第一单向阀40打开一个出口允许液体流自第一液压 缸10的进入管路32。不同的实施例中，第一单向阀40开启所需的压力差可从可 忽略的很小值到任何大的值之间变化。
该旁通作用打开自管路34流至管路32、 36的液体流，该液体流仅在旁通作 用下存在。如果液压缸10、 20开始失去同步以致第二液压缸20的活塞26已开始 滞后于第一液压缸10的活塞16且开始偏向第一端22，因此当活塞14已经到达第 一液压缸10的第一端12的冲程极限位置时，活塞26尚未到达第二液压缸20的 第二端24的冲程极限位置，这时，第一液压缸10的旁通作用可修正这种不同步。 在这种情况下，当第一液压缸10完全外伸使活塞16达到第一液压缸10的第一端 12的冲程极限位置时，在没有第一单向阀40的旁通作用时，第二液压缸20将仍
未完全内缩。然而，当活塞16到达第一液压缸10的第一端12的冲程极限位置时， 第一单向阀40允许液体流自第一液压缸10的第二端14经由管路32、 36旁通至 第二液压缸20的第一端22。如图2所示，这将进而允许液体流通过管路34进入 第一液压缸10并依次通过管路32、 36进入第二液压缸20且移动活塞26直至活 塞26到达第二液压缸20的第二端24的冲程极限位置，与处于第一端12的冲程 极限位置的活塞16同步。
类似地，第二单向阀42流体耦合至第一液压釭10的一侧，位于第一端12与 第二端14之间且靠近第二端14。第二单向阀42的另一侧流体耦合于导管34。第 一液压缸10的第二端14可^f见为各液压缸端的一个旁通端，因为其配备另一旁通 装置，即第二单向阀42。当第一液压缸10内的压力大于管3各34内的压力时，第 二单向阀42允许自连接于第一液压缸10的一侧至连接于导管34的一侧的单向流 通过。当液压缸10完全外伸，即当活塞16置于第一端12的冲程极限位置或液压 缸10处于外伸与内缩的中间状态时，第二单向阀42两端不存在预期的压力差。 然而，当经由管5各32进入第一液压釭10的液体流驱动第一液压缸10的活塞16 完全内缩，因而活塞16处于第二端14的冲程极P艮位置，第二单向阀42的液压缸 一侧的压力随之大于管路一侧的压力。第二单向阀42构造成使得当活塞16处于 第一液压缸10的第二端14的冲程极限位置且第一液压缸10内的压力大于管路34 内的压力时，第二单向阀42打开出口以使自第一液压缸10的液体流旁通至管路 34。
该旁通作用打开自管路32流至管路34的液体流，该液体流仅在该旁通作用 下存在。如果液压缸10、 20开始失去同步以致第二液压缸20已开始滞后于第一 液压缸10且开始偏向第二端14，使得当活塞14已经到达第一液压缸10的第二端 14的冲程极限位置时，活塞26尚未到达第二液压缸20的第一端22的冲程极限位 置，此时，第一液压缸10的旁通作用可修正这种不同步。在同步前，当第一液压 缸10完全内缩使活塞16达到第一液压缸10的第二端的沖程极限位置，在没有第 二单向阀42的旁通作用的情况下，第二液压缸20将仍未完全外伸，。然而，当 活塞16到达第一液压缸10的第二端14的冲程极限位置时，第二单向阀42允许
液体流自第一液压缸10的第二端14经由管路34、 38旁通至第二液压缸20的第 二端24。这将进而允许液体流通过管路32进入第一液压缸10并通过管路34、 38 进入第二液压缸20且进一步压迫活塞26直至活塞26到达第二液压釭20的第一 端22的冲程极限位置。在这种情况下，第二单向阀42因而恢复第一液压缸10与 第二液压缸20的同步，与上述第一单向阀40的作用相似。
虽然图2描述了液压系统的一个实施例，其它实施例中各种元件可以其它方 式设置，例如旁通装置可为或包括如溢流阀、滑动密封阀，或内置于活塞中的 单向阀而非外置单向阀；例如液压缸为双杠而非单杆。 一些其它实施例如图3-6 所示，将在下文中描述。
图3描述本发明的液压系统302，其为流体系统的另一实施例，可应用于四轮 转向车辆i与其它应用场合。液压系统302包括第一液压缸310、第二液压缸320、 转向控制单元330及泵360。尽管由于包括有活塞316而有所不同，液压系统302 与图2中的液压系统2有一定的相似之处，且该液压系统302构造成使第一液压 缸310与第二液压缸320间保持同步。该活塞316包括允许自第一端312至第二 端314的液体流通过的第一旁通340及允许自第二端314至第一端312的液体流 通过的第二旁通342。活塞316可视为包括旁通元件340、 342的旁通装置，第一 端312与第二端314因其各自配备的旁通装置而可视为旁通端。
第一液压缸310包括活塞316、第一端312及第二端314。管路332流体耦合 于第一端312，且管^各334流体耦合于第二端314。活塞杆318连接于活塞316且 密封地穿过第一端312的侧壁。所示的活塞316处于第一端312的沖程极限位置。 如图中虚线表示的316b,活塞316可处于第二端314的冲程极限位置。
类似地，第二液压缸320包括活塞326、第一端322及第二端324。第一端312、 322与第二端322、 324因而定义出第一液压缸310与第二液压缸320的四个活塞 端。所示的活塞326处于第二端324的冲程极限位置，且该活塞326可交替地处 于326b处的第一端322的沖程极限位置。活塞杆328与管3各336、 338与图2中 的元件类似放置。
第一液压缸310与第二液压缸320经由第一液压缸10的第一端312与第二液
压缸320的第二端322相互流体耦合。管路332与管路336构成该第一液压缸310 与第二液压缸320之间的流体耦合装置。第一端312、 322为一对配对的液压缸端， 也就是说，它们同为各自液压缸的第一端。第二端314、 324类似地构成一对配对 的液压缸端。第一液压缸310与第二液压缸320可同样经由如第二对配对液压缸 端相互流体耦合。无论任一方式，液压缸将以其中一个内缩另一个外伸的方式运 作。
旁通装置340、 342包括另一旁路的实施例。旁路340置于活塞316内，且构 造成使当活塞316处于第二端314的冲程极限位置且第一液压缸310内相对于管 路334的压力差能上升到至少一个临界值时，旁通装置340打开一个出口 ，以允 许自第一液压缸310内部至管路334的单向流通过。类似地，旁^各342置于活塞 316内，使得当活塞316处于第一端312的冲程极限位置且第一液压缸310内相对 于管路332的压力差能上升到至少一个临界值时，旁通装置342打开一个出口以 允许自第一液压缸310内部至管路332的单向流通过。当活塞316位于冲程极限 位置之间时，旁通装置340、 342保持密封，以高效地控制响应自管^各332、 334 流入的流体而作动的活塞316。
旁通装置340、 342的作用因而是打开液体流，且此液体流仅在该旁通作用下 存在，当活塞316在第一端312的冲程极限位置时，此液体流自管路334流至332， 当活塞316处于第二端314的冲程极限位置时，此液体流自管路332流至334。这 允许加压液体流流至第二液压缸320以继续驱动活塞326至相应的冲程极限位置， 若其尚未到达的话。也就是说，当活塞316到达第二端314的冲程极P艮位置时， 旁通流被允许流至第二端324，当活塞316到达第一端312的冲程^l限位置时，旁 通流;故允许至第一端322。活塞316，包括旁通装置340、 342，因而恢复第一液压 缸310与第二液压缸320之间的同步。
尽管图3特别示出活塞316内的单向阀，在权利要求的范围内，其它各种活 塞包括有旁路的机构也可应用。作为另一范例，活塞包括滑动密封，其中当第一 活塞到达对应端的冲程极限位置时，该滑动密封执行打开一个出口的等效功能， 此出口允许单向流自液压缸流至连接于对应端的管路以绕过该活塞。
图4示出了本发明的一个液压系统402，作为又一个可应用于四轮驱动车辆1 或其它应用场合中的流体系统的示范性实施例。液压系统402包括第一液压缸 410,第二液压缸420，转向控制单元430和泵460。液压系统402与图2和3中 的液压系统2和302在某些方面相似，且构造成用于维持液压缸410和420的同 步及压力平衡。第一和第二液压缸410和420是可被本发明实施例所使用的双杆 转向液压釭。
第一液压缸410包括活塞416，第一活塞杆418，第二活塞杆419，第一端412 和第二端414。管路432流体耦合至第一端412和转向控制单元430,管路434流 体耦合至第二端414，并连接至与第二活塞420的第二端424相连的管路438。第 一液压杆418连接至活塞416，并密封地穿过第一端412的缸壁。第二液压杆419 连接至活塞416上与第一液压杆418相对的另一面，并密封地穿过第二端414相 对的缸壁。如图所示，活塞416位于第一端412处的一个沖程极限位置。同样如 虚线416b所示，活塞416同样可以位于第二端414处的一个冲程极限位置。在双 杆液压缸中，冲程极限位置并不对应于液压缸-皮内缩或伸出，更确切地说，他们 对应于液压缸在第一方向上内缩并在相反的方向上伸出。
第二液压缸420包括活塞426，第一活塞杆428，第二活塞杆429，第一端422 和第二端424。第一端412和422以及第二端414和424因此而定义为两个液压缸 410和420中的四个液缸端部。如图所示，活塞426在第二端424处占据一个沖程 极限位置，或者选择性地如虚线416b所示在第一端422处占据一个冲程极限位置。 第一液压杆428连接至活塞426，并密封地穿过第一端422的缸壁。第二液压杆 429连接至活塞426上与第一液压杆428相对的另 一面，并密封地穿过第二端424 相对的缸壁。管路436连接第一端422至转向控制单元430，且管路438，如上所 述，连接第二端424至第二端414外伸出的管路434。
通过第一液压缸410的第二端414和第二液压缸420的第二端424,第一液压 缸410和第二液压缸420相互流体连通。管路434和管路438构成第一液压釭410 和第二液压缸420间的流体耦合装置。第二端414和424是相配对的一对液缸端 部，第一端412和422同样形成相配对的一对液缸端部。
第一单向阀440装配有弹簧以提高打开压力的临界值。第一单向阀440的一 侧流体耦合至第一液压缸410，且位于第一端412和第二端414之间并临近第一端 412，从而第一单向阀440可作为旁通端。第一单向阀440的另一侧流体耦合至管 路432。当液压缸410和管路432间的压力差超过装有弹簧的第一单向阀440的打 开压力临界值时，第一单向阀440允许单向流自耦合至第一液压缸410的一侧流 向耦合至管路432的一侧。第一单向阀440的构造与图2中的单向阔40有些类似， 从而当活塞416在第一液压缸410的第一端412处占据冲禾呈^f及限位置，且液压缸 410内的压力大于管路432内的压力而存在压力差时，第一单向阀440打开一个出 口以允许流体从第一液压缸410绕过活塞416而流向管路432，从而提供同步液压 缸410和420的类似功能。
根据另一实施例，装配有弹簧的第二单向阀442在液压系统402中的结构与 图2和3中液压系统的结构有所不同，第二单向阀442连接至第二液压缸420，从 而为两个液压缸各提供一个单向阀。第二单向阀442的一侧流体耦合至第二液压 缸420且临近第二端424，而另 一侧流体耦合至管路438。当液压缸420和管路438 间存在足够的压力差且活塞426在第二端424处占据冲程极限位置时，第二单向 阀允许单向流自第二液压釭420流向管路438，从而在各液釭端部中，第二单向阀 442可作为第二旁通端工作。除了被设置的液压缸与第 一单向阀440设置的液压缸 不同，第二单向阀442的构造类似于图2中第二单向阀42。
因此，旁通装置440和442共同工作的效果是在第一液压缸410的活塞416 位于第一端412处的冲程极限位置时打开从管路434到管路432的流体路径，在 第二液压缸420的活塞426位于第二端处的沖程极限位置时打开从管路436到管 路438的流体路径。旁通装置440和442与上文所述的旁通装置有所类似，以恢 复第 一液压缸410与第二液压缸420间的同步。
图4也示出了本实施例的气压平衡特征的优点。如果没有气压平衡特征，类 似于系统402、两液压缸分别具有一个单向阀的装置，在两液压缸410， 420早已 到达其极限位置时，将可能产生流体不断流经单向阀440和442的不利影响。这 种情况可能在液流从转向控制单元430通过管路436导入液釭420,活塞426在第
一端412位于冲程极限位置且活塞416在第二端424位于冲程极限位置时发生， 液流持续通过单向阀442，液压缸410和单向阀440最终进入转向控制单元430 的相对端口 。这可造成转向控制单元430的两端口间的操:作压力变得不平衡。
然而，本发明中防止产生这种不平衡效果，其中单向阀440、 442为弹簧加载 单向阀，或采用其它形式，以类似的方式具有组合的开启压力，组合的开启压力 累加之后大于液压系统402的工作压力。单向阀440、 442的开启压力为压力临界 值，在该临界值以下单向阀440、 442保持闭合。累积的开启压力可保证压力平衡， 因为单向阀440、 442串联设置。例如，每一单向阀440、 442可包括预先选择的 900磅/平方英寸(p.s丄)的开启压力，同时液压系统402的工作压力可为1200p.s丄。 因为单向阀440、 442之一的开启压力显著低于系统402的工作压力，在适当条件 下一次可打开一个单向阀，如当对应活塞到达液压缸对应端的冲程极限位置时。 然而，开启的单向阀下游的压力将不足以达到另一单向阀的开启压力。这将出现 单向阀442下游的到达单向阀440的液体流不足以开启单向阀440的情况 这些 单向阀因而保证液压系统402的压力平衡。在本发明的范围内，这种压力平衡特 性可实施于各种实施例。
图5描述本发明液压系统的元件552,作为又一个可应用于四轮驱动车辆1 或其它应用场合中的液体系统的示范性实施例。元件552与上述液压系统的元件 有一定的相似之处，其包括第一液压缸510与管路532、 534可连接于其它元件， 包括如液压缸、管if各及转向控制单元。元件552构造成^f吏液压缸510与该液压系 统中连接的至少 一个另 一个液压缸保持同步。
液压缸510包括活塞516、活塞杆518、第一端512与第二端514。所示的活 塞516处于第一端512的沖程极限位置，其也可处于第二端514的冲程极限位置， 如图中虚线表示的516b处。
元件552还包括第一溢流阀540和第二溢流阀542，其中第一溢流阀540流体 耦合于液压釭510近第一端512及流体耦合至管路532,第二溢流阀542流体耦合 于液压缸510近第二端514处及流体耦合至管路534。安全阀542、 544的运作与 上述单向阀及其它旁通装置在某些方面相似。每一个溢流阀542、 544构造成使得
当活塞516位于各自液压缸旁通端的冲程极限位置，也就是第一端512与第二端 514，且流入溢流阀的相应的控制管路562、 564的流体压力超过临界压力，溢流 阀542、 544各自打开内部出口、通道或管路以允许自液压缸510分别至管路532、 534的液体流。在某些应用场合中，溢流阀542、 544可提供独特的优点。例如， 溢流阀542、 544可以变化，以优化溢流阀542、 544两端的用于打开内部出口通 道的压力差的下限，并因此优化元件552与协同工作的液压缸同步的灵敏度。
尽管本发明已通过某些具体的优选实施例来描述，但本领域的技术人员应当 了解在不脱离本发明的精神与范围的前提下可在形式与细节上作出修改。例如， 在被发明保护范围内，其它实施例可以任何排列方式对各个实施例所描述的不同 特性混合和配对。又如，用"流体"或"液压"所描述的方面也可理解为可配置 于其它相当的技术中，如气体系统中。再如，"包括"应理解为专利权利要求中 的一个术语，如用于指出其包含物而非暗示排除其它附加元件。再如， 一些实施 例中两个旁通装置置于四个液压缸端部中的两个特定液压缸端部，在其它实施例 中该旁通装置可^f皮置于四个液压缸端部中的任两个液压缸端部、三个液压缸端部 或四个液压釭端部。在此描述的两个液压缸之外的附加液压缸可出现在其它实施 例中，潜在包括用于附加液压缸的液压缸端部的附加旁通装置。本发明的权利要 求的范围应包括本领域技术人员根据说明书及附图中的明示或暗含的其它实施 例。
权利要求
1.一种流体系统(例如，2、302、402、502)，包括第一和第二流体缸(例如，10、20、310、320、410、420、510)，每个流体缸包括活塞(例如，16、26、316、326、416、426、516)以及与对应活塞的冲程极限位置相对应的第一端部(例如，12、22、312、322、412、422、512)及第二端部(例如，14、24、314、324、414、424、514)，从而在这些第一及第二流体缸中形成四个流体缸端部，其中该第一及第二流体缸利用第一对配对的流体缸端部相互流体耦合，该第一对配对的流体缸端部是选自这些第一端部或第二端部；第一旁路(例如，40、342、440、540)，该第一旁路构造成使得当一个冲程极限位置在一个第一旁路端部且被对应的活塞占据时，该第一旁路打开一个出口，以允许流体从包含有该第一旁路端部的流体缸被旁通至与该第一旁路端部耦合的管路(例如，32、332、432、532)，其中该第一旁路端部是上述四个流体缸端部中的一个；以及第二旁路(例如，42、340、442、542)，该第二旁路构造成使得当一个冲程极限位置在一个第二旁路端部且被对应的活塞占据时，该第二旁路打开一个出口，以允许流体从包含有该第二旁路端部的流体缸被旁通至与该第二旁路端部耦合的管路(例如，34、334、438、534)，其中该第二旁路端部是上述四个流体缸端部中的一个。
2. 如权利要求1所述的流体系统，其中该第一旁路端部是该第一流体缸(例 如，10、 310、 410、 510)的第一端部(例如，12、 312、 412、 512),该第二旁 路端部是该第一流体缸的第二端部(例如，14、 314、 414、 514)。
3. 如权利要求l所述的流体系统，其中该第一旁路端部是该第一流体缸(例 如，10、 310、 410)的第一端部(例如，12、 312、 412),该第二旁路端部是该 第二流体缸(例如，20、 320、 420)的第二端部(例如，24、 324、 424)。
4. 如权利要求l所述的流体系统，其中该流体系统进一步包括转向控制单元 (例如，30、 330、 430),该转向控制单元与该第一及第二流体缸流体耦合。
5. 如权利要求4所述的流体系统，其中该转向控制单元利用第二对配对的流 体缸端部流体耦合至该第 一和第二流体缸，该第二对配对的流体缸端部是由该第 一端部或第二端部中的没有包含在该第一对配对的流体缸端部内的端部构成。
6. 如4又利要求5所述的流体系统，其中该第一对配对的流体缸端部由该第一 及第二流体缸的这些第一端部构成，该转向控制单元与这些第一及第二流体缸的 这些第二端部流体耦合。
7. 如权利要求5所述的流体系统，其中该第一对配对的流体缸端部由该第一 及第二流体缸的这些第二端部构成，该转向控制单元与这些第一及第二流体缸的 这些第 一端部流体耦合。
8. 如权利要求1所述的流体系统，其中这些第一旁路和第二旁路至少其中之 一包括单向阀(例如，40、 42、 340、 342、 440、 442)。
9. 如权利要求1所述的流体系统，其中该对应活塞包括这些第一及第二旁路 至少其中之一 (例如，340、 342)。
10. 如权利要求1所述的流体系统，其中这些第一旁路及第二旁路至少其中 之一包括溢流阀(例如，540、 542)。
11. 如权利要求1所述的流体系统，其中这些第一及第二旁路端部(例如， 340、 342)都包括于该第一流体缸中，这些第一及第二旁^各(例如，340、 342) 都包括于该第一流体缸的该对应活塞中，且这些第一及第二旁路按如下方式构造， 当相应的活塞在该第一旁路端部占据一个冲程极限位置时，允许流体经由该对应 活塞流向与该第一旁路端部耦合的管路，当相应的活塞在该第二旁路端部占据一 个冲程极限位置时，允许流体经由该对应活塞流向与该第二旁if各端部耦合的管路。
12. 如权利要求1所述的流体系统，其中该第一流体缸控制轮式车辆(例如， 1 )的一对前轮(例如，3 )的转向，该第二流体缸控制该轮式车辆的一对后轮(例 如，2)的转向。
13. 如权利要求1所述的流体系统，其中这些第一及第二旁路各具有一个预 定的开启压力，这些第一及第二旁路的预定开启压力的总和高于该流体系统的操 作压力。
14. 一种流体系统(例如，2、 302、 502),包括 第一流体缸(例如，10、 310、 510),该第一流体缸包括第一活塞(例如， 16、 316、 516)，以及与该第一活塞的冲程极限位置相对应的第一端部(例如， 12、 312、 512)及第二端部(例如，14、 314、 514);第二流体缸(例如，20, 320)，该第二流体缸包括第一端部(例如，22、 322) 和第二端部(例如，24、 324)，其中这些第一及第二流体缸通过其第一端部相互 流体耦合；第一旁路装置(例如，40、 342、 540),该第一旁路装置构造成使得当该第 一活塞占据与该第一流体缸的第一端部对应的冲程极限位置时，该第一旁路装置 打开一个出口 ，以让从该第一流体缸流出的单向流绕开该第一活塞而旁通至与该 第一流体缸的第一端部耦合的管路(例如，32、 332、 532);以及第二旁路装置(例如，40、 342、 540)，该第二旁路装置构造成使得当该第 一活塞占据与该第一流体缸的第二端部对应的冲程极限位置时，该第二旁路装置 打开一个出口 ，以让从该第一流体缸流出的单向流绕开该第一活塞而旁通至与该 第一流体缸的第二端部耦合的管路(例如，34、 334、 534)。
15. 如权利要求14所述的流体系统，其进一步包括转向控制单元(例如，30、 330),该转向控制单元通过这些第一及第二流体缸的第二端部与这些第一及第二 流体釭流体耦合。
16. 如权利要求14所述的流体系统，其中第一旁路装置和第二旁路装置其 中至少一个包括单向阀(例如，40、 42、 340、 342)。
17. 如权利要求14所述的流体系统，其中这些第一及第二旁路装置至少其中 之一包括溢流阀(例如，540、 542)。
18. 如权利要求14所述的流体系统，其中该第一活塞包括这些第一及第二旁 路装置至少其中之一。
19. 如权利要求14所述的流体系统，其中这些第一及第二流体缸其中之一控 制轮式车辆(例如，1)的前轮(例如，3)的转向，这些第一及第二流体缸其中 另一控制该轮式车辆的后轮(例如，2)的转向。
20. —种车辆(例如，1),包括第一和第二对轮(例如，2、 3);第一及第二流体釭(例如，10、 20、 310、 320、 410、 420、 510)，每个流体 缸包括活塞(例如，16、 26、 316、 326、 416、 426、 516)以及与对应活塞的冲程 极限位置相对应的第一端部(例如，12、 22、 312、 322、 412、 422、 512)及第二 端部(例如，14、 24、 314、 324、 414、 424、 514)，从而在这些第一及第二流体 缸中形成四个流体缸端部，其中该第 一及第二流体釭利用第 一对配对的流体缸端 部相互流体耦合，该第一对配对的流体缸端部是选自这些第一端部或第二端部， 该第一流体缸控制该第一对轮的转向，该第二流体缸控制该第二对轮的转向；转向控制单元(例如，30、 330、 430)，该转向控制单元流体耦合于第一流 体缸和第二流体缸，从而使该第一对以及第二对轮能够转向；第一旁路装置(例如，40、 342、 440、 540)，该第一旁路装置构造成使得当 一个沖程极限位置在一个第一旁路端部且被对应的活塞占据时，该第一旁路装置 打开一个出口 ，以让从包含有该第一旁路端部的流体缸流出的流体旁通至与该第 一旁路端部耦合的管路(例如，32、 332、 432、 532),其中该第一旁路端部是上 述四个流体缸端部中的一个；以及第二旁路装置(例如，42、 340、 442、 542),该第二旁路装置构造成使得当 一个沖程极限位置在一个第二旁路端部且被对应的活塞占据时，该第二旁路装置 打开一个出口 ，以让从包含有该第二旁路端部的流体缸流出的流体旁通至与该第 二旁路端部耦合的管路(例如，34、 334、 438、 534)，其中该第二旁路端部是上 述四个流体釭端部中的一个。
全文摘要
本发明实施例公开了一种流体系统(例如，2、302、402、502)，其包括第一和第二流体缸(例如，10、20、310、320、410、420、510)，每个流体缸包括活塞(例如，16、26、316、326、416、426、516)以及与对应活塞的冲程极限位置相对应的第一端部(例如，12、22、312、322、412、422、512)及第二端部(例如，14、24、314、324、414、424、514)。从而在这些第一及第二流体缸中形成四个流体缸端部。其中该第一及第二流体缸利用第一对配对的流体缸端部相互流体耦合，该第一对配对的流体缸端部是选自这些第一端部或第二端部。该系统包括第一旁路和第二旁路(例如，40、42、342、340、440、442、540、542)。该旁路每一构造成使得当一个冲程极限位置在对应的旁路端部且被对应的活塞占据时，该旁路打开一个出口，以允许流体从包含有该旁路端部的流体缸被旁通至与该旁路端部耦合的管路(例如，32、34、332、334、432、438、532、534)，其中该旁路端部是上述四个流体缸端部中的一个。这允许上述两个流体缸这自动修正丧失同步的趋势，并允许该系统平衡两流体缸的压力。
文档编号F15B11/22GK101171429SQ200680015033
公开日2008年4月30日 申请日期2006年3月23日 优先权日2005年3月23日
发明者丹尼尔·J·克里格 申请人:克拉克设备公司