CN116507509A - 用于液压泵送装置的缓冲器 - Google Patents
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Abstract
描述了用于减少具有差动缓冲器的液压系统内的流量波动和/或压力波动的传播的液压系统和方法。差动缓冲器可以包括:第一内部容积;第二内部容积;以及屏障,该屏障将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔。屏障可以移动以通过被动相消干涉减轻第一内部容积和第二内部容积中的压力波动和/或流量波动。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2020年8月31日提交的序列号为63/072,470的美国临时申请的优先权,该美国临时申请的公开内容整体通过参引并入本文中。
技术领域
公开的实施方式可以涉及用于减轻液压系统中的压力波动的方法和系统。一些实施方式可以针对用于液压泵送装置的差动缓冲器。
背景技术
利用流体来存储、转换和/或传输动力的液压系统被用于从大型工业厂房至机动车辆的各种行业和应用。这样的液压系统通常可以包括多种部件,例如液压泵、阀、各种储液器或蓄能器、罐、流体室、过滤器、隔膜、其他液压部件,以及在这些部件之间延伸的流动通道。液压流体通过和/或在这些不同的部件和连接件之间流动可能导致流体压力波动和/或流量波动,这可能产生部件的振动和/或噪声。
公开内容
在一些实施方式中,公开了一种对包括液压装置、液压负载和差动缓冲器的液压系统进行操作的方法,包括:将液压装置作为泵来操作,以在液压装置的第一端口与第二端口之间产生操作压差和波动压差,其中,波动压差叠加在操作压差上。该方法还包括:在暴露于流体连接至第一端口的第一流体容积和流体连接至第二端口的第二流体容积的差动缓冲器的屏障上施加总压差,其中,总压差小于或等于操作压差和波动压差的总和,以及使屏障的至少一部分移位以至少部分地减轻传递至液压负载的波动压差。
在一些实施方式中,公开了一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:第一内部容积;第二内部容积;第一流动通道,第一流动通道流体连接至第一内部容积,其中,第一流动通道构造成流体连接至液压装置;以及第二流动通道,第二流动通道流体连接至第二内部容积。第二流动通道构造成流体连接至液压装置,并且第一流动通道和第二流动通道构造成保持第一流动通道和第二流动通道中的压力波动的相位关系。在一些实施方式中,第一流动通道的惯性阻力和/或阻抗有效地等于第二流动通道的惯性阻力和/或阻抗。差动缓冲器还包括至少一个屏障,屏障将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔,其中,屏障构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而移动,并且其中,屏障可以被朝向中间位置偏置。
在一些实施方式中,公开了一种操作差动缓冲器的方法,包括:在流体连接至差动缓冲器的第一内部容积的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,第一流动通道中的流体包括具有第一相位的第一压力波动;以及在流体连接至差动缓冲器的第二内部容积的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,第二流动通道中的流体包括具有不同于第一相位的第二相位的第二压力波动。该方法还包括:保持从液压装置至差动缓冲器的第一相位与第二相位之间的相位关系;将分隔第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分的屏障朝向中间位置偏置;以及基于第一压力与第二压力之间的压差使屏障移动。
在一些实施方式中,公开了一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:第一内部容积;第二内部容积;第一流动通道,第一流动通道流体连接至第一内部容积,其中,第一流动通道具有第一惯性阻力;以及第二流动通道,第二流动通道流体连接至第二内部容积,其中,第二流动通道具有第二惯性阻力,第二惯性阻力在第一惯性阻力的50%以内。差动缓冲器还包括屏障,该屏障将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔,其中,屏障构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而移动,并且其中,屏障可以被朝向中间位置偏置。
在一些实施方式中,公开了一种操作差动缓冲器的方法,包括:在流体连接至差动缓冲器的第一内部容积的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,第一流动通道具有第一惯性阻力;以及在流体连接至差动缓冲器的第二内部容积的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,第二流动通道具有第二惯性阻力,第二惯性阻力在第一惯性阻力的50%以内。该方法还包括:将分隔第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分的屏障朝向中间位置偏置;以及基于第一压力与第二压力之间的压差使屏障移动。
在一些实施方式中,公开了一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:第一内部容积;第二内部容积;以及至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔,其中,至少一个隔膜构造成在至少一个操作条件下基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而变形(例如弹性地变形)。
在一些实施方式中,公开了一种操作差动缓冲器的方法,包括:在差动缓冲器的第一内部容积中以第一压力接收流体;在差动缓冲器的第二内部容积中以第二压力接收流体;以及基于第一压力与第二压力之间的压差,使将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔的至少一个隔膜变形(例如弹性地变形)。
在一些实施方式中,公开了一种液压系统,包括:液压装置,该液压装置具有第一液压装置端口和第二液压装置端口;液压致动器,该液压致动器具有第一致动器端口和第二致动器端口;以及差动缓冲器。差动缓冲器包括:第一内部容积,第一内部容积液压连接至第一液压装置端口和第一致动器端口;第二内部容积,第二内部容积液压连接至第二液压装置端口和第二致动器端口;以及至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔,其中,至少一个隔膜构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而变形(例如弹性地变形)。
应当认识到,前述概念和下面讨论的附加概念可以以任何合适的组合来布置,因为本公开在这方面不受限制。此外,当结合附图考虑时,本公开的其他优点和新颖特征将根据以下各种非限制性实施方式的详细描述变得明显。
附图说明
附图并非意在按比例绘制。在附图中,各个附图中所图示的每个相同或几乎相同的部件可以由相同的附图标记表示。为清楚起见,并非在每个附图中都标注了每个部件。在附图中:
图1描绘了一曲线图,该曲线图示出了作为示例性液压装置的瞬时状态的函数的流量脉动量之间的关系;
图2描绘了现有技术液压回路的一个实施方式的示意图,包括两个充气蓄能器,液压装置的两个侧部上各一个充气蓄能器;
图3描绘了具有包括弹簧加载的滑动活塞的差动缓冲器的液压系统的示例性实施方式的示意图;
图4描绘了具有包括弹簧加载的滑动活塞的分支式差动缓冲器的液压系统的另一示例性实施方式的示意图;
图5描绘了包括挠性板的差动缓冲器的示例性实施方式的示意图;
图6描绘了具有包括挠性板的差动缓冲器的液压系统的示例性实施方式的示意图;
图7描绘了一曲线图,该曲线图描绘了根据一些实施方式的示例性圆形挠性板的挠度;
图8描绘了一曲线图,该曲线图描绘了根据一些实施方式的第二示例性圆形挠性板的挠度;
图9描绘了一曲线图,该曲线图描绘了根据一些实施方式的第三示例性圆形挠性板的挠度;
图10描绘了一曲线图,该曲线图描绘了根据一些实施方式的第四示例性圆形挠性板的挠度;
图11描绘了差动缓冲器的一个实施方式的立体图;
图12描绘了图11的差动缓冲器的分解立体图;
图13示出了图11的差动缓冲器的间隔环的一个实施方式的平面图;
图14示出了图11的差动缓冲器的第二间隔环的实施方式的平面图;
图15示出了图11的差动缓冲器的挠性板的一个实施方式的平面图;
图16A描绘了图11的差动缓冲器的沿着线16A-16A截取的第一横截面;
图16B描绘了图11的差动缓冲器的沿着线16B-16B截取的第二横截面;
图17A描绘了处于第一状态的隔膜和间隔件的一个实施方式的侧视示意图;
图17B描绘了处于第二状态的图17A的隔膜和间隔件;
图18是操作液压回路的方法的一个实施方式的流程图;
图19是操作液压回路的方法的另一实施方式的流程图;以及
图20是操作液压回路的方法的另一实施方式的流程图;
图21是操作液压回路的方法的另一实施方式的流程图。
具体实施方式
在一些情况下,液压系统中的液压泵,比如正排量泵,可以在入口端口和排放端口处引起流量波动和/或压力波动,这也可以称为脉动。这些波动可以传递至整个液压回路的各个点。波动可能导致产生过多的噪音、加速液压系统的一个或更多个部件的磨损和/或降低某些频率范围内的系统性能。波动还可能导致液压系统的噪声和/或振动增加。顺应性储液器(例如,蓄能器)通常用于适应流量和压力变化,并且可以部分地减轻流量波动和/或压力波动向液压回路的各个部分的传递。然而,发明人已经认识到,蓄能器的使用可能导致需要更大的泵容量以便在考虑增加的容积时在整个泵上建立期望的压差。此外,当蓄能器被压缩时,蓄能器的顺应性在某些类型的蓄能器中可能降低(例如,储液器可能变得更硬),并且在某些情况下,顺应性可以以非线性方式变化(例如,在气体蓄能器的情况下)。此外,使用可压缩流体的蓄能器可以根据环境条件(例如温度)经受性能变化,从而导致蓄能器减轻或抵消液压系统中波动的能力发生变化。因此,发明人已经认识到,常规的液压蓄能器在用于减小液压系统中的压力波动或流量波动的影响时具有某些缺点。
鉴于上文,发明人已经认识到用于构造成减轻由液压泵产生的压力波动和/或流量波动的液压系统的差动缓冲器的益处。差动缓冲器可以采用在沿着连接至液压泵的单独端口的不同流动通道的位置处存在的流量波动和/或压力波动中存在的相位差来减少传播至液压系统的其他部分的流量波动和/或压力波动的大小。
具体地,差动缓冲器可以用于部分地或完全地抵消可能叠加在两个内部容积之间的操作压差上的压差的波动。在一些液压系统中,可以用作泵的液压装置可能在入口端口和排放端口处产生流量脉动。如果液压装置是可逆的,则同一端口可以交替地用作入口端口或排放端口。在液压系统的一些实施方式中,液压装置可以在恒定的或变化的操作压差下产生操作流量(该操作流量可以是恒定的、例如零流量,或可变的)。液压装置还可以产生叠加在操作流量上的流量脉动。这种脉动可以包括相对于操作流量过量的流量或不足的流量。在一些实施方式中,作为时间的函数,一个端口处的流量脉动可以是第二端口处的流量脉动波形的倒转或镜像。在液压系统的一些实施方式中,差动缓冲器中的一个或更多个屏障的至少一部分的移置可以用于完全地或部分地补偿液压装置的一个或更多个端口处的流量过量或流量不足。在一些实施方式中,差动缓冲器可以用于完全地或部分地被动地减轻到达液压装置的流量脉动过量或流量脉动不足。在一些实施方式中,可以在流量脉动或由此产生的压力脉动到达致动器之前实现这种减轻。
操作压差可以是恒定的或可变的。在一些实施方式中,与流量波动和/或压力波动相关联的两个内部容积之间的压差可以用于引起与每个内部容积相关联的瞬时容积的相称变化,以减轻或消除流量波动和/或压力波动。由于两个内部容积中的流量波动和/或压力波动之间的相位差,内部容积的相反的容积变化可以通过相消干涉来减轻流量波动和/或压力波动。下文进一步详述包括将公开的差动缓冲器用于包括各种类型的储液器和蓄能器的液压回路中的实施方式的具体实施方式,因为本公开不限于并入了差动缓冲器的任何特定类型的液压回路。
在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔的屏障。屏障可以构造成移动成适应第一内部容积和第二内部容积中的压力和/或流量的增加和/或减少。特别地,屏障可以响应于压力波动和/或流量波动而移动。屏障可以是暴露于第一内部容积和第二内部容积中的流体的压力。因此,第一内部容积和第二内部容积之间的压差可能使屏障移动位置或改变形状以适应第一内部容积中流量或压力的增加以及第二流动通道中流量或压力的减少。如上所述,流量波动和/或压力波动可以在第一通道与第二通道之间移相或反相,使得屏障的移动可以通过相消干涉来减轻或消除流量波动和/或压力波动。压力和/或流量的瞬时变化可以通过第一内部容积和第二内部容积的容积变化来适应,该容积变化基于屏障的移动或形状变化。在一些实施方式中,屏障的移动可以导致第一内部容积和第二内部容积中的一者的容积增加并且第一内部容积和第二内部容积中的另一者的容积对应减少,这至少部分地减轻了第一内部容积和第二内部容积中的流量波动和/或压力波动。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器可以包括设置在多个内部容积之间的多个屏障。例如,在一些实施方式中,多个屏障可以设置在第一内部容积与第二内部容积之间。第一内部容积可以包括多个分支、室和/或路径,第一内部容积的多个分支、室和/或路径通过多个屏障与第二内部容积的对应分支、室和/或路径分开。在一些实施方式中,多个屏障中的每个屏障可以与第一内部容积的一部分和第二内部容积的对应部分相关联。在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括多个内部容积,其中,每对内部容积包括至少一个屏障,所述至少一个屏障将相应的内部容积对的至少一部分分隔。
在一些实施方式中,将第一内部容积和第二内部容积分隔的屏障可以形成第一内部容积和第二内部容积的挠性壁,该挠性壁设置在两个内部容积之间并且能够变形以对应地改变如下详述的每个内部容积的容积。例如,屏障可以是构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差弹性或塑性变形的隔膜。在这样的实施方式中,隔膜可以形成第一内部容积和第二内部容积的共享壁的至少一部分。在一些实施方式中,隔膜可以构造为具有适当横截面和形状的板。
在其他实施方式中,将第一内部容积与第二内部容积分开的屏障可以是以可移动的方式(例如,以可滑动的方式)设置在一个或更多个对应汽缸中的至少一个活塞。在一些实施方式中,活塞的第一侧部暴露于第一内部容积并且活塞的相反的第二侧部暴露于第二内部容积。根据该实施方式,活塞可以基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差在汽缸中移动。
尽管本文中描述了几种特定类型的屏障,但应理解,在本文中公开的各种实施方式中可以采用构造成基于两个内部容积之间的压差而移动的任何合适的屏障,因为本公开不限于此。此外,可以在差动缓冲器中采用任何适当数量的任何类型的屏障,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,发明人已经认识到布置成保持多个流动通道中的压力波动和/或流量波动之间的期望相位关系以促进通过相消干涉减轻这种压力波动和/或流量波动的差动缓冲器的益处。即,与连接至液压装置(例如,液压马达或泵)的端口的差动缓冲器相关联的第一流动通道和第二流动通道可以在两个流动通道的一个或更多个特性方面具有对称性,使得在液压装置处产生的压力波动和/或流量波动在差动缓冲器的屏障处保持期望的相位关系。发明人已经认识到,在差动缓冲器和/或液压装置与差动缓冲器之间的相关联的流动通道中没有这种对称性,差动缓冲器的有效性可能会降低,因为期望的频率范围内可能不存在期望的相消干涉。例如,在某些情况下,由差动缓冲器中缺乏对称性而导致的相移可能会导致压力波动和/或流量波动的相长干涉,从而增加磨损和噪音的相关负面影响。因此,发明人已经认识到可以为差动缓冲器提供对称性的若干布置,其可以单独使用或以任何组合使用。特别地,发明人已经认识到一种差动缓冲器,该差动缓冲器包括可以朝向中间位置偏置的屏障、在液压系统中的各个连接点之间具有相等或有效相等的惯性阻力和/或阻抗的第一流动通道和第二流动通道、具有暴露于两个相关联的内部容积的相等或有效相等的压力区域的屏障、前述组合、和/或如下文进一步详述的其他结构。
在一些实施方式中,差动缓冲器包括至少一个屏障,所述至少一个屏障可以朝向中间位置偏置,在中间位置在屏障上施加有效的零压差。至少一个屏障的偏置可以允许屏障动态地调节至第一内部容积和第二内部容积中的流体之间的操作压差,同时响应操作压差的波动。如本文中所使用的,“操作压差(operational pressure difference)”或“操作压力差(operational pressure differential)”可以指由用于操作液压致动器的液压装置(例如,泵)产生的压差。取决于具体应用和/或操作模式,操作压差可以是随时间变化的或恒定的。如本文中所述,任何流量波动和可能由那些流量波动引起的压力波动可以改变操作压差或操作压力差。即,由流量波动引起的压力波动可以叠加在操作压差上。在一些实施方式中,至少一个屏障可以通过一个或更多个偏置构件偏置至中间位置。例如,在一些实施方式中,至少一个屏障可以通过一个或更多个弹簧偏置至中间位置。在一些这样的实施方式中,差动缓冲器可以包括:单个弹簧,所述单个弹簧与屏障的单个侧部接合,所述单个弹簧构造成将屏障朝向中间位置偏置;第一弹簧和第二弹簧,该第一弹簧与屏障的第一侧部接合,该第二弹簧与屏障的第二侧部接合,该第二弹簧构造成沿朝向中间位置的方向向屏障施加力;多个与屏障的第一侧部接合的第一弹簧以及多个与屏障的第二侧部接合的第二弹簧;或任何其他合适的结构。在一些实施方式中,差动器缓冲器可以包括:第一组弹簧和第二组弹簧,所述第一组弹簧与屏障的第一侧部接合,所述第二组弹簧与屏障的第二侧部接合,所述第二组弹簧构造成沿朝向中间位置的方向在屏障上施加力。偏置构件可以包括但不限于压缩弹簧、拉伸弹簧、气弹簧或任何其他合适的偏置结构。在一些实施方式中,屏障可以通过屏障的材料弹性朝向中间位置偏置。即,屏障可以延伸穿过两个内部容积之间的界面,使得屏障基于内部容积之间的压差而弹性地变形。屏障可以通过屏障本身的弹性材料特性朝向中间位置偏置。因此,在一些实施方式中,屏障可以在不使用任何外部偏置构件的情况下朝向中间位置偏置。
在一些实施方式中,差动缓冲器可以流体连接至具有第一流动通道和第二流动通道的液压装置,第一流动通道和第二流动通道具有相似、相等或相同的惯性阻力和/或阻抗,使得在液压装置上产生的压力波动和/或流量波动的大小和相位差部分地或完全地在差动缓冲器中的屏障上复制。在一些实施方式中,第一流动通道具有第一惯性阻力和/或阻抗并且第二流动通道具有第二惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,流动通道的惯性阻力和/或阻抗可以指在差动缓冲器的至少一个端口与液压装置的一个端口之间延伸的整个流动通道的惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一惯性阻力和/或阻抗可以在第二惯性阻力和/或阻抗的50%以内。在一些实施方式中,第一惯性阻力和/或阻抗可以在第二惯性阻力和/或阻抗的40%、30%、20%、10%、5%或2%之内。在一些实施方式中,第一惯性阻力和/或阻抗可以基本上等于或等于第二惯性阻力和/或阻抗。当然,可以采用用于第一流动通道和第二流动通道的惯性阻力值和/或阻抗值的其他合适的关系,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器可以构造成通过例如相消干涉来减轻压力波动和/或流量波动。差动缓冲器可以构造成保持相位差,并且在一些实施方式中,差动缓冲器可以构造成保持在液压装置与差动缓冲器的两个内部容积之间延伸的两个流动通道中的差动压力波动和/或差动流量波动之间的大小关系。如本文中所使用的,术语“差动压力波动”指叠加在稳定或变化的操作压力上的两个流动通道中的点之间(例如,在液压装置的端口处)的差动压力的振荡。如本文中所使用的,术语“差动流量波动”指叠加在稳定或变化的操作流量上的两个流动通道中的点处(例如,在液压装置的端口处)的差动流量的振荡。
在一些实施方式中,位于差动缓冲器中的一个或更多个屏障的相反侧部上的两个或更多个内部容积中的压力波动和/或流量波动之间的相位差等于或大约等于180度(例如,在170度与190度之间),这可以对应于两个内部容积中的压力波动和/或流量波动之间的反相关系。大约180度的相位差可以允许差动缓冲器中的相消干涉最大。在液压装置(例如,泵)与差动缓冲器之间的两个流动通道的惯性阻力彼此相等、有效地相等或基本相等的液压系统中可以存在大约180度的相位差。在一些实施方式中,差动缓冲器中的两个或更多个相关联的内部容积中的压力波动和/或流量波动之间的相位差在以下数值之间或等于以下数值:30度与330度(例如,180度±150度)、60度与300度(例如,180度±120度)、90度与270度(例如,180度±90度)、135度与225度(例如,180度±45度)、以及150度与210度(例如,180度±30度)。这些范围内的相位差可以在两个或更多个内部容积中的压力波动和/或流量波动之间提供至少某种程度的相消干涉。例如,在一些实施方式中,在60度与300度之间或等于60度和300度的相位差可以提供至少50%的压力脉动和/或流量脉动的减轻,并且在90度与270度之间或等于90度和270度的相位差可以提供至少70%的压力脉动和/或流量脉动的减轻。在一些实施方式中,在屏障的相反侧部上的压力波动和/或流量波动之间的相位关系可以被保持,同时总相位差发生变化。例如,在一些实施方式中,两个内部容积中的任一个内部容积的压力波动和/或流量波动的相位可以改变360度的任意倍数(例如,360度、720度等),使得在两个容积中保持有效的反相关系,并且这些变化意在被包括在总体上所述的相位差中。出于本公开的目的,偏移360度的倍数的这些范围应被理解为落入上述范围内。如上所述,在液压装置与差动缓冲器之间延伸的一个或更多个流动通道可以构造成保持在液压装置的端口处产生的压力波动和/或流量波动之间的相位关系。当然,在液压系统中可以采用任何合适的相位差和/或相位关系,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,差动缓冲器包括屏障,该屏障具有暴露于第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于第二内部容积中的流体的第二压力区域。第一压力区域和第二压力区域是板、活塞或暴露于加压流体的其他结构的可变形区域。根据第一压力区域和第二压力区域的相对尺寸,屏障可以在第一内部容积与第二内部容积之间的压差的作用下不同地移动。因此,为了通过例如相消干涉有效地抵消压力波动和/或流量波动,第一压力区域和第二压力区域可以有效地彼此相等。在一些实施方式中,第一压力区域可以在第二压力区域的50%以内。在一些实施方式中,第一压力区域可以在第二压力区域的40%、30%、20%、10%、5%或2%之内。在一些实施方式中,第一压力区域可以基本上等于或等于第二压力区域。当然,可以采用用于屏障的其他合适的压力区域,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,操作差动缓冲器的方法包括:在流体连接至差动缓冲器的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,第一流动通道具有第一惯性阻力和/或阻抗;以及在流体连接至差动缓冲器的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,第二流动通道具有第二惯性阻力和/或阻抗,第二惯性阻力和/或阻抗在第一惯性阻力和/或阻抗的50%或如上所述的其他适当百分比内。在一些实施方式中,该方法还包括:将分隔流体连接至第一流动通道的第一内部容积的至少一部分和流体连接至第二流动通道的第二内部容积的至少一部分的屏障朝向中间位置偏置。该方法还包括:基于第一压力与第二压力之间的操作压差以及由压力波动和/或流量波动引起的压差移动屏障。屏障的移动可以通过相消干涉抵消或以其他方式减轻在第一内部容积和第二内部容积中的压力波动和/或流量波动。
在一些实施方式中,可以期望减少从液压回路的高压部分至低压部分的泄漏以提高泵效率。因此,发明人已经认识到在用于液压系统的差动缓冲器中使用隔膜而不是汽缸中的活塞作为屏障的益处,其中,隔膜构造成适应压力波动,在隔膜上几乎没有泄漏。在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括:第一内部容积和第二内部容积;以及至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将第一内部容积的至少一部分与第二内部容积的至少一部分分隔。在一些实施方式中,至少一个隔膜可以形成第一内部容积与第二内部容积之间的公共共享壁的至少一部分。至少一个隔膜可以构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而移动或改变形状。例如,在一些实施方式中,至少一个隔膜可以构造成基于至少一个隔膜所暴露的压差变形(例如,弹性地变形)。至少一个隔膜的变形可以导致第一内部容积的容积增加,同时导致第二内部容积的容积对应(例如,相称)减小。以这种方式,由至少一个隔膜的挠曲引起的容积变化可以用于同时抵消第一内部容积和第二内部容积中的压力波动和/或流量波动。在一些实施方式中,至少一个隔膜可以构造成通过例如差动缓冲器处的完全或部分相消干涉来抵消或以其他方式减轻第一内部容积和第二内部容积中的压力波动和/或流量波动。
在一些实施方式中,操作差动缓冲器的方法包括:在差动缓冲器的第一内部容积中以第一压力接收流体;在差动缓冲器的第二内部容积中以第二压力接收流体;以及基于第一压力与第二压力之间的压差,使将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔的至少一个隔膜变形(例如,弹性地变形)。在一些实施方式中,至少一个隔膜的变形或挠曲可以通过例如相消干涉部分地或完全地抵消第一内部容积和第二内部容积中的压力波动。在一些实施方式中,该方法可以包括使多个隔膜变形或挠曲。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器可以包括至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔。发明人已经认识到隔膜的尺寸、形状和材料特性影响隔膜对各种应用中的各种压差的响应。例如,多隔膜缓冲器可以具有比单隔膜差动缓冲器更大的顺应性(例如,较低的刚度),其中,各隔膜具有相同的尺寸、形状和构造。作为替代性示例,多隔膜缓冲器可以具有比单隔膜缓冲器更小的顺应性(例如,较高的刚度),其中,多个隔膜和单个隔膜具有相同的总压力区域。此外,发明人已经认识到,在塑性变形和/或接触差动缓冲器的另一部分开始之前,隔膜可能具有一定范围的弹性变形,使得隔膜的移动降至最低点。因此,发明人已经认识到,提供额外的隔膜可以允许差动缓冲器的期望刚度,这可以有效地减轻压力波动和/或流量波动而不会使隔膜降至最低点,尽管也预期了在正常操作期间一个或更多个隔膜接触相邻结构、比如另一隔膜的实施方式。在一些实施方式中,可以选择操作期间隔膜行进的范围以避免接触相邻隔膜。然而,还预期了在正常操作期间一个或更多个隔膜接触相邻隔膜的实施方式。在一些实施方式中,至少一个隔膜可以包括多个隔膜。在一些实施方式中,多个隔膜可以包括至少2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个或12个隔膜。对应地,多个隔膜可以包括少于14个、13个、12个、11个、10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个或3个隔膜。预期了隔膜数量的范围,包括但不限于2个与12个、6个与12个、8个与12个、2个与6个之间的隔膜数量,和/或任何其他合适的范围。当然,可以采用任何合适数量的隔膜,包括单个隔膜,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器的隔膜可以构造成在正常操作中基于第一内部容积和第二内部容积之间的压差而弹性地变形。应当理解,在一些实施方式中,初始量的塑性变形可以在调节缓冲器时和/或在系统的初始操作期间发生。然而,在系统的这种初始调节之后,在一些实施方式中,隔膜的进一步变形可以是基本上弹性可恢复的变形。在一些实施方式中,隔膜可以定位和支承在差动缓冲器内,其中,至少一个间隔件设置在隔膜的一个侧部上。在一些情况下,隔膜的每个侧部上设置有一个间隔件,使得隔膜设置在间隔件之间以将隔膜固定在其间。即,两个间隔件可以夹持隔膜以固定两个间隔件之间的隔膜的位置。在任一情况下,至少一个间隔件可以构造成刚性地固定隔膜的周缘、圆周或其他边缘,使得隔膜的从间隔件径向向内设置的部分可以响应于操作压差以及隔膜上的差动压力波动而变形或挠曲。在一些实施方式中,至少一个间隔件可以构造为环(例如,具有环形形状)并且对应的隔膜可以以圆盘的形式定形状(例如,筒状)或以其他方式定形状为平坦的板。在这样的实施方式中,隔膜的挠曲部分可以呈半球形或其他弯曲的几何形状的形状。在一些实施方式中,当隔膜上没有压差时,隔膜可以具有曲率。当然,隔膜和/或间隔件可以具有任何合适的形状,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,可以允许经固定的隔膜的表面的暴露于隔膜上的压差的部分挠曲,同时隔膜的经固定的部分的形状保持不变。例如,在一些实施方式中,如果无应力隔膜的斜率为零(例如,相对于差动缓冲器的壳体),则隔膜的经固定的区域处的斜率可以保持为零,而当该表面暴露于压差(例如,夹持型边缘约束)时,隔膜表面的其余部分挠曲。
发明人还认识到,在某些实施方式中,一个或更多个差动缓冲器间隔件可以构造成固定隔膜同时避免隔膜变形期间的应力梯级。特别地,发明人已经认识到包括抵接隔膜的弯曲边缘的间隔件的益处。弯曲边缘可以远离隔膜弯曲,使得没有尖锐部(例如,有角度的)使得隔膜在操作期间挠曲时不与尖锐拐角相互作用。弯曲边缘可以具有任何合适的曲率半径,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,间隔件可以与隔膜形成密封件。在一些实施方式中,密封件可以是金属对金属的密封件。在一些实施方式中,密封件可以包括突出部和凹槽。在一些实施方式中,密封件可以包括密封垫圈。在其他实施方式中,可以通过将板和间隔件黏合在一起的粘合剂来实现密封。在其他实施方式中,板的密封和附接可以通过使用钎焊或熔化并使填料金属流入到板与间隔件之间的空间中来实现。当然,可以采用任何合适的密封布置,包括弹性体密封选项,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,间隔件可以通过一个或更多个紧固件固定至隔膜。例如,在一些实施方式中,间隔件可以通过一个或更多个螺栓固定至到隔膜。当然,可以采用任何合适的紧固件,包括螺钉、螺栓、铆钉等,以及可以使用包括焊接件在内的其他类型的连接件,因为本公开不限于此。
如上所述,差动缓冲器的隔膜可以构造成基于两个内部容积之间的压差变形或偏斜。隔膜可以由表现出足够弹性以允许隔膜响应于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而在期望的操作范围内弹性地变形的材料形成。在一些实施方式中,隔膜可以形成为板。该板可以由诸如钢、热处理合金钢、碳弹簧钢、不锈钢、铝、橡胶、大块金属玻璃、塑料或任何其他合适的材料之类的材料形成。在一些实施方式中,隔膜可以形成为恒定厚度的圆板。然而,在其他实施方式中,隔膜可以具有不恒定的厚度,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,可以选择一个或更多个隔膜的某些特性来确定这些特性对液压系统中的设计压差的响应。这些特性可以包括但不限于伸长率极限(例如,隔膜在施加的负载下永久变形之前发生的变形的测量)、屈服强度(例如,附加应力进入到应力-应变曲线的塑性区域中时的应力)、拉伸强度(例如,材料开始伸长时的应力)、硬度(例如,抵抗局部塑性变形的能力)、杨氏模量以及疲劳强度(例如,在循环负载下损伤开始累积的位置)。在一些实施方式中,板的伸长率极限可以在2%与7%之间、2%与10%之间和/或任何其他合适的范围之间。在一些实施方式中,伸长极限根据长度变化与原始长度的比率(即,ΔL/L x 100)测量。在一些实施方式中,板的屈服强度可以在1000MPa与1500MPa之间。在一些实施方式中,板的拉伸强度可以在1200MPa与2100MPa之间或在1300MPa与2100MPa之间。在一些实施方式中,板的硬度可以在40HRC与52HRC之间。在一些实施方式中,板的杨氏模量可以在200GPa与210GPa之间。在一些实施方式中,疲劳强度可以在650MPa与1050MPa之间。当然,可以单独使用或以落入这些示例性范围之内或之外的任何组合使用任何合适的材料特性,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,隔膜可以具有表面光洁度和/或可以进行球清洗、喷丸处理或经受其他处理以增加隔膜的抗疲劳性。当然,尽管上文提供了可以用于本文中所述示例性实施方式中的材料的示例性范围,但也可以使用具有任何合适的材料特性的任何合适的材料,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,来自上述范围的材料特性可以单独或以任何组合用于隔膜材料,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器的间隔件可以构造成对基于两个内部容积之间的压差而变形或挠曲的隔膜进行固定。间隔件可以构造成保持隔膜并抵抗与弹性变形相关联的力。在一些实施方式中,间隔件可以由比如钢、碳钢、不锈钢、铝等金属、塑料、陶瓷或任何其他合适的材料形成。间隔件可以具有适合于固定隔膜和液压系统中的循环负载的材料特性。这些特性可以包括但不限于:屈服强度(例如,附加应力进入到应力-应变曲线的塑性区域中时的应力)、拉伸强度(例如,材料开始伸长时的应力)以及硬度(例如,抵抗局部塑性变形的能力)。在一些实施方式中,间隔件的屈服强度可以在370MPa与675MPa之间。在一些实施方式中,间隔件的拉伸强度可以在440MPa与1020MPa之间。在一些实施方式中,间隔件的硬度可以在71HRB与32HRC之间。当然,任何合适的材料特性可以单独或以落入这些示例性范围之内或之外的任何组合用于间隔件,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,液压系统可以是空间受限的(例如,在车辆内部),使得在保持期望的特性的同时减小差动缓冲器的尺寸可能是有益的。因此,发明人还认识到采用堆叠构型的差动缓冲器的益处包括与非堆叠差动缓冲器相比相对小的封装。在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括呈堆叠构型的多个隔膜。在一些实施方式中,多个隔膜可以沿着差动缓冲器纵向轴线平行布置。在一些实施方式中,多个隔膜中的每个隔膜可以将第一内部容积的一部分和第二内部容积的一部分。在一些实施方式中,可以在多个隔膜中的每个隔膜之间设置间隔件以固定隔膜并且在多个隔膜中的每个隔膜之间提供空间。每对隔膜可以在其间限定室,该室可以形成第一内部容积的一部分或第二内部容积的一部分。流动室可以在隔膜对之间交替,使得与第一内部容积相关联的每个室邻近与第二内部容积相关联的流动室。这样的布置允许根据需要将隔膜添加至差动缓冲器以实现差动缓冲器的期望刚度,从而可以减轻特定范围的压力波动和/或流量波动。
在具有堆叠构型的差动缓冲器的一个示例性实施方式中,差动缓冲器可以包括第一内部容积、第二内部容积、第一隔膜和第二隔膜。第一内部容积可以包括设置在第一隔膜与第二隔膜之间的第一室。第二内部容积可以包括设置在第一隔膜的与第一室相反的侧部上的第二室。第二内部容积也可以包括设置在第二隔膜的与第一室相反的侧部上的第三室。因此,在这样的实施方式中,差动缓冲器包括以第二内部容积、第一内部容积和第二内部容积的堆叠顺序布置的室。当第一内部容积处于比第二内部容积高的压力时,第一室的容积可以随着第一隔膜和第二隔膜被第一室中的压力迫使朝向第二室和第三室变形而膨胀。相反,当第二内部容积处于比第一内部容积高的压力时,第一室的容积可以随着第一隔膜和第二隔膜被第二室和第三室中的压力迫使朝向彼此变形而收缩。在一些实施方式中,第一室、第二室和第三室可以分别由第一间隔件、第二间隔件和第三间隔件形成,从而固定第一隔膜和第二隔膜的周缘。在一些实施方式中,隔膜之间的交替内部容积室的结构可以以堆叠构型重复以提供具有期望刚度的用于减轻期望范围的压力波动和/或流量波动的差动缓冲器。例如,6个至12个隔膜可以与对应的7个至13个室一起使用。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器的第一内部容积和第二内部容积可以至少部分地通过间隔件和隔膜形成(例如,通过一个或更多个通道)。这样的布置可以简化制造并且还提供用于堆叠的差动缓冲器的紧凑布置。在一些实施方式中,第一内部容积的一部分和第二内部容积的一部分可以平行于差动缓冲器的纵向轴线。根据这样的实施方式,第一内部容积的该部分和第二内部容积的该部分可以平行于隔膜基于内部容积之间的压差而变形的方向延伸。在一些实施方式中,第一内部容积的该部分和第二内部容积的该部分可以形成在间隔件和隔膜的与间隔件接合的周缘中。一个或更多个间隔件可以包括一个或更多个开口,一个或更多个开口构造成连接内部容积的一个或更多个室。以这种方式,隔膜和/或间隔件可以被冲压或以其他方式制造为可以堆叠以形成差动缓冲器的一部分的平坦的板。第一内部容积和第二内部容积可以由形成在差动缓冲器的间隔件和隔膜中的适当对准的相邻的孔、切口或开口形成。
在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括:第一内部容积;第二内部容积;以及屏障,该屏障构造为将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的至少一部分分隔的活塞。差动缓冲器还可以包括一个或更多个弹簧,一个或更多个弹簧构造成将活塞朝向中间位置偏置。发明人已经认识到一个或更多个弹簧的弹簧常数影响差动缓冲器响应压差并且还减轻液压系统中的压力波动和/或流量波动的能力。在一些实施方式中,弹簧常数可以影响弹簧在循环负载下对疲劳应力的敏感性以及弹簧减轻较小的压力波动和/或流量波动的能力。在一些实施方式中,差动缓冲器的弹簧常数可以在1500N/mm与3000N/mm之间。在一些情况下,当隔膜从中间位置变形时,包括隔膜的差动缓冲器在垂直于暴露于液压流体的隔膜表面定向的方向上可以具有介于1500N/mm与3000N/mm之间的弹簧刚度。当然,预期了大于或小于该范围的弹簧常数,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括多个弹簧,多个弹簧构造成为差动缓冲器提供整体组合的弹簧常数。在一些实施方式中,差动缓冲器可以包括大于或等于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个的弹簧数量。对应地,差动缓冲器可以包括小于或等于12个、11个、10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个或2个的弹簧数量。当然,可以采用任何合适数量的弹簧,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,第一弹簧可以设置在活塞的第一侧部上,并且第二弹簧可以设置在活塞的相反的第二侧部上。在一些实施方式中,两组弹簧可以设置在活塞的相反侧部上。根据这些实施方式,相反的弹簧可以仅根据需要发挥压缩或拉伸作用,而不是根据活塞的位置同时发挥拉伸和压缩作用。在一些实施方式中,一组弹簧中的单个弹簧可以具有3000N/mm与8000N/mm之间的弹簧常数。在一些实施方式中,设置在活塞的第一侧部上的弹簧可以具有与设置在活塞的第二侧部上的弹簧不同的弹簧常数。这样的布置可以将活塞偏置至期望的中间位置以有效地适应压力波动和/或流量波动。
根据本文中所述的示例性实施方式,包括布置为活塞的屏障的差动缓冲器可以包括允许活塞在端部止动件之间的行进长度的汽缸。行进长度可以允许活塞的运动范围,使得第一内部容积与第二内部容积之间的操作压差不会使活塞到达任一端部止动件。如果活塞由于给定的操作压差而被设置在端部止动件处,则由于压力波动和/或流量波动而导致的更小的压差变化可能不会使活塞移动,从而抑制活塞抵消压力波动和/或流量波动的能力。合适的行进长度可以至少部分地基于弹簧常数和液压系统中的预期压差。在一些实施方式中,筒形件的长度可以在50mm与100mm之间。当然,可以采用任何合适长度的筒形件,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,在活塞被用作差动缓冲器中的屏障的情况下,基于压差、活塞在汽缸中的公差和所使用的密封件,活塞可能容易发生穿过活塞的泄漏。在一些情况下,穿过活塞的一些泄漏可能是有益的,因为该泄露可以帮助减轻第一内部容积与第二内部容积之间的压力波动和/或流量波动。例如,流动穿过活塞的流体容积可以降低由压力波动和/或流量波动引起的压力和/或流量正增加的影响。然而,发明人还认识到,这种泄漏可能对液压系统的效率产生负面影响,并且可能影响液压装置的泵送能力。在一些实施方式中,差动缓冲器的活塞的泄漏可以在系统中液压装置的泄漏的10%以内。在一些实施方式中,差动缓冲器的活塞的泄漏可以在液压装置泄漏的1%与5%之间。当然,可以采用任何合适的活塞的泄漏,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,液压系统可以包括液压装置、液压致动器和差动缓冲器。液压装置可以是泵、在至少一种操作模式下作为泵进行操作的液压马达,或在至少一些实施方式中构造成主动泵送流体的其他液压动力装置。例如,在一些实施方式中,液压装置可以是摆线泵、齿轮泵、活塞泵、斜盘泵或其他合适的液压泵。液压装置可以包括液压的第一液压装置端口和第二液压装置端口。液压致动器可以是液压马达、伺服阀、液压缸或构造成将来自液压装置的液压压力转换成力、扭矩和/或运动的其他液压动力装置。液压致动器可以包括第一致动器端口和第二致动器端口。差动缓冲器可以包括第一内部容积和第二内部容积。第一液压装置端口可以经由第一内部容积液压连接至第一致动器端口,并且第二液压装置端口可以经由第二内部容积液压连接至第二致动器端口。差动缓冲器还可以包括将第一内部容积的至少一部分和第二内部容积的一部分分隔的屏障(例如,至少一个隔膜或活塞)。屏障可以构造成响应于第一内部容积与第二内部容积之间的操作压差和/或压力波动或脉动而移动(例如,相对于壳体改变位置)或挠曲(例如,相对于壳体在给定位置改变形状)。差动缓冲器可以根据本文中所述的示例性实施方式起作用以减轻由液压装置产生的压力波动和/或流量波动。
根据本文中描述的示例性实施方式,差动缓冲器可以布置成流通构型或分支构型。在流通构型中,差动缓冲器可以包括与第一内部容积相关联的第一端口和第二端口,以及与第二内部容积相关联的第三端口和第四端口。差动缓冲器的第一端口和第三端口可以流体连接至液压装置(例如,经由流动通道),其中,第二端口和第四端口流体连接至液压致动器(例如,经由流动通道)。以这种方式,从液压装置流向液压致动器的流体流动通过差动缓冲器的内部容积。在差动缓冲器具有分支构型的替代实施方式中,差动缓冲器可以包括与第一内部容积相关联的第一端口和与第二内部容积相关联的第二端口。第一端口可以连接至液压装置与液压致动器之间的第一流动通道(例如,经由第一分支连接部),并且第二端口可以连接至液压装置与液压致动器之间的第二流动通道(例如,经由第二分支连接部)。在该实施方式中,流体可以在液压装置与液压致动器之间流动而不流动通过差动缓冲器,使得通向差动缓冲器的流动通道分支出第一流动通道和第二流动通道。在一些情况下,在分支构型的情况下,差动缓冲器分支可以阻止触及差动缓冲器以防止高于阈值频率的压力波动。根据期望的封装和意在被减轻的压力波动和/或流量波动的频率,可以采用流通构型或分支构型,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,液压系统可以在差动缓冲器的两个内部容积之间的操作压差下进行操作。即,液压系统中可能存在操作压差(例如,不包括压力波动的压差)。在一些实施方式中,第一内部容积与第二内部容积之间的压差可以在0psi与3000psi(例如,0MPa与21MPa)之间。在一些实施方式中,第一内部容积与第二内部容积之间的压差可以在0psi与1000psi(例如,0MPa与7MPa)之间。由液压装置产生的压力波动小于第一内部容积与第二内部容积之间产生的操作压差。例如,在一些实施方式中,由压力波动引起的波动压差可以在0psi与500psi(例如,0MPa与3.5MPa)之间、在0psi与1450psi(例如,0MPa与10MPa)之间、和/或任何其他合适的压力范围之间。在一些实施方式中,由压力波动引起的波动压差可以在0.01psi与50psi之间(例如,在0.00007Mpa与0.345MPa之间)。根据这些实施方式,波动压差可以叠加在操作压差上并且可以是正的或负的(例如,0MPa至±3.5MPa、0MPa至±10MPa或±0.00007MPa至±0.345MPa)。波动压差可以小于操作压差。因此,差动缓冲器可以构造成在比液压系统的操作压差低的相对波动压差下减轻压力波动。为此,差动缓冲器可以构造成适应操作压差加上由压力波动引起的任何压差而不会降至最低点。如本文中所使用的,“降至最低点”可以指示差动缓冲器的屏障不能响应于波动压差而在一个方向上移动的位置(例如,不能接触另一屏障、接触差动缓冲器的另一部分、到达行程最后等)。当然,可以采用任何合适的操作压差,并且可以减轻来自压力波动的任何期望的压差,因为本公开不限于此。
根据本文中所述的示例性实施方式,液压系统中的压力波动可以处于差动缓冲器构造成减轻的频率或频率范围内。在一些实施方式中,压力波动可以处于0Hz与2000Hz之间的频率。在一些实施方式中,压力波动的频率可以在0Hz与400Hz之间。当然,由液压装置产生的压力波动的任何相关频率都可以通过差动缓冲器来减轻,因为本公开不限于此。减轻特定频率范围内的压力波动和/或流量波动意味着压力波动和/或流量波动可以在频率范围内的每个频率下被均匀地减轻,或者频率范围的子集可以作为减轻的目标,因为本公开不限于此。
在液压致动器(例如,液压主动悬架系统致动器)的一些实施方式中,操作参数是可以产生的力的带宽。在高带宽液压致动器的一些实施方式中,来自致动器本体的流量的很大一部分可以通过相关联的液压装置。在一些实施方式中,一个或更多个旋转液压装置部件的旋转惯性阻力可以限制系统的带宽。在一些实施方式中,液压装置的排量还可以确定对于在致动器处产生的给定流量,液压装置部件可能需要旋转多少。在一些实施方式中,内齿轮泵可以以在20kg/m至40kg/m范围内的转动惯量与排量比使用。然而,预期了具有高于和低于该范围的转动惯量与排量比的液压装置,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,即使在液压装置以恒定角速度(例如,恒定运行流量)运行时,液压装置(例如,摆线泵、齿轮泵、活塞泵、斜盘泵等)也可能产生压力波动和/或流量波动。根据液压装置的部件的角位置,这样的流动可能由例如以下方面的变化引起:(i)液压装置排量和/或(ii)泄漏。例如,在齿轮泵的情况下,根据内转子或外转子的角位置,液压装置排量的变化可以是液压装置的固有特性和/或由于例如制造公差或缺陷造成的。替代性地或附加地,在一些实施方式中,液压装置中泄漏的变化可能是由于液压装置内高压与低压之间的路径长度造成的。这样的路径长度可以根据液压装置的部件的角位置而变化。
在液压系统的一些实施方式中,液压装置每个侧部上的流动通道保持独立或彼此分开,直到液压负载(例如,致动器或伺服阀)被激活。在一些实施方式中的一些操作条件下,液压装置的两个侧部可能产生流量脉动,这反过来可能引起噪声。如本文中所使用的,术语“流动通道”或“流体流动通道”指用于在液压系统中将液体或液压流体从一个点输送至另一个点的导管、渠道、管、通道、通路或任何其他类型的流动路径。
根据本文中所述的示例性实施方式,差动缓冲器可以用于可能易受压力波动和/或流量波动影响的任何液压系统中。例如,差动缓冲器可以用于船舶系统(例如,船、潜艇等)、汽车系统(例如,轿车、卡车、全地形车(ATV)、摩托车、拖拉机拖车)、建筑系统(例如,挖掘机、推土机等)、机载系统(例如飞机、直升机等)、悬架系统(例如,主动悬架系统、半主动悬架系统等)或任何其他合适的系统中的液压系统中,因为本公开不限于此。
在本文中描述的各种实施方式中,可以以任何适当的方式测量本文中描述的流量波动和/或压力波动的相位差。例如,在一些情况下,可以使用位于液压系统内的所述位置处的流量传感器和/或压力传感器来测量波动。替代性地,可以使用流体动力学模拟软件,比如计算流体动力学分析工具,来确定液压系统的各个位置内的流量波动和/或压力波动的相位关系和/或大小。
根据本文中所述的示例性实施方式,可以经由液压系统的计算流体动力学模拟来测量液压系统中流动通道的惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,可以采用这样的计算模拟来确定液压系统中的压力波动和/或流量波动之间的期望相位关系是否如所期望的那样保持以允许压力波动和/或流量波动被衰减。在一些实施方式中,根据计算流体动力学模拟计算的匹配惯性阻力和/或阻抗可以指示液压系统构造成保持液压系统两个侧部之间的流量脉动的期望相位关系和/或相位差。当然,任何适用于流体通道的惯性阻力,例如,1x106MPa/(m3/s2)至1x 107MPa/(m3/s2),或3x 106MPa/(m3/s2),在液压系统中都可以被采用,因为本公开不限于此。此外,流体通道的惯性阻力和/或阻抗可以以任何经验上和/或计算方法上适当的方式来确定,因为本公开不限于此。此外,位于差动缓冲器的屏障的相反侧部上的两个流体容积之间如本文所公开的期望相位关系的出现,可以指示将差动缓冲器连接至液压装置的流动路径的惯性阻力和/或阻抗具有期望的匹配关系,例如有效相等,以提供如本文中所述的期望的压力脉动和/或流量脉动减轻。
根据本文中所述的示例性实施方式,“抵消”、“减轻”或“衰减”是当液压系统的差动缓冲器的屏障的两个侧部上的压力波动和/或流量波动保持期望的相位关系时发生的,使得液压系统的两个部分(例如,连接至液压装置的两个相反端口的分开的流动路径)之间的容积波动的大小和/或影响可以被减小或者有效地消除。具体而言,由压力脉动和/或流量脉动引起的屏障的移动可以至少部分地补偿液压系统的分开部分中的这些压力波动和/或流量波动,以减少液压系统的不同部分中、例如负载处的对应容积波动的大小和/或影响。因此,如上所述,根据本文中所述的示例性实施方式的差动缓冲器可以削弱与压力脉动和/或流量脉动相关联的负面影响。
转向附图,更详细地描述了特定的非限制性实施方式。应当理解,与这些实施方式有关的所描述的各种系统、部件、特征和方法可以单独使用和/或以任何所需的组合使用,因为本公开不仅限于本文中描述的特定实施方式。
图1描绘了一曲线图,该曲线图示出了作为示例性液压装置的瞬时状态的函数的流量脉动量之间的关系。在一些实施方式中,即使当液压装置以恒定角速度运行时,流入和流出液压装置的瞬时容积流量也可能波动。这些波动可以称为流量脉动。在某些条件下,例如,当有意改变液压装置的角速度时,例如为了以给定的第一频率改变流量,更高频率的流量脉动可以叠加在操作流量上。流量脉动可能是由于液压装置的一个侧部上的流体流量的瞬时过剩和相反侧部上的流体流量对应的瞬时不足造成的。流量脉动的量可以取决于液压装置的瞬时状态,如图1中所示。在封闭或开放的液压系统中,由液压装置产生的液压流量脉动可以转化为可以叠加在液压装置的一个侧部或两个侧部上的操作压力(无论操作压力是恒定的还是可变的)上的高频压力波动(例如,压力脉动)。压力脉动的产生可能导致产生令人讨厌的噪声水平和/或其他令人讨厌的效果,比如各种部件的加速磨损。在一些实施方式中,液压装置的运行转速可以从0Hz至100Hz或从0Hz至400Hz。然而,考虑了高于这些范围的运行转速,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,流量脉动频率和/或压力脉动频率可以比液压装置的运行频率大5至10倍。在一些实施方式中,流量脉动频率和/或压力脉动频率可以比液压装置的运行频率大10至20倍。然而,预期了高于和低于指示范围的压力脉动频率,因为本公开不限于此。
鉴于以上描述,以及这些术语之间的给定关系,流量脉动和压力脉动可以是相关的并且可以在当前公开中互换使用。
图2描绘了包括第一充气蓄能器201和第二充气蓄能器202的现有技术液压回路200的一个实施方式的示意图。第一蓄能器201通过第一流动通道208流体连接至液压装置204的第一液压装置端口204a和液压致动器206的第一致动器端口206a。第二蓄能器202通过第二流动通道210流体连接至液压装置204的第二液压装置端口204b和致动器206的第二致动器端口206b。第一蓄能器201和第二蓄能器202中的每者都可以向液压回路提供绝对顺应性并且可以至少部分地减轻由液压装置产生的流量脉动,并且减少可能到达致动器206的压力波动的产生。如本文中所使用的,术语“绝对顺应性”指在一个位置处作用于液压回路的分支式顺应性装置或流通式顺应性装置。如图2中所示,液压致动器包括以可滑动的方式接纳在致动器206中的筒形容积中的活塞212。活塞212联接至可以用于施加力的杆214。活塞212还将致动器中的内部容积分成第一容积、压缩容积216和第二容积、扩展容积218。压缩容积是当致动器经受压缩时被压缩的容积,而扩展容积是当致动器经受扩展时被压缩的容积。
在图2中所图示的实施方式中,第一充气蓄能器201和第二充气蓄能器202中的充气容积可以各自充当气体弹簧,该充气容积确定液压回路200的各个侧部中的每个侧部的顺应性。在没有这样的蓄能器的情况下,流量脉动可以作用于容积填充的液压油或体积模量可以比气体高得多的其他液体。这样的与充满液体的回路的相互作用可以产生比具有顺应性的系统更大的压力脉动。然而,在如图2中所示的两个蓄能器构型中,液压回路的噪声性能可能与第一蓄能器201和第二蓄能器202中的一者或两者的性能联系在一起。如果第一蓄能器和第二蓄能器不能正常工作,则整个液压回路的噪声性能可能会降低,因为液压回路的两个侧部连接在负载处(例如,液压致动器206)。此外,在如上所述的一些实施方式中,在蓄能器中使用气体介质可能导致不期望的行为。例如,一个或两个蓄能器的刚度可以是温度的非线性函数,该刚度可以随着系统运行或环境条件而改变。
图3描绘了液压系统300的示例性实施方式的示意图,其中,差动缓冲器302构造成减轻压力波动和/或流量波动。在一些实施方式中,如图3中所示,差动缓冲器302包括以可滑动的方式接纳在差动缓冲器302的壳体中的汽缸303中的移动的活塞304。差动缓冲器还包括第一弹簧308a和第二弹簧308b,第一弹簧308a和第二弹簧308b与活塞的相反侧部相关联并且置于差动缓冲器302的活塞304与壳体之间。弹簧布置成沿着汽缸303的纵向轴线在相反方向上使活塞偏置。即,第一弹簧和第二弹簧协作以将活塞304朝向中间位置偏置。在图3的实施方式中,差动缓冲器302操作性地置于液压装置310与液压致动器312之间。图3的液压致动器312包括活塞313a、活塞杆313b、压缩容积313c和扩展容积313d。当致动器312被压缩时压缩容积被压缩,而当致动器312被扩展时扩展容积被压缩。在一些实施方式中,液压致动器可以由另一液压负载代替,因为本公开在这方面不受限制。
在图3的实施方式中,差动缓冲器302构造为流通式差动缓冲器。差动缓冲器包括四个端口(例如,第一端口302a、第二端口302b、第三端口302c和第四端口302d),其中两个端口在任何给定时间可以是入口端口,而另外两个端口可以是出口端口。第一端口302a和第二端口302b与活塞304的第一侧部上的差动缓冲器的第一内部容积305a相关联。第三端口302c和第四端口302d与活塞304的和第一侧部相反的第二侧部上的差动缓冲器的第二内部容积305b相关联。在图3中所示的流通构型中,流入和流出液压装置310的全部流量,或有效地全部流量,可以流动通过差动缓冲器302的第一内部容积和第二内部容积。在液压系统300中,流体流动通道316将差动缓冲器的第四端口302d流体连接至致动器312的第一致动器端口312a,而流体流动通道318将差动缓冲器的第二端口302b液压连接至致动器312的第二致动器端口312b。第一端口302a经由流体流动通道301a流体连接至第一液压装置端口310a。第三端口302c经由流体流动通道301b流体连接至第二液压装置端口310b。在如图3中所示的一些实施方式中,液压系统300可以包括加压蓄能器320(例如,充气蓄能器),该加压蓄能器320可以流体连接至流体流动通道316或另一合适的流体流动通道。例如,加压蓄能器320(例如,充气蓄能器)可以液压连接至流体流动通道318。替代性地或附加地,加压蓄能器(例如,充气蓄能器)可以液压连接至流体流动通道318。在图3的实施方式中,通过差动缓冲器302已经分别完全地或部分地减轻了流动通过流体流动通道316或流体流动通道318、朝向端口312a和312b的流体中的压力脉动或流量脉动。
根据图3的实施方式,液压系统300的相反侧部上的各种流动通道可以具有相似的(例如,相等的)惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一内部容积305a的惯性阻力和/或阻抗在第二内部容积305b的惯性阻力和/或阻抗的50%以内,并且在一些实施方式中,第一内部容积305a的惯性阻力和/或阻抗等于第二内部容积305b的惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一端口302a与第一液压装置端口310a之间的流动通道301a的惯性阻力和/或阻抗和第三端口302c与第二液压装置端口310b之间的流动通道301b的惯性阻力和/或阻抗在彼此的50%以内,并且在一些实施方式中彼此相等。例如,如上所述,将液压装置310的第一液压装置端口310a和第二液压装置端口310b连接至缓冲器的对应的第一端口302a和第三端口302c的第一流动通道和第二流动通道可以具有在彼此的预定范围内(例如,在50%以内)的匹配的惯性阻力和/或阻抗,以提供传播至液压装置或从液压装置传播的压力波动和/或流量波动的期望相位关系。在一些实施方式中,流动通道301a的惯性阻力和/或阻抗与流动通道301b的惯性阻力和/或阻抗可以不在彼此的50%以内,但是可以在差动缓冲器302的液压装置310之间的压力波动和/或流量波动之间保持期望的相位关系(例如,反相关系)。在一些实施方式中,流体流动通道316和流体流动通道318具有相等或相似的惯性阻力和/或阻抗(例如,流体流动通道316的惯性阻力和/或阻抗可以在流体流动通道318的惯性阻力和/或阻抗的50%以内),尽管这样的布置可能不会影响通过差动缓冲器减轻压力波动和/或流量波动。
在一些操作模式中,差动缓冲器302可以暴露于在驱动液压致动器312时(例如,在主动悬架系统中)由液压装置310产生的恒定的和/或可变的操作压差。这样的差动缓冲器还可以同时吸收或减轻液压装置的一个侧部或两个侧部上的流量脉动,同时在液压装置的一个侧部或两个侧部上提供适当程度的顺应性。在一些实施方式中,类似于图3的差动缓冲器的差动缓冲器可以暴露于300psi至600psi(例如,2.1MPa至4.1MPa)范围内的差压,同时减轻可能产生0.1psi至10psi(例如,0.0007MPa至0.0689MPa)范围内的压力脉动的容积脉动。当然,也预期了其他的压力范围,因为本公开不限于此。
在一些实施方式中,根据本文的示例性实施方式的差动缓冲器可以暴露于0psi至1000psi(例如,0MPa至7MPa)范围内的操作压差,或该操作压差范围的一个或更多个子范围内的操作压差,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,根据本文中示例性实施方式的差动缓冲器可以构造成减轻(例如,减弱)0.01psi至50psi(例如,0.00007MPa与0.345MPa之间)的范围内的压力脉动或该压力脉动范围的一个或更多个子范围内的压力脉动,因为本公开不限于此。预期了上述范围的各种组合,包括例如介于或等于约100psi至600psi(例如,0.69MPa至4.1MPa)之间的操作压力范围和0.1至20psi(例如,0.0007MPa至0.138MPa)范围内的压力脉动、和/或任何其他适当的范围的组合,因为本公开不限于此。减轻特定压力范围内的压力脉动或流量脉动并不一定表明在整个范围内或甚至在该范围内的每个压力下,压力脉动都得到了均匀的减轻。
在图3中所图示的差动缓冲器302的一个示例中,活塞304可以包括60mm的直径并且可以承受7800N的力,同时起到吸收可能仅产生60N的力的脉动压力的作用。在一些实施方式中,经过活塞304的泄漏可能不利地影响如上所述的液压装置310的效率。这是因为液压装置可能必须泵送更多的流体容积来弥补这样的泄漏。然而,发明人已经认识到可以采用活塞304与汽缸303之间的密封件来承受更高水平的压差而泄漏更少。然而,在某些情况下,这样的密封件可以显著地增加密封摩擦的水平。发明人已经认识到,这些摩擦力可以降低差动缓冲器吸收低振幅但高频率的流量脉动的有效性。因此,在一些实施方式中,可以在活塞304与汽缸303之间采用密封件,而在其他实施方式中,可以不在活塞与汽缸之间采用密封件,因为本公开不限于此。
图4描绘了具有包括弹簧加载的滑动活塞的分支式差动缓冲器402的液压系统400的另一示例性实施方式的示意图。分支式差动缓冲器402包括以可滑动的方式接纳在差动缓冲器402的壳体中的筒形容积403中的移动的活塞404。差动缓冲器包括第一弹簧408a和第二弹簧408b,第一弹簧408a和第二弹簧408b在活塞的相反侧部上置于差动缓冲器402的活塞404与壳体之间,并且被布置成沿着筒形容积403的纵向轴线在相反方向上使活塞偏置。第一弹簧408a和第二弹簧408b构造成将活塞404偏置至中间位置。然而,在图4的实施方式中,差动缓冲器402与液压装置410和液压致动器412以液压并联构型定位。即,差动缓冲器402在分支构型中位于液压装置410与液压致动器412之间的流动路径之外,而在图3的实施方式中,差动缓冲器在流通构型中沿着液压装置与液压致动器之间的流动路径定位。在图4的实施方式中,差动缓冲器包括连接至第一流动通道414的第一端口405a和连接至第二流动通道416的第二端口405b。第一端口405a将差动缓冲器的第一内部容积407a连接至第一流动通道414。因此,第一内部容积407a流体连接至液压装置410和液压致动器412。第二端口405b将差动缓冲器的第二内部容积407b连接至第二流动通道416。因此,第二内部容积407b流体连接至液压装置410和液压致动器412。应当注意的是,两端口差动缓冲器402不是流通式缓冲器。因此,液压装置410的端口410a和410b分别与致动器412的端口412a和412b之间的流体流动不需要通过差动缓冲器并且可以经由第一流动通道414和第二流动通道416直接流向致动器(例如,不通过差动缓冲器)。当然,尽管在一些情况下直接流动通道可以流体连接液压装置和致动器,但在其他实施方式中,流体可以通过液压装置与液压致动器之间的任何类型和数量的液压部件,所述液压部件包括例如阀、限制器、蓄能器和/或任何其他合适的液压部件,因为本公开不限于此。在该构型中,差动缓冲器可以作用于到达差动缓冲器的第一端口405a和第二端口405b的压力脉动或流量脉动。差动缓冲器可以包括分支构型或流通构型,因为本公开不限于此。
如在图3的实施方式中一样,图4的差动缓冲器402包括由活塞404隔开的第一内部容积407a和第二内部容积407b。因此,第一内部容积407a与第二内部容积407b之间的压差构造成使活塞克服第一弹簧408a和第二弹簧408b的偏置力移动。活塞的移动可以通过例如被动相消干涉来减轻压力波动和/或流量波动。
图5描绘了差动缓冲器500的示例性实施方式的示意图,差动缓冲器500包括构造成布置为挠性板的隔膜的多个屏障。如图5中所示,差动缓冲器500包括第一挠性板502、第二挠性板504、第三挠性板506和第四挠性板508。此外,图5的差动缓冲器构造为具有第一端口500a、第二端口500b、第三端口500c和第四端口500d的流通式缓冲器。因此,图5的挠性板差动缓冲器500可以在液压系统中代替图3中所图示的实施方式的差动缓冲器302。下面参照图6进一步讨论这样的示例性液压系统。
如图5中所示,差动缓冲器包括第一内部容积501a和第二内部容积501b。第一内部容积在第一端口500a与第二端口500b之间延伸。第二内部容积在第三端口500c与第四端口500d之间延伸。根据图5的实施方式,第一端口500a和第三端口500c可以液压连接至液压装置(例如,泵)的端口。第二端口500b和第四端口500d可以液压连接至液压致动器的端口。当然,在其他实施方式中,端口连接可以颠倒,因为本公开不限于此。第一内部容积501a包括第一室550a和第二室550b。第二内部容积501b包括第三室550c、第四室550d和第五室550e。室中的每个室设置成邻近挠性板502、504、506、508中的至少一者。根据图5的实施方式,第一内部容积的室和第二内部容积的室依次交替。即,第一内部容积的室在隔膜(例如,挠性板)的相反侧部上与第二内部容积的一个或更多个室相邻,该隔膜设置在第一内部容积和第二内部容积的两个相反的室之间。同样地,第二内部容积的室与第一内部容积的一个或更多个室相邻。然而,在一些实施方式中,差动缓冲器中可能不存在相同的内部容积设置在挠性板的相反侧部上的位置。以这种方式,图5中所示的示例性差动缓冲器的挠性板中的每个挠性板均暴露于第一内部容积501a与第二内部容积501b之间的压差并且基于该压差变形或挠曲。在图5的具体实施方式中,第一挠性板502暴露于第二室550b中的压力和第五室550e中的压力,第二挠性板504暴露于第二室550b中的压力和第四室550d中的压力,第三挠性板506暴露于第一室550a中的压力和第四室550d中的压力,并且第四挠性板508暴露于第一室550a中的压力和第三室550c中的压力。可以扩展或减小图5中所示的交替结构和/或挠性板的数量,以获得具有期望刚度的差动缓冲器的期望的形状因数,因为本公开不限于此。
根据图5的实施方式,挠性板502、504、506、508可以构造有适当的刚度以允许在正常操作期间弹性地变形从而适应液压回路中的操作压差以及由液压装置产生的压力波动。可以至少部分地基于每个板的大小以及第一内部容积501a和第二内部容积501b的每个室的厚度来确定刚度。在一些实施方式中,由每个室提供的挠性板之间的相对空间可以确定挠性板的刚度,使得挠性板在差动缓冲器的正常操作期间不会彼此接触或以其他方式将室阻塞。然而,在一些其他实施方式中,可以允许一些或所有板在给定压差下彼此接触,因为本公开不限于此。在一些实施方式中,当两个板彼此接触时,接触板的顺应性可以显著地增加。在一些这样的情况下,如果压差太大,则相邻的挠性板可能变形至足以彼此接触,此时挠性板将具有显著增加的刚度以减轻压差。因此,如前所述,可以选择挠性板的材料特性以针对期望的操作压差提供适当的性能。
图6描绘了具有差动缓冲器500的液压系统600的示例性实施方式的示意图,该差动缓冲器500包括类似于图5的差动缓冲器的挠性板。在液压系统600中,挠性板差动缓冲器500的第一端口500a和第三端口500c分别液压连接至液压装置610的第一液压装置端口610a和第二液压装置端口610b。差动缓冲器500的第二端口500b液压连接至液压致动器614的扩展容积618(例如,经由第一致动器端口614a),而第四端口500d液压连接至致动器614的压缩容积612(例如,经由第二致动器端口614b)。根据图6的实施方式,液压系统还包括液压连接至第四端口500d的蓄能器616(例如,充气蓄能器)。
在图6的实施方式中,第一内部容积501a的第一室550a和第二室550b中的压力可以彼此相等或有效地相等。此外,第一内部容积的操作压力、扩展容积618中的压力和液压装置610的第一液压装置端口610a处的操作压力可以彼此相等或有效地相等。当然,在一些实施方式中,这些操作压力可能由于液压装置610与致动器614之间的压力损失而彼此不同。根据图6的实施方式,由压力波动和/或流量波动引起的任何压差可以存在于第一液压装置端口610a处,但可以在第一内部容积501a中减轻或抵消。因此,扩展容积618中的压力波动和/或流量波动可能不存在或可以削弱。同样地,第二内部容积501b的第三室550c(设置在第四板508与壳体552之间)、第四室550d(设置在第二板504与第三板506之间)和第五室550e(设置在第一板502与壳体552之间)中的操作压力彼此相等或有效地相等。另外,第二内部容积的压力、压缩容积612中的压力和液压装置610的第二液压装置端口610b处的压力可以彼此相等或有效地相等。当然,在一些实施方式中,这些操作压力可能由于液压装置610与致动器614之间的压力损失而彼此不同。根据图6的实施方式,由压力波动和/或流量波动引起的任何压差可以存在于第二液压装置端口610b处,但可以在第二内部容积501b中减轻或抵消。因此,压缩容积612中的压力波动和/或流量波动可能不存在或可以削弱。如参照图5所讨论的,挠性板可以变形(例如,弹性地变形)以适应和减轻或抵消由液压装置610产生的压力脉动和/或流量脉动。
根据图6的实施方式,液压系统600的相反侧部上的各种流动通道至少在液压装置与差动缓冲器之间可以具有相似的(例如,相等的)惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一内部容积501a的惯性阻力和/或阻抗在第二内部容积501b的惯性阻力和/或阻抗的50%以内,并且在一些实施方式中,第一内部容积501a的惯性阻力和/或阻抗等于第二内部容积501b的惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第二端口500b与第一液压致动器端口614a之间的流动通道的惯性阻力和/或阻抗以及第四端口500d与第二液压致动器端口614b之间的流动通道的惯性阻力和/或阻抗在彼此的50%以内,并且在一些实施方式中彼此相等。在一些实施方式中,第一端口500a与第一液压装置端口610a之间的流动通道的惯性阻力和/或阻抗以及第三端口500c与第二液压装置端口610b之间的流动通道的惯性阻力和/或阻抗在彼此的50%以内,并且在一些实施方式中彼此相等。例如,如上所述,将液压装置610的第一液压装置端口610a和第二液压装置端口610b连接至缓冲器500的对应的第一端口500a和第三端口500c的第一流动通道和第二流动通道可以在彼此的预定范围内(例如,在50%以内)具有匹配的惯性阻力和/或阻抗,以提供传播至液压装置或从液压装置传播的压力波动和/或流量波动的期望相位关系。在一些实施方式中,第一液压装置端口610a与第二液压致动器端口614b之间的整个流动通道的惯性阻力和/或阻抗在第二液压装置端口610b与第一液压致动器端口614a之间的整个流动通道的惯性阻力和/或阻抗的50%以内,并且在一些实施方式中彼此相等。
在类似于示例性图6的液压系统的液压系统的一些操作模式中,在液压装置的运行过程中,液压装置的蓄能器所在的一个侧部上的压力可以保持基本上恒定,而液压装置的另一侧部上的压力可以显著变化。在图6的示例性液压系统600中,由于蓄能器616,压缩容积612和蓄能器616的操作压力可以保持基本上恒定,而扩展容积中的压力可以根据液压装置610的运行状态而基本上变化。因此,在示例性液压系统600中,第一室550a和第二室550b中的压力可以显著变化,而第三室550c、第四室550d和第五室550e中的压力可以保持相对恒定。在图6的实施方式中,差动缓冲器500的室布置成使得差动缓冲器500的壳体552暴露于蓄能器616和压缩容积612的相对恒定的操作压力。因此,壳体552可以屏蔽,免受液压系统中压力的极端情况和波动的影响。替代性地,在一些实施方式中,可以改变蓄能器616的位置,使得蓄能器流体地位于系统的延伸侧部并且扩展容积的压力等于或有效地等于蓄能器压力。在这样的实施方式中,为了保持蓄能器壳体的屏蔽,可以改变液压系统中的流动通道,使得室550c、550d和550e中的压力再次等于或有效地等于相对恒定的蓄能器压力。当然,在其他实施方式中,第一内部容积501a的室或第二内部容积501b的室可以暴露于压力波动,因为本公开不限于此。
根据示例性差动缓冲器的隔膜的挠曲量,比如图5和图6的差动缓冲器500中的挠性板502、504、506和508,可以使用方程、非线性分析(例如,使用有限元分析)和/或其他适当的方法来计算缓冲器在给定挠度下的容积刚度以及零件中实现的最大应力。发明人还认识到,根据分隔的隔膜的具体几何形状,可以在更大的挠曲下实现容积刚度的显著增加。在一些实施方式中,期望的最大刚度可以在400psi(例如,2.76MPa)的操作压差(例如,当致动器被液压装置主动驱动时的最大压差)下被限制为小于在小于10psi的操作压差下的刚度的2.5倍。
发明人已经认识到,在为包括至少一个隔膜的差动缓冲器选择隔膜厚度时,在隔膜厚度与刚度非线性、最大应力和总的总封装容积之间可能存在折衷。对于相同的压力区域和压差,较厚的隔膜可能挠曲较小。较厚的隔膜也可能表现出较低的最大应力,但可能需要更大的整体封装容积。较厚的隔膜将具有较大的受应力面积,从而对于给定的隔膜上的压差降低隔膜中的应力和挠度,但也将增加隔膜相对于较薄隔膜的尺寸。例如,厚度为1.06mm且具有直径为60mm的圆形压力区域(例如,暴露于加压流体的板的可变形区域)的板在3.5MPa时最大可以挠曲1.2mm。具有10个这样的板的差动缓冲器可以实现150Pa/mm3至250Pa/mm3之间的刚度,并占据大约100cc的总容积。具有相同压力区域的1.4mm的更厚的板在3.5MPa时可以挠曲0.76mm,并且使用18个板实现相同的整体容积刚度目标(因为具有1.06mm的板的差动缓冲器)可能需要大约150cc的总容积。较薄的板可能具有大约2x的刚度非线性和1600MPa的最大应力,而较厚的板可能具有1.25x的刚度非线性和1200MPa的最大应力。在下面描述的附图中说明了这些板的预期挠度。
图7示出了用夹持型或固定型边缘约束的圆板弯曲的挠度估计值的曲线图700,其中,挠度小于板厚度的一半。特别地,不希望受理论的束缚,图7描绘了用于薄板挠度的罗克方程(Roark’s equations)的可视化,并且示出了弯曲模式和圆板容积刚度的估计值。非线性模拟(例如,有限元分析)可以用于预测超出图7中所示的挠度极限的应力。如图7中所示的挠度的估计值可以用于估计差动缓冲器中采用的圆板的适当构型。当然,在一些实施方式中,可以使用非线性模拟来预测隔膜的挠度极限之前和之后的应力,因为本公开不限于此。
图8示出了在500psi(例如,3.45MPa)的最大压差下1.5mm夹持型圆形挠性板的挠度估计值的曲线图750。特别地,不希望受理论的束缚,图8描绘了用于薄板挠度的罗克方程的可视化,并且示出了弯曲模式和圆板容积刚度的估计值。如图8中所示的挠度的估计值可以用于估计差动缓冲器中采用的圆板的适当构型。图8的曲线图图示了受最大挠度小于板厚度一半的约束的夹持型或固定型边缘的行为。该板可以在板的弹性区域中满足最大压力设计。当然,在一些实施方式中,可以替代性地或除了图8中所示的解决方案之外使用非线性模拟,以基于不同的板构型和弯曲模式来预测板中的应力,因为本公开不限于此。
图9示出了挠度小于板厚度一半的简单的支承型圆板(例如,无力矩)的挠度估计值的曲线图800。特别地,不希望受理论的束缚,图9描绘了用于弯曲模式的薄板挠度的罗克方程的可视化和圆板容积刚度的估计值。如图9中所示的挠度的估计值可以用于估计差动缓冲器中采用的圆板的适当构型。简单的支承型约束系统的顺应性可以是固定型边缘约束的5倍。当然,在一些实施方式中,可以替代性地或除了图9中所示的解决方案之外使用非线性模拟,以基于不同的板构型和弯曲模式来预测板中的应力,因为本公开不限于此。
图10示出了夹持型圆板的挠度估计值的曲线图850。特别地,不希望受理论的束缚,图10描绘了用于弯曲模式的薄板挠度的罗克方程的可视化和圆板容积刚度的估计值。如图10中所示的挠度的估计值可以用于估计差动缓冲器中采用的圆板的适当构型。该实施方式可以满足刚度要求但与其他示例性布置相比具有直径更大的缓冲器。当然,在一些实施方式中,可以替代性地或除了图10中所示的解决方案之外使用非线性模拟,以基于不同的板构型和弯曲模式来预测板中的应力,因为本公开不限于此。
如上所述,在一些实施方式中,包括多个夹持型挠性板的差动缓冲器可以构造为四端口流通式装置。在一些实施方式中,从隔膜的可挠曲部分径向向外定位的板的夹持区域(例如,压力区域)可以包括切口,该切口可以用于为差动缓冲器内部容积的包括例如第一流动通道和第二流动通道的一个或更多个流动通道规定路线。图11描绘了差动缓冲器900的一个实施方式的立体图,该差动缓冲器900包括布置为挠性板910的多个隔膜。差动缓冲器还包括多个间隔件920、930,所述多个间隔件920、930构造成固定挠性板910并且还在相邻的挠性板之间形成中间室。间隔件920、930和挠性板用于形成通过差动缓冲器的流动通道。根据图12的实施方式,差动缓冲器构造为流通式差动缓冲器,尽管预期了差动缓冲器具有分支构型的替代实施方式,因为本公开不限于此。如图11中所示,差动缓冲器包括第一端盖940和第二端盖950,第一端盖940和第二端盖950用于容纳挠性板910和间隔件920、930的组件并将其固定在一起。第一端盖可以包括多个通孔942,所述多个通孔942与形成在挠性板910、间隔件920、930和第二端盖中的孔对准。因此,在一些实施方式中,可以采用合适的紧固件(例如,螺栓、螺柱和螺母、铆钉等)来将差动缓冲器组件夹持在一起。参照图12至图16B进一步讨论差动缓冲器900的功能。
图12描绘了图11的差动缓冲器900的分解立体图。图12的示例性实施方式的差动缓冲器包括10个挠性板910。当然,在其他实施方式中,可以采用任何适当数量的挠性板,因为本公开不限于此。差动缓冲器还包括第一间隔件920和第二间隔件930。第一间隔件和第二间隔件都起到分离和固定中间挠性板910的作用。然而,第一间隔件和第二间隔件在流动切口方面不同,以在每个挠性板910的两个侧部上提供交替的流动室。在图12的实施方式中,间隔环的厚度为挠性板910之间的室建立了适当的容积,允许板在设计的操作压差下挠曲而不相互接触。挠性板和间隔件920、930两者的周缘处的流动通道允许板间室中的每个板间室流体连接至差动缓冲器的外部端口。参照图12至图16B进一步示出和描述了流动通道。差动缓冲器900还包括第一端盖940和第二端盖950,第一端盖940和第二端盖950设置在挠性板和间隔件的堆叠件的两个端部上。挠性板、间隔件和端盖可以通过使用螺栓或其他紧固件夹持在一起,螺栓或其他紧固件可以穿过第一端盖940中的孔942配装并且被拧入到形成在第二端盖950中的对应孔952中。由于通过螺栓提供的夹持力,间隔件和设置在间隔件之间的板可以形成金属对金属的流体密封件。替代性地或附加地,板、间隔件和端盖中的一些或全部都可以通过任何其他适当的附接方法比如钎焊和/或焊接、包括电子束焊接而牢固地附接至彼此,或以其他方式保持在一起,因为本公开不限于此。由图12的实施方式提供的堆叠的板构造允许简化差动缓冲器的制造,因为单独的板910和间隔件920、930可以例如由板料冲压和/或机加工并组装成最终构型。
在图12的实施方式中,两个内部容积的两个流动通道可以用于将差动缓冲器900连接至相关联的液压装置的两个侧部。这两个流动通道可以延伸穿过一些或所有挠性板910、第一间隔件920和第二间隔件930,从而将流导引至适当的板间室或板至端盖室。图12的示例性实施方式包括两个内部容积,所述两个内部容积包括可以用于将流体从液压装置运送至液压致动器的通道。如图12中所示,第一间隔件920与第二间隔件930交替以提供与差动缓冲器的两个侧部相关联的交替流室。参照图16A至图16B进一步讨论流体通过差动缓冲器的流动路径。
图13图示了图12中图示的差动缓冲器的第一间隔件920的俯视图。在该附图中,三个第一流动切口1000可以用于将由第一间隔件和两个抵接挠性板(参见图12)限定的板间室1002流体连接至液压装置的经受频繁且显著的压力摆动的可变压力侧部(例如,参见图6中所图示的第二液压装置端口610b)。尽管在如图13中所示的一些实施方式中可以采用构造为切口1000的开口,但在其他实施方式中,也可以采用连接至板间室的任何适当的开口(例如,开口形成板间室的周缘的一部分)。第二流动切口1004可以用于将板间室1002流体连接至液压致动器的可变压力侧部(例如,参见图6中所图示的第一致动器端口614a)。当然,在其他实施方式中,第一流动切口1000和第二流动切口可以构造成将板间室1002连接至液压装置的相对恒定的压力侧部(例如,参见图6中的第一液压端口610a)和液压致动器(例如,参见第二致动器端口614b),因为本公开不限于此。应注意,所使用的术语“恒定压力”和“可变压力”是相对术语而非绝对术语。比如图6中示出的液压系统的“恒定压力”侧部,也可以经受可测量的压力摆动。在致动器由液压装置驱动的典型操作条件下,这样的液压系统的液压装置的“恒定压力”侧部是流体连接至蓄能器的侧部,并且因此通常经受比可变压力侧部明显小的压力摆动。第一间隔件920还包括第一直通通道1008和第二直通通道1010,第一直通通道1008和第二直通通道1010穿过间隔件920但流体连接至差动缓冲器的相对侧部。例如,如果第一流动切口1000和第二流动切口1004与差动缓冲器的第一内部容积相关联,则第一直通通道1008和第二直通通道1010与差动缓冲器的第二内部容积相关联。在如图13中所示的一些实施方式中,第二直通通道1010也流体连接至差动缓冲器900的壳体中的流体。第二直通通道1010中的外部开口可以用于用来自液压系统的蓄能器侧部的压力环绕差动缓冲器,以保护缓冲器壳体免受具有更高峰值压力的更多动态可变压力波动。尽管图13的实施方式包括特定数量和/或形状的开口(例如,切口)和通道,但也可以采用任何合适数量的通道或适当形状和尺寸的开口来提供差动缓冲器中的第一内部容积和第二内部容积,因为本公开不限于此。
如图13中所示,第一间隔件920还包括允许夹持螺栓或其他紧固件穿过第一间隔件920的通孔1006。通孔1006可以与形成在挠性板、第二间隔件以及第一端盖和第二端盖中的孔对准,使得差动缓冲器可以被容易地堆叠、组装和固定。
根据图13的实施方式,第一间隔件920大致为环形并且定形状为环状件。第一间隔件构造成支承形成在至少部分圆盘中的挠性板。当然,在其他实施方式中,间隔件可以具有任何合适的形状,因为本公开不限于此。在某些情况下,在组装期间可能难以对准一堆板中的切口和孔。因此,在如图13中所示的一些实施方式中,第一间隔件可以包括引导特征部,例如平坦部1012,该平坦部1012可以用于将第一间隔件与挠性板、其他第一间隔件、第二间隔件和/或差动缓冲器的端盖对准。在一些实施方式中,差动缓冲器可以通过将差动缓冲器的多个部件的引导平坦部放置在平坦表面上来对准。当然,尽管在图13的实施方式中使用了平坦部,但可以采用任何合适的形状、凹部或突出部或特征部来对准差动缓冲器中的多个间隔件和板,因为本公开不限于此。
图14图示了图12中图示的差动缓冲器的第二间隔件930的俯视图。在该附图中,三个第三流动切口1050可以用于将由第二间隔件和两个抵接的挠性板(参见图12)限定的板间室1052流体连接至液压装置(例如,参见图6中所图示的第一液压装置端口610a)的不经受频繁且显著的压力摆动的恒定压力侧部(例如,蓄能器侧部)。尽管在如图14所示的一些实施方式中可以采用构造为切口1050的开口,但在其他实施方式中,也可以采用连接至板间室1052的任何适当的开口(例如,开口形成板间室的周缘的一部分)。第四流动切口1054可以用于将板间室1052流体连接至液压致动器的恒定压力侧部(例如,参见图6中所图示的第二致动器端口614b)。当然,在其他实施方式中,第三流动切口1050和第四流动切口1054可以构造成将板间室1052连接至液压装置的可变压力侧部(例如,参见图6中的第二液压端口610b)和液压致动器(例如,参见第一致动器端口614a),因为本公开不限于此。所使用的术语“恒定压力”和可变压力是相对术语而非绝对术语,如上文参照图13所讨论的。第二间隔件930还包括第三直通通道1058和第二直通通道1056,第三直通通道1058和第二直通通道1056穿过第二间隔件930但流体连接至差动缓冲器的相对侧部。例如,如果第三流动切口1050和第四流动切口1054与差动缓冲器的第二内部容积相关联,则第三直通通道1058和第四直通通道1056与差动缓冲器的第一内部容积相关联。尽管图14的实施方式包括特定数量、形状和尺寸的开口和通道,但也可以采用任何适当数量、形状和尺寸的通道来提供差动缓冲器中的第一内部容积和第二内部容积,因为本公开不限于此。
如图14中所示,第二间隔件930还包括允许夹持螺栓或其他紧固件穿过第二间隔件的通孔1060。通孔1060可以与形成在挠性板、第一间隔件、其他第二间隔件以及第一端盖和第二端盖中的孔对准,使得差动缓冲器可以被容易地堆叠和组装。
根据图14的实施方式,第二间隔件930为环形并且定形状为环状件。第二间隔件构造成支承形成在至少部分圆盘中的挠性板。当然,在其他实施方式中,第二间隔件可以具有任何合适的形状,因为本公开不限于此。在某些情况下,在组装期间可能难以对准一堆圆板。因此,在如图14中所示的一些实施方式中,第二间隔件可以包括引导平坦部1062,该引导平坦部1062可以用于将第二间隔件与挠性板、第一间隔件、其他第二间隔件和/或差动缓冲器的端盖对准,如参照图13所讨论的。
图15示出了图12中所图示的挠性板910的俯视图。如图15中所示,挠性板包括围绕挠性板周缘布置的多个开口(例如,切口),这些开口提供流体通道并且使参照图13和图14描述的开口和通道互连。特别地,挠性板包括第一流动切口1100,第一流动切口1100构造成将第一间隔件的第一流动开口连接至第二间隔件的第三直通通道。挠性板还包括第二流动切口1104,第二流动切口1104构造成将第一间隔件的第二流动切口连接至第二间隔件的第四直通通道。挠性板还包括第三进出口孔1108,第三进出口孔1108构造成将第一间隔件的第一直通通道连接至第二间隔件的第三流动切口。挠性板还包括第四进出口孔1110,第四进出口孔1110构造成将第一间隔件的第二直通通道连接至第二间隔件的第四流动切口。以这种方式,挠性板在第一间隔件与第二间隔件之间提供流体互连。
如图15中所示,挠性板910还包括允许夹持螺栓或其他紧固件穿过挠性板的通孔1106。通孔1106可以与形成在其他挠性板、第一间隔件、第二间隔件、以及第一端盖和第二端盖中的孔对准,使得差动缓冲器可以被容易地堆叠和组装。
根据图15的实施方式,挠性板910定形状为盘状件。挠性板构造成由图13和图14的环形间隔件支承。挠性板的中心部分1102构造成响应于不同板间流动室中的挠性板上的压差而变形、弯曲或挠曲。当然,在其他实施方式中,挠性板可以具有任何合适的形状,具有或不具有切口,因为本公开不限于此。在某些情况下,在组装期间可能难以对准一堆圆板。因此,在如图15中所示的一些实施方式中,挠性板可以包括引导平坦部1112,该引导平坦部1112可以用于将挠性板与其他挠性板、第一间隔件、第二间隔件和/或差动缓冲器的端盖对准,如参照图13至图14所讨论的。
图16A描绘了图11的沿着线16A-16A截取的差动缓冲器900的第一横截面,该第一横截面描绘了差动缓冲器的第一内部容积1150。如图16A中所示,堆叠的挠性板910、第一间隔件920和第二间隔件930形成第一内部容积,第一内部容积包括设置在挠性板之间的多个板间室。如图16中所示,所述板间室与连接至第二内部容积的板间室交替(参见图16B)。如图16A中所示,挠性板包括第一流动切口1100,第一流动切口1100将第一间隔件920的第一流动切口1000连接至第二间隔件930的第三直通通道1058。挠性板还包括第二流动切口1104,第二流动切口1104将第一间隔件的第二流动切口1004连接至第二间隔件的第四直通通道1056。因此,第一内部容积1150由堆叠的挠性板、第一间隔件和第二间隔件形成。如图16A中所示,穿过差动缓冲器的第一内部容积终止于第一端口1160a和第二端口1160b,第一端口1160a和第二端口1160b可以分别液压连接至液压装置的端口和液压致动器的端口。根据图16A的实施方式,第一端口和第二端口设置在第二端盖950上。当然,可以采用第一端口和第二端口的任何合适的位置,因为本公开不限于此。
图16B描绘了图11的沿着线16B-16B截取的差动缓冲器900的第二横截面,该第二横截面描绘了差动缓冲器的第二内部容积1152。如图16B中所示,堆叠的挠性板910、第一间隔件920和第二间隔件930形成第二内部容积,第二内部容积包括设置在挠性板之间的多个板间室。如图16B中所示,所述板间室与连接至第一内部容积的板间室交替(参见图16A)。如图16B中所示,挠性板包括第三进出口孔1108,第三进出口孔1108将第一间隔件的第一直通通道1008连接至第二间隔件的第三流动切口1050。挠性板还包括第四进出口孔1110,第四进出口孔1110将第一间隔件的第二直通通道1010连接至第二间隔件的第四流动切口1054。另外,通过板间室1052流入到第二间隔件930的切口1050的流体随后通过第一间隔件920中的第二直通通道1010流入到差动缓冲器的外壳体中。如图16B中所示,第一端盖940包括第一端盖开口944和第二端盖开口946,第一端盖开口944和第二端盖开口946也连接至第二内部容积并且在端部挠性板与第一端盖之间提供流体室。同样地,第二端盖950包括第三端盖开口954和第四端盖开口956,第三端盖开口954和第四端盖开口956也连接至第二内部容积并且在端部挠性板与第二端盖之间提供流体室。因此,第二内部容积1152由堆叠的挠性板、第一间隔件、第二间隔件、第一端盖940和第二端盖950形成。如图16B中所示,穿过差动缓冲器的第二内部容积1152终止于第三端口1160c和第四端口1160d,第三端口1160c和第四端口1160d可以分别液压连接至液压装置的端口和液压致动器的端口。
如图16B中所示,第一间隔件920包括向差动缓冲器的壳体敞开的第二直通通道1010。同样地,第一端盖包括第一壳体开口948,并且第二端盖950包括第二壳体开口958,第二壳体开口958向差动缓冲器的外壳体敞开。第二直通通道1010、第一壳体开口948和第二壳体开口958用于用来自液压系统的蓄能器侧部的压力环绕差动缓冲器(例如,外壳体的内部),以保护缓冲器壳体免受具有更高峰值压力的更多动态可变压力波动。当然,在其他实施方式中,差动缓冲器可以不包括周围的流体压力室,因为本公开不限于此。
图17A描绘了构造为处于第一状态的挠性板910、第一间隔件920和第二间隔件930的隔膜的一个实施方式的侧视示意图。在一些实施方式中,图17A中所示的示意图可以表示图11至图16B的实施方式的间隔件与挠性板之间的接合。如图17A中所示,挠性板910抵接第一间隔件920和第二间隔件930。挠性板910将第一内部容积1150和第二内部容积1152分开,并且挠性板构造成基于第一内部容积与第二内部容积之间的压差而变形。如前所述,第一间隔件和第二间隔件接合挠性板并且在间隔件与挠性板之间形成密封。根据图17A的实施方式,间隔件920可以包括形成间隔件920的内边界的弯曲边缘921。弯曲边缘构造成远离挠性板弯曲,使得弯曲边缘为挠性板朝向第一间隔件变形(例如,进入到由弯曲边缘921限定的开口中)提供空间。弯曲边缘允许挠性板变形,同时避免和/或减少间隔件和/或挠性板中的将与第一间隔件的尖锐边界相关联的应力梯级。类似于第一间隔件,第二间隔件930可以包括形成第二间隔件的内边界的弯曲边缘931。弯曲边缘931允许挠性板910朝向第二间隔件变形,同时避免和/或减少间隔件和/或挠性板中的将与第二间隔件的尖锐边界相关联的应力梯级。
图17B描绘了处于第二状态的图17A的隔膜(例如,挠性板910)和间隔件920、930。如图17B中所示,挠性板基于第一内部容积1150与第二内部容积1152之间的压差而变形。特别地,第一内部容积1150的压力大于第二内部容积的压力,导致挠性板远离第一内部容积弹性地变形。因此,挠性板已经变形到第一间隔件920的由弯曲边缘921限定的开口中。如图17B中所示,弯曲边缘允许挠性板910从挠性板的由第一间隔件和第二间隔件相对于差动缓冲器的壳体保持在零斜率处的部分过渡至挠性板的具有非零斜率的部分。在一些实施方式中,零斜率可以被限定为平行于处于未变形状态的挠性板的平面,其中,在挠性板或其他隔膜上施加基本为零的压差。弯曲边缘921可以为挠性板提供支承以避免可能与尖锐部(例如,方形边缘)相关联的应力梯级。当挠性板沿相反方向变形时(例如,当第二内部容积1152的压力大于第一内部容积1150的压力时),第二间隔件930的弯曲边缘可以类似地起作用并且避免或减少挠性板中的应力集中。当然,在其他实施方式中,可以采用任何合适形状的用于间隔件的边缘,因为本公开不限于此。
图18是操作液压回路的方法的一个实施方式的流程图。在框1200中,在与差动缓冲器的第一内部容积流体连接的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,第一流动通道具有第一惯性阻力和/或阻抗。在框1202中,在与差动缓冲器的第二内部容积流体连接的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,第二流动通道具有在第一惯性阻力和/或阻抗的50%以内的第二惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一惯性阻力和/或阻抗可以基本上或有效地等于第二惯性阻力和/或阻抗。在一些实施方式中,第一惯性阻力和/或阻抗可以包括在液压回路中的差动缓冲器与液压装置(例如,泵)之间延伸的附加流动通道。同样地,第二惯性阻力和/或阻抗可以包括在液压回路中的差动缓冲器与液压装置(例如,泵)之间延伸的附加流动通道。根据这样的实施方式,包括第一内部容积的液压回路的第一液压装置流动通道的第一惯性阻力和/或阻抗可以在包括第二流动通道的液压回路的第二液压装置流动通道的第二惯性阻力和/或阻抗的50%以内或等于该第二惯性阻力和/或阻抗。在框1204中,分隔第一内部容积和第二内部容积的屏障可以朝向中间位置偏置。在框1206中,基于第一压力与第二压力之间的第一压差使屏障移动。在一些实施方式中,使屏障移动可以包括基于压差在至少一个汽缸中使至少一个活塞移动。在一些实施方式中,使屏障移动可以包括使至少一个隔膜变形(例如,弹性地变形)。在一些实施方式中,第一压差可以是液压回路的操作压差。即,第一压差可以不包括压力波动。在框1208中,基于第一压力与第二压力之间的第二压差使屏障移动。第二压差可以是由压力波动引起的压差。基于第二压差的屏障的移动可以抵消或以其他方式减轻第一内部容积和第二内部容积中的压力波动。
应当注意的是,尽管示例性图18的流程图描绘了示例性方法的顺序,但在一些实施方式中,块1200、1202、1204、1206和1208中的步骤可以以任何顺序发生或基本上同时发生,因为本公开不限于此。例如,在一些实施方式中,流体可以被同时接收在第一流动通道和第二流动通道中。作为另一示例,在一些实施方式中,由于流体流动的不可压缩性质,流体流动和屏障的移动可以有效地同时发生。同样地,在一些实施方式中,与第二压差相关联的流量波动和/或压力波动可以有效地与流体流动和屏障的移动同时发生。
图19是操作液压回路的方法的另一实施方式的流程图。在框1250中,在差动缓冲器的第一内部容积中以第一压力接收流体。在框1252中,在差动缓冲器的第二内部容积中以第二压力接收流体。在框1254中,分隔第一内部容积和第二内部容积的至少一个隔膜基于第一压力与第二压力之间的第一压差而弹性地变形。在一些实施方式中,至少一个隔膜可以是多个隔膜。在一些实施方式中,多个隔膜可以在6个隔膜与12个隔膜之间。在一些实施方式中,第一压差可以是用于液压回路的操作压差。即,第一压差可以不包括压力波动。在框1256中,至少一个隔膜基于第一压力与第二压力之间的第二压差而弹性地变形。第二压差可以是由压力波动引起的压差。至少一个隔膜基于第二压差的变形可以减轻第一内部容积和第二内部容积中的压力波动。
应当注意的是,尽管示例性图19的流程图描绘了示例性方法的顺序,但在一些实施方式中,块1250、1252、1254和1256中的步骤可以以任何顺序发生或同时发生,因为本公开不限于此。例如,在一些实施方式中,流体可以被同时接收在第一内部容积和第二内部容积中。作为另一示例,在一些实施方式中,由于流体流动的不可压缩性质,流体流动和至少一个隔膜的变形可以有效地同时发生。同样地,在一些实施方式中,与第二压差相关联的流量波动和/或压力波动可以有效地与流体流动和至少一个隔膜的变形同时发生。
图20是操作液压回路的方法的一个实施方式的流程图。在框1300中,在与差动缓冲器的第一内部容积流体连接的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,第一流动通道中的流体包括具有第一相位的压力波动。在框1302中,在与差动缓冲器的第二内部容积流体连接的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,第二流动通道中的流体包括具有不同于第一相位的第二相位的压力波动。在一些实施方式中,压力波动可以由液压装置(例如,泵)产生。在一些实施方式中,第一相位和第二相位相对于彼此相反。例如,第二压力波动的相位可以相对于第一相位移位大约180度、或本文中所述的其他适当的相对相位关系。这种所述的相位关系意在包括将360度的任何倍数添加至所述的相位关系。在框1304中,在液压装置与差动缓冲器之间保持第一相位与第二相位之间的相位关系。例如,在一些实施方式中,第一流动通道和第二流动通道的惯性阻力和/或阻抗可以在彼此的50%以内,如参照图18的示例性实施方式所讨论的。根据该示例,可以保持相位差。在其他实施方式中,可以改变第一相位与第二相位之间的相位差,但是可以基本上保持第一相位与第二相位之间的相位关系。例如,第一相位和/或第二相位可以以360度的任何倍数移位,同时保持第一相位与第二相位之间的相位关系。
根据图20的实施方式,在框1306中,分隔第一内部容积与第二内部容积的屏障可以朝向中间位置偏置。在框1308中,屏障基于第一压力与第二压力之间的压差而移动。在一些实施方式中,使屏障移动可以包括基于压差在至少一个汽缸中使至少一个活塞移动。在一些实施方式中,使屏障移动可以包括使至少一个隔膜变形(例如,弹性地变形)。在一些实施方式中,第一压差可以是用于液压回路的操作压差。在框1310中,基于第一压力波动和第二压力波动使屏障移动。由于第一相位与第二相位之间的相位关系,基于第一压力波动和第二压力波动的屏障的移动可以抵消或以其它方式减轻第一内部容积中的第一压力波动和第二内部容积中的第一压力波动和第二压力波动。
应当注意的是,尽管示例性图20的流程图描绘了示例性方法的顺序,但在一些实施方式中,框1300、1302、1304、1306、1308和1310中的步骤可以以任何顺序发生或同时发生,因为本公开不限于此。例如,在一些实施方式中,流体可以被同时接收在第一流动通道和第二流动通道中。作为另一示例,在一些实施方式中,由于流体流动的不可压缩性质,流体流动和屏障的移动可以有效地同时发生。同样地,在一些实施方式中,与第二压差相关联的流量波动和/或压力波动可以有效地与流体流动和屏障的移动同时发生。
图21是操作液压回路的方法的一个实施方式的流程图。在框1350中,将液压装置作为泵进行操作以在液压装置的第一端口与第二端口之间产生操作压差和波动压差,其中,波动压差叠加在操作压差上。波动压差小于操作压差,并且波动压差和操作压差的组合可以有助于形成总压差。在框1352中,在暴露于流体连接至第一端口的第一流体容积和流体连接至第二端口的第二流体容积的差动缓冲器的屏障上施加总压差。根据图21的实施方式,总压差小于或等于操作压差与波动压差的总和。总压差可以是由波动压差和操作压差的组合产生的压差缓冲器处的组合压力波。由于波动压差在压差缓冲器处的干扰,总压差可以不同于波动压差和操作压差相加。在框1354中,屏障的至少一部分被移置以至少部分地减轻传递至液压负载的波动压差。因此,差动缓冲器可以在波动压差达到任何液压负载(例如,液压致动器)之前使波动压差衰减。在一些实施方式中,从液压装置的第一端口流动朝向液压负载(例如,液压致动器)的第一容积的流暴露于屏障的第一侧部。同样地,从液压装置的第二端口流动朝向液压负载(例如,液压致动器)的第二容积的流暴露于屏障的第二侧部。来自具有至少部分反相的第一端口和第二端口的流量的波动可以引起液压系统的第一侧部和第二侧部之间的容积变化,这通过如根据本文中的示例性实施方式所描述的屏障的移置来适应。以这种方式,与流量波动相关联的压力波动在经由第一容积或第二容积传递至液压负载之前被衰减。
应当注意的是,尽管示例性图21的流程图描绘了示例性方法的顺序,但在一些实施方式中,框1350、1352和1354中的步骤可以以任何顺序发生或同时发生,因为本公开不限于此。例如,在一些实施方式中,液压装置的操作、总压差的施加、以及屏障的至少一部分的移置可以有效地同时发生(例如,同时发生)。
尽管已经结合各种实施方式和示例描述了本教示,但是本教示并非意在限于这样的实施方式或示例。相反,如将由本领域技术人员理解的那样,本教示包括各种替代方案、改型和等同方案。因此,前述描述和附图仅作为示例。
Claims (89)
1.一种对包括液压装置、液压负载和差动缓冲器的液压系统进行操作的方法,所述方法包括:
将所述液压装置作为泵来操作,以在所述液压装置的第一端口与第二端口之间产生操作压差和波动压差,其中,所述波动压差叠加在所述操作压差上;
在暴露于流体连接至所述第一端口的第一流体容积和流体连接至所述第二端口的第二流体容积的所述差动缓冲器的屏障上施加总压差,其中,所述总压差小于或等于所述操作压差和所述波动压差的总和;以及
使所述屏障的至少一部分移位以至少部分地减轻传递至所述液压负载的所述波动压差。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述屏障是隔膜。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述隔膜被边缘夹持并且使所述隔膜的至少一部分移位包括使所述隔膜的至少一部分变形。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,其中,所述液压负载是液压致动器。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法,其中,所述液压系统是主动悬架系统。
6.一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:
第一内部容积;
第二内部容积;
第一流动通道,所述第一流动通道流体连接至所述第一内部容积,其中,所述第一流动通道构造成流体连接至液压装置;
第二流动通道,所述第二流动通道流体连接至所述第二内部容积,其中,所述第二流动通道构造成流体连接至所述液压装置,其中,所述第一流动通道和所述第二流动通道构造成保持所述第一流动通道和所述第二流动通道中的压力波动的相位关系;以及
屏障,所述屏障将所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分分隔,其中,所述屏障构造成基于所述第一内部容积与所述第二内部容积之间的压差而移动,并且其中,所述屏障被朝向中间位置偏置。
7.根据权利要求6所述的差动缓冲器,其中,所述第一流动通道具有第一惯性阻力,并且其中,所述第二流动通道具有第二惯性阻力,所述第二惯性阻力在所述第一惯性阻力的50%以内。
8.根据权利要求7所述的差动缓冲器,其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
9.根据权利要求6至8中的任一项所述的差动缓冲器,还包括至少一个弹簧,其中,所述屏障为活塞,并且其中,所述至少一个弹簧构造成将所述活塞朝向所述中间位置偏置。
10.根据权利要求6至8中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述屏障包括至少一个隔膜,所述至少一个隔膜构造成基于所述压差弹性地变形。
11.根据权利要求10所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个隔膜包括多个隔膜。
12.根据权利要求6至11中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述屏障包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
13.根据权利要求12所述的差动缓冲器,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
14.根据权利要求6至13中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述屏障构造成通过被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
15.根据权利要求14所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
16.根据权利要求14至15中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
17.根据权利要求6至16中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述相位关系为所述第一流动通道和所述第二流动通道中的所述压力波动的在90°与270°之间的相位差。
18.一种操作差动缓冲器的方法,所述方法包括:
在流体连接至所述差动缓冲器的第一内部容积的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,所述第一流动通道中的所述流体包括具有第一相位的第一压力波动;
在流体连接至所述差动缓冲器的第二内部容积的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,所述第二流动通道中的所述流体包括具有不同于所述第一相位的第二相位的第二压力波动;
保持从液压装置至所述差动缓冲器的所述第一相位与所述第二相位之间的相位关系;
将分隔所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分的屏障朝向中间位置偏置;以及
基于所述第一压力与所述第二压力之间的压差使所述屏障移动。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括通过由于所述屏障的移动而引起的被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
21.根据权利要求19至20中的任一项所述的方法,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
22.根据权利要求18至21中的任一项所述的方法,其中,所述屏障为活塞,并且其中,将所述屏障朝向所述中间位置偏置包括通过至少一个弹簧向所述活塞施加力。
23.根据权利要求18至21中的任一项所述的方法,其中,所述屏障包括至少一个隔膜,其中,使所述屏障移动包括基于所述压差使所述至少一个隔膜弹性地变形。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述至少一个隔膜为多个隔膜。
25.根据权利要求18至24中的任一项所述的方法,其中,所述第一流动通道具有第一惯性阻力,并且其中,所述第二流动通道具有第二惯性阻力,所述第二惯性阻力在所述第一惯性阻力的50%以内。
26.根据权利要求25所述的方法,其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
27.根据权利要求18至26中的任一项所述的方法,其中,所述屏障包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
29.根据权利要求18至28中的任一项所述的方法,其中,保持所述相位关系包括将所述第一相位与所述第二相位之间的相位差保持在大约60°与300°之间。
30.一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:
第一内部容积;
第二内部容积;
第一流动通道,所述第一流动通道流体连接至所述第一内部容积,其中,所述第一流动通道具有第一惯性阻力;
第二流动通道,所述第二流动通道流体连接至所述第二内部容积,其中,所述第二流动通道具有第二惯性阻力,所述第二惯性阻力在所述第一惯性阻力的50%以内;以及
屏障,所述屏障将所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分分隔,其中,所述屏障构造成基于所述第一内部容积与所述第二内部容积之间的压差而移动,并且其中,所述屏障被朝向中间位置偏置。
31.根据权利要求30所述的差动缓冲器,还包括至少一个弹簧,其中,所述屏障为活塞,并且其中,所述至少一个弹簧构造成将所述活塞朝向所述中间位置偏置。
32.根据权利要求30所述的差动缓冲器,其中,所述屏障包括至少一个隔膜,所述至少一个隔膜构造成基于所述压差弹性地变形。
33.根据权利要求32所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个隔膜包括多个隔膜。
34.根据权利要求30至33中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
35.根据权利要求30至33中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述第一惯性阻力在所述第二惯性阻力的10%以内。
36.根据权利要求30至35中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述屏障包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
37.根据权利要求36所述的差动缓冲器,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
38.根据权利要求30至37中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述屏障构造成通过被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
39.根据权利要求38所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
40.根据权利要求38至39中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
41.一种操作差动缓冲器的方法,所述方法包括:
在流体连接至所述差动缓冲器的第一内部容积的第一流动通道中以第一压力接收流体,其中,所述第一流动通道具有第一惯性阻力;
在流体连接至所述差动缓冲器的第二内部容积的第二流动通道中以第二压力接收流体,其中,所述第二流动通道具有第二惯性阻力,所述第二惯性阻力在所述第一惯性阻力的50%以内;
将分隔所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分的屏障朝向中间位置偏置;以及
基于所述第一压力与所述第二压力之间的压差使所述屏障移动。
42.根据权利要求41所述的方法,还包括通过由于所述屏障的移动而引起的被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
43.根据权利要求42所述的方法,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
44.根据权利要求42至43中的任一项所述的方法,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
45.根据权利要求41至44中的任一项所述的方法,其中,所述屏障为活塞,并且其中,将所述屏障朝向所述中间位置偏置包括通过至少一个弹簧向所述活塞施加力。
46.根据权利要求41至44中的任一项所述的方法,其中,所述屏障包括至少一个隔膜,其中,使所述屏障移动包括基于所述压差使所述至少一个隔膜弹性地变形。
47.根据权利要求46所述的方法,其中,所述至少一个隔膜是多个隔膜。
48.根据权利要求41至47中的任一项所述的方法,其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
49.根据权利要求41至47中的任一项所述的方法,其中,所述第一惯性阻力在所述第二惯性阻力的10%以内。
50.根据权利要求41至49中的任一项所述的方法,其中,所述屏障包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
51.根据权利要求50所述的方法,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
52.一种用于液压系统的差动缓冲器,包括:
第一内部容积;
第二内部容积;以及
至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将所述第一内部容积的至少一部分与所述第二内部容积的至少一部分分隔,其中,所述至少一个隔膜构造成在至少一个操作条件下基于所述第一内部容积与所述第二内部容积之间的压差而弹性地变形。
53.根据权利要求52所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个隔膜包括多个隔膜。
54.根据权利要求53所述的差动缓冲器,其中,所述多个隔膜包括6个至12个隔膜。
55.根据权利要求53所述的差动缓冲器,其中,所述多个隔膜包括第一隔膜和第二隔膜,其中,所述第一内部容积包括设置在所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一室,其中,所述第二内部容积包括设置在所述第一隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第二室,并且其中,所述第二内部容积包括设置在所述第二隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第三室。
56.根据权利要求53所述的差动缓冲器,还包括设置在所述多个隔膜中的每个隔膜之间的至少一个间隔件,其中,所述至少一个间隔件和所述多个隔膜布置成堆叠件。
57.根据权利要求56所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个间隔件是环形的,并且其中,所述多个隔膜中的每个隔膜均是盘状的。
58.根据权利要求56至57中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个间隔件包括抵接所述多个隔膜中的一个隔膜的至少一个弯曲边缘,其中,所述至少一个弯曲边缘远离所述多个隔膜中的一个隔膜弯曲。
59.根据权利要求56至57中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个间隔件包括第一间隔件和第二间隔件,所述第一间隔件和所述第二间隔件构造成通过夹持所述第一间隔件与所述第二间隔件之间的所述多个隔膜中的一个隔膜而将所述多个隔膜中的一个隔膜固定在所述第一内部容积与所述第二内部容积之间。
60.根据权利要求52至59中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述第一内部容积具有第一惯性阻力,其中,所述第二内部容积具有第二惯性阻力,并且其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
61.根据权利要求52至60中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个隔膜包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
62.根据权利要求61所述的差动缓冲器,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
63.根据权利要求52至62中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述至少一个隔膜构造成通过被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
64.根据权利要求63所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
65.根据权利要求63至64中的任一项所述的差动缓冲器,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
66.一种操作差动缓冲器的方法,所述方法包括:
在所述差动缓冲器的第一内部容积中以第一压力接收流体;
在所述差动缓冲器的第二内部容积中以第二压力接收流体;以及
基于所述第一压力与所述第二压力之间的压差,使将所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分分隔的至少一个隔膜弹性地变形。
67.根据权利要求66所述的方法,还包括通过由于所述至少一个隔膜的移动而引起的被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
68.根据权利要求67所述的方法,其中,所述压力波动的压力在0.01psi与50psi之间。
69.根据权利要求67至68中的任一项所述的方法,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
70.根据权利要求66至69中的任一项所述的方法,其中,所述至少一个隔膜是多个隔膜。
71.根据权利要求70所述的方法,其中,所述多个隔膜包括6个至12个隔膜。
72.根据权利要求70所述的方法,其中,所述多个隔膜包括第一隔膜和第二隔膜,其中,所述第一内部容积包括设置在所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一室,其中,所述第二内部容积包括设置在所述第一隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第二室,并且其中,所述第二内部容积包括设置在所述第二隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第三室。
73.根据权利要求66至72中的任一项所述的方法,其中,所述第一内部容积具有第一惯性阻力,其中,所述第二内部容积具有第二惯性阻力,其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
74.根据权利要求66至73中的任一项所述的方法,其中,所述至少一个隔膜包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
75.根据权利要求74所述的方法,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
76.一种液压系统,包括:
液压装置,所述液压装置具有第一液压装置端口和第二液压装置端口;
液压致动器,所述液压致动器具有第一致动器端口和第二致动器端口;以及
差动缓冲器,所述差动缓冲器包括:
第一内部容积,所述第一内部容积连接至所述第一液压装置端口和所述第一致动器端口;
第二内部容积,所述第二内部容积连接至所述第二液压装置端口和所述第二致动器端口;以及
至少一个隔膜,所述至少一个隔膜将所述第一内部容积的至少一部分和所述第二内部容积的至少一部分分隔,其中,所述至少一个隔膜构造成基于所述第一内部容积与所述第二内部容积之间的压差而弹性地变形。
77.根据权利要求76所述的液压系统,其中,所述至少一个隔膜包括多个隔膜。
78.根据权利要求77所述的液压系统,其中,所述多个隔膜包括6个至12个隔膜。
79.根据权利要求77所述的液压系统,其中,所述多个隔膜包括第一隔膜和第二隔膜,其中,所述第一内部容积包括设置在所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一室,其中,所述第二内部容积包括设置在所述第一隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第二室,并且其中,所述第二内部容积包括设置在所述第二隔膜的与所述第一室相反的侧部上的第三室。
80.根据权利要求77所述的液压系统,还包括设置在所述多个隔膜中的每个隔膜之间的至少一个间隔件,其中,所述至少一个间隔件和所述多个隔膜布置成堆叠件。
81.根据权利要求80所述的液压系统,其中,所述至少一个间隔件是环形的,并且其中,所述多个隔膜中的每个隔膜均是盘状的。
82.根据权利要求80所述的液压系统,其中,所述至少一个间隔件包括抵接所述多个隔膜的至少一个弯曲边缘,其中,所述至少一个弯曲边缘远离所述多个隔膜弯曲。
83.根据权利要求80所述的液压系统,其中,所述至少一个间隔件包括第一间隔件和第二间隔件,所述第一间隔件和所述第二间隔件构造成通过夹持所述第一间隔件与所述第二间隔件之间的所述多个隔膜中的一个隔膜而将所述多个隔膜中的一个隔膜固定在所述第一内部容积与所述第二内部容积之间。
84.根据权利要求76至83中的任一项所述的液压系统,其中,所述第一内部容积具有第一惯性阻力,其中,所述第二内部容积具有第二惯性阻力,并且其中,所述第一惯性阻力基本上等于所述第二惯性阻力。
85.根据权利要求76至84中的任一项所述的液压系统,其中,所述至少一个隔膜包括暴露于所述第一内部容积中的流体的第一压力区域和暴露于所述第二内部容积中的流体的第二压力区域,其中,所述第一压力区域在所述第二压力区域的50%以内。
86.根据权利要求85所述的液压系统,其中,所述第一压力区域基本上等于所述第二压力区域。
87.根据权利要求76至86中的任一项所述的液压系统,其中,所述至少一个隔膜构造成通过被动相消干涉来减轻所述第一内部容积和所述第二内部容积中的压力波动。
88.根据权利要求87所述的液压系统,其中,所述压力波动的压力在0.01psi和50psi之间。
89.根据权利要求87至88中的任一项所述的液压系统,其中,所述压力波动的频率在0Hz与2000Hz之间。
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