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一种固定容量泵(P)，通过导管(Rp)和吸入通道(1)从容器(R)吸入工作油，并将加压的工作油排出到连接着致动器(A)的排出通道(2)中。节流器(21)布置在排出通道(2)中，而流量控制阀(F)根据节流器(21)产生的压力损失，将节流器(21)上游的排出通道(2)中的部分工作油回流至吸入通道(1)。节流器(21)在低温情况下显著增大流动阻力的这种特性，使得回流工作油的流量增大，因此防止在低温状态下高速工作时在泵(P)中产生空穴/噪音。

1.  一种用于向致动器(A)供给油的泵装置，包括：
固定流量泵(P)；
节流器(21)，泵(P)排出的工作油流动通过该节流器；以及
流量控制阀(F)，其根据节流器(21)产生的压力损失，将泵(P)排出的部分工作油回流至泵(P)的吸入侧。

2.  如权利要求1所述的泵装置，其特征在于，还包括外壳(C)，泵(P)、节流器(21)以及流量控制阀(F)都封闭在其中。

3.  如权利要求2所述的泵装置，其特征在于，还包括将工作油供给到泵(P)吸入侧的吸入通道(1)，将泵(P)排出的部分工作油供给到致动器(A)的排出通道(2)，节流器(21)布置在排出通道(2)中，以及将流量控制阀(F)回流的工作油供给到吸入通道(1)的回流通道(11)。

4.  如权利要求3所述的泵装置，其特征在于，其中流量控制阀(F)包括卷筒(5)，所述卷筒根据节流器(21)上游侧和节流器(21)下游侧之间的压差而调整流量控制阀(F)回流的工作油流量。

5.  如权利要求1至4中任何一项所述的泵装置，其特征在于，其中节流器(21)的直径(D)设定在2到8毫米的范围之内，而节流器(21)直径(D)与其长度(L)的比率被设定为等于或者小于1。

泵装置
技术领域
本发明涉及例如用在车辆动力转向装置中的固定容量泵的流量控制。
背景技术
日本专利局在1997年出版的JPH09-170569A公开了一种用于固定容量泵的流量控制阀，可以用在车辆的动力转向装置中。
流量控制阀将从固定流量泵排出的工作油通过可变的孔供给到致动器。流量控制阀具有随着孔中压力损失而发生位移的卷筒，根据卷筒的位置，使得部分被排出的工作油流进回流通道。泵所吸入的工作油是从容器通过吸入通道而供给的。回流通道将工作油回流到吸入通道中。
发明内容
孔所具有的特征使其流量特性为恒定而不考虑从其中穿过的工作油的温度。例如，当由于温度低而使工作油粘度高的时候，穿过孔的工作油中的压力损失相对于流量不会变得很大。另一方面，当工作油的粘度增大时，吸入通道中的摩擦阻力不可避免地增大，而泵的吸入阻力增大。
从回流通道回流的工作油在泵排出压力所产生的推力作用下，因此当其吸入回流工作油时，泵的吸入阻力小。另一方面，当泵通过吸入通道从容器吸入工作油的时候，它遇到了很大的吸入阻力。因此泵的全部吸入阻力取决于回流的工作油流量和从容器供给的工作油流量的比率。
当在低温的情况下泵旋转速度增大并且依靠孔中的压力损失进行流量控制的时候，回流通道中的流量增大相对于泵的排出流量增大很小。结果，从容器供给到泵中的工作油流量增大。在这种情况下，由于工作油粘度高而造成吸入通道中的摩擦阻力高，因此吸入通道中的吸入阻力很大。
因此，在低温状态中，相对于泵根据其旋转速度而需要的工作油流量，吸入通道的工作油供给流量可能会变得不足。当泵遇到吸入工作油短缺的时候，就会在泵中产生负压，从而造成空穴或产生噪音。在低温状态下启动固定容量泵之后增大泵的旋转速度的时候，就容易产生这种麻烦。
因此本发明的目的是防止结合了回流油路的固定流量泵在低温状态下产生工作油供给不足。
为了获得上述的目的，本发明提供了一种用于向致动器供给工作油的泵装置，包括固定流量泵；节流器，泵排出的工作油流动通过该节流器；以及流量控制阀，根据节流器产生的压力损失，将泵排出的部分工作油回流至泵的吸入侧。
本发明的细节以及其它特征和优点将在说明书的剩余部分进行阐述并在附图中示出。
附图说明
图1是根据本发明的泵的液压回路图。
图2是作为泵装置组成部件的叶片泵的纵向截面视图。
图3是根据本发明的流量控制阀的纵向截面视图。
图4是由发明者进行的关于工作油温度对于孔和节流器流动特性的影响而进行测试的试验结果图表。
具体实施方式
参考附图1，根据本发明的泵装置包括固定容量泵P和流量控制阀F，封在单点划线所示的外壳C中。
固定容量泵P连接着动力源，例如内燃机，并且当被动力源驱动时，吸取工作油通过外壳C中形成的吸入通道1。吸入通道1通过外部导管Rp连接着暴露在外壳C外面的容器R。固定容量泵P将加压的工作油排出到同样在外壳C中形成的排出通道2中。
排出通道2连接着位于外壳C外面的致动器A。节流器21布置在排出通道2中。分支通道2b从节流器21上游位置的排出通道2分叉出来。分支通道2b连接着流量控制阀F的入口4。换句话说，在节流器21下游的排出通道2连通了致动器A而在节流器21上游的排出通道2通过分支通道2b连通了流量控制阀F地入口4。
流量控制阀F包括卷筒5、压力控制室6和弹簧室7。压力控制室6和弹簧室7被卷筒5分隔开。压力控制室6通过入口4与分支通道2b连通。弹簧室7通过引导通道9与节流器21下游的排出通道2连通。弹簧8封在弹簧室7中。
流量控制阀F包括回流口10。回流口10根据卷筒5向着图中右手侧的位移而连通压力控制室6。回流口10通过在外壳C中形成回流通道11与吸入通道1连通。
当回流口10由于卷筒5的位移而与压力控制室6连通的时候，从入口4流进压力控制室6的工作油通过回流口10和回流通道11回流到吸入通道1中，再次被固定容量泵P吸入。可以说流进回流口10的油回流到外壳C中。
当固定容量泵P工作时，通过位于外壳C外部的导管Rp以及在外壳C中形成的吸入通道1，将容器R中的工作油吸入到泵P中。固定容量泵P将吸入的工作油加压并且将其排出到排出通道2中。排出到排出通道2中的工作油通过节流器21供给给致动器A。
当工作油流过节流器21时，它引起了压力损失并且使节流器21的上游和下游出现了压差。节流器21上游的排出通道2中的压力通过分支通道2b和入口4而引向流量控制阀F的压力控制室6，而节流器21下游的排出通道2中的压力通过引导通道9而引向流量控制阀F的弹簧室7。
压力控制室6中的工作油压力作用在卷筒5上成为从图中左手侧施加的推力。弹簧室7中的工作油压力以及弹簧8的压力作用在卷筒5上成为从图中右手侧施加的推力。因此，卷筒5会位移至使这两个力平衡的位置。回流口10的打开要取决于卷筒5的平衡位置。
当回流口10的打开状态变化时，从回流口10通过回流通道11到达吸入通道1的工作油的流量也会变化。这种变化造成了流进致动器A的工作油流量与回流到吸入通道1的工作油流量的比值发生变化。
当节流器21上游的压力相对于节流器21下游的压力大幅上升，并且由压力控制室6产生的推力变得大于由弹簧室7产生的推力的时候，卷筒5向着回流口10开口增大的方向移动，即向着图中右手侧的方向。相反的，当节流器21上游的压力接近节流器21下游的压力，并且由弹簧室7产生的推力变得大于由压力控制室6产生的推力的时候，卷筒5向着回流口10开口减小的方向移动，即向着图中左手侧的方向。在回流通道11中，当回流口10的开口增大时，回流的流量增大，而当回流口10的开口减小时，回流的流量减小。
倘若固定容量泵P的排出流量为Q1，供给到致动器A的工作油流量为Q2，从回流口10通过回流通道11回流到吸入通道1的工作油的流量为Q3，并且从容器R供给到固定容量泵P的工作油流量为Q4，下面的公式(1)和(2)成立。
Q1＝Q3+Q4
Q2＝Q1-Q3
由泵P从外壳C外面的容器R吸入的工作油的流量Q4由下面的公式(3)表示。
Q4＝Q1-Q3
由公式(2)和(3)，显然当供给到致动器A的工作油流量Q2减小时，从容器R供给的工作油流量Q4也减小。
接下来，参考图2和图3，将详细叙述泵装置的实际结构。
外壳C包括主体12以及盖14用来关闭在主体12中形成的孔14。
在孔13中，侧板15和凸轮环16从底部按照这个顺序封在其中。凸轮环16容纳着固定在旋转轴20上的转子17。转子17包括有多个相同角度间隔的形成放射状的叶片槽18。在每个叶片槽18中，都容纳着叶片19，使其自由地向着放射方向突出。
当转子17旋转时，叶片19由于离心力作用而从叶片槽18突出，它们的突出尖端接触到凸轮环16的内周。借助于叶片19的突出尖端和凸轮环16内周之间的接触，在相邻的叶片19之间形成了油室。
旋转轴20穿过主体12并且连接着外壳C外面的动力源，例如内燃机。
转子17在凸轮环16中旋转，与凸轮环16内周相接触的叶片前后移动，而由叶片和凸轮环16内周形成的油室因此而扩张和收缩。油室的扩张和收缩是同时发生的。更准确的，部分油室扩张而其余部分收缩。
在盖14中形成了吸入通道1。吸入通道1连通了扩张的油室，而排出通道2通过凸轮环16两个侧面中的一个或两个连通了收缩的油室。
当油室扩张的时候，或者换句话说，当在吸入冲程的时候，各油室从吸入通道1吸入工作油。当吸气通道收缩的时候，或者换句话说当在排出冲程的时候，它给吸入的工作油加压并将其排出到排出通道2中。
再重新参考图1，当排出通道2向着节流器21延伸的时候，分支通道2b从排出通道2分叉出来。分支通道2b通过入口4连通着压力控制室6。然而，绘出了线路图中的这种构造用于说明。实际的构造与图3所示的有些不同。特别地，图1中示出的分支通道2b是假象的，而在实际中如图3所示，排出通道2直接连通压力控制室6。通过卷筒5将压力控制室6中的工作油分为两股油流，即，一股油流通过节流器21流向致动器A，而一股流通过回流口10流向吸入通道1。因此在图2和图3中没有示出分支通道2b和入口4。
接下来，将解释本发明和前述现有技术之间的差别。
本发明提供了节流器21代替排出通道2中的孔。由孔造成的压力损失不会受工作油温度或其粘度的影响。
图4示出了由发明者获得的关于工作油温度影响孔和节流器流动特性的试验结果。在试验中，孔和节流器具有相同的直径D，并且节流器的流动路径长度L被设定为直径D的1.33倍。
从图中可以理解，在孔的情形中，油温度和流量之间的关系几乎为线性，如图中虚线所示的。换句话说，孔的流量几乎不受油温度的影响，在低温状态中孔上游和下游的压差不会显著增加。
相反的，在节流器的情形中，在低温状态下流量显著减小，如图中的实线所示。换句话说，节流器的流量很大程度地受到工作油温度和粘度的影响，在同样的流量下，在低温状态中节流器上游和下游之间的压差显著增加。在下面的叙述中，孔上游和下游之间的压差解释为孔的压差，而节流器上游和下游之间的压差解释为节流器的压差。
由于流量特性中的上述差别，在图1所示液压回路中，如果使用孔代替节流器21，在较低温度的情形中，相对于使用节流器21的情况卷筒5的平衡位置将会向左手侧移动，因此结果是较低流量的工作油通过回流口10流进回流通道11。
由泵P的单位排出量和旋转速度获得固定容量泵P的排出流量Q1。固定容量泵P的旋转速度取决于例如内燃机等动力源的旋转速度。当动力源的旋转速度增大的时候，固定容量泵P的排出流量Q1因此而增加，即使是在低温的情形中。如果在这种情形中孔的压差很大，通过回流口10的回流流量Q3会增大，因此固定容量泵P的吸入流量不会产生不足。然而，在现实中，即使是在低温的情形，孔的压差也是很小的，因此供给致动器A的工作油流量Q2增大，而回流流量Q3相对减小。
当回流流量Q3减少的时候，为了根据泵的旋转速度而保持固定容量泵P的吸入流量，从容器R供给的工作油流量Q4增大。结果，固定容量泵P的吸入阻力改变了。
对于通过回流通道11回流的工作油，泵P的吸入阻力很小，因为回流的工作油受到了源于固定容量泵P排出压力的推力的影响。对于由容器R通过导管Rp和吸入通道1供给的新的工作油，由于没有推力作用在由容器R供给的新的工作油上，导管Rp和吸入通道1中所有的摩擦阻力都作为固定容量泵P的吸入阻力。因此，由容器R供给的新的工作油吸入阻力要大于回流工作油的吸入阻力。结果，流量Q4与流量Q3的比值增大，泵P的吸入阻力增大。
如果在油温度很低且油粘度很高的时候固定容量泵P要从容器R吸入大量的工作油，由于吸入阻力过大，固定容量泵P的吸入流量不会与其排出流量相符。这种情形在泵P中产生了负压，造成了空穴并产生了噪音。
本发明将注意力集中在如图4所示的孔和节流器的温度特性上，通过使用节流器21在低温下产生大的压差，相对于在低温情形中由容器R供给工作油的流量Q4，使得回流流量Q3相对增大。
本发明对术语“节流器”作出如下限定。由于限制了流动区域，节流器和孔都产成了压差。通常，节流器所表示的狭窄的流动区域，流动路径长度L长，而孔表示狭窄的流动区域，则具有短的流动路径L。根据本发明应当理解，在狭窄的流动路径中，当工作油温度增大的时候压力损失降低，而当工作油温度超过预定温度的时候则为恒定值。
在图4中，可以看到，当油温度低于二十摄氏度的时候，特别是当它低于零摄氏度的时候，节流器的压力损失非常大。在这个温度范围中，流过节流器的工作油的流量很小。
当油温度低的时候，油的粘度大，并且图1中节流器21的压力损失很大。换句话说，当油温度低的时候节流器21的压差大。结果，压力控制室6和弹簧室7中的压差增长超过了在正常工作油温度时的压差，卷筒5向着弹簧室7位移，从而在与工作油温度高的情形相同的固定容量泵P的排出流量Q1下，增大了回流口10的开口。因此，供给致动器A的工作油流量Q2减小，而从回流口10通过回流通道11回流到固定容量泵P的工作油的回流流量Q3增大。
供给致动器A的工作油流量Q2减小以及回流工作油的回流流量Q3增大导致了从容器R供给的工作油的流量Q4减小。当从容器R吸入的工作油流量Q4减小的时候，在通过导管Rp的工作油中产生的压力损失降低了。因此，即使是在低温情形中在高旋转速度的情况下也不会在固定容量泵P中产生空穴和噪音。
结果，固定容量泵P不会产生工作油吸入不足的缺陷，同时通过导管Rp吸入的工作油流量Q4仍保持为很小。
另外，流量Q3代表通过在外壳C内部形成的回流通道11回流的工作油流量，因此由于回流而造成的压力损失很小。
参考图4，当油温度升高到20摄氏度以上的时候，节流器的流动特性不再受到油粘度的影响。在这种情况中，节流器21与孔所起的功能相同。另外，当工作油温度高的时候，由于导管Rp中的摩擦而造成的吸入阻力不会变得很大。因此固定容量泵P可以吸入足够量的工作油，而不会受到吸入阻力大的影响，并且工作油以恒定的流量供给致动器A，其中限定恒定的流量取决于节流器21的流动直径D和流动路径长度L。
如上所述，根据本发明，固定容量泵不会受吸入流量不足的影响，因此即使是在低温情形中动力源的旋转速度增大也可防止产生空穴和噪音。
根据发明者的试验，当流动区域的直径D设定在2到8毫米的范围时，将流动路径长度L的值设定为使得L/D大于1，可以获得较佳的防止空穴/噪音的效果。
提交日为2004年12月22日的Tokugan2004-370463的内容在本文中结合作为参考。
尽管前面参考本发明的特定实施例叙述了本发明，但是本发明并不限于上述实施例。对于熟悉本领域的人员可以在权利要求的范围之内对上述实施例进行改变和变化。
例如，上述实施例中，本发明所用的泵装置是固定容量泵P通过导管Rp连接着容器R，但是本发明也可以用在固定容量泵P直接连接着容器R而不通过导管Rp的泵装置上。
通过将泵直接连接容器，可以降低泵的吸入阻力，但是即使这种情况中，由容器供给工作油的吸入阻力仍然大于通过回流通道11回流的工作油的吸入阻力，因为回流通道11中的工作油受到源于泵排出压力的推力的作用。
因此，将本发明用于固定容量泵直接连接着容器的泵装置，在低温下防止固定容量泵工作油供给不足，可获得较佳的效果。
节流器21的开口并不仅限于圆形。当开口形状为多边形时，具有相同截面区域的圆形开口的直径D可以用来确定节流器21的流动路径长度L。