專利名稱：：具有自旁通過濾器的液壓池的制作方法具有自旁通過濾器的液壓池
技術領域：
本發明總體上涉及車輛轉向系統，并且更具體的涉及過濾轉向系統中使用的液壓流體。
背景技術：
：車輛上廣泛采用助力轉向系統以輔助駕駛員。事實上，助力轉向系統現在是希望無障礙操作的消費者的標準。車輛制造和裝配期間，并且特別是初期的發動機磨合運轉(run-1n)期間，存在很高的可能性將雜質引入系統。這些雜質的范圍從小金屬片到大的灰塵和塵埃微粒。這個事實在車輛上到處實施用于各種應用(例如轉向系統)的液壓流體線路的情況下尤其正確。在車輛運轉的初期階段期間液壓轉向系統中的碎片可以通過流體線路而循環。雜質停留在系統中的任何狀況下，無論是在液壓轉向泵中還是在任何其它部件內，因此產生的障礙物可能堵塞流體流動，造成嚴重的故障。這種情況下涉及的損壞可能是不可挽回的并且可能導致完全更換部件。即使障礙物沒有直接影響部件，它也可能會阻塞流體流動，影響部件的合功輸出，導致系統無效率。用于在晚些時間例如車輛修理或維護期間嘗試去除發動機磨合運轉期間產生的污染物的傳統方法是低效率的和消耗時間的。一些設備制造商通過在首次運轉液壓轉向時采用臨時過濾器來處理這個問題。該方法可能是有問題的，因為臨時過濾器很快變為多余的。此外，當永久過濾器還在系統中時，它們產生持續的壓力損失。該狀態在低溫狀況期間變得更糟，其中增加的流體黏度需要來自發動機的更多能量用于有效循環。此外，永久過濾器設置的成本使得該解決方案對于大規模生產并不吸引人。類似地，采用壓力激活的過濾器旁通裝置的解決方案引起總體壓力損失，導致較高的能量消耗。從而，仍然需要改善的、能量效率高的、不昂貴的系統，其在發動機磨合運轉期間從車輛的液壓轉向系統有效去除污染物而完全不影響長期效率。
發明內容本發明的一個實施例描述了用于流體存儲器的自旁通的過濾系統(self-bypassingfiltersystem)。該系統包括設置在該存儲器內的過濾器,設置用于攔截流出該存儲器的流體流(fluidflow)。可溶解在流體中的膜設置在流入流體的路徑中以完全阻止該流并使其轉向，迫使它在替代路徑中流動通過過濾器。該膜很快發生完全溶解，打開從該過濾器元件的上游延伸至該過濾器下游的旁通流體流動路徑。液體隨后流出該存儲器而不碰到過濾器。旁通流動路徑從該過濾器上游延伸至該過濾器下游，而不通過該過濾器。某些實施例公開的液壓流體存儲器包括過濾器，設置用于攔截流出該存儲器的流體，從而提供臨時的流體流動路徑。該攔截通過可溶解膜而實現，該可溶解膜設置在流體流的路徑中阻擋流體流并使其轉向、迫使它通過該過濾器。改變溫度的一段時間內膜在該流體中的完全溶解導致隨后啟用旁通流體流動路徑，允許該流體完全避開該過濾器，提供替代的流出路徑。另一個實施例公開了車輛中的液壓轉向系統，其包括轉向單元、液壓轉向泵以及液壓流體存儲器。通過內部激活的自旁通過濾器機構輔助，該流體存儲器提供兩個流體流動路徑，其中路徑順次啟用。第一流體流動路徑通過過濾器，而第二路徑完全繞開該過濾器。發動機首次運轉時該實施例開始執行沿該第一流動路徑流動的運轉。可溶解的膜在初期引導流體流通過該過濾元件，直到其完全溶解打開替代的過濾旁通路徑，自動繞開該過濾器。下面描述的附圖描述并說明了本發明的多個示例實施例。對于所有附圖，相同附圖標號指相同的或功能相似的元件。附圖是為說明性質的而不是根據比例繪制的。圖1是根據本發明實施例的示例流體存儲器的橫截面側視圖2是配備有自旁通過濾系統的示例流體存儲器的橫截面側視圖，顯示了膜溶解后的系統。具體實施方式下文的具體實施方式是參考附圖作出的。描述的示例實施例用于說明本發明的主題，而不是限制其范圍，其范圍由權利要求確定。本發明中說明的解決方案公開了集成有自旁通過濾系統的液壓流體存儲器。總體上，本發明描述了在初期的發動機磨合運轉期間去除液壓系統(例如助力轉向機構)中存在的污染物的裝置和方法。為了實現該結果，在液壓流體存儲器中提供了臨時過濾器。存儲器和過濾器構造為具有兩個流動路徑。臨時流動路徑使流體通過存儲器中的過濾器，而永久流動路徑繞開過濾器。可溶解的膜阻止進入永久流動路徑的入口，限制流體流至臨時流動路徑。膜構造為在期望的時間量后溶解以允許流體完全繞開過濾器。圖1說明了在液壓流體存儲器100中使用的自旁通的過濾器的橫截面視圖。系統包括流體存儲器102，其在存儲器入口116和出口114之間流動的路徑中設置有過濾器112。如下文更加詳細的描述，過濾器112構造為允許流體流動通過過濾元件117或穿過中央孔113。流體存儲器102適用于儲藏液壓流體。在說明性實施例中，存儲器102采用圓柱形，但是在本領域中其它形狀是已知的并且可簡單地采用。特別地，部件例如液壓流體存儲器可成形為多種形狀而不失去它們的功能，并且因此這些部件通常成形為優化發動機艙內的空間利用。過濾器112容納在流體存儲器102內。如說明的，該部件通常為圓柱形，具有過濾元件117圍繞在中央孔113周圍。過濾器112設置在出口114上方，使得中央孔113位于出口114上方并且直接與出口114連通。如顯示的，過濾器112的結構和定位輔助形成順次啟用的兩個流動路徑。第一路徑確定為通過過濾元件117，攔截流入的流體，而第二過濾器旁通替代流動路徑從過濾器上游延伸至過濾器下游，而不通過過濾元件117。應理解，過濾器可由廢棉、起褶的濾紙、尼龍制成的網狀物、聚丙烯、黃銅、銅、鋼、不銹鋼、鋁或聚酯等材料構成。限位擋盤(retainerbaffledisk)106直接位于過濾器112頂上并且用作為定位和保持過濾器112在其位置。在擋盤106中包含有槽或狹縫以輔助約束過濾器112的振動移動。可通過任何數量的已知機械設備將擋盤106固定在其位置。在擋盤邊緣采用鎖扣構件以將它固定至流體存儲器102的內邊界。在說明性實施例中，盤106倚靠在存儲器體中形成的平臺109上，盤的外部邊緣被模塑進存儲器的內部側壁的扣鉤108固定。本領域中的技術人員應理解，可按需要選擇更多替換限位機構。可通過將邊緣的缺口(未顯示)裝配在扣鉤108上并且然后旋轉盤106以鎖定在合適位置來安裝擋盤106。在該位置，盤106在過濾器112上施加了足夠的向下壓力以將該設備保持在出口114上方的期望的位置。開口110延伸穿過擋盤106。本領域的技術人員應理解，這些開口110可改變大小，并且可以選擇它們的數量，以提供期望的流體流。在該說明性實施例中，提供了環繞擋盤106的邊緣平均分布的12個孔。流體口118位于擋盤106的中央，其具有一定大小以直接安裝在中央孔113上方。可溶解在流體中的膜104固定進流體口118，完全堵住流體端口118。該布局形成在入口116處進入存儲器、穿過開口110流至收集區115的臨時流動路徑(通過箭頭A指示)。收集區115是存儲器102底部處的區域，其位于存儲器的側壁和過濾器112的邊緣之間。臨時流動路徑A繼續通過過濾元件117，進入中央孔113。流體在該路徑上穿過出口114流出存儲器。膜104的主要特征是在預定的時間段內溶解在流體中。膜是由化學穩定材料(chemicallystablematerial)形成的,例如聚碳酸酯。溶解速率是已知的,從而可在說明性實施例中設計膜，可設計膜104以便提供由系統測試確定的充足的過濾時間，其提供了大約30分鐘在臨時流動路徑A上的運轉。其它材料可替代膜104，包括聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚甲基戊烯。圖2描述了自旁通的過濾器112處于可溶解膜104已經完全溶解的狀態。那時，用于流體流的低壓路線成為永久流動路徑B。其中，液壓流體在入口116處進入存儲器102，流動穿過端口118進入中央孔113，然后經由出口114流出。此時沒有進一步的流體過濾發生。對于車輛使用壽命的剩余時間該循環保持不變。可使用任何合適的金屬或高級塑料材料(high-gradeplasticmaterial)(例如尼龍-6)制造存儲器102和擋盤106。在本領域內已知的，需要全部元件具有長期的化學穩定性(特別是有液壓流體存在時)以及機械穩定性和耐久性。過濾器112可以是在本領域中用于過濾液壓流體采用的傳統過濾器，其孔隙大小不超過10微米。可替代地，可由在限位擋盤106的端口118處優化設置的閥門元件以取代可溶解膜104。通過在臨時流動路徑A中提供初始流，短時間后切換至永久流動路徑B，這類布局可提供通過可溶解膜104實現的相同功能。在初期的車輛啟動和運轉后，直到當污染物最終通過臨時過濾器112過濾掉時，這個閥門可切換為打開，激活過濾器旁通功能。可通過手動干預而執行此切換，其可通過便利地設置在車內的控制裝置或到發動機罩下面通過物理地打開該閥門而執行。如上文公開的，閥門切換機構尤其適用于在存儲器102中污染物120從它們的捕集狀態意外逃逸然后開始再次與液壓流體循環的情況。一旦探測到這種狀態，駕駛員可相應地再次關閉該閥門，恢復流體流動的過濾。如公開的，可采用自動系統來啟用和停用過濾器旁通機構。可通過最佳地圍繞在系統線路設置的一系列壓力傳感器而輔助這類系統。這類布局可探測流體流壓力的變化使得相應地驅動閥門。這類探測可配置用于形成由流體壓力增加到預定閾值以上引起的信號，并且該信號可提供至控制器。因此，控制器可運轉執行器以關閉閥門，停止旁通并且迫使流體通過過濾器112。類似地，低于預定閾值的流體壓力可指示控制器驅動閥門，打開流體過濾器旁通。通過比較圖1和圖2能更好理解本發明中實施例的運轉。如圖1所示，液壓流體穿過入口116進入流體存儲器102然后沿臨時流動路徑A流動。可溶解膜104堵住擋盤106中的端口118，使得流動路徑A繼續穿過開口110然后進入收集區115，該收集區位于過濾器112和存儲器102的側壁之間。該路徑繼續通過攔截的過濾元件117然后進入中央孔113，隨后流體穿過出口114流出。污染物120從流動的液壓流體中去除并保留在收集區115。假設內部運轉溫度大概為80°C，臨時流動路徑A繼續運轉大概1-2分鐘。該期間內，可溶解膜104溶解。該事件促成了如圖2所示的可稱為自旁通的事件。隨著膜的去除，流動切換至低壓路徑——永久流路B。存儲器中的流體穿過端口118并且然后穿過中央孔113，經由出口114流出。已發現發動機初期運轉的1-2分鐘的初始期間足以從液壓系統過濾大的、潛在危險的污染物微粒。之后，系統能以沒有過濾器的穩定狀態的方式運轉。應注意，使用公開的方法過濾污染物將污染物隔離在收集區115，在該處它們不太可能重新進入循環。發現這類系統的主要應用是在車輛的液壓轉向系統中，其采用轉向單元和配置用于泵送轉向系統中的液壓流體的液壓泵。如描述的，公開的系統和它的部件還可應用于各種流體系統而不會背離本發明的范圍。應注意，本發明沒有陳述系統、材料、設計的具體細節或各種部件的制造方法。本領域內的技術人員熟悉這些細節，并且除非有背離這些技術的陳述，可采用本領域已知的技術、設計以及材料。本領域內的技術人員能選擇合適的制造和設計細節。本發明中使用的術語只描述特定實施例并不意欲限制本發明。應理解，本發明公開的多個特征及功能或其它特征及功能或它們的替代可按需要組合成很多其它不同的系統或應用。本領域內的技術人員隨后可作出其中各種目前不可預見或無法預料的替代方案、變型、變動、改變或改進，其也意欲包含在下文的權利要求中。權利要求1.一種用于流體存儲器的自旁通的過濾系統，包括在所述存儲器內設置的過濾器，設置用于攔截流出所述存儲器的流體流；旁通流體流動路徑，其從所述過濾器的上游延伸至所述過濾器的下游而不通過所述過濾器；以及膜，設置為在所述過濾器的上游完全堵住所述旁通流體流動路徑，所述膜由在所述流體中可溶解的材料形成。2.根據權利要求1所述的系統，進一步包括限位所述過濾器的擋盤。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括多個沿邊緣排布的開口。4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括在邊緣處固定至所述流體存儲器的內側壁的鎖扣構件。5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述膜通過在一段時間段內的流體溫度變化而溶解。6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或聚碳酸酯。7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述臨時過濾元件由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網狀物；聚丙紐;黃銅；銅；鋼；不銹鋼；招；或聚酯。8.一種液壓流體存儲器，包括過濾器，提供臨時流體流動路徑，設置用于攔截流出所述存儲器的所述流體；順次啟用的旁通流體流動路徑，向所述流體提供不必通過所述過濾器的替代流動路徑；以及設置在所述流體流動路徑中的流體流阻止膜，其在改變溫度的一段時間內可溶解在所述流體中。9.根據權利要求8所述的設備，進一步包括適用于限位所述過濾器的擋盤。10.根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述擋盤包括多個沿邊緣排列的開口。11.根據權利要求9所述的設備，其特征在于，所述擋盤包括在邊緣處固定在所述流體存儲器的內側壁上的鎖扣構件。12.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述可溶解膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或者聚碳酸酯。13.根據權利要求8所述的設備，其特征在于，所述過濾器由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網狀物；聚丙紐;黃銅；袖；鋼；不銹鋼；招；或聚酯。14.一種車輛中的液壓轉向系統,包括轉向單元；液壓泵，配置用于在所述轉向系統中泵送液壓流體；以及液壓流體存儲器，包括設置在所述存儲器內的過濾器，設置用于攔截流出所述存儲器的流體流；旁通流體流路，其從所述過濾器的上游延伸至所述過濾器下游而不通過所述過濾器；擋盤，配置用于將所述過濾器保持在所設置的位置；以及膜，設置為在所述過濾器上游完全堵住所述旁通流體流動路徑，所述膜由在所述流體中可溶解的材料形成。15.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括槽和狹縫以限位所述過濾器并限制所述過濾器的振動移動。16.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括中央處的包圍所述膜的流體端口。17.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述膜由下列至少一者組成聚苯乙烯；低密度的聚乙烯；聚甲基戊烯；或者聚碳酸酯。18.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述過濾器由下列至少一者組成廢棉；起褶的過濾紙；尼龍制成的網狀物；聚丙紐;黃銅；銅；鋼；不銹鋼；招；或聚酷。19.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括邊緣處的鎖扣構件，以固定所述擋盤在所述流體存儲器的所述內側壁上。20.根據權利要求14所述的系統，其特征在于，所述擋盤包括多個沿邊緣排列的開口。全文摘要本發明公開了一種用于流體存儲器的自旁通的過濾系統。該系統包括設置在所述存儲器內的過濾器，設置用于攔截流出所述存儲器的流體流。旁通流體流動路徑從過濾器的上游延伸至下游而不通過過濾器。此外，該系統包括膜，設置用于在過濾器上游完全堵住旁通流體流動路徑，膜由在流體中可溶解的材料形成。文檔編號F15B21/04GK103032418SQ20121033711公開日2013年4月10日申請日期2012年9月12日優先權日2011年10月1日發明者蒂莫西·杰勒德·奧菲勒,羅恩·派瑞,斯特林·道格拉斯·施梅爾茨申請人:福特全球技術公司