CN100360364C - 动力转向控制阀 - Google Patents

Abstract

一种动力转向装置的控制阀的改进结构，它包括一个具有多个凸脊的阀套和一个可在阀套中转动并具有多个凸脊的阀芯。阀芯的至少一个凸脊和位于阀芯凸脊的相对侧上的阀套的至少一对凸脊具有在转动时相互配合的表面，以在转动开始时形成一个第一收缩孔，及在转动最大量时形成一个第二收缩孔。第二收缩孔的尺寸大于第一收缩孔的尺寸。

Description

动力转向控制阀

技术领域

本发明一般涉及一种车辆动力转向装置，尤其是涉及适于用在车辆动力转向装置中的一种改进的液压油控制阀。

背景技术

一个动力转向装置的一种已知的液压油控制阀包括在一个阀套中可以转动的一个阀芯。阀芯和阀套控制流过该阀的液压油的压力，阀位于一个泵、一个储罐与一个液压马达的一个活塞的相对两侧的一对相对腔室之间。当阀芯和阀套处在中间位置时，在相对的腔室中的液压油的压力相等。当阀芯和阀套从中间位置转动，阀芯和阀套上的多个凸脊和凹槽配合，增加在其中一个相对腔室中的液压油的压力，为转向装置提供液压转向助力。

发明内容

本发明涉及一种动力转向装置的一种改进的控制阀。该控制阀包括一个阀套，具有多个凸脊；以及一个阀芯，可在所述阀套中转动，所述阀芯具有多个凸脊；其中，所述阀芯的至少一个凸脊和位于所述阀芯的所述凸脊的相对侧上的、所述阀套的至少一对凸脊具有在转动时相互配合的表面，以在所述阀芯凸脊开始朝着所述阀套凸脊对之一转动时，在所述阀芯凸脊与所述阀套凸脊对之一之间形成一第一收缩孔，且在转动量最大时在所述阀芯凸脊与所述阀套凸脊对之一之间形成一第二收缩孔；其中，第二收缩孔的尺寸大于第一收缩孔的尺寸。

附图说明

本领域技术人员在结合附图阅读了下面的对优选实施例的详细描述后，将会清楚本发明的有益效果。

图1是现有技术的一个设备的视图。

图2是图1中现有技术的一个设备的多个部件的视图，一部分为剖视图，并示意性地示出其它部分。

图3是类似于图2并示出在不同位置的多个部件的视图。

图4是图2中所示的多个部件的放大视图。

图5是示出图4中所示多个部件的重叠关系的放大视图。

图6是图2和3中的一个部件的整体视图。

图7是一个与图5类似的、现有技术设备的第二实施例的多个部件的视图。

图8是示出图7中现有技术设备的性能特征的视图。

图9是一个与图4类似的、现有技术设备的第三实施例的多个部件的视图。

图10是一个与图9类似的、现有技术设备的第四实施例的多个部件的视图。

图11是与现有技术图4相类似的本发明设备的一个第一实施例的多个部件的视图。

图12是类似于图11并示出多个部件在不同位置的视图。

图13是图11中所示的多个部件的局部放大视图。

图14A-14E是图11中所示设备的局部放大视图，示出该设备转动时的多个部件的位置。

图15是与图11相类似的视图，示出本发明设备第二实施例的多个部件的一个局部。

图15A-15E是图15中所示设备的局部放大视图，示出该设备转动时的多个部件的位置。

图16是与图11相类似的视图，示出本发明设备第三实施例的多个部件的一个局部。

图16A-16E是图16中所示设备的局部放大视图，示出该设备转动时的多个部件的位置。

具体实施方式

现参照图1，这里示出一个现有技术的液压动力转向装置，整体表示为10，它适用本发明的控制阀。该转向装置10和图2-10中的现有技术来自于授予Strong的美国专利US6082403，该专利转让给本申请的受让人，其公开内容在这里作为参考。这里只讨论转向装置10的对理解本发明是必要的部分。虽然这里结合所示出和描述的转向装置10来讨论，应该理解的是，本发明的控制阀可以结合其它的转向装置使用。

如现有技术的图1所示，该转向装置10是一个液压助力齿条和小齿轮装置，它包括一个壳体12、一个转向齿条14和一个输入轴16。该转向齿条14沿着一个水平轴21纵向延伸通过壳体12的下部20，并被支持沿着轴线21相对壳体12移动。当转向装置10被安装在一个车辆上时，转向齿条14相对的端部(未示出)被连接到转向拉杆上，该拉杆再依次将转向装置10与一对可转向的车轮相连。

输入轴16从壳体12的上部沿着另一个轴线23向外突出，并且可以随着车辆方向盘的转动而绕轴线23转动。随着输入轴绕轴线23的转动，转向装置10操作使得转向齿条14沿着轴线21移动。随着方向盘的转动，转向装置10驱动转向连杆来使车轮转向。

如在现有技术的图1中示意示出的，转向装置10还包括一个被包在壳体12中的液压油控制阀18。该转向装置10的其它部分包括一个小齿轮24和一个活塞26。小齿轮24通过一个扭力杆28与该输入轴16相连被支持绕轴线23转动，并且与该转向齿条14上的一排齿条齿30相啮合。下壳部20的管状部分32起一个动力缸的作用。活塞26被安装到转向齿条14上的动力缸32内。一对可变容积的液压腔室34和36位于动力缸32的活塞26的相对两侧。

控制阀18通过一个第一双向导管40与该动力缸32中的第一腔室34连通。控制阀18通过一个第二双向导管42与该动力缸32中的第二腔室36连通。如图1中还示意性示出，控制阀18通过一个进口导管48从一个储罐44和一个泵46接受液压油。该泵46可以是一个可以调节流量的泵，并且可以被一个电机或者一个车辆发动机驱动。一个出口导管50将液压油从控制阀18排出到储罐44。

随着与车辆方向盘连在一起的输入轴16的转动，控制阀18工作。当输入轴16与方向盘一起绕轴线23在一个第一方向转动时，输入轴相对小齿轮24稍许转动。扭力杆28弯曲使得输入轴16相对小齿轮24的这种转动能够实现。一个液压油的油路从进口导管48到第一双向导流管40穿过控制阀18，通过打开该液压油的油路，控制阀18响应引起的角位移。另一个液压油的油路从第二双向导流管42到出口导管50穿过控制阀18，同时控制阀18关闭该液压油的油路。由泵46引起的液压油的流动以及所引起的作用在活塞26上的液压油的压差，如图1所示，使活塞26和转向齿条14沿着轴线21向右移动。这将使得转向连杆在一个第一方向上将车轮转向。

当齿条与活塞26一起沿着轴线21移动时，与齿条齿30啮合的小齿轮24转动。小齿轮24然后以一种跟踪方式相对输入轴16绕轴线23转动，这就消除了在小齿轮24和输入轴16之间的角位移。控制阀18操作以关闭前面打开的液压油油路。这就平衡了动力缸32的两个腔室34和36作用在活塞26上的液压油的压力，并使得活塞26和转向齿条14停止沿着轴线21移动。

当车辆的车轮在相反的方向上被转向时，输入轴16与方向盘一起朝相反的方向绕轴线23转动，通过扭力杆28的弯曲，输入轴再次相对小齿轮24稍许转动。

控制阀18操作来增压第二腔室36并同时排放第一腔室34。如图1所示，活塞26和转向齿条14沿着轴线向左移动。所引起的小齿轮24相对输入轴16的跟踪转动，使得控制阀18再次平衡了动力缸32的两个腔室34和36的液压油的压力。

如现有技术图2所示，控制阀18包括一个阀芯60和一个阀套62。阀芯60和阀套62基本都是以轴23为中心的一个圆筒形。阀芯60由输入轴16(图1)的一段形成。阀套62与小齿轮24(图1)的上端部相连。因此，当输入轴16和小齿轮24互相相对转动时，阀芯60和阀套62互相相对转动。如下面将要详细描述的，阀芯60和阀套62改变穿过控制阀18的液压油的油路，使得某一部分油路不被相对节流而某一部分油路被相对节流。因此，参考对现有技术图1的如上所述，通过位于泵46与动力缸32腔室34和36之间的控制阀18，液压油的带压流动被导向。

阀套62具有一个周向延伸在阀芯60周围的在径向内侧的圆周64。阀套62的内圆周64是一个波状起伏的轮廓，该轮廓由多个在圆周方向上间隔开来的凸脊和凹槽形成。具体来说，阀套62有九个围绕轴23在圆周方向上间隔开的凸脊71、72、73、74、75、76、77、78和79。阀套62还具有九个凹槽81、82、83、84、85、86、87、88和89，每一个凹槽位于在圆周方向上的一对相邻凸脊之间。

在第一凸脊71、第四凸脊74和第七凸脊77的位置处，三个进口90径向向内穿过阀套62。如图2现有技术中简要示出的，进口90接受来自泵46的液压油。如图2现有技术中还简要示出的，阀套62中的一些凹槽与动力缸32(图1)中的腔室34和36相通，一些凹槽与储罐44相通。具体说来，第一、第四和第七凹槽81、84和87与活塞26右边的腔室36相通。第三、第六和第九凹槽83、86和89与活塞26左边的另一个腔室34相通。在凹槽82、85和88的端部，通过出口92(示意性示出)第二、第五和第八凹槽82、85和88与储罐44相通。

阀芯60也具有由多个在圆周方向上间隔开来的凸脊和凹槽形成的一个波状起伏的轮廓。它们包括九个凸脊101-109和九个凹槽121-129。在阀芯60上的凸脊101-109与阀套62中的凹槽81-89的位置径向相对。在阀芯60上的凹槽121-129与阀套62中的凸脊71-79的位置径向相对。因此，在凹槽81-89和121-129之间，凸脊71-79和101-109相邻的角限定十八个孔130。

当转向操作不被执行时，阀芯60和阀套62处在如图2所示的中间位置。液压油从进口90通过凹槽121-129、孔130和凹槽81-89，到出口92。这种流动导致了在泵46和储罐44之间出现压降。然而在转向操作不被执行时，在动力缸32中的腔室34和36之间没有压差。因此，在一套与右边的腔室36相通的凹槽81、84和87和另一套与左边腔室34相通凹槽83、86和89之间也没有压差。

当车辆的方向盘和输入轴(图1)被转向左侧时，如图2和3所示，阀芯60相对阀套62以逆时针方向转动。十八个孔130中的九个被扩大，其它九个孔130被收缩。这就使得与动力缸32的左边腔室34相通的一套凹槽83、86和89中的液压压力增加，同时使得与动力缸32的右边腔室36相通的一套凹槽81、84和87中的液压压力少量增加。以这种方式，从进  90流到出口92的一小部分液压油流量，通过凹槽83、86和89被转移到左侧腔室34。同时，同样流量的液压油从右侧腔室36排放到相应的凹槽81、84和87中。如图1所示，活塞26和转向齿条14向右移动。这就使得转向连杆将可转向车轮向左转。

如现有技术的放大视图图4所示，当阀芯60从现有技术图2的中间位置转到现有技术图3的转移位置时，一个扩大的孔130不同于三个收缩的孔130。具体地说，在图4中以序号130a表示一个扩大的孔130。以序号130b和130c表示一对相邻的收缩的孔130。一个高压区140位于阀18中在泵46和左侧腔室34之间，收缩孔130b和130c构成高压区140在圆周方向上相对的两端。另一个收缩孔130以序号130d表示。一个低压区142位于控制阀18中在右侧腔室36和储罐44之间，收缩孔130c和130d构成低压区142在圆周方向上相对的两端。

如上所述，在阀芯60和阀套62之间，液压油连续从进口90流动到出口92。因此，现有技术图4中的孔130d位于孔130c的下游。当阀芯60从现有技术图2的中间位置转到现有技术图3的转移位置时，收缩孔130d在收缩孔130c处提供了背压。然而，没有背压作用在收缩孔130b上，收缩孔130b位于高压区140在圆周方向上相对的一端上。这是因为下一个相邻的下游孔130e被扩大而不是被收缩。在这种方式下，通过对收缩孔130c处的流体施加背压，不对收缩孔130b处的流体施加背压，使一个稳定的背压力作用在低压腔室36的活塞26上，这是由于收缩孔130b、130c和130d旁的对应凸脊109、101和102的角部倒角的形状而引起的。

为了相互比较，现有技术图5以一种把径向轮廓重叠起来的方式示出收缩孔130b、130c和130d旁的对应凸脊109、101和102的倒角部。凸脊109具有一个圆柱形的表面150，具有一个以转轴23为中心的圆形的径向轮廓。凸脊109还具有一个边缘表面152，它从圆柱形的表面150径向向内倾斜到凸脊109的相邻角部154。边缘表面152包括多个具有不同径向轮廓的小的表面。它们包括一个第一平面156、一个第二平面158以及一个弧形中间表面160。第一平面156从圆柱形的表面150延伸到中间表面160。第二平面158相对第一平面156径向向内倾斜，并且从角部154反向延伸到中间表面160。中间表面160与每一个平面156和158切向相交。

凸脊101具有一个与凸脊109的圆柱形表面150同心的圆柱形表面170。凸脊101还具有一个边缘表面172，它从圆柱形的表面170径向向内逐渐收缩到凸脊101的相邻角部174。边缘表面172包括一个第一平面176、一个第二平面178以及一个弧形中间表面180，它们都有不同的径向轮廓。

与在边缘表面152上的第一边平面156相比较，在边缘表面172上的第一边平面176与相应的圆柱形表面170相交的位置，在圆周方向上离相应的角部174更远。平面176也向内倾斜并且比平面156更加径向向内。与边缘表面152上的第二平面158相比较，边缘表面172上的第二平面178具有一个较小的径向内斜角。然而，第二平面178更大，并且比第二平面158更加径向向内。中间表面180比中间表面160小，但还是由相应的平面176和173切向相交。

凸脊102不具有象在凸脊109和101上的柱形表面150和170那样的一个圆柱形的表面。凸脊102具有一个大的平面190，整个延伸在两个相对的倒角部之间。平面190垂直于在径向延伸穿过轴线23的凸脊102的中心线191。在现有技术图5中所示的凸脊102上，在其倒角部的边缘表面192具有一个单独的平面194，平面194从相应的角部196向平面190延伸。边缘表面192还包括一个弧形端面198，它与平面190和194切向相交。凸脊102的角部196在径向位于凸脊109的角部154和凸脊101的角部174之间。如现有技术图5中所示，平面194在径向向内延伸穿过平面178，平面190倾斜并且在所有其它平面156、158、176、178和194的径向内侧。

如现有技术图5中所示，当阀芯60相对阀套62向左转时，孔130b、130c和130d以结合现有技术图3和4所描述的方式收缩。具体地说，在现有技术图5中，当凸脊109、101、102的角部154、174和196从右向左朝着阀套62上的相对的角部移动时，孔130b、130c和130d开始收缩。在现有技术图5中还示出一条与圆柱形表面150和170同心的圆弧线199。由于角部154、174和196在圆弧线199的径向内侧，当相应的角部154、174和196移动到阀套62上相对的角部的旁边时，孔130b、130c和130d中没有一个被完全收缩。但是，当相应的边缘表面152、172和192移过阀套62上相对的角部时，每个孔130b、130c和130d连续地收缩。

当孔130d以如结合现有技术图4上述的方式收缩时，孔130d对流过孔130c的液压油的流动施加一个背压。以现有技术图4的方式收缩时，流过孔130b的液压油的流动继续进行，而不会有这样的背压作用。

然后，当圆柱形表面150到达并且移动到阀套62上的相对的角部时，孔130b完全收缩。当圆柱形表面170到达并且移动到阀套62上的相对的角部时，孔130c完全并且同等地收缩。然而，当圆柱形表面190到达并且移动到阀套62上的相对的角部时，孔130d完全收缩的时间实际上更加早，并且它所具有的完全收缩尺寸比孔130b和130c的完全收缩尺寸要大。这就确保了由孔130d的收缩所提供的背压不会超过一个预定的水平。

如现有技术图5中进一步所示，在孔130b旁的凸脊109的倒角轮廓用字母B表示。在孔130c旁的凸脊101的倒角轮廓用字母C表示。在孔130d旁的凸脊102的倒角轮廓用字母D表示。在现有技术图6中示出优选的位置，其中在阀芯60的周边上，B、C、D轮廓重复出现。虽然轮廓B和C如图5所示最好互相不同，但是也可以将它们选成互相一样。

在现有技术图6的设计中，根据发明，在阀芯60和阀套62之间的一个高压区中的相对端处，任何一对收缩孔将使背压只作用在一对收缩孔中的一个上，而不作用在另一个上。该背压将由位于接受背压的收缩孔下游的下一个收缩孔来施加。换句话说，只要具有轮廓B和C的一对收缩孔形成一个高压区中的相对端，如图4中的高压区140，在角部具有C形轮廓的收缩孔，将受到来自下一个相邻角部的收缩孔所施加的背压的作用，该相邻角部位于其下游且具有轮廓D。当阀芯60反向转动时，将提供相反的效果。

在现有技术图7中部分示出第二个实施例，在第二个实施例中，在图5中的凸脊109具有另外的轮廓B1。与图5中的轮廓B不同，图7中的轮廓B1没有倒角。轮廓被替换为由凸脊109的一个圆柱形表面200形成，凸脊109充分延伸到凸脊109的角部202。与图5中的收缩孔130b不同，当角部202和圆柱形表面200一起移动到阀套62上相对的角部旁并通过该角部时，在图7中的B1轮廓旁的收缩孔将被完全收缩。因此，这样的一个收缩孔将在比较早的时候完全收缩。如果需要如图8所示的、在输入轴16(图1)中的扭矩与作用在活塞26上的压差之间有一个线性关系，这种特征使得现有技术的控制阀18能够提供这种线性关系。

第三个实施例局部显示在现有技术图9中，在该实施例中，图4中的凸脊102具有一个另外的形状。具体来说，在第三个实施里例中的凸脊102具有一个与轴线23相交的中心线211，并在中心线211周围呈对称，并具有一对带可选轮廓D1的、有倒角的相对的角部。

在图9中的凸脊102具有一对从相对角部延伸到中心线211的大的平面212。在图9中还显示了图5中的圆弧线199。正如图5中的凸脊102上的平面190一样，在图9中的可选凸脊102上的每一个平面212，偏离圆弧线199完全径向向内。这就保证了平面212将为其相应的收缩孔充分限定一个收缩尺寸，与图5中所示的收缩孔在上述相同的方式下的一对相应的平行收缩孔相比，该收缩孔实际上具有更大的完全收缩尺寸。然而，与图5中的平面不同，图9中的平面是相对相应的中心线211倾斜的。该可选的凸脊102具有一个皇冠状的径向剖面。为了形成图4和5中的更加平的凸脊102，必须切割掉一定量的金属材料，与之相比，在形成图9中的皇冠状的凸脊102时，需要将较少数量的金属材料从阀芯60的原始外径中切除。

第四个实施例被局部显示在现有技术图10中，在该实施例中，凸脊1 02具有一个另外的皇冠状剖面，它有点不同于图9中的皇冠状剖面。

现有技术图10中的凸脊102也是在中心线211周围呈对称，并具有一对带可选轮廓D2的、有倒角的相对的角部。每一个轮廓D2由一个单独的平面220形成。凸脊102的一个圆柱形外表面222沿着圆弧线199完全延伸在两个平面220之间。在阀芯60绕轴线23转动的整个范围内，每一个平面220保持偏离圆弧线199径向向内。这就保证了平面220形成的收缩孔具有完全收缩尺寸，该完全收缩尺寸比由沿着圆弧线199延伸的圆柱形表面所形成的完全收缩尺寸要大。然而，与图9中的平面212不同，图10中的平面220不是完全偏离圆弧线199径向向内。每一个平面220与圆弧线199在离开中心线211的一个位置处相交。

现在参照图11、12、13和14A-14E，其中用相同的序号表示对应的部件，这里示出了一个控制阀的一个第一实施例。该控制阀总体用标号18A表示，它可以用在图1中的车辆液压动力转向总成10上。除了阀芯60A的三个凸脊和阀套62A的六个凸脊具有与控制阀18不同的形状和外形外，控制阀18A与控制阀类似。具体地说，阀芯60A的凸脊102A、105A和108A以及阀套62A的凸脊72A、73A、75A、76A、78A和79A具有与控制阀18不同的形状和外形。

如图13中最好示出的，在本实施例的阀芯60A的凸脊108A具有形成在其上的一个凹槽，总体上表示为200。为了实现该凹槽，凸脊108A包括一个第一表面202、一个第二表面204、一个第三表面206、一个第四表面208和一个第五表面210。第一表面202和第五表面210大致上是一个径向朝外的平的表面。第二表面204和第四表面208大致上是一个径向朝内的平的表面。第三表面206是一个基本平的表面，它和第二表面204和第四表面208一起形成凹槽200。如在本实施例中所示，凹槽200具有一个大致为长方形的形状。如果需要，阀芯60A的凸脊1 08A的外形也可以选择其它形状，这在下面将要讨论。此外，阀芯60A的凸脊108A的外形可以具有与在现有技术图2、3、4、6、9、和10中所示并在上面讨论过的一样的形状。

在本实施例中，阀套62A的凸脊78A具有一个形成在其上的槽口220。为了实现该槽口，凸脊78A包括一个第一表面222、一个第二表面224、一个第三表面226、一个第四表面228和一个第五表面230。第一表面222和第五表面230是一个弧形表面，在本实施例中其位置沿着阀套62A其共同的内径表面。第二表面224和第四表面228大致上是一个径向朝外的平的表面。第三表面226是一个基本平的表面，它和第二表面224和第四表面228一起形成凹槽220。如在本实施例中所示，凹槽220具有一个大致为长方形的形状。如果需要，凸脊78A的外形和/或形成在阀套62A的凸脊78A上的槽口外形也可以选择为所示之外的其它形状，只要在提供下面将要讨论的功能方面是有效的就行。

同样，阀套60A的凸脊79A具有一个形成在其上的凹槽240。为了实现该凹槽，凸脊79A包括一个第一表面242、一个第二表面244、一个第三表面226、一个第四表面248和一个第五表面250。第一表面252和第五表面250是一个弧形表面，第二表面244和第四表面248大致上是一个径向朝外的平的表面。第三表面246是一个基本平的表面，它和第二表面244和第四表面248一起形成凹槽240。如在本实施例中所示，凹槽240具有一个大致为长方形的形状。

在本实施例中，阀芯60A的凸脊102A和105A以及阀套62A的凸脊72A、73A、75A和76A具有与阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A和79A相同的外形；然而，如果需要，阀芯60A的凸脊102A、105A和108A中的一个或者多个和/或阀套62A的凸脊72A、73A、75A、76A、78A和79A中的一个或者多个可以不是所示出的形状。还有，下面将要讨论，当需要改变三套相邻的凸脊72A和73A、75A和76A、以及78A和79A时，可以只改变这些凸脊中的一套。还有，在该实施例中，与现有技术控制阀18中的阀芯60的凸脊102、105和108相比，三个凸脊102A、105A和108A都已经被改变。然而，下面将要讨论，根据本发明，阀芯60的凸脊102、105和108中的一个都不需要或者只有一个需要改变。应该理解的是，如果阀芯中的一个或者多个凸脊需要改变，应该是位于被改变的多对阀套凸脊之间的那一个或者多个。

参看图14A-14E，将要讨论根据该实施例的本发明的运行。图14A是阀18A的局部放大视图，示出当阀芯60A逆时针方向转动约二度时，阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A的位置，为了清楚起见部件被夸大示出。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78A的表面230和阀芯凸脊108A的表面202之间形成一个收缩孔260，该收缩孔260限定一个距离D1。

图14B是一个放大视图，示出当阀芯60A逆时针方向转动约三度时，阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78A的表面230和阀芯凸脊108A的表面202之间形成一个收缩孔262，该收缩孔262限定一个距离D2。

图14C是一个放大视图，示出当阀芯60A逆时针方向转动约四度时，阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78A的表面230和阀芯凸脊108A的表面202之间形成一个收缩孔264，该收缩孔264限定一个距离D3。

图14D是一个放大视图，示出当阀芯60A逆时针方向转动约六度时，阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A的位置(图12也示出整个阀18A在转动了大约六度时的同样位置)。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78A的表面230的一个内侧角部230A和阀芯凸脊108A的表面202的一个内侧角部202A之间形成一个收缩孔266，该收缩孔266限定一个距离D4。

图14E是一个放大视图，示出当阀芯60A逆时针方向转动约八度时，阀芯60A的凸脊108A以及阀套62A的凸脊78A的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78A的表面230的一个内侧角部230A和阀芯凸脊108A的表面202的一个内侧角部202A之间形成一个收缩孔268，该收缩孔268限定一个距离D5。取决于阀套62A的槽口220和阀芯60A的凹槽200的特定结构，在转动到八度时形成的收缩孔268可以由其它表面形成。例如，在图14E中所示，在表面230和表面206之间形成一个第二收缩孔268A，以及在表面266和表面202之间形成一个第三收缩孔268B。第二收缩孔268A限定一个距离D6，第三收缩孔268B限定一个距离D7。在本实施例中，距离D5、D6和D7近似相等。

根据本发明的该实施例，距离D1、D2和D3近似相等。距离D4大于距离D1、D2和D3。距离D5大于距离D4。如果需要，距离D1-D5也可以不是所示出的。例如，距离D1、D2和D3不一定非要相同且/或距离D5不一定非要大于距离D4。因此可以看出，当阀芯60A相对于阀套62A转动，在阀芯凸脊108A和阀套凸脊78A之间开始形成了一个收缩孔260。当转过一定的角度后，在本实施例中在四度之后六度之前的某个位置，收缩孔开始增大(如收缩孔266所示)，并连续增大直到约为八度的最大转角。当阀芯60A在相反方向(顺时针方向)上转动可以提供同样的效果。如果需要，阀套62A的凸脊78A和79A的结构/外形和/或阀芯60A的凸脊108A可以选择不是所示出的形状，只要收缩孔开始如上所述的增大就行。为了实现该目的，如上所述，只有阀套62A的凸脊78A和79A的结构需要修改。结合现有技术图2、3、4、6、9和10在上面示出和讨论了现有技术阀芯60的结构，这样一个改进的阀套62A可以与任何一个该现有技术阀芯60结构一起使用来提供本发明所需要的功能。在本实施例中，最大转角也是八度；然而，如果需要最大转角可以小于或者大于八度。例如，最大转角可以是六度。

现在参照图15，其中用相同的序号表示对应的部件，这里示出了一个控制阀的一个第二实施例的一部分。该控制阀，总体上表示为18A，它可以用在图1中的车辆液压动力转向总成10上。除了阀芯60B的三个凸脊和阀套62B的六个凸脊具有与控制阀18A不同的形状和外形外，控制阀18B与控制阀18A类似。具体地说，与结合控制阀18A所示出的形状或外形相比，阀芯60B的凸脊102B、105B(未示出)和108B以及阀套62B的凸脊72B、73B、75B(未示出)、76B(未示出)、78B和79B具有不同的形状和外形。

在图15中最好地示出，在本实施例的阀芯60B的凸脊108B具有形成在其上的一个凹槽，总体上表示为300。为了实现该凹槽，凸脊108B包括一个第一表面302、一个第二表面304、一个第三表面306。第一表面302和第三表面306是一个基本平的表面。第二表面304是一个朝内弯曲的表面并形成一个凹槽300。如本实施例所示，凹槽300具有一个大致为凹面的形状。

在本实施例中，阀套62B的凸脊78B具有一个形成在其上的槽口320。为了实现该槽口，凸脊78B包括一个第一表面322、一个第二表面324、一个第三表面326。第一表面322和第三表面326是一个弧形表面，第二表面324是一个大致上朝外弯曲的表面。第二表面324形成凹槽320。如本实施例所示，凹槽320具有一个大致为凹面的形状。

参看图15A-15E，将要讨论根据该实施例的本发明的运行。图15A是阀18B的局部放大视图，示出当阀芯60B逆时针方向转动约二度时，阀芯60B的凸脊108B以及阀套62B的凸脊78B的位置，为了清楚起见部件被夸大示出。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78B的表面326和阀芯凸脊108B的表面302之间形成一个收缩孔360，该收缩孔360限定一个距离E1。

图15B是一个放大视图，示出当阀芯60B逆时针方向转动约三度时，阀芯60B的凸脊108B以及阀套62B的凸脊78B的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78B的表面326和阀芯凸脊108B的表面302之间形成一个收缩孔362，该收缩孔362限定一个距离E2。

图15C是一个放大视图，示出当阀芯60B逆时针方向转动约四度时，阀芯60B的凸脊108B以及阀套62B的凸脊78B的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78B的表面326和阀芯凸脊108B的表面302之间形成一个收缩孔364，该收缩孔364限定一个距离E3。

图15D是一个放大视图，示出当阀芯60B逆时针方向转动约六度时，阀芯60B的凸脊108B以及阀套62B的凸脊78B的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78B的表面326的一个内侧角部326A和阀芯凸脊108B的表面302的一个内侧角部302A之间形成一个收缩孔366，该收缩孔366限定一个距离E4。

图15E是一个放大视图，示出当阀芯60B逆时针方向转动约八度时，阀芯60B的凸脊108B以及阀套62B的凸脊78B的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78B的表面326的一个内侧角部326A和阀芯凸脊108B的表面304的一个内侧角部304A之间形成一个收缩孔368，该收缩孔368限定一个距离E5。取决于阀套62B的槽口320和阀芯60B的凹槽300的特定结构，在转动到八度时形成的收缩孔368可以由其它表面形成。

根据本发明的该实施例，距离E1、E2和E3近似相等。距离E4大于距离E1、E2和E3。距离E5大于距离E4。因此可以看出，当阀芯60B相对于阀套62B转动，在阀芯凸脊108B和阀套凸脊78B之间开始形成了一个收缩孔360。当转过一定的角度后，在本实施例中在四度之后六度之前的某个位置，收缩孔开始增大(如收缩孔366所示)，并连续增大直到约为八度的最大转角。当阀芯60B在相反方向(顺时针方向)上转动可以提供同样的效果。

现在参照图16，其中用相同的序号表示对应的部件，这里示出了一个控制阀的一个第三实施例的一部分。该控制阀，总体上表示为18C，它可以用在图1中的车辆液压动力转向总成10上。除了阀芯60C的三个凸脊和阀套62C的六个凸脊具有一个与控制阀18A和18B不同的形状和外形外，控制阀18C与控制阀18A和18B类似。具体地说，与结合控制阀18A和18B所示出的形状或外形相比，阀芯60C的凸脊102C、105C(未示出)和108C以及阀套62C的凸脊72C、73C、75C(未示出)、76C(未示出)、78C和79C具有不同的形状和外形。

在图16中最好地示出，在本实施例的阀芯60C的凸脊108C包括一个第一表面402、一个第二表面404、一个第三表面406。第一表面402、第二表面404和第三表面406是一个基本平的表面。

在本实施例中，阀套60B的凸脊78C具有一个形成在其上的槽口420。为了实现该槽口，凸脊78C包括一个第一表面422、一个第二表面424、一个第三表面426、一个第四表面428、一个第五表面430。第一表面422和第五表面430是一个弧形表面，第二表面424和第四表面428大致上是一个径向朝外的平的表面。第三表面426是一个基本平的表面，它和第二表面424和第四表面428一起形成凹槽420。如在本实施例中所示，凹槽420具有一个大致为长方形的形状。

参看图16A-16E，将要讨论根据该实施例的本发明的运行。图16A是阀18C的局部放大视图，示出当阀芯60C逆时针方向转动约二度时，阀芯60C的凸脊108C以及阀套62C的凸脊78C的位置，为了清楚起见部件被夸大示出。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78C的表面430和阀芯凸脊108C的表面402之间形成一个收缩孔460，该收缩孔460限定一个距离F1。

图16B是一个放大视图，示出当阀芯60C逆时针方向转动约三度时，阀芯60C的凸脊108C以及阀套62C的凸脊78C的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78C的表面430和阀芯凸脊108C的表面402之间形成一个收缩孔462，该收缩孔462限定一个距离F2。

图16C是一个放大视图，示出当阀芯60C逆时针方向转动约四度时，阀芯60C的凸脊108C以及阀套62C的凸脊78C的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78C的表面430的一个内侧角部430A和阀芯凸脊108C的表面402的一个内侧角部402A之间形成一个收缩孔464，该收缩孔464限定一个距离F3。

图16D是一个放大视图，示出当阀芯60C逆时针方向转动约六度时，阀芯60C的凸脊108C以及阀套62C的凸脊78C的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78C的表面430的一个内侧角部430A和阀芯凸脊108C的表面404之间形成一个收缩孔466，该收缩孔466限定一个距离F4。

图16E是一个放大视图，示出当阀芯60C逆时针方向转动约八度时，阀芯60C的凸脊108C以及阀套62C的凸脊78C的位置。可以看到，在该位置时，在阀套凸脊78C的表面430的一个内侧角部430A和阀芯凸脊108C的表面404之间形成一个收缩孔468，该收缩孔468限定一个距离F5。

根据本发明的该实施例，距离F1、F2和F3近似相等。距离F4大于距离F1、F2和F3。距离F5近似等于距离F4。因此可以看出，当阀芯60C相对于阀套62C转动，在阀芯凸脊108C和阀套凸脊78C之间开始形成了一个收缩孔460。当转过一定的角度后，在本实施例中，在四度之后六度之前的某个位置，收缩孔开始增大(如孔466所示)，并连续增大直到约为八度的最大转角。当阀芯60C在相反方向(顺时针方向)上转动可以提供同样的效果。

本发明的控制阀的一个有益效果在于，在转过一定的角度后，该阀的相关凸脊处的一个收缩孔(或者多个)将开始增大。结果，在最大转角处(约为八度)，特别是当转向油还是冷的时候，例如在寒冷的天气下启动车辆后的头几分钟，与现有技术的控制阀提供的液压助力相比，本发明的控制阀所提供的液压助力被增加了。在现有技术的控制阀中，该控制阀的相同的一个收缩孔(或者多个)在转动后不能起这样的作用，因为该阀套凸脊的相关表面不包括一个象本发明的控制阀的阀套凸脊那样的形成在其上的槽口。因此，本发明的控制阀改进了在例如“冷起动”条件下的液压助力。

根据专利法的规定，在优选实施例中已经描述和示出了本发明的原理和运行方式。但是，应该理解的是，只要不脱离本发明的精神和范围，可以用详细解释和示出的方式之外的其它方式来实施本发明。

Claims (16)

1.一种用于一个动力转向装置的控制阀(18A)，它包括：

一个阀套(62A)，具有多个凸脊(71A-79A)；以及

一个阀芯(60A)，可在所述阀套(62A)中转动，所述阀芯(60A)具有多个凸脊(101A-109A)；

其中，所述阀芯(60A)的至少一个凸脊(102A；105A；108A)和位于所述阀芯(60A)的所述至少一个凸脊(102A；105A；108A)的相对侧上的、所述阀套(62A)的至少一对凸脊(72A-73A；75A-76A；78A-79A)具有在转动时相互配合的表面(202-210；226-230；242-246)，以在所述阀芯的所述至少一个凸脊(102A；105A；108A)开始朝着所述阀套的所述至少一对凸脊(72A-73A；75A-76A；78A-79A)之一转动时，在所述阀芯的所述至少一个凸脊(102A；105A；108A)与所述阀套的所述至少一对凸脊(72A-73A；75A-76A；78A-79A)之一之间形成一第一收缩孔(260)，且在转动量最大时在所述阀芯的所述至少一个凸脊(102A；105A；108A)与所述阀套的所述至少一对凸脊(72A-73A；75A-76A；78A-79A)之一之间形成一第二收缩孔(268)；

其特征在于，第二收缩孔(268)的尺寸大于第一收缩孔(260)的尺寸。

2.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，该阀套(62A)具有由凸脊表面(226-230，242-246)共同形成的槽口(220，240)。

3.根据权利要求2所述的控制阀(18A)，其特征在于，该阀芯(60A)的所述至少一个凸脊(102A；105A；108A)的凸脊表面(202-210)具有一个形成在其上的槽口(200)。

4.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，在转动第一个四度后，第二收缩孔(268)的尺寸大致保持恒定。

5.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，在转动从约四度到约八度的情况下，第二收缩孔(268)的尺寸逐渐增加。

6.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动在约六度到约八度的范围内，第一收缩孔(260)的尺寸从转动的约第一个两度到约第一个五度大致保持恒定，并随后增加。

7.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动约八度，第一收缩孔(260)的尺寸在转动的约第一个三度大致保持恒定，并随后增加。

8.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动约八度，第一收缩孔(260)的尺寸在转动的约第一个四度大致保持恒定，并随后增加。

9.根据权利要求1所述的控制阀(18A)，其特征在于，所述阀芯(60A)的三个凸脊(102A，105A，108A)和位于所述阀芯(60A)的所述三个凸脊(102A，105A，108A)的相对侧上的、所述阀套(62A)的三对凸脊(72A-73A；75A-76A；78A-79A)具有在转动时相互配合的表面(202-210，226-230，242-246)，以在转动开始时形成一个第一收缩孔(260)，及在转动最大量时形成一个第二收缩孔(68)。

10.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，该阀套(62A)具有由凸脊表面(226-230，242-246)共同形成的槽口(220，240)。

11.根据权利要求10所述的控制阀(18A)，其特征在于，该阀芯(60A)具有由凸脊表面(202-210)共同形成的槽口(200)。

12.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，在转动第一个四度后，第二收缩孔(268)的尺寸大致保持恒定。

13.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，在转动从约四度到约八度的情况下，第二收缩孔(268)的尺寸逐渐增加。

14.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动在约六度到约八度的范围内，第一收缩孔(260)的尺寸从转动的约第一个两度到约第一个五度大致保持恒定，并随后增加。

15.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动约八度，第一收缩孔(260)的尺寸在转动的约第一个三度大致保持恒定，并随后增加。

16.根据权利要求9所述的控制阀(18A)，其特征在于，最大转动约八度，第一收缩孔(260)的尺寸在转动的约第一个四度大致保持恒定，并随后增加。

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