CN102700603B - 一种应急式双回路转向助力*** - Google Patents

Abstract

一种应急式双回路转向助力***，包括主油罐，主油罐通过主转向泵连通转向机及转向助力缸构成转向主***，还包括副油罐，副油罐通过应急泵和应急阀连通转向机及转向助力缸构成转向应急***，转向应急***能够使得在转向主***出现故障无法正常工作时保证给转向机的供油从而维持其正常工作，本发明在发动机和主转向***出现任何故障时，都能保证行走车辆具备转向能力，改善重型车辆的转向性能，特别是超载状态下的转向性能，同时提高转向油泵的使用寿命，通过验证，同种车辆，装配不同的转向***，***寿命提高了2倍以上。

Description

一种应急式双回路转向助力***

技术领域

本发明属于液压转向***，涉及汽车应急转向***，具体涉及一种应急式双回路转向助力***。

背景技术

随着汽车工业的发展，汽车载重质量的增加，现有液压转向***在正常工作情况下能够满足GB17675标准及欧盟标准EN 71/311/EEC，但当***耐久性下降或失效情况下，汽车转向失效，不符合上述标准要求，且极易发生安全事故。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应急式双回路转向助力***，实现液压转向***安全保护，从而延长***寿命。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应急式双回路转向助力***，包括主油罐29，主油罐29通过主转向泵28连通转向机33及转向助力缸27构成转向主***，还包括副油罐30，副油罐30通过应急泵31和应急阀32连通转向机33及转向助力缸27构成转向应急***。

所述应急阀32上有主泵进油口P、应急泵进油口P2、回油口T以及出油口A，主泵进油口P接主转向泵28的出口，应急泵进油口P2接应急泵31的出口，回油口T回接至副油罐30，出油口A接转向机33。

所述应急泵31包括以偏心减速机构依次连接的前泵体45、中泵体46和后泵体47，后泵体47上设置连通至偏心减速机构的进油口49，所述中泵体46上有多个径向孔48，每个径向孔48内分别设置一个柱塞34组成泵油子***，柱塞34底部与偏心减速机构的偏心外圆配合，柱塞34的内孔中设置柱塞弹簧35，堵头36设置在径向孔48端部将柱塞34和柱塞弹簧35封入孔中，所述泵油子***的出口设置于中泵体46的端面上且在端面上出口位置设置封油片37，封油片37与碟形弹簧38配合装配在后泵体47端面的环形槽39内，环形槽39与设置在后泵体47上的出油口40连通。

所述偏心减速机构包括偏心轴41，偏心轴41的偏心外圆上装配衬套42，衬套42外装配外轴套43，所述外轴套43与中泵体46及柱塞34配合。

所述进油口49与偏心轴41的偏心外圆相交的截面上设置薄壁小孔44，形成通油单向阀。

所述应急阀25包括阀体2，阀体2的中部设置横向的主阀芯6，其特征在于，主阀芯6外侧面上垂直于其长度方向依次开有间隔的第一凹槽601和第二凹槽602，第一凹槽601上有导通至主阀芯6内部的小孔603，主阀芯6靠近第二凹槽602的一端通过第一弹簧5接小单向阀25，另一端为主转向泵进油口，主阀芯6的下侧设置大单向阀26，大单向阀26的底端为出油口，小单向阀25与大单向阀26之间有通路，阀体2内开有与主阀芯6同轴的第一环形槽201、第二环形槽202和第三环形槽203，第一环形槽201对应大单向阀26的顶端，第二环形槽202接应急泵进油口，第三环形槽203接回油口，所述第一凹槽601、第二凹槽602、第一环形槽201、第二环形槽202和第三环形槽203的尺寸满足：当第一弹簧5被压缩，第二环形槽202、第二凹槽602以及第三环形槽203形成导通腔，第一环形槽201与第一凹槽601形成导通腔；当第一弹簧5为正常状态，第二环形槽202与第一环形槽201形成导通腔。

所述主阀芯6内部设置小直径通油孔604，小直径通油孔604的直径由设定的切换流量以及第一弹簧5的弹性决定。

所述小孔603有三个，均匀设置于同一截面上。

所述大单向阀26包括倒锥形阀芯17，倒锥形阀芯17的锥面下部外径上套接有与其阀座20配合的第二弹簧21。

所述回油口位置设置第三堵头11，第三堵头11内侧设置第三弹簧10，第三弹簧10接钢球8的一侧，在出油通路上位于钢球8的另一侧设置压力传感器23。

本发明应急转向***在发动机和主转向***出现任何故障时，都能保证行走车辆具备转向能力，改善重型车辆的转向性能，特别是超载状态下的转向性能，同时提高转向油泵的使用寿命，通过验证，同种车辆，装配不同的转向***，***寿命提高了2倍以上。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明所用一种应急泵结构示意图。

图3为图2后泵体结构示意图。

图4为图2中泵体结构示意图。

图5为图2中的A-A向和B-B向视图下的进出油线路，偏心轴逆时针旋转。

图6为图2中的A-A向和B-B向视图下的进出油线路，偏心轴顺时针旋转。

图7为本发明所用一种应急阀结构示意图。

图8为图7主阀芯结构示意图。

图9为图7阀体结构示意图。

图10为图7倒锥形阀芯结构示意图。

图11为图7压力传感器安装位置示意图。

图12为主转向泵正常工作时本发明的液压原理图。

图13为主转向泵不正常工作时本发明的液压原理图。

图中附图标记的含义：

1—第一堵头；2—阀体；3—第一密封圈；4—第四堵头；5—第一弹簧；6—主阀芯；7—第五堵头；8—钢球；9—钢球座；10—第三弹簧；11—第三堵头；12—第三垫片；13—第一卡圈；14—第二堵头；15—第二密封圈；16—第一垫片；17—倒锥形阀芯；18—挡圈；19—第二卡圈；20—阀座；21—第二弹簧；22—第二垫片；23—压力传感器；24—隔离套；25—小单向阀；26—大单向阀；27—转向助力缸；28—主转向泵；29—主油罐；30—副油罐；31—应急泵；32—本发明应急阀；33—转向机；34—柱塞；35—柱塞弹簧；36—堵头；37—封油片；38—蝶形弹簧；39—环形槽；40—出油口；41—偏心轴；42—衬套；43—外轴套；44—薄壁小孔；45—前泵体；46—中泵体；47—后泵体；48—径向孔；49—进油口；201—第一环形槽；202—第二环形槽；203—第三环形槽；601—第一凹槽；602—第二凹槽；603—小孔；604—小直径通油孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种应急式双回路转向助力***，包括主油罐29，主油罐29通过主转向泵28连通转向机33及转向助力缸27构成转向主***，还包括副油罐30，副油罐30通过应急泵31和应急阀32连通转向机33及转向助力缸27构成转向应急***，转向应急***能够使得在转向主***出现故障无法正常工作时保证给转向机33的供油从而维持其正常工作。

上述的应急阀32上有主泵进油口P、应急泵进油口P2、回油口T以及出油口A，主泵进油口P接主转向泵28的出口，应急泵进油口P2接应急泵31的出口，回油口T回接至副油罐30，出油口A接转向机33。

当***正常工作时：

主转向泵28输出油液进应急阀32的主泵进油口P，从出油口A出，通入转向机33及转向助力缸27支持***工作，应急泵31输出油液进应急阀32的应急泵进油口P2，从回油口T出，回副油罐30。

当***应急工作时：

当主转向泵28出现故障时，主转向泵28输出油液进应急阀32的主泵进油口P，从出油口A出（因为故障，该部分油液的量很小），应急泵31输出油液进应急阀32的应急泵进油口P2，从出油口A出，两泵油液同时通入转向机33及转向助力缸27支持***工作，确保***正常工作。

如图2所示，为本发明所用应急泵31的一种具体结构，包括以偏心减速机构依次连接的前泵体45、中泵体46和后泵体47，其中前泵体45和后泵体47都通过伸出凸圆装入到中泵体46的中部孔中，三个泵体用螺栓并紧，组成泵的基本支撑结构。

如图3所示，为本发明所用应急泵31后泵体47结构示意图，其一端有进油口49和出油口40，另一端有环形槽39，进油口49与偏心轴41的偏心外圆相交的截面上设置薄壁小孔44，形成通油单向阀。

如图4所示，为本发明所用应急泵31中泵体46结构示意图，其上有八个径向孔48，相应形成八个泵油子***，其中相邻的四个径向孔48在一个竖直面上，另四个径向孔48在另一个竖直面上，每个径向孔48内分别设置一个柱塞34组成泵油子***，相应形成八个泵油子***。

偏心减速机构包括偏心轴41，偏心轴41的偏心外圆上装配衬套42，衬套42外装配外轴套43，三者组成偏心减速机构。前泵体45内设置油封，油封的内孔与偏心轴41配合，外圆与前泵体45配合，偏心轴41轴端台阶处装配前垫片支撑前轴承，前轴承套接在偏心轴41的轴端，位于前泵体41内；偏心轴41与后泵体47接触一端的台阶轴肩面处设置后垫片，后垫片一端面与偏心轴41肩面贴合，另一端面与后泵体47凸圆端面贴合；同时，偏心轴41的偏心圆两侧轴上分别设置后轴承，后轴承分别与前泵体45和后泵体47配合，从而实现偏心减速机构与前后泵体的连接配合。

进油口49连通至偏心减速机构，柱塞34底部与偏心减速机构的偏心外圆配合，柱塞34的内孔中设置柱塞弹簧35，堵头36设置在中泵体46径向孔端部将柱塞34和柱塞弹簧35封入孔中，支撑柱塞34和柱塞弹簧35。偏心轴41上的外轴套43与柱塞34配合，实现与中泵体46的连接配合。泵油子***的出口设置于中泵体46的端面上且在端面上出口位置设置封油片37，封油片37与碟形弹簧38配合装配在后泵体47端面的环形槽39内，组合成盘式结构单向阀，环形槽39与设置在后泵体47上的出油口40连通，而进油口49与偏心轴41的偏心外圆相交的截面上设置薄壁小孔44，形成通油单向阀。

本发明所用应急泵31油路进出路线为：油从进油口49进入泵体，再由薄壁小孔44进入泵油子***，接着从泵油子***的出口经环形槽39和出油口40排出。

如图5所示，当偏心轴41逆时针旋转时，柱塞34在偏心轴41偏心外圆的作用下，偏心轴41偏心外圆大直径一侧四个柱塞34密封体积变大，液压油在大气压力下通过封油片37与碟形弹簧38被压入柱塞34上端，在偏心外圆小直径一侧四个柱塞34密封体积变小，油液通过封油片37与碟形弹簧38被压出。

如图6所示，当偏心轴41顺时针旋转时，柱塞34在偏心轴41偏心外圆的作用下，偏心轴41偏心外圆大直径一侧四个柱塞34（逆时针旋转时密封体积变小的四个）密封体积变大，液压油在大气压力下通过封油片37与碟形弹簧38被压入柱塞34上端，在另一侧四个柱塞34（逆时针旋转时密封体积变大的四个）密封体积变小，油液通过封油片37与碟形弹簧38被压出。

如图7所示，为本发明所用应急阀32的一种具体结构，在阀体2的中部设置横向的主阀芯6，主阀芯6靠近第二凹槽602的一端通过第一弹簧5接小单向阀25，另端用第一卡圈13限位接主转向泵进油口，组成换向与控制子***。主阀芯6的下侧设置大单向阀26，大单向阀26的底端为出油口，小单向阀25与大单向阀26之间有通路，需要用第一堵头1堵住加工所用的工艺孔，用第二堵头14配合第二密封圈15，堵住安全阀孔，同样，在回油通路上，用第五堵头7堵住加工所用的工艺孔。而在小单向阀25的阀座一端，直接连接第四堵头4，第四堵头4同时还起到支撑阀座的作用，第四堵头4配合第一密封圈3，堵住此处的安全阀孔。

如图8所示，为本发明所用应急阀32的主阀芯6结构示意图，主阀芯6外侧面上垂直于其长度方向依次开有间隔的第一凹槽601和第二凹槽602，第一凹槽601更靠近主转向泵进油口P，第一凹槽601上有导通至主阀芯6内部的三个小孔603，主阀芯6内部设置小直径通油孔604，主阀芯6内部呈现为由小直径通油孔604连通的两个腔，本实施例中，直接连通主转向泵进油口P的为右腔，另一个为左腔，小直径通油孔604的直径由设定的切换流量以及第一弹簧5的弹性决定。

如图9所示，为本发明所用应急阀32的阀体2结构示意图，阀体2内开有相互平行的第一环形槽201、第二环形槽202和第三环形槽203，第一环形槽201对应大单向阀26的顶端，第二环形槽202接应急泵进油口P2，第三环形槽203接回油口T。

如图10所示，本发明所用应急阀32的大单向阀26包括倒锥形阀芯17，倒锥形阀芯17的锥面下平面上设置第一垫片16和第二垫片22，然后在锥面下部外径上套接第二弹簧21，阀座20上有圆杆，圆杆伸入倒锥形阀芯17锥面下部的内孔中，第二弹簧21与阀座20配合，使得锥形阀芯17可以沿着其轴向往复运动，实现启闭，阀座20的底端依次设置挡圈18和第二卡圈19，对大单向阀26进行限位。小单向阀25与大单向阀26结构基本一致。

如图11所示，在本发明应急阀32的回油口T位置设置第三堵头11，第三堵头11与阀体2之间有第三垫片12，第三堵头11有内孔，其中安装第三弹簧10，钢球8安装于钢球座9上，钢球座9底部设计有凸台，凸台伸入至第三弹簧10的孔中实现与第三弹簧10的紧配，在出油通路上位于钢球8的另一侧设置压力传感器23，压力传感器23上应该有隔离套24进行一定的保护。在设定的切换流量情况下，如果主转向泵为转向机供油，则钢球8与压力传感器23基本不接触，如果应急泵为转向机供油，则钢球8在第三弹簧10的回弹力作用下向压力传感器23施加一定压力使其工作，以上结构形成报警子***。

上述第一凹槽601、第二凹槽602、第一环形槽201、第二环形槽202和第三环形槽203的尺寸满足：当第一弹簧5被压缩，第二环形槽202、第二凹槽602以及第三环形槽203形成导通腔，第一环形槽201与第一凹槽601形成导通腔；当第一弹簧5为正常状态，第二环形槽202与第一环形槽201形成导通腔。

本发明的切换功能是通过主阀芯6的换向动作实现的，根据具体使用工况，主要有以下工作状态：

（1）主转向泵28正常工作，主阀芯6工作在第一弹簧5被压缩位置，应急泵31油回油箱；

主转向泵28工作正常时，液压油通过主阀芯6的右腔由中间的小直径通油孔604进入左腔，推开小单向阀25通向出油口A，进入转向机，使得转向***工作。其原理是：由于主阀芯6中间的小直径通油孔604，根据小孔节流原理在小直径通油孔604两侧形成压力差。主转向泵28流量大于设定的切换流量，主阀芯6右腔液压力大于左腔一端第一弹簧5推力，主阀芯6被推到左位，第一弹簧5被压缩，大量主转向泵进油经小孔604进入到第一环形槽201与第一凹槽601形成的导通腔，进而经大单向阀26流向出油口。而应急泵进油则进入到第二环形槽202、第二凹槽602以及第三环形槽203形成的导通腔，直接由回油口返回。

此时主转向泵液压油供给转向机，应急泵液压油直接回油箱，应急泵液压油将钢球8推开，压力传感器23采集不到压力信号，连接的故障指示灯熄灭。图12虚线框内为本发明在该工作位置的液压原理图。

（2）主转向泵28不工作（失效或发动机熄火），主阀芯6工作在右腔位置，应急泵31工作。

当主转向泵28完全损坏或流量小于设定的切换流量，则主阀芯6右腔液压力小于左腔一端第一弹簧5推力，主阀芯6被推到右位，第一弹簧5恢复，微量的主转向泵进油经小孔604进入到第一凹槽601外，被封闭不能外流。而应急泵进油则进入到第二环形槽202与第一环形槽201形成的导通腔，进而经大单向阀26流向出油口A。

此时回油管路无油液，钢球8在第三弹簧10的弹力力作用下顶在压力传感器23导杆，报警回路接通，故障指示灯报警，提示主转向泵28出现故障。图13虚线框内为本发明在该工作位置的液压原理图。

由此，实现了主转向泵28与应急泵31向转向机33供油的自动切换，保证了应急转向***在发动机出现故障的情况下保证行走车辆具备转向能力，最大程度提高车辆的安全性能。

Claims (7)

1.一种应急式双回路转向助力***，包括主油罐（29），主油罐（29）通过主转向泵（28）连通转向机（33）及转向助力缸（27）构成转向主***，还包括副油罐（30），副油罐（30）通过应急泵（31）和应急阀（32）连通转向机（33）及转向助力缸（27）构成转向应急***；所述应急阀（32）上有主泵进油口（P）、应急泵进油口（P2）、回油口（T）以及出油口（A），主泵进油口（P）接主转向泵（28）的出口，应急泵进油口（P2）接应急泵（31）的出口，回油口（T）回接至副油罐（30），出油口（A）接转向机（33），其特征在于，所述应急泵（31）包括与偏心减速机构依次连接的前泵体（45）、中泵体（46）和后泵体（47），后泵体（47）上设置连通至偏心减速机构的进油口（49），所述中泵体（46）上有多个径向孔（48），每个径向孔（48）内分别设置一个柱塞（34）组成泵油子***，柱塞（34）底部与偏心减速机构的偏心外圆配合，柱塞（34）的内孔中设置柱塞弹簧（35），堵头（36）设置在径向孔（48）端部将柱塞（34）和柱塞弹簧（35）封入孔中，所述泵油子***的出口设置于中泵体（46）的端面上且在端面上出口位置设置封油片（37），封油片（37）与碟形弹簧（38）配合装配在后泵体（47）端面的环形槽（39）内，环形槽（39）与设置在后泵体（47）上的出油口（40）连通。

2.根据权利要求1所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述偏心减速机构包括偏心轴（41），偏心轴（41）的偏心外圆上装配衬套（42），衬套（42）外装配外轴套（43），所述外轴套（43）与中泵体（46）及柱塞（34）配合。

3.根据权利要求2所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述进油口（49）与偏心轴（41）的偏心外圆相交的截面上设置薄壁小孔（44），形成通油单向阀。

4.根据权利要求1所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述应急阀（32）包括阀体（2），阀体（2）的中部设置横向的主阀芯（6），主阀芯（6）外侧面上垂直于其长度方向依次开有间隔的第一凹槽（601）和第二凹槽（602），第一凹槽（601）上有导通至主阀芯（6）内部的小孔（603），主阀芯（6）靠近第二凹槽（602）的一端通过第一弹簧（5）接小单向阀（25），另一端为主泵进油口（P），主阀芯（6）的下侧设置大单向阀（26），大单向阀（26）的底端为出油口，小单向阀（25）与大单向阀（26）之间有通路，阀体（2）内开有与主阀芯（6）同轴的第一环形槽（201）、第二环形槽（202）和第三环形槽（203），第一环形槽（201）对应大单向阀（26）的顶端，第二环形槽（202）接应急泵进油口，第三环形槽（203）接回油口，所述第一凹槽（601）、第二凹槽（602）、第一环形槽（201）、第二环形槽（202）和第三环形槽（203）的尺寸满足：当第一弹簧（5）被压缩，第二环形槽（202）、第二凹槽（602）以及第三环形槽（203）形成导通腔，第一环形槽（201）与第一凹槽（601）形成导通腔；当第一弹簧（5）为正常状态，第二环形槽（202）与第一环形槽（201）形成导通腔。

5.根据权利要求4所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述主阀芯（6）内部设置小直径通油孔（604），小直径通油孔（604）的直径由设定的切换流量以及第一弹簧（5）的弹性决定。

6.根据权利要求4所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述小孔（603）有三个，均匀设置于同一截面上。

7.根据权利要求4所述的应急式双回路转向助力***，其特征在于，所述大单向阀（26）包括倒锥形阀芯（17），倒锥形阀芯（17）的锥面下部外径上套接有与其阀座（20）配合的第二弹簧（21）。

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