CN106143602B - 液压转向*** - Google Patents

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Abstract

描述了一种包括转向单元和先导阀的液压转向***，转向单元包括工作端口装置、具有高压端口和低压端口的供应端口装置、载荷感测端口、具有主活门的主流动路径、具有放大活门的放大流动路径、在先导方向上能够移动的阀元件、和连接到转向单元的载荷感测端口的载荷感测连接件，其中主活门和放大活门借助于转向手柄被一起控制并且在转向手柄的空档位置处被闭合；先导阀包括连接到转向单元的所述高压端口的先导出口，先导出口经由先导阀活门被连接到载荷感测连接件，位于先导活门下游的点处的压力在先导方向上作用在阀元件上，载荷感测端口经由在转向手柄的空档位置处打开并且在转向手柄致动到空档位置外时闭合的泄放活门连接到低压端口。

Description

液压转向***
技术领域
本发明涉及液压转向***。
背景技术
该转向***用于转向车辆。大多数情况下，用作转向手柄的方向盘连接到转向***的转向单元。当方向盘被致动时，液压转向单元向转向马达提供承压液压流体。转向马达使得车辆的转向轮移动，使得车辆可以改变其运动方向。
发明内容
本发明的基本目标是能使转向比较舒适。
该目标通过包括转向单元和先导阀的液压转向***实现，所述转向单元包括具有两个工作端口的工作端口装置、具有高压端口和低压端口的供应端口装置、载荷感测端口、具有主活门和计量装置并且被布置在所述高压端口和所述工作端口装置之间的主流动路径、具有放大活门并且被布置在所述高压端口和所述工作端口装置之间的放大流动路径、能够在将所述先导阀的入口连接到所述先导出口的先导方向上移动的阀元件、和连接到所述转向单元的所述载荷感测端口的载荷感测连接件，其中所述主活门和所述放大活门借助于转向手柄被一起控制并且在所述转向手柄的空档位置处被闭合，所述先导阀包括连接到所述转向单元的所述高压端口的先导出口，所述先导出口经由先导阀活门被连接到所述载荷感测连接件，位于所述先导活门下游的点处的压力在所述先导方向上作用在所述阀元件上，其中所述载荷感测端口经由在所述转向手柄的空档位置处打开并且在所述转向手柄致动到所述空档位置外时闭合的泄放活门连接到所述低压端口。
该转向***组合先导阀的一体式放大功能和向转向单元供应足够的液压流体的快速反应。在位于转向马达处的压力被积累之前获得该反应，使得转向***的转向速度较高，并且必须被车辆的操作员或司机生成的转向力可以被保持较低。当方向盘被转动并且另一转向手柄被致动并且离开空档位置时，通过泄放活门的液压流体的压力被增加并且因此在先导方向上作用在阀元件上的压力被增加，从而将先导的阀元件移动到以下位置，在所述位置处，在其入口处进入先导阀中的液压流体的大部分或全部被提供到转向单元的高压端口。从先导阀供应的该流量被引导到主流动路径和辅助流动路径。仅在主流动路径中，液压流体被测量。通过放大流动路径的流体流量与通过主流动路径的流量成比例或渐变关系，从而允许总流量的放大。这具有以下优点，即在未扰乱的或通常的转向模式中，放大是有效的并且因此方向盘或转向手柄的仅较小的驱动是必要的以使转向马达进行较大的转向运动，然而在扰乱的或紧急模式中，计量装置可以用作具有相对较低排量的泵。
优选地，所述先导出口经由所述先导阀活门和较低感测活门的串联连接而连接到所述载荷感测连接件，位于所述先导阀活门和所述载荷感测活门之间的点处的压力在所述先导方向上作用在所述阀元件上。先导阀活门和载荷感测活门都是固定活门。先导阀活门和载荷感测活门形成分压器，分压器使得可以更多精确地调节在先导方向上作用在先导阀的阀元件上的压力。
优选地，所述先导出口连接到控制活门上游的点，其中位于所述控制活门下游的点处的压力在与先导方向相反的方向上作用在所述阀元件上。所述控制活门下游的压力生成抵抗位于先导阀活门下游的点处的压力的反作用力。这是其它解决方案的替换例，比如弹簧装置，并且确保位于先导出口处的实际压力可以被考虑。
优选地，当所述放大活门被完全地打开时，所述泄放活门被完全地闭合。当放大活门被完全地打开时，方向盘(或任一其它的转向手柄)在其极限位置处。在这种情况下，最大流量应该被引导到马达，并且先导阀应该被控制以将该最大流量传输到转向单元的高压端口。
在优选的实施例中，转矩补偿器被提供，从而在所述放大路径上建立与所述主流动路径上的压差相同的压差。当放大流动路径两端和主流动路径上的相同压降或压差被建立时，即使压降例如由于污垢颗粒等而出现在计量装置处，也可以确定，主流动路径和放大流动路径之间的放大比率将是恒定的。
优选地，所述转矩补偿器通过在所述放大流动路径中的可调节流动阻力而形成。当主流动路径中的流动阻力增加时，放大流动路径中的可调节流动阻力被相应地调节。这是在两个流动路径中实现相同压差或压降的简单方式。
优选地，所述可调节流动阻力通过所述主流动路径中的压力被调节。在所有情况下，该压力都是可用的并且可以以简单方式用于调节放大流动路径中的流动阻力。
优选地，所述转矩补偿器包括在朝所述计量装置下游的点的方向上打开的止回阀。这样，转矩补偿器用于额外的功能。在紧急转向的情况下，转矩补偿器堵住放大流动路径。在放大流动路径中，没有另外的元件是必要的以用于履行该功能。
优选地，紧急止回阀被布置在所述低压端口和所述放大活门上游的点之间。该紧急止回阀在紧急转向模式中被再次使用。该紧急止回阀允许循环通过主流动路径和转向马达的流体流量。此外，如果有必要，液压流体可以从低压端口被吸入。
在优选的实施例中，转向马达被连接到所述工作端口装置。该转向马达从转向单元接收承压液压流体，并且因此能够移动或枢转转向轮。
附图说明
现在参照附图更详细地描述本发明的优选的实施例，其中：
图1是转向***的示意图，并且
图2示出了转向***的转向单元的活门的打开特性。
具体实施方式
图1示意性地示出了液压转向***1，液压转向***1包括转向马达2、转向单元3、泵4或任何其它的压力源和槽5。
方向盘6连接到转向单元3。然而，任何其它种类的转向手柄可以被使用以取代方向盘6。
转向单元3包括具有连接到所述转向马达2的两个工作端口L、R的工作端口装置、具有高压端口P和低压端口T的供应端口装置。此外，转向单元3包括载荷感测端口LS。
转向单元3包括计量装置8定位在其中的主流动路径7。计量装置8与主活门A1和其它活门A2、A3串联连接。此外，根据转向方向，计量装置8与用于左侧工作端口L或右侧工作端口R的活门A4连接。这两个工作端口R、L中的另一个经由活门A5连接到低压端口T。
放大流动路径9与主流动路径7的一部分并联连接。放大活门Au定位在放大流动路径9中。此外，转矩补偿器10与放大活门Au串联连接。
放大流动路径9连接到主活门A1上游的点11。此外，放大流动路径9连接到活门A3和活门A4之间的点12。换句话说，放大流动路径9基本上被布置成并联于主流动路径7。
转矩补偿器包括在朝活门A3和A4之间的点12的方向上打开的止回阀13。
先导阀14被定位在泵4和高压端口P之间。先导阀包括入口P1、先导出口CF和另一出口EF。此外，先导阀14包括在先导方向上移动以将入口P1连接到先导出口CF的阀元件15，或阀元件15在与先导方向相反的方向上移动以节流从入口P1到先导出口CF的流体流并且从而将液压流体的非先导部分引导到另一出口EF。
阀元件15借助于弹簧16在先导方向上被加载。此外，阀元件15通过位于定位在先导阀活门18和载荷感测活门19之间的点17处的压力在先导方向上被加载。先导阀活门18和载荷感测活门19的串联连接将先导出口CF连接到先导阀14的载荷感测连接件LS1。载荷感测连接件LS1连接到转向单元的载荷感测端口LS。
先导阀的先导出口CF被连接到控制活门22，更精确地被连接到该控制活门22上游的点。位于该控制活门22的下游的点处的压力在与所述先导方向相反的方向上作用在阀元件15上。
因此，阀元件15位于以下位置处，在所述位置处，一方面，在弹簧16的力和位于点17处的压力之间具有平衡，并且另一方面，在弹簧16的力和所述控制活门22下游的压力之间具有平衡。
转向单元3的载荷感测端口LS经由泄放活门Ad被连接到转向单元3的低压端口T。
紧急止回阀20连接低压端口T与主活门A1和放大活门Au上游的点11。
活门A1-A5、Au和Ad形成在线轴和套筒(未示出)之间。线轴和套筒中的一个连接到方向盘6，线轴和套筒中的另一个连接到计量装置8。当线轴和套筒由于方向盘6的致动而相对于彼此转动时，活门A1-A5、Au打开而泄放活门Ad闭合，即活门A1-A5、Au增加液压流体可以流动通过的面积，泄放活门Ad减小液压流体可以流动通过的面积。活门A1-A5、Au和Ad的打开和闭合特性被示意性地示出在图2中。
在线轴和套筒之间的0°的相对角度处，活门A1-A5和Au被闭合。泄放活门Ad被打开并且如此在载荷感测端口LS和载荷感测连接件LS1处几乎没有液压。当泵4运行时，液压流体流动将流到入口P1并且经过先导阀14到端口EF并且流到槽5。先导阀14是″动态类型的″，表示一旦泵运行，则较小的恒定流量将从先导阀14的载荷感测连接件LS1流出以进入转向单元3的载荷感测端口LS中。
当转动方向盘6时，泄放活门Ad将在整个控制范围中逐渐关闭：线轴与套筒的从0°到全偏转的相对角度通常为15°。其它活门A1-A5和Au将被并行打开。打开面积将依赖于液压流体所计量供给的工作端口L、R上的压力要求。压力要求越高，则泄放活门Ad将闭合更多，如此线轴相对于套筒的偏转增加。当压力要求增加时，进入载荷感测端口LS中的恒定流量将被挤压穿过Ad活门以与压力要求匹配。当在载荷感测端口LS处的压力增加时，在先导阀14的载荷感测连接件LS1处的压力也增加。先导阀14将从先导出口引导出要求的泵流量和压力，以进入转向单元3的高压端口P中。
提供到高压端口P的所有液压流体将在并联连接的可变活门A1和Au之间分开。穿过主活门A1的液压流体的流量通过计量装置8的尺寸和方向盘6的速度被确定。穿过放大活门Au的液压流体的流量通过放大活门Au的打开面积被确定。主活门A1和放大活门Au上的压降将是相同的并且如此在正常转向状态下放大将一直独立于转向速度。泵必须最低限度地能够供应需求流量和压力以用于转向运动。
当转向马达已经移动到末端行程时或当压力要求高于定位在低压端口T和较低感测端口LS之间的减压阀21的设置时，方向盘6仍然被转动，并且线轴/套简装置将被推成最大偏转，因而泄放活门Ad将被闭合，并且减压阀21将打开以将来自先导阀14的载荷感测连接件LS1的动态流量排放进入槽5中。如此先导阀14的阀元件15将被再引导以将主流量从泵4引导到先导阀14的另一个端口EF并且引导到槽5或另一消费者上。
转矩补偿器10将确保放大路径(放大活门Au和转矩补偿器10)以及主流动路径7(主活门A1、活门A2、A3、计量装置8)上的相同压降。如果例如由于进入转向单元中的污垢颗粒，在计量装置8上可以发生压降，转矩补偿器10将生成用于被放大的液压流体的相同压降。这样，放大比率将保持恒定。
如上所述，转矩补偿器10包括在从点11到点12的方向上打开的止回阀13。止回阀13通过主活门A1和活门A2之间的压力，换句话说通过主活门A1下游的压力，在闭合方向上被加载。
当高压端口P处的压力与所要求的转向压力不匹配时，当转矩应用于方向盘6时，计量装置8将用作泵。用于紧急转向的排量仅通过计量装置8的尺寸被确定。转矩补偿器10的止回阀功能将防止穿过放大活门Au的液压流体回流。
当泵流量变得不充分时，紧急转向止回阀20将打开并且液压流体将从转向马达2的返回侧被引导到计量装置8。液压流体的额外流量可以根据需要从低压端口T被吸入。

Claims (10)

1.一种液压转向***(1)，包括转向单元(3)和先导阀(14)，
所述转向单元(3)包括：
工作端口装置(L、R)，所述工作端口装置具有两个工作端口，
供应端口装置(P、T)，所述供应端口装置具有高压端口(P)和低压端口(T)，
载荷感测端口(LS)，
主流动路径(7)，所述主流动路径具有主活门(A1)和计量装置(8)，并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间，
放大流动路径(9)，所述放大流动路径具有放大活门(Au)并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间，
所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)借助于转向手柄(6)被一起控制并且在所述转向手柄(6)的空档位置处被闭合，
其中，所述先导阀(14)包括：
先导出口(CF)，所述先导出口连接到所述转向单元(3)的所述高压端口(P)，
阀元件(15)，所述阀元件能够在先导方向上移动，以将所述先导阀(14)的入口(P1)连接到所述先导出口(CF)，和
载荷感测连接件(LS1)，所述载荷感测连接件连接到所述转向单元(3)的所述载荷感测端口(LS)，
所述先导出口(CF)经由先导阀活门(18)被连接到所述载荷感测连接件(LS1)，
位于所述先导阀活门(18)下游的点处的压力在所述先导方向上作用在所述阀元件(15)上，
其中，所述载荷感测端口(LS)经由泄放活门(Ad)连接到所述低压端口(T)，所述泄放活门在所述转向手柄(6)的空档位置处打开，并且一旦所述转向手柄(6)致动到所述空档位置外则闭合，所述泄放活门(Ad)在整个控制范围中逐渐关闭，而所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)并行打开。
2.根据权利要求1所述的液压转向***，其特征在于：
所述先导出口(CF)经由所述先导阀活门(18)和载荷感测活门(19)的串联连接而连接到所述载荷感测连接件(LS1)，位于所述先导阀活门(18)和所述载荷感测活门(19)之间的点处的压力在所述先导方向上作用在所述阀元件(15)上。
3.根据权利要求1或2所述的液压转向***，其特征在于：
所述先导出口(CF)连接到控制活门(22)上游的点，其中位于所述控制活门(22)下游的点处的压力在与先导方向相反的方向上作用在所述阀元件(15)上。
4.根据权利要求1或2所述的液压转向***，其特征在于：
当所述放大活门(Au)被完全地打开时，所述泄放活门(Ad)被完全地闭合。
5.根据权利要求1或2所述的液压转向***，其特征在于：
设置转矩补偿器(10)，从而在所述放大路径(9)上建立与所述主流动路径(7)上的压差相同的压差。
6.根据权利要求5所述的液压转向***，其特征在于：
所述转矩补偿器(10)用于调节在所述放大流动路径(9)中的流动阻力。
7.根据权利要求6所述的液压转向***，其特征在于：
所述流动阻力通过所述主流动路径(7)中的压力被调节。
8.根据权利要求5所述的液压转向***，其特征在于：
所述转矩补偿器(10)包括在朝所述计量装置(8)下游的点(12)的方向上打开的止回阀(13)。
9.根据权利要求1或2所述的液压转向***，其特征在于：
紧急止回阀(20)被布置在所述低压端口(T)和所述放大活门(Au)上游的点(11)之间。
10.根据权利要求1或2所述的液压转向***，其特征在于：
转向马达(2)连接到所述工作端口装置(L、R)。
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