CN1061380A - 液体静压助力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明的液体静压助力转向装置中，从每个压力 密封槽引出一个到孔端部的通道，此孔中装有活塞， 此孔通过另一个通道与一个始终与高压泵连接的高 压槽连通。在孔中可移动的活塞，总是使与按照转向 轮的回转而处于压力之下的伺服马达高压槽邻接的 那个压力密封槽与高压泵连通。通过使压力密封槽 中和伺服马达高压槽中的压力在转向时几乎相同，可 使油从高压槽向低压槽的渗漏受到遏制。

Description

本发明涉及一种液体静压助力的转向装置。它设有一个可通过方向盘驱动的手动泵，可根据方向盘的旋转，克服弹簧元件的力，使壳体孔中的阀门活塞从一个中立位置沿两个转向方向移动，高压泵的压力通道、通向容器的回流通道和伺服马达的压力通道，它们都与阀门活塞的壳体孔连接，这些通道经高压槽和低压槽汇入壳体孔，为了分配高压油，阀门活塞上设有与高压槽和低压槽共同作用的环形槽和作为这些环形槽边界的环岸，压力密封槽设在每个转向方向的伺服马达高压槽和容器低压槽之间。

在液体静压助力转向装置中，通过所谓的配量装置或手动泵，可使方向盘的运动和转向轮的运动具有同步性。手动泵可使一股与转角成比例的油流，经阀门装置，流往操纵转向轴的伺服马达。主要发生在转向阀内部的手动泵输出油流的漏泄，是产生不同步故障的原因。这种故障使方向盘的转动不能同时转变为伺服马达的往复直线运动，这些缺少的漏泄油只能通过附加地转动方向盘来补偿。在转向阀中的泄漏产生在与伺服马达连接的高压槽和与容器连接的低压槽之间。高压槽和低压槽之间仅通过可在壳体中移动的转向阀活塞上狭窄的金属直径段相互密封。高压槽和低压槽之间的凸缘处存在着高压力差。

由DE-AS2102019（TRW  Inc.CIeveIand  Ohio）已知，为了减小漏泄，在伺服马达高压槽和容器低压槽之间，设置所谓的压力密封槽。当相邻的伺服马达高压槽用工作压力加载时，其中的每个压力密封槽，总是经过一个弹簧加载的阀门活塞，与一个与泵相连的高压槽连接，以此方式，压力密封槽起压力堤坝的作用，因为它避免在高压槽和低压槽之间形成高的压差。然而在压力密封槽内建立起压力要通过两个用弹簧加载的阀门活塞，所以这一装置的制造成本高，需用空间大。

本发明的目的是，压力密封槽以及它们的操纵以尽可能低的制造成本安置在一个小的空间内。

按本发明达到上述目的是通过本发明的特征部分及其最佳结构设计来达到的。

按主特征，从每个压力密封槽都引出一个到孔端部的通道，此孔中装有活塞。此孔通过另一个通道与一个始终与高压泵连接的高压槽连通。采用这种非常简单的结构，在孔中可移动的活塞，总是使与按照转向轮的回转而处于压力之下的伺服马达高压槽邻接的那个压力密封槽与高压泵连通。通过使压力密封槽中和伺服马达高压槽中的压力在转向时几乎相同，可使油从高压槽向低压槽的渗漏受到遏制。可运动的活塞在其由孔的端部决定的两个终端位置，使与高压泵连接的高压槽和处于压力下的那个伺服马达高压槽连通。这一功能可在只有三个管道接头和一个无弹簧的活塞的小空间中实现。

本发明的一个特征是，伺服马达高压槽和容器低压槽之间壳体密封带的宽度，至少应设计为在中立位置时使操纵伺服马达的阀门活塞覆盖住此环岸。采取这一措施，可避免在转向阀活塞处于中立位置时，要不然有可能产生的伺服马达高压槽和容器低压槽之间经过增设的压力密封槽的漏泄。

按另一特征，压力密封槽安排成这样，即当转向阀活塞从中立位置移动的距离等于或大于在伺服马达高压槽和容器低压槽之间的壳体密封带宽度时，压力密封槽被阀门活塞所覆盖。这样做的优点是，在小的轴向尺寸下，漏泄量减小的效果从阀门活塞移动时起已经生效，由阀门活塞移开起便可以使伺服马达活塞运动。

按本发明的一个特征，规定，与高压泵连接的通道进入装活塞的孔的入口宽度，大体与活塞的长度相等。这样做有使活塞换向时活塞行程最小的优点。因此，压力密封装置能迅速作好工作准备。

有优点的做法还包括，在与高压槽连接并通向装有活塞的孔的通道中设置一个节流点，所以此处的流阻，要比从活塞孔到压力密封槽的那些通道的流阻大得多。因此，活塞的换向也是有保证的，只要活塞在孔端的起始位置，活塞孔总是与那个有效的压力密封槽连通。

本发明不受所说明的权利要求的特征组合所限制。专业人员根据提出的任务，可得出其它有意义的权利要求和各权利要求特征的可能组合。

下面借助于附图表示的实施例详细说明本发明，其中：

图1.液体静压助力转向装置简化横剖面，以及

图2.图1中的局部放大。

与图中未表示的方向盘连接的转向轴1，经弹性元件2和万向节轴3，与外齿齿轮4连接。齿轮4的齿数比固定齿圈5的齿数少一个。齿轮4和齿圈5共同构成一个手动泵6形式的配量装置。转向轴1通过驱动销7在有旋转游隙的情况下与万向节轴3连接。此外，驱动销7使一个可在壳体孔8中移动的转向阀活塞10与万向节轴3传扭连接。转向阀活塞10通过一个陡螺纹齿11与转向轴1啮合，因此它在旋转的同时，可沿两个方向轴向移动。弹性元件2用于万向节轴3和转向轴1对中心。

壳体12中有一个高压泵14的压力通道13，一个容器16的回流通道15，两个伺服马达20的压力通道17和18。在压力通道13和回流通道15之间有一个调整为最大允许转向压力的高压阀19。压力通道13经高压槽21通往壳体孔8，回流通道15分两路经两个低压槽22和23进入孔8。压力通道17和18与均通向孔8的高压槽24和25连接。上述这些槽均以一般方法制成环槽。为了简化，后面将通向容器的低压槽22和23简称为ND槽，通向伺服马达20的高压槽24和25简称为HD槽。与泵14连接的高压槽21简称为P槽。

在转向阀活塞10上通过车削制有多个活塞环岸26至30，它们与上述那些环槽共同工作，按方向盘的旋转方向，调节伺服马达20中所要求的压力。此外，在转向阀活塞10的两端，各设有一个沿圆周的分配器纵槽31和32，在压力调节时（转向阀活塞10轴向移动），它们可与两个端部压力腔33和34中之一个连通。

在图中所示的转向阀活塞10的中立位置，泵14的油流往P槽21，再从那里经活塞环岸26和27或26和28之间的环形槽，流往与容器14连接的ND槽22和23。因此，泵14在回路中无压力输送。在这时，伺服油缸的两个压力腔均与手动泵接通，所以在方向盘上可以感觉到作用在转向轮上的力的响应。

通过旋转转向轴1移动转向阀活塞10，例如向右，于是环岸26对P槽21和以环岸26与28为界的环形槽之间的泵14的油流进行节流。与此同时，环岸27对从P槽21流向转向阀活塞10环岸26和27之间环形槽的油流进行节流。这意味着，只有较少的油才能经ND槽22和23排入回流通道15中。从而使压力通道13中的压力升高。通过通道支线35在压力腔34中建立起泵压，通过转向阀活塞10的轴向通道36在压力腔33中也建立起泵压。一旦由于转向阀活塞10右移而使分配器纵槽32进入压力腔34，那么，处于压力状态的油通过通道37流往手动泵6的进口38。手动泵6的出口40经过另一个通道41和分配器纵槽31与HD槽24连通。油从HD槽24经过压力通道17流向伺服马达20。从伺服马达20的右压力腔中被排出的油，经压力通道18流向HD槽25，并从那里经环岸30和28之间的转向阀活塞环形槽流往与回流通道15连接的ND槽23。

在经通道41离开手动泵6的油流中会产生漏油。这样一来，转向轴1的旋转运动便不能转变为伺服马达20的一个相应的纵向运动。在所描述的转向阀活塞10向右移动时，若在HD槽24和ND槽22之间不采取专门的预防措施，可能会产生这一漏泄，因为在这两个槽之间有较大的压差。为了减少此漏泄量，可在HD槽24和ND槽22之间或HD槽25和ND槽23之间，设一个压力密封槽42或43。HD槽24和压力密封槽42之间或HD槽25和压力密封槽43之间还留下的壳体密封带44或45的宽度应这样选定，即在HD槽24和环形槽46之间或HD槽25和环形槽47之间，在图示转向阀活塞10处于中立位置时，转向阀活塞10的覆盖量并不由于压力密封槽42和43而减小。

压力密封槽42和43经通道48或50与孔51的端部连接。活塞52可在孔51中轴向自由运动。孔51的长度要略大于活塞52长度的两倍。一个与P槽21连接的通道53，经环槽49通往孔51。环槽49的宽度与活塞52的长度大体相等。因此，与活塞位置无关，孔51始终与通道53连通。在通道53中设有一个节流点54，它被设计成使P槽21和孔51之间的流阻，总是要比孔51和压力密封槽42或43之间的流阻大得多。

若还是从所叙述的转向阀活塞作向右的调节运动出发，为了能使伺服马达20中的活塞产生运动，则环形槽47必须与HD槽25连通。与此同时，压力密封槽43经环形槽47与ND槽23和与此槽连接的容器16相连通。因此，较低的回流压力经过通道50作用在活塞52的右端面56上。同时，转向阀活塞10的环岸29覆盖住压力密封槽42，于是压力密封槽42不再与其他可继续流通的通道相连。在HD槽24中已经处于移动伺服马达20所需的较高的压力之下。此压力与槽21中的压力大体相等。若由与图1和图2中所表示的相反情况出发，即活塞52先处于在左方的终端位置，则P槽21经通道53、孔51和通道50与压力密封槽43连通。P槽21和孔51之间的流阻，比孔51和与容器16相连接的压力密封槽43之间的流阻要大得多。作用在活塞52右端面56上的压力只略高于容器16中的压力。如所提及的，一旦转向阀活塞10的环岸29覆盖住压力密封槽42和使此槽与ND槽22分开，在密封槽42内的压力由于从HD槽24向ND槽22的漏油而提高。这一提高后的压力，通过通道48作用在活塞52的左端面55上，并使活塞移到图上所表示的位置。在活塞52的这一位置下，压力密封槽42经通道48、孔51和通道53，和与泵14连接的P槽21连通。由于压力密封槽42与高压相通，从而可使HD槽24和ND槽22之间的压差和与此压差有关的漏泄量很小。

Claims (6)

1、液体静压助力转向装置：它设有一个可通过方向盘驱动的手动泵(6)；可根据方向盘的旋转，克服弹簧元件(2)的力，使壳体孔(8)中的阀门活塞(10)从一个中立位置沿两个转向方向移动；高压泵(14)的压力通道(13；35)、通向容器的回流通道(15)和伺服马达(20)的压力通道(17和18)，它们都与阀门活塞(10)的壳体孔(8)连接；这些通道经高压槽和低压槽(24、22或25、23)汇入壳体孔(8)，为了分配高压油，阀门活塞(10)上设有与高压槽低压槽共同作用的环形槽(附如46、47)和作为这些环形槽边界的环岸(29、27或28、30)；压力密封槽(42或43)设在每个转向方向的伺服马达高压槽(24；25)和容器低压槽(22或23)之间，其特征为：从每个压力密封槽(42、43)都引出一个通往孔(51)一个端部的通道(48或50)；孔(51)内装有活塞(52)；从一个始终和高压泵(14)连接的高压槽(P槽21)，分叉出一个通向孔(51)的通道(53)。

2、按照权利要求1所述之液体静压助力转向装置，其特征为：活塞（52）在其由孔（51）的端部确定的两个终端位置，通过两个通道（48或50）中之一个，使始终与高压泵（14）连接的高压槽（P槽21）和与处于压力下的伺服马达高压槽（HD槽24或25）相邻的那一个压力密封槽（42或43）彼此连通。

3、按照权利要求1所述之液体静压助力转向装置，其特征为：在伺服马达高压槽（HD槽24和25）和容器低压槽（ND槽22或23）之间的壳体密封带（44或45）的宽度，至少应设计为在中立位置时转向阀活塞（10）覆盖此密封带。

4、按照权利要求1所述之液体静压助力转向装置，其特征为：压力密封槽（42和43）安排成这样，即在阀门活塞（10）从中立位置移动的距离等于或大于在伺服马达高压槽（24或25）和容器低压槽（22或23）之间的壳体密封带（44或45）的宽度时，压力密封槽（42和43）被阀门活塞（10）所覆盖。

5、按照权利要求2所述之液体静压助力转向装置，其特征为：与高压泵（14）连接的通道（53）进入孔（51）的入口（环槽49）宽度，大体等于活塞（52）的长度。

6、按照权利要求1所述之液体静压助力转向装置，其特征为：由于设置一个节流点（54），使与P槽（21）连接的通道（53）的横截面，比通向压力密封槽（42和43）的通道（48或50）要小得多。

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