液压转向系统的制作方法
【专利摘要】提供一种液压转向系统(1)，具有转向装置(2)和对称作用的转向马达(3)，所述转向装置(2)包括具有高压端口(P)和低压端口(T)的供给端口装置、具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置、控制阀(34)、两个工作管线(18、19)、和测量马达(23)，两个工作管线中的每一个连接所述控制阀(14)与所述工作端口(L、R)中的一个。这样的液压转向系统应展现出舒适的转向行为。为此，所述测量马达(23)设置在所述工作管线(18、19)中的一个中。
【专利说明】
液压转向系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种具有转向装置和对称动作的转向马达的液压转向系统，所述转向装置包括具有高压端口和低压端口的供给端口装置、具有两个工作端口的工作端口装置、控制阀、每一个都连接所述控制阀与所述工作端口中的一个的两个工作管线、以及测量马达。
【背景技术】
[0002]这样的转向系统用来操纵例如卡车或拖拉机的车辆。
[0003]驾驶员驱动连接至控制阀的例如方向盘的转向构件。根据转向运动的方向，控制阀打开从高压端口至工作端口中的一个的流动路径和从另一个工作端口至低压端口的另一流动路径。在每一个流动路径中，设置多个孔或活门。在进入控制阀之前，来自高压端口的流体被引导通过测量马达。当对应于转向构件的预期转向角度的液压流体量已经传输至或计量至各自的工作端口时，测量马达在某种意义上作用在控制阀上以关闭上述流动路径。
[0004]在多种情况下，控制阀包括具有孔的壳体，阀芯和阀套位于该孔中。阀芯和阀套可以相对于彼此旋转以根据需要打开上述流动路径并且关闭其它流动路径。
[0005]这样的转向系统具有从一个转向方向至相反的转向方向的改变显示出某一间隔或死区的缺点。换言之，当转向方向改变时，在转向马达可以对新的转向命令作出反应之前，一些时间会逝去。在一些情况中这使得转向困难并且不舒适。
【发明内容】
[0006]本发明的目标是提出一种具有舒适的转向行为的液压转向系统。
[0007]该目标使用如一开头所述的液压转向系统实现，在该液压转向系统中所述测量马达设置在所述工作管线中的一个中。
[0008]测量马达的作用与以前的一样。它计量通过工作端口的液压流体的量并且重设控制阀，即在需要的液压流体量已经流过相应的工作端口时根据需要关闭相应的流体路径并且打开其他流体路径。然而，当转向方向改变时，在沿一个方向的转向和沿相反的方向转向之间没有死区或时间间隔。这使得转向更舒适。
[0009]在优选实施例中，所述控制阀包括中间位置，在中间位置连接所述两个工作管线。以此方式，在例如由于驱动给转向系统供给液压流体的主栗的车辆马达产生故障而使得高压端口处的压力不足够高以用于转向的情况下，可以将测量马达用作辅助栗。当高压端口处的供给压力不足以致动转向马达时，通过测量马达可以产生必需的液压压力。因为测量马达直接设置在转向马达的两个端口之间，所以转向系统的直接转向是可能的。测量马达通过例如方向盘的转向构件致动。
[0010]优选地，在所述中间位置中，所述高压端口和所述低压端口通过节流装置彼此连接。以此方式，实现了中央开启式(open center)转向装置。节流装置防止过大的流动通过转向装置。然而，转向装置可以保持在与液压流体的温度对应的温度。
[0011]优选地，所述节流装置包括位于所述两个工作管线的连接部和所述高压端口之间的第一泄放孔。以此方式，供给至转向装置的高压端口的液压流体在它可能到达两个工作端口之间的连接部之前被节流。防止两个工作端口被高压端口的压力永久加载。
[0012]此外，优选地，所述节流装置包括位于所述两个工作端口的所述连接部和所述低压端口之间的第二泄放孔。第一泄放孔和第二泄放孔形成分压器，使用该分压器可以调节工作端口处的理想压力。
[0013]优选地，所述测量马达包括两个测量马达端口，每一个测量马达端口都连接至所述工作管线，并且每一个测量马达端口都经由沿朝向所述测量马达端口的方向打开的单向阀连接至油箱。单向阀在朝向所述油箱的方向上是关闭的。因此，在正常操作期间，不存在在压力作用下液压流体溢出至油箱的风险。然而，在紧急情况下，测量马达可以从油箱中抽吸液压流体以将它供给至转向马达。
[0014]优选地，所述高压端口和所述低压端口通过从所述低压端口至所述高压端口打开的端口单向阀连接，其中可释放的阻塞装置位于所述低压端口和所述油箱之间。当在紧急转向情况中测量马达在栗在所需的压力下将液压流体供给至转向马达时动作并且转向马达沿减小连接测量马达的压力腔的容积的方向移动时，在转向装置的低压端口处产生压力。由于阻塞装置，该压力不可能逃至油箱。然而，该压力可以打开端口单向阀以在压力下将液压流体供给至高压端口并且将液压流体供给至容积增大的压力腔。在正常操作期间，端口单向阀防止高压端口和低压端口之间的短路并且阻塞装置被打开。
[0015]优选地，所述阻塞装置是过中心阀的形式。过中心阀可以基于液压转向系统中的压力运行，从而不需要外部命令来打开或释放阻塞装置。
[0016]在优选的实施例中，所述过中心阀包括第一致动端口和第二致动端口，所述第一致动端口连接至所述低压端口，并且所述第二致动端口连接至所述测量马达和连接至所述测量马达的所述工作端口。以此方式，可以基于两个压力信号打开阻塞装置。一个压力信号是低压端口处的压力，并且另一个压力基本上是转向马达的压力腔中的一个中的压力。两个压力信号足以可靠地操作过中心阀。
[0017]在该情况下，优选地，所述第一致动端口处的第一打开压力低于所述第二致动端口处的第二操作压力。已经相当低的第二压力足以打开过中心阀。该压力可以小于液压转向系统的正常操作压力，以使得在正常操作期间阻塞装置总是打开的。第一打开压力更高。通过第一打开压力打开过中心阀差不多是避免油箱管线和连接至油箱管线的部件产生过载的安全措施。
[0018]在优选实施例中，偏心单向阀位于所述过中心阀的阀元件中。这在过中心阀的阀元件被阻塞的情况下是附加安全措施。在该情况下，偏心单向阀允许液压流体在过高的压力下逃出。
【附图说明】
[0019]现在将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，其中:
[0020]图1示意性地示出液压转向系统，和
[0021]图2示意性地示出过中心阀。
【具体实施方式】
[0022]转向系统I包括转向装置2和转向马达3。
[0023]转向马达3为对称作用转向马达。在本实施例中，转向马达3成其中设置有活塞5的缸4的形式。活塞5将缸的内部分为第一压力腔6和第二压力腔7。活塞5设置有延伸通过第一压力腔6的第一活塞杆8和延伸穿过第二压力腔7的第二活塞杆9。活塞杆8、9具有相同的直径。因此，活塞5包括位于第一压力腔6中的第一压力区域10和位于第二压力腔7中的第二压力区域11，其中第一压力区域10和第二压力区域11具有相同的尺寸。
[0024]转向装置2包括具有高压端口P和低压端口 T的供给端口装置。如图所示，高压端口P连接至栗12，该栗12通过将由所述转向系统I操纵的车辆的马达(未示出)驱动。低压端口 T连接至油箱13。
[0025]转向装置2还包括具有第一工作端口L和第二工作端口 R的工作端口装置。第一工作端口 L连接至第一压力腔6，第二工作端口 R连接至第二压力腔7。
[0026]转向装置2包括控制阀14。控制阀14连接至方向盘15或任何其它转向构件。更精确地，控制阀14包括可旋转地设置在阀套17中的阀芯16。当方向盘15被驱动时，阀芯16相对于阀套17旋转以打开和关闭流体路径，该流体路径将在下文中说明。
[0027]转向装置2包括连接控制阀14与第一工作端口L的第一工作管线18和连接控制阀14和第二工作端口 R的第二工作管线19。
[0028]附图示出了控制阀14的中间位置或中间位置。在该中间位置中，控制阀14形成连接两个工作管线18、19的连接路径20。连接路径20通过第一节流装置21连接至高压端口 P并且通过第二节流装置22连接至低压端口T。在控制阀14的中间位置中，液压流体可以从栗12流至油箱13。然而，该流动由两个节流装置21、22限制。节流装置21、22形成分压器。当节流装置21、22具有相同的节流阻力时，连接路径20中的压力对应于高压端口 P和低压端口 T之间的压力差的一半。
[0029]在第一转向位置中，控制阀14连接高压端口P和第一工作管线18以及连接第二工作管线19和低压端口 T。
[0030]在第二转向位置中，控制阀14连接高压端口P和第二工作管线19以及连接第一工作管线18和低压端口 T。
[0031]转向装置2还包括位于第一工作管线18中的测量马达23。然而，该测量马达23也可以位于第二工作管线19中。
[0032]测量马达13由流过第一工作管线18的液压流体驱动。如图所示，测量马达通过示意性示出的连接部24被连接至阀套17。流过测量马达23的流体驱动测量马达23和阀套17，以使得阀套17跟随阀芯16的运动，从而使得在一定量的液压流体流过控制阀14之后控制阀14再次呈现中间位置。
[0033]因为测量马达23位于工作管线中的一个中，在本实施例中测量马达23位于第一工作管线18中，所以当改变转向方向时致动测量马达23时没有延时。
[0034]测量马达23通过两个单向阀25、26连接至油箱13，每一个单向阀25、26在朝所述测量马达23的方向上打开。这意味着例如当液压流体由于泄露等缺少时测量马达23可以沿每一个操作方向从油箱13中抽吸液压流体。
[0035]栗单向阀27位于栗12和高压端口P之间并且沿朝高压端口 P的方向打开。
[0036]端口单向阀28位于连接高压端口 P和低压端口 T的管线中，并且沿低压端口 T朝向高压端口 P的方向打开。
[0037]成过中心阀29形式的阻塞装置设置在连接低压端口T和油箱13的油箱管线30中。
[0038]过中心阀29包括第一致动端口 31和第二致动端口 32。第一致动端口 31连接至第一工作端口 L。第二致动端口 32连接至低压端口 T。弹簧33沿与两个致动端口 31、32处的压力的方向相反的方向作用。
[0039]过中心阀29包括阀元件34，偏心单向阀35设置在该阀元件34中。偏心单向阀35沿低压端口 T至油箱13的方向打开。
[0040]在正常操作期间，栗12在压力作用下将液压流体从油箱13供给至高压端口P。栗单向阀27通过该栗压力打开，并且端口单向阀28被关闭。转向方向由控制阀14的位置确定。[0041 ]在紧急转向模式中，栗12的压力过低。在该情况中，方向盘15沿其中高压端口P连接至测量马达23的方向转动。测量马达23在压力作用下将液体流体栗送进第一压力腔6中。由于过中心阀29通过弹簧33被关闭，所以从第二压力腔7溢出的液压流体可以在低压端口T处产生压力。在第一致动端口 31处没有足够的压力，并且在第二致动端口 32处没有足够的压力。在低压端口 T处的压力可以打开端口单向阀28。然而，当低压端口 T处的压力变得过高时，过中心阀29由于第二致动端口 32处的压力而被打开。
[0042]当在紧急转向模式中方向盘沿相反方向转动时，测量马达23将液压流体吸出第一压力腔6，以降低第一工作端口L处的压力并且降低过中心阀29的第一致动端口 31处的压力，从而通过弹簧33的动作关闭过中心阀29。
[0043]测量马达23加压的液压流体被引导至低压端口T并且产生打开端口单向阀28的压力，以使得加压液压流体可以到达第二工作端口 R并且可以被供给至第二压力腔7。
[0044]图2示意性地示出过中心阀29的多个功能元件。
[0045]过中心阀29包括连接至活塞36的阀元件34。阀元件34被第二致动端口32处的压力直接加载并且通过所述活塞36被第一致动端口 31处的压力间接加载。活塞36的有效压力面积是阀元件34的有效压力面积的例如5倍大。因此，第一致动端口 31处的小得多的压力就足以移动阀元件34并且打开过中心阀29。
[0046]偏心单向阀35包括被弹簧33(或根据需要的另一弹簧)加载的单向阀元件37。例如当过中心阀29的阀元件34被污垢或任何其它装置阻塞时，当第二致动端口 32处的压力产生的力超过弹簧33的力时单向阀元件37可以从阀元件34上抬离。
【主权项】
1.液压转向系统(I)，具有转向装置(2)和对称作用的转向马达(3)，所述转向装置(2)包括具有高压端口(P)和低压端口(T)的供给端口装置、具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置、控制阀(14)、两个工作管线(18、19)、和测量马达(23)，两个工作管线(18、19)中的每一个连接所述控制阀(14)与所述工作端口(L、R)中的一个，其特征在于，所述测量马达(23)设置在所述工作管线(18、19)中的一个中。2.根据权利要求1所述的液压转向系统，其特征在于，所述控制阀(14)包括中间位置，在所述中间位置中所述两个工作管线(18、19)被连接。3.根据权利要求2所述的液压转向系统，其特征在于，在所述中间位置中，所述高压端口(P)和所述低压端口(T)通过节流装置(21、22)彼此连接。4.根据权利要求3所述的液压转向系统，其特征在于，所述节流装置(21、22)包括位于所述两个工作管线(18、19)的连接部(20)和所述高压端口(P)之间的第一泄放孔(21)。5.根据权利要求4所述的液压转向系统，其特征在于，所述节流装置(21、22)包括位于所述两个工作端口(L、R)的所述连接部(20)和所述低压端口(P)之间的第二泄放孔(22)。6.根据权利要求1-5中任一项所述的液压转向系统，其特征在于，所述测量马达(23)包括两个测量马达端口，每一个测量马达端口都连接至所述工作管线(18)，并且每一个测量马达端口都经由沿朝向所述测量马达端口的方向打开的单向阀(25、26)连接至油箱(13)。7.根据权利要求6所述的液压转向系统，其特征在于，所述高压端口(P)和所述低压端口( T)通过从所述低压端口( T)向所述高压端口(P)打开的端口单向阀(28)连接，其中可释放的阻塞装置位于所述低压端口(T)和所述油箱(13)之间。8.根据权利要求6或7所述的液压转向系统，其特征在于，所述阻塞装置是过中心阀(29)的形式的。9.根据权利要求8所述的液压转向系统，其特征在于，所述过中心阀(29)包括第一致动端口(31)和第二致动端口(32)，所述第一致动端口连接至所述低压端口(T)，并且所述第二致动端口(32)连接至所述测量马达(23)和连接至所述测量马达(23)的所述工作端口(L)。10.根据权利要求9所述的液压转向系统，其特征在于，所述第一致动端口(31)处的第一打开压力低于所述第二致动端口(32)处的第二操作压力。11.根据权利要求8-10中任一项所述的液压转向系统，其特征在于，偏心单向阀(35)位于所述过中心阀(29)的阀元件(34)中。
【文档编号】B62D5/30GK106043420SQ201610209982
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月6日 公开号201610209982.4, CN 106043420 A, CN 106043420A, CN 201610209982, CN-A-106043420, CN106043420 A, CN106043420A, CN201610209982, CN201610209982.4
【发明人】瑟伦·利金伯格, 延斯·威斯特, 汤姆·鲁道夫, 保罗·埃内马克, 汤姆·蒂克森
【申请人】丹佛斯动力系统有限公司