专利名称：开心流量放大全液压转向器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于车辆液压动力转向系统的液压元件。
现有开心全液压转向器由控制转阀和摆线计量装置等部分组成。为了满足定量油泵供油的大排量液压转向系统的要求，现有两种方案一种是保持控制转阀部份基本不变，通过增加摆线计量装置长度的办法获得大的转向排量；另一种办法是重新设计控制转阀和摆线计量装置，增加元件各部分结构尺寸，从而获得大的转向排量。前者体积小，便于安装，但压力损失大；后者压力损失小，但体积大，安装不方便。
本实用新型的目的是设计一种即保留现有开心全液压转向器的基本结构模式，又具有流量放大能力和应急转向能力的小体积、大排量的开心全液压转向器。该转向器将控制油路与放大油路集于一体，即能满足大、中型车辆提出的大排量、高效率要求，又能做到元件体积小、结构简单和工作可靠。
转向原理和本实用新型的内容现有开心全液压转向器由控制转阀和摆线计量装置等组成。控制转阀的阀芯和阀套上开有各种槽和孔，它们之间形成了各种变节流口。阀芯与方向盘连接，阀套通过联轴节与摆线计量装置的转子连接。方向盘静止时，由定量油泵提供的全部油液，通过阀芯、阀套之间的中位回油变节流口返回油箱。转动方向盘时，阀芯相对阀套偏转，关小中位回油变节流口，打开转向变节流口，使压力油通过摆线计量装置进入转向油缸，被油液推动的转子，带动阀套沿阀芯转动方向运动，力图开大中位回油变节流口，关小转向变节流口，使供给转向油缸的油液体积与方向盘转角成正比。
本实用新型在控制转阀上增设了流量放大油路，该油路的上游与本液压元件的进油口连接，下游与进油缸变节流口的上游连接。在放大油路中设置了一个弹簧预压缩的单向阀和一组补偿变节流口。该放大油路与串联了摆线计量装置、转向变节流口的控制油路并联，供给转向油缸的流量等于通过控制油路和通过放大油路流量的总和。弹簧预压缩的单向阀有三个作用其一是，只有当流过控制油路的流量达到一定值，在控制油路上产生足够大的压降时，该压降作用于与其并联的放大油路，打开弹簧预压缩的单向阀，开始流量放大。通过改变弹簧预压缩力以及单向阀座孔径等结构参数，可以改变该元件的转速流量特性。其二是，当转向油缸达到行程终点，转向系统安全阀开启，油源停止向转向器供油，而驾驶员继续转动方向盘时，该单向阀可阻止油液倒流，使转动阀芯所需的力矩增加，驾驶员手感加重，即产生所谓终点感。其三是，当油源发生故障停止向转向器供油时，可利用人力转动方向盘，驱动摆线计量装置(已变为油泵工况)，排出压力油，供给转向油缸，该单向阀阻止油液通过放大油路倒流到摆线计量装置的进油侧，以便建立起转向油压。转向油缸的回油经补油单向阀回到进油口，防止油路吸空，实现应急转向。此时元件无流量放大作用，其排量等于计量装置的排量，因此依靠人力能够转得动方向盘。
开心全液压转向器的中位回油变节流口的开度随着方向盘的转速，供油量和负载压力变化，当方向盘转速恒定时，若供油流量或负载压力变化，会引起阀芯相对阀套的转角变化。此外，由于在控制油路中与中位回油变节流口的同步变化的转向变节流口上的压降影响了放大油路的流量，因此输入流量和负载压力的变化将影响放大流量。串联在放大油路中的补偿变节流口的开度也与中位回油变节流口开度的同步变化。当由于输入流量和负载压力变化引起阀芯阀套之间的转角变化时，串联在控制油路中的转向变节流口使控制油路上的压降增加(或减小)，从而使放大流量增加(或减少)时，串联在放大油路中的补偿变节流口会使放大流量减小(或增加)，最终使放大流量基本上不受输入流量和负载压力变化的影响。
与现有开心全液压转向器比较，本实用新型增加了流量放大功能和应急转向能力，在相同体积和压力损失的条件下排量可增加数倍。与现有其它类型的全液压转向器和流量放大器比较，本实用新型的零件数目最少，结构最简单，体积最小，构成的液压转向系统中元件最少，工作最可靠。总之，本实用新型具有结构简单、功率密度大、效率高和工作可靠等优点。
图1是本实用新型的液压原理图。
图2是本实用新型装配图的主视图。
图3是本实用新型装配图的俯视图。
图4是本实用新型摆线计量装置2的剖视图。
图5是本实用新型的单向阀3和单向阀4。
图6是本实用新型的阀芯6。
图7是本实用新型的阀套7。
图8是阀芯与阀套配合表面的平面展开图。
图9是本实用新型单向油流图。
本实用新型的实施(参见
图1～图9)本液压元件由控制转阀1、摆线计量装置2、补油阀3、弹簧预压缩单向阀4等组成。阀体8对元件以外有4个油口，“P”油口与油源中单稳分流阀的“CF”油口连接。油源通常由滤油器W1、定量油泵W2、安全阀W3和单稳分流阀W4组成，单稳分流阀的“EF”油口接工作油路的方向控制阀W5。当油源中不装单稳分流阀W4时，本液压元件的“P”油口直接与油泵出口连接。本液压元件的“T”油口接油箱W0，“L”油口和“R”油口分别与转向油缸W6的左、右腔连接。
阀体8的内孔开有五条环槽，槽9通“T”油口，槽10通“L”油口，槽11通“R”油口，槽12通单向阀4的下游，槽13通控制油路上游。阀体8上的七个孔14通摆线计量装置2的转子15和定子16之间形成的七个容腔。七孔14与阀套7外圆上的孔组17之间形成节流口C3和C4。阀芯6上开有三组油槽，19、20、21每组油槽由六根纵向分布的油槽组成；开有两条环槽22、23；三排孔组24、25、26与阀芯内腔相通。位于槽组21内的孔组27分四排分布，每排6孔，它们也与阀芯内腔相通。阀套7上的孔组均为通孔。中位时，阀芯6上的孔组24、25与阀套7上的孔组27、28相对；孔18与环槽23相通，孔组17的孔位于槽组19、20之间，处于被封闭状态；孔组29的孔位于槽组20两侧，处于被封闭状态；孔组30和31的孔位于槽组20与21之间，处于被封闭状态；孔组32与阀体8的环槽9相对，孔组31与环槽10相对，孔组30与环槽11相对，孔组29与环槽12相对，孔组18、27、28与环槽13相对。孔组18为定节流口C1，孔组27、28与孔组24、25之间形成中位回油变节流口C0，孔组17与槽组19、20之间形成转向变节流口C2、C5，孔组29与槽组20之间形成补偿变节流口C8，孔组30、31与槽组20、21之间形成进油缸变节流口C6和出油缸变节流口C7。单向阀3位于进油口“P”和回油口“T”之间，只允许油液从“T”流向“P”；单向阀4的非弹簧侧与“P”油口相通，弹簧侧与环槽12相通，油液可从“P”流向环槽12，反向截止。
各工况下油流路线如下中位时，变节流口C0全开，变节流口C2、C5、C6、C7、C8关闭。油流始于“P”油口，经阀体8上的环槽13、阀套7上的孔组27、28，阀芯6上的孔组24、25流入阀芯6的内腔，再经孔组26、孔组32流入阀体8的环槽9，最终流至“T”油口。转向时，方向盘W7带动阀芯6转动，最初阀套7尚未转动，因此阀芯与阀套之间产生相对角位移，变节流口C0关小，变节流口C2、C5、C6、C7、C8均开大。油流从“P”油口开始，分成两路，一路经环槽13、孔组18、环槽23、槽组19、孔组17的一部分孔，孔组14的一部分孔，进入摆线计量装置的进油腔，再从摆线计量装置的出油腔，经孔组14的另一部分孔，孔组17的另一部分孔进入槽组20成为控制油流；另一路油液经单向阀4进入环槽12、孔组29进入槽组20成为放大油流，与前路油汇合成为总油流。阀芯6上的环槽22沟通槽组20，均衡各槽间的压力，再经孔组30(或31)进入环槽11(或10)经“R”油口(或“L”油口)进入转向油缸W6的一侧油腔，油缸W6另一腔排出的油液经“L”油口(或“R”油口)进入环槽10(或11)，经孔组31(或30)进入槽组21，一部分油液经孔组27、阀芯6的内腔、孔组26至孔组32；另一部分油液经槽组21至孔组32，尔后再经环槽9流至“T”油口。被推动的转子15，借助于联轴节33、拨销34带动阀套7，与阀芯6同向转动，产生关闭上述变节流口的趋势，使变节流口保持一定开度。方向盘停止转动后，弹簧片5使阀芯6和阀套7严格对中。
流经控制油路中节流口C1、C2、C3、C4、C5的流量恰等于计量装置的排量与方向盘转速的乘积。在C1、C2、C3、C4、C5上的压降以及推动计量装置转子产生的压降之和作用于放大油路，产生放大流量。弹簧预压缩的单向阀4阻止了放大流量产生。只有控制油路上的压降达到一定数值时，即当方向盘达到一定转速后，单向阀4才打开，本实用新型才具有流量放大能力，其目的是防止负载压力突变时引起放大流量突变，使车辆抖动。通过改变弹簧参数，单向阀阀座孔径，单向阀阀芯形状以及孔组18的孔径等结构参数，可以获得不同的转速——流量特性，使其满足不同用户的要求。单向阀4可以是球阀、锥阀、平板阀、滑阀。若方向盘转速不变，当负载压力或输入流量变化时，阀芯6相对阀套7的角位移发生变化。例如，负载压力增加时，角位移增加，变节口C0开度减小，转向节流口C2，C5的开度增加，因此控制油路的压降会减小，从而引起放大流量减少，与此同时，C8的开度增加，C8开度增加后会引起放大油路流量增加，其作用与C2、C5的作用相反。正确设计C2、C5和C8可以大大减小负载压力及输入流量变化对输出流量的影响。
油泵停止供油时，计量装置2转变为油泵工况，驾驶员转动方向盘，驱动计量装置2，排出压力油经C4、C5、C6供给转向油缸W6，单向阀4可阻止油液通过放大油路返回计量装置2的吸油侧，只有这样，系统压力才能建立起来。油缸W6排出的油液经C7、单向阀3、节流口C1、C2、C3流到计量装置2的进油侧，防止油路吸空。
当油缸达到行程终点，驾驶员继续转动方向盘时，安全阀W3开启，油泵不向转向器供油，计量装置2排出压力油，由于单向阀4阻止了油液经放大油路流回计量装置2的吸油侧，使计量装置2的排油侧建立起压力，这时驾驶员转动方向盘所需转向力矩增加，产生所谓终点感。
权利要求1.用于车辆动力转向的开心流量放大全液压转向器，该转向器由控制转阀1和摆线计量装置2等组成，并设有进油口P、回油口T、转向油口L和R等，在阀体8的内孔侧开有环槽13，该环槽与进油口P相通，阀套7上开有孔组18、27、28，阀芯6上开有纵向槽组20、环槽22、23和孔组24、25，其特征在于阀体8的内孔侧开有环槽12，阀套7上开有孔组29，阀体8内装有单向阀4。
2.根据本权利要求1所述的转向器，其特征是单向阀4的弹簧腔一侧与环槽12相通，非弹簧腔一侧与进油口P相通，单向阀可以是球阀、锥阀、平板阀和滑阀等形式，单向阀阀芯被弹簧预压在阀座上。
3.根据权利要求1、2所述的转向器，其特征是阀套7上孔组18、27、28的孔与阀体1的环槽13相通，阀芯6上孔组24、25的孔对准阀套7孔组27、28的孔，阀芯6的环槽23与阀套7孔组18的孔相通。
4.根据权利要求1、2、3所述的转向器，其特征是阀套孔组29的孔偏离阀芯6上槽组20的纵向槽，仅当孔组24、25的孔偏离孔组27、28的孔时，孔组29的孔才与槽组20的纵向槽相通。
专利摘要本实用新型是一种用于车辆动力转向的开心流量放大全液压转向器。该转向器保留了传统开心全液压转向器的基本结构模式，在其控制转阀的计量油路上并联了一条放大油路，在放大油路中设置了一个弹簧预压缩的单向阀和一组压力补偿变节流口。该转向器具有流量放大功能和应急转向功能，其特性符合驾驶员的操纵习惯，具有结构简单，功率密度大，压力损失小和工作可靠等优点。
文档编号B62D5/06GK2237584SQ9521354
公开日1996年10月16日 申请日期1995年6月22日 优先权日1995年6月22日
发明者黄振德 申请人:中国农业机械化科学研究院