CN101289097A - 助力与减振功能合一的液压动力转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种助力和减振功能合一的液压动力转向装置，包括控制器，转向传动机构，转向操纵机构和动力转向机构，动力转向机构包括动力缸，活塞，齿条轴，盖板轴，电机；活塞左右两侧面上分别设有一个单向阀，两个单向阀安装方向相反，且活塞设置在齿条轴上，位于动力缸内；活塞一侧的齿条轴外部套有空心的盖板轴，盖板轴在齿条轴上可作轴向移动，盖板轴上装设有盖板；电机与盖板轴之间设有传动机构。本发明具有结构简单，同时具有助力和减振功能的优点。

Description

助力与减振功能合一的液压动力转向装置

技术领域

本发明属于汽车转向系统领域，具体涉及一种用于车辆的液压动力转向装置。

背景技术

典型的车辆用液压动力转向系统由转向操纵机构、液压动力转向机构和转向传动机构三部分构成。转向操纵机构由转向盘及转向轴等组成。转向传动机构由摇臂和横、直拉杆及球接头等一系列杆件组成。液压动力转向机构由油罐、液压泵、分配阀、动力缸、转向器和用于连接油罐与液压泵、液压泵与分配阀、分配阀与动力缸以及动力缸与油罐之间的管路等组成。其中动力缸的主要功能是助力。其结构是由动力缸壳体、活塞和活塞杆等组成。

汽车在不平路面上行驶时，难免转向轮与路面上的不平物体发生碰撞，使转向轮绕主销振动，并带动动力缸中的活塞振动。振动最终经过转向系统能传递到转向盘。这不仅影响安全驾驶和驾驶员的人身安全，还破坏了汽车的操纵稳定性和安全性。虽然振动也能使分配阀在反向接通时产生阻尼，但所产生的阻尼并不大，不能满足使用要求，所以常行驶在坏路面或对操纵稳定性要求高的汽车，其转向系统安置有转向减振器。转向减振器的主要功能是衰减来自转向轮的振动。其结构也是由类似的缸体、活塞和活塞杆等组成，但在活塞上做有能生成阻尼作用的孔，孔内装有具备开启或关闭功能的两个相互安装方向相反的单向阀。

如上所述传统的转向系统设计安装了两个基本相似的结构，为的是完成助力和减振两项功能，这使转向系统占用了过多的汽车前部本已十分紧张的空间，这不仅导致转向减振器在汽车上布置和安装困难，同时结构也不紧凑。除此之外设置了转向减振器，还影响了转向传动机构各部件的运动协调性。转向减振器的缸体一般用薄壁钢管制造，当它置放在汽车下方时，一旦受到强度稍大些的磕碰容易损坏。

发明内容

针对上述背景技术所描述的问题，本发明提供了一种既具有减振功能又具有助力功能的液压动力转向装置。

本发明采用的技术方案如下：一种助力和减振功能合一的液压动力转向装置，包括控制器，转向传动机构，转向操纵机构和动力转向机构，动力转向机构包括动力缸，活塞，齿条轴，盖板轴，电机；活塞左右两侧面上分别设有一个单向阀，两个单向阀安装方向相反，且活塞设置在齿条轴上，位于动力缸内；活塞一侧的齿条轴外部套有空心的盖板轴，盖板轴在齿条轴上可作轴向移动，盖板轴上装设有盖板；电机与盖板轴之间设有传动机构。

本发明的助力和减振功能合一的液压动力转向装置的电机与盖板轴之间的传动机构包括安装在电机芯部的环套和钢球；环套上设有内滚道，盖板轴上设有螺旋滚道，钢球安置在内滚道与螺旋滚道所形成的管状空间内。

本发明的助力和减振功能合一的液压动力转向装置的转向传动机构上设置有用来采集转向轮机械振动信号的传感器，转向操纵机构上设置有用来采集转向盘转动信号的传感器，上述两个传感器与控制器相连。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明在保证助力与减振功能不变的情况下，简化了原有的重复结构。

(2)安装使用本发明动力缸，能使转向系统的减振效果获得明显改善，提高汽车的操纵稳定性和行驶安全性。

(3)本发明同时具有助力与减振功能，同时可根据工作需要实现功能之间的自动切换，具有功能可控性。

附图说明：

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明中的动力缸在助力工作状态时的结构示意图。

图3为本发明中的动力缸在减振工作状态时的结构示意图。

图4为本发明中的动力缸在助力工作状态时盖板与活塞孔之间的位置关系示意图。

具体实施例：

如图所示，本发明一种助力与减振功能合一的液压动力转向装置，包括控制器3，转向传动机构11，转向操纵机构7和动力转向机构，动力转向机构包括动力缸4，活塞15，齿条轴17，盖板轴12，电机2，转向器8，油罐9，液压泵10，分配阀5：活塞15设置在齿条轴17上，且位于动力缸4内；活塞15上做有两个对称布置的通孔19，通孔19内设有单向阀。单向阀16-1设在活塞15右侧面上，单向阀16-2设在活塞15的左侧面上，且单向阀16-1和单向阀16-2的安装方向相反，以保证在一只阀打开时另一只阀处于关闭状态。位于活塞15左侧的齿条轴17部分的外围，套设有空心的盖板轴12，盖板轴12在齿条轴17上可作轴向移动。盖板轴12一端设有与盖板轴12成一体结构的盖板14。电机2芯部设有环套，环套上设有内滚道，盖板轴12上设有螺旋滚道，钢球18设置在内滚道与螺旋滚道所形成的管状空间内，实现三者的互相连接。

车轮内侧的转向传动机构11上设置传感器1，用来将采集到的转向轮机械振动信号转变为电信号，并输往控制器3。转向操纵机构7的转向盘下方的转向轴上设置有传感器2，用来将采集到的转向盘转动信号转变为电信号输往控制器3。

本发明的工作过程如下：

动力缸处于减振状态时的工作过程：在转向轮产生振动的时候，传感器1将采集到的此信号输往图1中的控制器3。经过控制器3进行逻辑分析与运算后，控制器向电机2发出工作指令，于是电机2转动，并带动图3上的盖板轴12和与其固定连接的盖板14一起移动。因盖板轴12与电机2之间是经钢球18和螺旋滚道连接，所以盖板轴要向图3的左侧作轴向移动，使活塞上的两个单向阀16露出，同时盖板离开活塞，直至到不能影响活塞振动时所需要的空间位置为止。其间所消耗的能量耒自于蓄电池。之后动力缸进入减振工作状态。在振动期间动力缸左右两腔中的液体，将不断地变换着通过活塞15上的两个孔和单向阀，所产生的阻尼使转向轮的振动迅速衰减下来。在振动期间受活塞15往复移动的影响，左右两腔体积要不断变化。体积减少的一腔要排出一部分油液，如图3所示当振动使活塞15向左移动时，左腔体积要减少，被排挤的液体一方面经活塞15上的孔流入右腔，也有一部分经动力缸壳体左边的管道流向分配阀最终回流到油罐。而体积增大的一腔要补充一部分油液，这些油液有来自经活塞15上的孔流进右腔的也有经动力缸壳体右边的管道流入的。

振动完结，图1中的传感器1采集不到振动信号，于是控制器再次发出指令使电机2反向运动到盖住并关闭活塞15上的孔为止，即恢复到准备助力或再次执行减振的工作状态。

动力缸处于助力时的工作过程：在驾驶员转动转向盘的同时，传感器2将采集到的此信号输往控制器3，若此刻盖板14与活塞15之间存在间隙，控制器将向电机2发出工作指令：使电机转动并通过盖板轴12和盖板14的移动消除活塞15与盖板14之间的间隙，盖住并关闭活塞上的孔19。至此多功能动力缸完成了助力前的准备工作，即盖板与活塞已形成状如一个普通活塞的整体，所以此刻的多功能动力缸与动力转向系统已经进入的工作状态与普通典型的动力缸和动力转向系统没有区别。

如附图2右侧油腔实线箭头所示：当多功能动力缸右腔的进油增多压力增加的时候，位于图2活塞15下方的阀将因盖板14的遮挡不能开启，而位于活塞15上方的阀会因油压对阀顶部施压而关闭，所以左右两腔相互隔绝，不会影响助力工作正常进行。

如附图2虚线箭头所示：当多功能动力缸左侧的油腔进油增多压力增加的时候，位于活塞15下方的阀将因油压对盖板14施压同时又被盖板14遮挡而不能开启。而位于活塞15上方的阀，也因盖板14遮挡住阀孔，阀孔不会受到油压作用，所以也不会打开，因此左右两腔相互隔绝，不会影响助力工作的进行。

如图2所示：当动力缸右腔压力增加时，右腔内的油液推压活塞15及与之紧靠在一起的盖板14向左移动，此刻作用在活塞上的推力传递到齿条轴17，再经过转向传动机构去克服产生在转向轮与地面之间的阻力，完成助力功能。反之当动力缸左腔压力增加时，完成助力功能的工作原理与上述完全相同。

Claims (3)

1、一种助力和减振功能合一的液压动力转向装置，包括控制器，转向传动机构，转向操纵机构和动力转向机构，其特征在于：动力转向机构包括动力缸，活塞，齿条轴，盖板轴，电机；活塞左右两侧面上分别设有一个单向阀，两个单向阀安装方向相反，且活塞设置在齿条轴上，位于动力缸内；活塞一侧的齿条轴外部套有空心的盖板轴，盖板轴在齿条轴上可作轴向移动，盖板轴上装设有盖板；电机与盖板轴之间设有传动机构。

2、如权利要求1所述的助力和减振功能合一的液压动力转向装置，其特征在于：电机与盖板轴之间的传动机构包括安装在电机芯部的环套和钢球；环套上设有内滚道，盖板轴上设有螺旋滚道，钢球安置在内滚道与螺旋滚道所形成的管状空间内。

3、如权利要求1或2所述的助力和减振功能合一的液压动力转向装置，其特征在于：转向传动机构上设置有用来采集转向轮机械振动信号的传感器，转向操纵机构上设置有用来采集转向盘转动信号的传感器，上述两个传感器与控制器相连。

Images