CN104494692A - 一种电动旁通阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动旁通阀装置，包括第一阀体、第二阀体、转轴和步进电机，第一阀体上开有两个油道孔，第二阀体与第一阀体之间放置控油圆盘，控油圆盘上开有两个逗号状油孔。步进电机根据控制信号，通过转轴带动控油圆盘转动，改变两个逗号状油孔与第一阀体的两个油道孔之间的阀口重合面积，从而改变旁通油路油液流量，使得车辆在不同车速工况下转向时，动力转向器按需输出不同的转向助力。本装置可实现动力转向装置助力大小随速调节，能输出不同的助力特性曲线，增强了高速行驶时驾驶员的手感，且结构简单，成本较低，易于控制，提高了车辆行驶时的操纵稳定性和安全性。

Description

一种电动旁通阀装置

技术领域

本发明属于汽车配件领域，尤其是一种电动旁通阀装置。

背景技术

随着科技的进步和汽车工业不断的发展，人们对车辆性能的要求越来越高的同时，对车辆行驶时的操纵性和安全性也提出了更高的要求。现阶段中重型车辆广泛使用的是传统的液压助力转向器，虽然在低速时能够提供良好的助力，转向较为轻便，但随着车速的提高，液压助力转向器所提供的助力也在不断增加，当车速很高时，助力很大，此时驾驶员失去了良好的路感，产生了“发飘”问题，降低了高速行驶的安全性。

传统液压助力转向系统的助力特性是固定的，无法有效解决转向“轻”与“灵”的矛盾，因此技术人员也提出了一些旁通泄压装置来控制进入转向器的油液流量，以满足汽车低速时转向轻便性和高速时具有良好的路感。例如中国专利ZL00210849.6，名称为“汽车动力转向器双特新转阀”，该专利通过在原有普通转阀结构的基础上进行适当改进，结构上采用在高低速阀口间设旁通孔，由电磁阀控制旁通回路，低速时关闭电磁阀以满足轻便要求，高速时打开电磁阀旁通进入转阀的油量，减少助力，满足高速时具有良好的手感。但该方案由于采用单个电磁阀，输出助力特性曲线单一，不能适应转向助力多级变化的要求。其电磁阀只有开关两种状态，在高低速切换电磁阀开关状态时的过度过程会产生液压振动、噪音等问题。中国专利201110367078.3，名称为“一种双电磁阀装置”，提出了利用双电磁阀装置中的两个电磁阀开启和关闭状态进行组合控制，实现旁通油路的流量调节，但该方案只能实现四种不同的旁通流量模式，输出四条助力特性曲线，不能对旁通油量进行连续调节，变化实现助力效果的随速变化。中国专利200820227155.9中采用了电磁比例阀来调节旁通支路的开度大小，从而控制液压油的流量，但这种方案对电磁比例阀本身的精度要求较高，对控制器的要求也较为苛刻。在实际使用中，该专利中采用针阀型电磁比例阀来控制流量，而针阀在实际使用中通常不能承受高压而出现开启不稳定的现象，故存在缺点较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现动力转向装置助力大小随速连续调节，增强车辆中高速行驶时驾驶员的手感的旁通阀装置，同时该装置还满足结构简单、易于加工装配、性能稳定、成本较低等条件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电动旁通阀装置，包括第一阀体、第二阀体、转轴和步进电机，所述转轴和步进电机的输出端连接，所述第二阀体、第一阀体依次装在转轴上，所述第一阀体与转轴之间设置轴承；第一阀体与第二阀体之间设置有能够随所述转轴一同转动的控油圆盘，所述控油圆盘与第二阀体之间设有推力轴承和弹簧；所述第一阀体上开有以所述转轴的轴心呈中心对称、形状相同且一端开口的第一油道孔、第二油道孔，第一油道孔、第二油道孔的开口位于第一阀体与所述第二阀体接触的一面上，第一油道孔、第二油道孔的底端分别与第一垂直油道、第二垂直油道连通，所述第一垂直油道、第二垂直油道垂直于第一油道孔、第二油道孔、且分别与动力转向器转阀的进油油路、回油油路相连通；所述控油圆盘上开有以所述转轴中心对称且形状相同的第一逗号状油孔和第二逗号状油孔，所述第一逗号状油孔、所述第二逗号状油孔的大端的圆心与第一油道孔、第二油道孔的圆心位于同一圆上。

进一步地，所述第二阀体两端均通过螺栓分别与所述第一阀体和所述步进电机连接。

进一步地，所述控油圆盘与转轴通过平键连接，所述转轴与步进电机输出端通过平键相连接。

进一步地，所述控油圆盘上所述第一逗号状油孔和所述第二逗号状油孔的内外两侧分别开有第一环槽和第二环槽，所述第一环槽和所述第二环槽中都安装密封圈。

进一步地，所述第二阀体与所述第一阀体之间设有密封圈。

进一步地，所述第二阀体与转轴之间安装一个转轴油封。

进一步地，所述第二阀体与第一阀体接触的一端依次开有不同直径、同轴的大孔腔和小孔腔，所述控油圆盘位于大孔腔内，所述小孔腔内设有弹簧导向座，所述弹簧位于弹簧导向座内。

本发明的有益效果为：本装置通过步进电机带动转轴，进一步带动控油圆盘转动，改变控油圆盘上的第一逗号状油孔、第二逗号状油孔与第一阀体上的第一油道孔、第二油道孔之间的重合面积，改变旁通油路油液流量，实现动力转向装置助力大小随速调节；能输出不同的助力特性曲线，增强高速行驶时驾驶员的手感，有效解决车辆高速行驶时发飘问题，提高了车辆行驶时的操纵稳定性和安全性。在车速较低时，第一阀体上油道孔与控油圆盘上所开逗号状油孔的阀口重合面积比较小，导致旁通油路油液流量比较少，此时可以提供较大助力，转向轻便；随着车速的提高，第一阀体上油道孔与控油圆盘上所开逗号状油孔的重合面积增大，旁通油路油液流量逐渐增多，提供助力也随之减少，驾驶员能获得较好的手感。此外本发明还具有结构简单，合理紧凑，易于加工，装配方便等特点。

本发明还能通过改变控油圆盘上逗号状油孔的大小，与不同型号的动力转向器相匹配，输出与该类型转向器相匹配的助力特性曲线，通用性较强。

附图说明

图1是本发明的电动旁通阀一实施例的剖视图。

图2是图1的B-B向剖视图。

图3是所述第一阀体的剖视图。

图4是所述第一阀体的A-A向剖视图。

图5是所述第二阀体剖视图。

图6是所述弹簧导向座左视图。

图7是本发明的电动旁通阀转盘左视图，且图示重合度较小。

图8是本发明的电动旁通阀转盘左视图，且图示重合度为中等。

图9是本发明的电动旁通阀转盘左视图，且图示重合度最大。

图中：

1-第一阀体，2-第二阀体，3-控油圆盘，4-转轴，5-步进电机，6-油封，7-弹簧导向座，8-弹簧，9-推力轴承，10-轴承，A1-第一垂直油道，A2-第二垂直油道，B1-第一油道孔，B2-第二油道孔，C1-第一逗号状油孔，C2-第二逗号状油孔，2a-大孔腔，2b-小孔腔，3a-第一环槽，3b-第二环槽。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1、2所示，本发明所述的电动旁通阀装置，包括第一阀体1，第二阀体2，转轴4和步进电机5；所述转轴4和步进电机5的输出端连接，所述第二阀体2、第一阀体1依次装在转轴4上，所述第一阀体1与转轴4之间设置轴承10。所述第二阀体2两端均通过螺栓分别与所述第一阀体1和所述步进电机5连接。所述第二阀体2与所述第一阀体1相接触的端面上开有一个环槽放置密封圈，防止油液渗漏。

如图1、图3、图4所示，所述第一阀体1上开有以所述转轴4的轴心呈中心对称、形状相同且一端开口的第一油道孔B1、第二油道孔B2。第一油道孔B1、第二油道孔B2)的开口位于第一阀体1与所述第二阀体2接触的一面上，第一油道孔B1、第二油道孔B2的底端分别与第一垂直油道A1、第二垂直油道A2连通。所述第一垂直油道A1、第二垂直油道A2垂直于第一油道孔B1、第二油道孔B2、且分别与动力转向器转阀的进油油路、回油油路相连通。

如图1、图2、图5所示，所述第二阀体2与第一阀体1接触的一端依次开有不同直径、同轴的大孔腔2a和小孔腔2b。所述大孔腔2a内装有控油圆盘3，所述控油圆盘3与转轴4通过平键连接，使控油圆盘3能够随所述转轴4一同转动。所述小孔腔2b内设有弹簧导向座7，所述弹簧导向座7如图6所示，所述弹簧导向座7的通孔内放置于弹簧8。所述控油圆盘3与弹簧8之间设有推力轴承9，所述弹簧8呈压缩状态通过所述推力轴承9将所述控油圆盘3紧压在所述第一阀体1的端面上。所述弹簧导向座7右侧，所述第二阀体2与转轴4之间安装一个转轴油封6。

如图8所示，所述控油圆盘3上开有以所述转轴4中心对称且形状相同的第一逗号状油孔C1和第二逗号状油孔C2，所述第一逗号状油孔C1、所述第二逗号状油孔C2的大端的圆心与第一油道孔B1、第二油道孔B2的圆心位于同一圆上。当所述控油圆盘3随转轴4转动时，第一逗号状油孔C1、所述第二逗号状油孔C2的大端的圆心与第一油道孔B1、第二油道孔B2的重叠面积发生变化，从而控制油量的大小。在第一阀体1和控油圆盘3完成装配后，需使得油液旁通量最大时，逗号状油孔大端的圆孔与第一阀体1上相配合的油道孔圆心完全重合；旁通油液经进油油道，依次通过所述第一油道孔B1、所述第一逗号状油孔C1进入大孔腔2a的空腔，然后再依次经所述第二逗号状油孔C2、所述第二油道孔B2进入回油油道；步进电机5根据控制信号，通过转轴4带动控油圆盘3转动，连续渐变地改变控油圆盘3上的两个油孔第一逗号状油孔C1、第二逗号状油孔C2与第一阀体1上的两个油孔第一油道孔B1、第二油道孔B2之间的阀口重合面积，从而改变旁通油路油液流量。

所述第一逗号状油孔C1和所述第二逗号状油孔C2的内外两侧分别开有第一环槽3a和第二环槽3b，所述第一环槽3a和所述第二环槽3b中都安装密封圈，既能够防止流经阀口时的油液的渗漏，又能够润滑控油圆盘3与第一阀体1间的结合面，延长零件寿命，提高稳定性。

下面以汽车行驶各工况为例，进一步说明电动旁通阀的工作工程及各部分的关系：

车辆运行过程中，转向油泵输出压力油一路进入转向控制阀，一路作为旁通油液经第一垂直油道A1进入第一油道孔B1后，通过第一逗号状油孔C1进入大孔腔2a的空腔，然后依次经第二逗号状油孔C2、第二油道孔B2、第二垂直油道A2，进入回油油道流回油罐。

车辆原地或低速运行时，车速传感器将信号送入控制器，控制器给步进电机5发出相应的信号，步进电机5接收信号后通过转轴4带动控油圆盘3转动，因车速较低，方向盘所需助力较大，所以控油圆盘3转动的角度为零或较小，此时控油圆盘3上的第一逗号状油孔C1、第二逗号状油孔C2与第一阀体1上的第一油道孔B1、第二油道孔B2之间的重合面积较小，如图7所示，此时进入旁通油路的流量少，动力转向器提供较大助力，车辆操纵手感轻便。

随着车速的提高，步进电机5通过转轴4带动控油圆盘3转过的角度逐渐增大，由于采用的面积渐变的逗号状油孔，控油圆盘3上的第一逗号状油孔C1、第二逗号状油孔C2与第一阀体1上的第一油道孔B1、第二油道孔B2之间的重合面积也随之逐渐增大，直至重合面积达到最大，如图8，9所示，进入旁通油路中的油量流量也逐渐增多，动力转向器提供助力随之减少，车辆操纵手感沉稳，驾驶员路感良好，有效解决高速时方向盘发飘问题，提高了行驶安全性。由于阀口的重合面积是连续渐变的，从而实现了旁通油路油液流量的连续调节，使得车辆在不同车速下能获得连续变化的转向助力，且能实现低速助力较大，转向轻便，高速助力小，路感明显。

此外，在高速急转向工况下，控制器能根据车速信号与转向角速度的信号及时迅速地关闭阀口，步进电机响应迅速，实现紧急工况下的安全避险。

本发明提供的一种电动旁通阀装置，还可以作为其它需要改变油路流量的执行装置用。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动旁通阀装置，包括第一阀体(1)、第二阀体(2)、转轴(4)和步进电机(5)，其特征在于：所述转轴(4)和步进电机(5)的输出端连接，所述第二阀体(2)、第一阀体(1)依次装在转轴(4)上，所述第一阀体(1)与转轴(4)之间设置轴承(10)；第一阀体(1)与第二阀体(2)之间设置有能够随所述转轴(4)一同转动的控油圆盘(3)，所述控油圆盘(3)与第二阀体(2)之间设有推力轴承(9)和弹簧(8)；所述第一阀体(1)上开有以所述转轴(4)的轴心呈中心对称、形状相同且一端开口的第一油道孔(B1)、第二油道孔(B2)，第一油道孔(B1)、第二油道孔(B2)的开口位于第一阀体(1)与所述第二阀体(2)接触的一面上，第一油道孔(B1)、第二油道孔(B2)的底端分别与第一垂直油道(A1)、第二垂直油道(A2)连通，所述第一垂直油道(A1)、第二垂直油道(A2)垂直于第一油道孔(B1)、第二油道孔(B2)、且分别与动力转向器转阀的进油油路、回油油路相连通；所述控油圆盘(3)上开有以所述转轴(4)中心对称且形状相同的第一逗号状油孔(C1)和第二逗号状油孔(C2)，所述第一逗号状油孔(C1)、所述第二逗号状油孔(C2)的大端的圆心与第一油道孔(B1)、第二油道孔(B2)的圆心位于同一圆上。

2.根据权利要求1所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述第二阀体(2)两端均通过螺栓分别与所述第一阀体(1)和所述步进电机(5)连接。

3.根据权利要求1或2所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述控油圆盘(3)与转轴(4)通过平键连接，所述转轴(4)与步进电机(5)输出端通过平键相连接。

4.根据权利要求3所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述控油圆盘(3)上所述第一逗号状油孔(C1)和所述第二逗号状油孔(C2)的内外两侧分别开有第一环槽(3a)和第二环槽(3b)，所述第一环槽(3a)和所述第二环槽(3b)中都安装密封圈。

5.根据权利要求4所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述第二阀体(2)与所述第一阀体(1)之间设有密封圈。

6.根据权利要求5所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述第二阀体(2)与转轴(4)之间安装一个转轴油封(6)。

7.根据权利要求5所述的电动旁通阀装置，其特征在于：所述第二阀体(2)与第一阀体(1)接触的一端依次开有不同直径、同轴的大孔腔(2a)和小孔腔(2b)，所述控油圆盘(3)位于大孔腔(2a)内，所述小孔腔(2b)内设有弹簧导向座(7)，所述弹簧位于弹簧导向座(7)内。