CN104925129B - 液压转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压转向系统，包括转向泵和溢流阀，所述转向泵通过供油油路供油至转向油缸，并能够通过所述溢流阀溢流，还设有控制所述溢流阀开启和关闭的第一换向阀。该液压转向系统可以控制溢流阀的关闭和开启，则转向时，可关闭溢流阀，非转向时开启实现溢流，即溢流压力与转向油路压力不再相互关联。因此，溢流阀的溢流压力不必要如现有技术设置地较高，以满足转向的压力需求，从而使本方案中不转向时的溢流损失小，降低能耗。

Description

液压转向系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体涉及一种液压转向系统。

背景技术

液压转向系包括转向泵，转向泵通常与发动机的曲轴之间连接，或通过齿轮组间接连接，由发动机驱动其转动，进而为转向系统提供动力。转向泵一般安装于发动机飞轮壳上。

请参考图1，图1为一种典型的液压转向系统的液压原理图。

从图中可看出，液压转向系统包括转向泵11、溢流阀14、转向分配阀12以及转向油缸13。

发动机转动时，带动转向泵11转动，从而通过供油油路供油至转向分配阀12，以供油至转向油缸13的有杆腔或无杆腔，实现转向。转向时，转向泵11供油至转向分配阀12，不转向时，转向泵11通过溢流阀14溢流。

上述技术方案存在下述技术问题：

为了保证转向供油油路的压力，溢流阀14的设定值较高，溢流压力高，则不转向时，转向泵11通过溢流阀14溢流而导致较大的能量消耗，造成浪费。

有鉴于此，如何改善液压转向系统，以降低溢流损失，节省能耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种液压转向系统，该转向系统中溢流阀溢流压力可设定地较低，从而能够降低溢流损失，节省能耗。

本发明提供的液压转向系统，包括转向泵和溢流阀，所述转向泵通过供油油路供油至转向油缸，并能够通过所述溢流阀溢流，还设有控制所述溢流阀开启和关闭的第一换向阀。

该液压转向系统可以控制溢流阀的关闭和开启，则转向时，可关闭溢流阀，非转向时开启实现溢流，即溢流压力与转向油路压力不再相互关联。因此，溢流阀的溢流压力不必要如背景技术设置地较高，以满足转向的压力需求，从而使本方案中不转向时的溢流损失小，降低能耗。

可选地，所述溢流阀具有第一控制口和第二控制口，所述第一控制口位于所述溢流阀阀芯的开启侧，连通所述供油油路，所述第二控制口位于所述溢流阀阀芯的关闭侧；

所述第一换向阀具有两个工作位，在第一工作位，所述溢流阀的第二控制口通过所述第一换向阀连通所述供油油路；在第二工作位，所述溢流阀的第二控制口通过所述第一换向阀泄压。

可选地，还包括蓄能器，所述转向泵能够向所述蓄能器充压。

可选地，所述蓄能器连通所述供油油路，且与所述供油油路之间设有减压阀；还设有蓄能油路，所述转向泵通过所述蓄能油路向所述蓄能器充压。

可选地，所述蓄能油路设有安全阀。

可选地，还包括蓄能器，所述转向泵能够向所述蓄能器充压，且所述蓄能器连通所述供油油路，所述供油油路设有第一单向阀，以单向导通所述溢流阀进口与所述蓄能器出口。

可选地，所述供油油路还设有第二单向阀，所述第一换向阀连通至所述第一单向阀和所述第二单向阀之间的油路。

可选地，还包括第二换向阀；

所述第二换向阀处于第一工作位，所述蓄能器与所述转向泵断开；处于第二工作位，所述蓄能器与所述转向泵出口连通；处于第三工作位，所述蓄能器与所述转向泵进口连通，驱动所述转向泵，所述转向泵出口回油；

制动时，所述第二换向阀处于第二工作位；发动机停机启动时，所述第二换向阀处于第三工作位。

可选地，还包括单向导通所述转向泵与油箱的第三单向阀，所述蓄能器的出口通过所述第二换向阀能够连通至所述第三单向阀的截至端。

附图说明

图1为一种典型的液压转向系统的液压原理图；

图2为本发明所提供转向系统一种具体实施例的结构原理图；

图3为图2中液压转向系统的液压原理图；

图4为图3中液压转向系统处于制动能量回收时的液压原理图，示出油液的流动方向；

图5为图3中液压转向系统处于发动机启动时的液压原理图，示出油液的流动方向。

图1中：

11转向泵、12转向分配阀、13转向油缸、14溢流阀

图2-5中：

1发动机、2转向泵、3液压组件、301第二换向阀、302安全阀、303溢流阀、304第一换向阀、305减压阀、306转向分配阀、307第二单向阀、308第一单向阀、309第四单向阀、310第三单向阀、4蓄能器、5转向油缸

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2-3，图2为本发明所提供转向系统一种具体实施例的结构原理图；图3为图2中液压转向系统的液压原理图。

本实施例中的液压转向系统，包括转向泵2和溢流阀4，转向泵2由发动机1驱动泵油，转向泵2通过供油油路供油至转向油缸5，供油油路设有转向分配阀306，以实现不同方向的转向，可参照背景技术原理理解。

此外，该液压转向系统包括液压组件3，液压组件3包括第一换向阀304，通过第一换向阀304控制溢流阀303开启或关闭。具体到本实施例中，第一换向阀304为二位三通阀，溢流阀303具有两个控制口。

溢流阀303的两个控制口分别是第一控制口和第二控制口，且第一控制口位于溢流阀303阀芯的开启侧，连通供油油路，第一控制口为常规的溢流阀303控制口，本实施例中溢流阀303还设置一第二控制口，其位于溢流阀303阀芯的关闭侧。此处：

开启侧定义为：当压力油自开启侧进入时，向打开溢流阀303的方向推移阀芯；

关闭侧定义为：当压力油自关闭侧进入时，向关闭溢流阀303的方向推移阀芯。

第一换向阀304则具有两个工作位，在第一工作位，溢流阀303的第二控制口通过第一换向阀304连通供油油路；在第二工作位，溢流阀303的第二控制口通过第一换向阀304泄压。

则转向控制过程如下：

转向时，控制第一换向阀304位于第一工作位(图3中右位)，则供油油路可同时连通至溢流阀303的第一控制口和第二控制口，此时溢流阀303的开启侧和关闭侧油压相同，在预设的关闭力(一般是设于关闭侧的弹簧预压缩力)作用下，溢流阀303始终保持关闭状态，转向泵2的压力供至转向油缸5；

不转向时，控制第一换向阀304位于第二工作位(图3中左位)，溢流阀303的第二控制口通过第一换向阀304连通泄压通道泄压，则关闭侧压力降低，转向泵2的压力油经第二控制口可打开溢流阀303，实现溢流。

本发明的核心思想在于，可以控制溢流阀303的关闭和开启，则转向时，可关闭溢流阀303，非转向时开启实现溢流，即溢流压力与转向油路(即转向泵2的供油油路)压力不再相互关联。因此，溢流阀303的溢流压力不必要如背景技术设置地较高，以满足转向的压力需求，假设转向压力通常需要16MPa，则背景技术中溢流阀303溢流压力需要设定为16MPa，而本方案中，溢流压力可以设定为1Mpa甚至更小，因为转向时，溢流压力不会影响转向的供油油路压力，从而使本方案中不转向时的溢流损失小，降低能耗。

可见，上述实施例中，第一换向阀304并不一定选取二位三通阀，可以是一般的通断阀，设置于溢流阀303的进口与供油油路之间，转向时，直接断开溢流阀303的进油路，则溢流阀303关闭，非转向时，转向泵2压力即可开启溢流阀303，使其保持导通状态，满足溢流需求。当然，鉴于换向阀容易卡死，按照上述实施例中第一换向阀304的设置方式，卡死时，调高溢流阀303的设定压力即可继续维持转向系统的正常运转(相当于背景技术方案)，以使该液压转向系统更为灵活。

进一步地，还可以设置与转向泵2出口连通的蓄能器4转向油缸5。在车辆制动过程中，离合器不断开，汽车的惯性力驱动发动机1，相应地带动转向泵2泵油，而转向泵2与蓄能器4连通，则转向泵2可向蓄能器4泵压，回收制动能量。

具体地，可以使蓄能器4连通供油油路，则有转向需求时，蓄能器4的液压油可经供油油路供油至转向油缸5，而不必利用转向泵2。背景技术中转向的能量完全来自于发动机1，发动机1油耗较高，设置回收制动能量的蓄能器4并用于转向后可降低发动机1油耗。

此时，可以设置单向导通溢流阀303进口与蓄能器4的第一单向阀308，则，转向泵2可通过溢流阀303泄压，而由蓄能器4向转向泵2供油；当蓄能器4压力不足时，通过对第一换向阀304的控制，溢流阀303断开，转向泵2不再泄压，而是供油至转向油缸5。可以设置检测蓄能器4压力的检测元件，并将压力信号传递至控制器，可以是如图2所示的发动机1的ECU，ECU根据转向油路的压力需求判断蓄能器4的压力是否满足转向需求，并进而控制第一换向阀304的工位切换。

在此基础上，还可以设置第二单向阀307，单向导通转向泵2至转向油缸5，设有供油油路，则第一单向阀308和第二单向阀307可保持供油油路具有一定的压力段，当需要转向供油时，供油油路的压力能够较快地建立，保证转向的响应速度。

作为优选的方案，蓄能器4与供油油路之间可设有减压阀305，减压阀305可确保蓄能器4输出的压力恒定，从而保证转向控制的一致性。此时，制动回收时，由于减压阀305的设置，转向泵2无法通过供油油路向蓄能器4泵压，故可设置另外的蓄能油路进行蓄能充压。

如图4所示，图4为图3中液压转向系统处于制动能量回收时的液压原理图，示出油液的流动方向。

转向泵2通过蓄能油路连通蓄能器4，蓄能油路设有第二换向阀301，以控制转向泵2和蓄能器4的通断。蓄能器4的设置主要为了回收制动能量，故可于制动工况时，切换第二换向阀301的工位，以使其导通蓄能器4和转向泵2，实现能量回收，非制动工况时，可断开蓄能器4和转向泵2，转向泵2通过溢流阀303溢流或是供油至转向油缸5实现转向操作。可以理解，当蓄能器4供油转向，而转向泵2通过供油油路泵压至蓄能器4时，也可以设置换向阀以实现蓄能时机的控制

蓄能油路可设有安全阀302，如图4所示，安全阀302也采用溢流阀，但溢流设定值较高，主要是为了保护蓄能器4，当蓄能器4内压力大于设定值时，安全阀302打开，以泄压。

上述的第二换向阀301设有通断蓄能器4和转向泵2的两个工作位，作为进一步的改进，可以增加一工作位，即第二换向阀301可以具有三个工作位。

请参考图5，图5为图3中液压转向系统处于发动机1启动时的液压原理图，示出油液的流动方向。第二换向阀301的三个工作位分别对应于：

处于第一工作位，蓄能器4与转向泵2断开(图5中中位)；

处于第二工作位，蓄能器4与转向泵2出口连通(图5中左位)；

处于第三工作位，蓄能器4与转向泵2进口连通，转向泵2出口回油(图5中右位)。

车辆处于制动工况时，控制第二换向阀301处于第二工作位，即上述实施例中所述的进行制动回收能量；发动机1停机启动时，控制第二换向阀301处于第三工作位，则蓄能器4带动转向泵2工作，此时，转向泵2转为马达工作模式，以倒拖发动机1转动，达到启动发动机1的目的。即蓄能器4在制动时回收的能量，不仅可用于转向，还可用于发动机1自动启停时的启动。如图5所示，转向泵2的进口连通油箱，转向泵2泵油时，从油箱吸油，当转向泵2作为马达使用时，为避免蓄能器4的高压油液回流油箱，可在回油路上设置第三单向阀，单向导通油箱和转向泵2的进口，且，蓄能器4的出口通过第二换向阀301能够连通至第三单向阀的截止端。即第三单向阀310的设置实现了蓄能器4驱动转向泵2作为马达，转向泵2作为泵从油箱吸油两种模式，互不干涉。可以理解，启停时，设置通断阀控制蓄能器4和油箱的断开也是可行的。

此处，发动机1自动启停功能是指，在车辆行驶过程中临时停车(如等红灯)的时候，发动机1会自动熄火，当需要继续前进时候，则自动重启发动机1。本实施例中，重启发动机1时，可利用蓄能器4的能量，从而节省整车能耗。

上述实施例中，转向泵2至蓄能器4的蓄能油路上，可设置单向导通的第四单向阀309，以保护转向泵2，防止蓄能器4内压力油冲击转向泵2，此时，为保证安全阀302的功能，安全阀302的进口可连通于第四单向阀309截止端与蓄能器4出口之间。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种液压转向系统，包括转向泵(2)和溢流阀(303)，所述转向泵(2)通过供油油路供油至转向油缸(5)，并能够通过所述溢流阀(303)溢流，其特征在于，还设有控制所述溢流阀(303)开启和关闭的第一换向阀(304)；

所述溢流阀(303)具有第一控制口和第二控制口，所述第一控制口位于所述溢流阀(303)阀芯的开启侧，连通所述供油油路，所述第二控制口位于所述溢流阀(303)阀芯的关闭侧；

所述第一换向阀(304)具有两个工作位，在第一工作位，所述溢流阀(303)的第二控制口通过所述第一换向阀(304)连通所述供油油路；在第二工作位，所述溢流阀(303)的第二控制口通过所述第一换向阀(304)泄压。

2.如权利要求1所述的液压转向系统，其特征在于，还包括蓄能器(4)，所述转向泵(2)能够向所述蓄能器(4)充压。

3.如权利要求2所述的液压转向系统，其特征在于，所述蓄能器(4)连通所述供油油路，且与所述供油油路之间设有减压阀(305)；还设有蓄能油路，所述转向泵(2)通过所述蓄能油路向所述蓄能器(4)充压。

4.如权利要求3所述的液压转向系统，其特征在于，所述蓄能油路设有安全阀(302)。

5.如权利要求1所述的液压转向系统，其特征在于，还包括蓄能器(4)，所述转向泵(2)能够向所述蓄能器(4)充压，且所述蓄能器(4)连通所述供油油路，所述供油油路设有第一单向阀(308)，以单向导通所述溢流阀(303)进口与所述蓄能器(4)出口。

6.如权利要求5所述的液压转向系统，其特征在于，所述供油油路还设有第二单向阀(307)，所述第一换向阀(304)连通至所述第一单向阀(308)和所述第二单向阀(307)之间的油路。

7.如权利要求2所述的液压转向系统，其特征在于，还包括第二换向阀(301)；

所述第二换向阀(301)处于第一工作位，所述蓄能器(4)与所述转向泵(2)断开；处于第二工作位，所述蓄能器(4)与所述转向泵(2)出口连通；处于第三工作位，所述蓄能器(4)与所述转向泵(2)进口连通，驱动所述转向泵(2)，所述转向泵(2)出口回油；

制动时，所述第二换向阀(301)处于第二工作位；发动机(1)停机启动时，所述第二换向阀(301)处于第三工作位。

8.如权利要求7所述的液压转向系统，其特征在于，还包括单向导通所述转向泵(2)与油箱的第三单向阀(310)，所述蓄能器(4)的出口通过所述第二换向阀(301)能够连通至所述第三单向阀(310)的截至端。