CN106143601B - 液压转向单元和液压转向系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液压转向单元(3)，所述液压转向单元(3)包括：具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置(L、R)；具有高压端口(P)和低压端口(T)的供应端口装置；具有主活门(A1)和计量装置(8)并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间的主流动路径(7)；具有放大活门(Au)并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间的放大流动路径(9)，其中，所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)借助于转向手柄(6)被一起控制并且在所述转向手柄(6)的空档位置处被闭合；和在所述转向手柄(6)的空档位置处打开的泄放活门(Ad)，其中，所述泄放活门(Ad)将所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)上游的点(11)连接到所述低压端口(T)。

Description

液压转向单元和液压转向系统
技术领域
本发明涉及液压转向单元。
此外，本发明涉及包括该转向单元的液压转向系统。
背景技术
该转向单元用于转向车辆。大多数情况下，用作转向手柄的方向盘连接到转向单元。当方向盘被致动时，液压转向单元向转向马达提供承压液压流体。转向马达使得车辆的转向轮移动，使得车辆可以改变其运动方向。
发明内容
本发明的基本目标是能使特别被放大的和/或可变的转向比较舒适。
该目标通过液压转向单元实现，所述液压转向单元包括具有两个工作端口的工作端口装置、具有高压端口和低压端口的供应端口装置；具有主活门和计量装置并且被布置在所述高压端口和所述工作端口装置之间的主流动路径；具有放大活门并且被布置在所述高压端口和所述工作端口装置之间的放大流动路径，其中所述主活门和所述放大活门借助于转向手柄被一起控制并且在所述转向手柄的空档位置处被闭合；和在所述转向手柄的空档位置处打开的泄放活门，其中所述泄放活门将所述主活门和所述放大活门上游的点连接到所述低压端口。
该转向单元是中立开口的类型并且具有一体式放大功能。在转向手柄的空档位置处，例如方向盘的空档位置，具有通过转向单元的液压流体的连续流量，从而将转向单元保持在液压流体的温度处。然而，当方向盘被转动或另一转向手柄被致动并且离开空档位置时，通过泄放活门的液压流体的流量被减少并且液压流体的相应地较大部分被引导到主流动路径和辅助流动路径。仅在主流动路径中，液压流体被测量。通过放大流动路径的流体流量与通过主流动路径的流量成比例或渐变关系，从而允许总流量的放大。这具有以下优点，即在未扰乱的或通常的转向模式中，放大是有效的并且因此转向手柄的仅较小的驱动是必要的以使转向马达进行较大的转向运动，然而在扰乱的或紧急模式中，计量装置可以用作具有相对较低排量的泵。
优选地，当所述放大活门被完全地打开时，所述泄放活门被完全地闭合。当放大活门被完全地打开时，方向盘(或任一其它的转向手柄)在其极限位置处。在这种情况下，所有的流体流量应该被引导到马达，并且没有流体流量通过泄放活门被浪费。
在优选的实施例中，转矩补偿器被提供，从而在所述放大流动路径上建立与所述主流动路径上的压差相同的压差。当放大流动路径两端和主流动路径两端的相同压降或压差被建立时，即使压降例如由于污垢颗粒等而出现在计量装置处，也可以确定，主流动路径和放大流动路径之间的放大比率将是恒定的。
优选地，所述转矩补偿器通过在所述放大流动路径中的可调节流动阻力而形成。当主流动路径中的流动阻力增加时，放大流动路径中的可调节流动阻力被相应地调节。这是在两个流动路径中实现相同压差或压降的简单方式。
优选地，所述可调节流动阻力通过所述主流动路径中的压力被调节。在所有情况下，该压力都是可用的的并且可以以简单方式用于调节放大流动路径中的流动阻力。
优选地，所述转矩补偿器包括在朝所述计量装置下游的点的方向上打开的止回阀。这样，转矩补偿器用于额外的功能。在紧急转向的情况下，转矩补偿器堵住放大流动路径。在放大流动路径中，没有另外的元件是必要的以完成该功能。
优选地，紧急止回阀被布置成与所述泄放活门并联，所述紧急止回阀朝所述主活门和所述放大活门上游的所述点打开。该紧急止回阀在紧急转向模式中被再次使用。该紧急止回阀允许循环通过主流动部分和转向马达的流体流量。此外，如果有必要，液压流体可以从低压端口被吸入。
本发明还涉及转向系统，所述转向系统包括转向马达、如上所述的转向单元和泵，其中所述转向单元直接地连接到所述泵。换句话说，在泵和转向单元之间没有额外的阀调，比如先导阀，是必要的。
因此，优选的是所述泵是固定排量泵。这使得系统低成本。
附图说明
现在参照附图更详细地描述本发明的优选的实施例，其中：
图1是转向系统的示意图，并且
图2示出了转向单元的活门的打开特性。
具体实施方式
图1示意性地示出了液压转向系统1，液压转向系统1包括转向马达2、转向单元3、泵4或任何其它的压力源和槽5。在本情况下，泵4是固定排量泵。
方向盘6连接到转向单元3。然而，任何其它种类的转向手柄可以被使用以取代方向盘6。
转向单元3包括具有连接到所述转向马达2的两个工作端口L、R的工作端口装置、具有高压端口P和低压端口T的供应端口装置。此外，转向单元3包括计量装置8定位在其中的主流动路径7。计量装置8与主活门A1和其它活门A2、A3串联连接。此外，根据转向方向，计量装置8与用于左侧工作端口L或右侧工作端口R的活门A4连接。这两个工作端口R、L中的另一个经由活门A5连接到低压端口T。
放大流动路径9与主流动路径7的一部分并联连接。放大活门Au定位在放大流动路径9中。此外，转矩补偿器10与放大活门Au串联连接。
放大流动路径9连接到主活门A1上游的点11。此外，放大流动路径9连接到活门A3和活门A4之间的点12。换句话说，放大流动路径9基本上被布置成并联于主流动路径7。
转矩补偿器10包括在朝活门A3和A4之间的点12的方向上打开的止回阀13。
转向马达2连接到两个工作端口L、R。根据转向的方向，活门A4、A5中的一个连接到低压端口T。
泄放活门Ad连接低压端口T以及主活门A1上游和放大活门Au上游的点11。
紧急止回阀14使得低压端口T与主活门A1和放大活门Au上游的点11连接。
活门A1-A5，Au和Ad形成在线轴和套筒之间。线轴和套筒中的一个连接到方向盘6，线轴和套筒中的另一个连接到计量装置8。当线轴和套筒由于方向盘6的致动而相对于彼此转动时，活门A1-A5、Au打开，即其增加液压流体可以流动通过的面积，而泄放活门Ad闭合，即减少液压流体可以流动通过的面积。活门A1-A5、Au和Ad的打开和闭合特性被示意性地示出在图2中。
在线轴和套筒之间的0°的相对角度处，泄放活门Ad完全地打开，然而所有其它活门A1-A5和Au被闭合。经由高压端口P被泵4提供的液压流体流过泄放活门Ad返回至低压端口T。
当转动方向盘6时，泄放活门Ad将在整个控制范围中逐渐闭合：线轴与套筒的相对角度通常是从0°到大约15°的全偏转。其它活门A1-A5和Au将被并行打开。打开面积将依赖于液压流体所计量供给的工作端口L、R上的压力要求。压力要求越高，则泄放活门Ad必须闭合更多，如此线轴相对于套筒的偏转增加。
用于转向的液压流体流量将在并联连接的入口活门，即主活门A1和放大活门Au，之间分开。穿过主活门A1的液压流体的流量通过计量装置8的尺寸和方向盘6的速度被确定。穿过放大活门Au的液压流体的流量通过该放大活门Au的打开面积被确定。转矩补偿器10将确保主要放大路径(放大活门Au和转矩补偿器10)以及主流动路径(主活门A1、A2、A3、计量装置8)上的相同压降。
转矩补偿器10将主活门A1上和放大活门Au上的压降保持为相同并且如此在正常转向状态下放大将一直独立于转向速度。泵4必须最低限度地能够供应液压流体的需求流量和压力以用于转向运动。
压力安全阀15被布置在高压端口P和低压端口T之间。
当转向马达2已经移动到末端行程时，或当压力要求高于压力安全阀15的设置并且方向盘6仍然被转动时，线轴/套筒装置将被推至最大偏转。因而泄放活门Ad将被闭合并且安全阀15将打开以使液压流体流动到槽5。
如上所述，转矩补偿器10将确保包括放大活门Au的放大路径9上的压降与主流动路径上的压降相同，主流动路径具有主孔A1、线轴/套筒装置(图1未示出)、计量装置8和活门A2和A3。在例如由于进入转向单元中的污垢颗粒在计量装置8上可以发生压降的情况下，转矩补偿器10将针对两个流动路径中的液压流体生成相同的压降。这样，放大比率将保持恒定。如上所述，转矩补偿器包括在从点11到点12的方向上打开的止回阀13。止回阀13通过主活门A1和活门A2之间的压力，换句话说通过主活门A1下游的压力，在闭合方向上被加载。
当高压端口P处的压力与所要求的转向压力不匹配时，当转矩应用于方向盘6时，计量装置8将用作手泵。用于紧急转向的排量仅通过计量装置8的尺寸被确定。转矩补偿器10的止回阀功能将防止穿过放大活门Au的液压流体回流。
当泵流量变得不充分时，紧急转向止回阀14将打开并且液压流体将从转向马达2的返回侧被引导到计量装置8。额外流量可以根据需要从低压端口T被吸入。
如上所述，泵4是固定排量泵。泵4直接地连接到转向单元3，即先导阀等可以被省略。这使得整个系统有较低的成本。

Claims (9)

1.一种液压转向单元(3)，所述液压转向单元(3)包括：
具有两个工作端口(L、R)的工作端口装置(L、R)；
具有高压端口(P)和低压端口(T)的供应端口装置；
具有主活门(A1)和计量装置(8)并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间的主流动路径(7)；
具有放大活门(Au)并且被布置在所述高压端口(P)和所述工作端口装置(L、R)之间的放大流动路径(9)，其中，所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)借助于转向手柄(6)被一起控制并且在所述转向手柄(6)的空档位置处被闭合；和
在所述转向手柄(6)的空档位置处打开的泄放活门(Ad)，
其中，所述泄放活门(Ad)将所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)上游的点(11)连接到所述低压端口(T)。
2.根据权利要求1所述的液压转向单元，其特征在于：
当所述放大活门(Au)被完全地打开时，所述泄放活门(Ad)被完全地闭合。
3.根据权利要求1或2所述的液压转向单元，其特征在于：
转矩补偿器(10)被提供，从而在所述放大流动路径(9)上建立与所述主流动路径(7)上的压差相同的压差。
4.根据权利要求3所述的液压转向单元，其特征在于：
所述转矩补偿器(10)用于调节在所述放大流动路径(9)中的流动阻力。
5.根据权利要求4所述的液压转向单元，其特征在于：
所述流动阻力通过所述主流动路径(7)中的压力被调节。
6.根据权利要求3所述的液压转向单元，其特征在于：
所述转矩补偿器(10)包括在朝所述计量装置(8)下游的点(12)的方向上打开的止回阀(13)。
7.根据权利要求1或2所述的液压转向单元，其特征在于：
紧急止回阀(14)被布置成与所述泄放活门(Ad)并联，所述紧急止回阀(14)朝所述主活门(A1)和所述放大活门(Au)上游的所述点(11)打开。
8.一种液压转向系统(1)，所述液压转向系统包括转向马达(2)、根据权利要求1到7中的任一项所述的转向单元(3)和泵(4)，其中所述转向单元(3)直接地连接到所述泵(4)。
9.根据权利要求8所述的液压转向系统，其特征在于：
所述泵(4)是固定排量泵。
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