CN108860302B - 液压转向单元 - Google Patents

Abstract

描述了一种液压转向单元(1)，该液压转向单元包括：供应端口装置，其具有连接到主流路(2)的压力端口(P)和连接到贮液箱流路(3)的贮液箱端口(T)；作业端口装置，其具有连接到左作业流路(4)的左作业端口(L)和连接到右作业流路(5)的右作业端口(R)；可变的孔口(A2L、A3L、A2R、A3R)的桥接装置(21)，其具有连接到主流路(2)并且连接到左作业流路(4)的第一左孔口(A2L)、连接到主流路(2)并且连接到右作业流路(5)的第一右孔口(A3R)、连接到左作业流路(4)并且连接到贮液箱流路(3)的第二左孔口(A3L)、以及连接到右作业流路(5)并且连接到贮液箱流路(3)的第二右孔口(A3R)。这样的转向单元允许以低能耗来使车辆转向。为此设置了负载感测端口(LS)，负载感测端口(LS)将转向单元(1)中的压力用信号通知给外部。

Description

液压转向单元

技术领域

本发明涉及一种液压转向单元，该液压转向单元包括：供应端口装置，该供应端口装置具有连接到主流路的压力端口和连接到贮液箱流路的贮液箱端口；作业端口装置，该作业端口装置具有连接到左作业流路的左作业端口和连接到右作业流路的右作业端口；可变的孔口的桥接装置，该可变的孔口的桥接装置具有连接到主流路并且连接到左流路的第一左孔口、连接到主流路并且连接到右作业流路的第一右孔口、连接到左作业流路并且连接到贮液箱流路的第二左孔口、以及连接到右作业流路并且连接到贮液箱流路的第二右孔口。

背景技术

例如从US4676334中了解到这种液压转向单元。

可变的第一孔口和可变的第二孔口布置在一种惠斯通桥(Wheatstone bridge)中，其中桥接装置的一个对角线连接到压力端口和贮液箱端口，而桥接装置的另一个对角线连接到两个作业端口。

例如，当连接到作业端口装置的转向马达应该被向左转向时，可变的第一左孔口被打开，并且同时可变的第二右孔口被打开，使得液压流体的流动被引导通过左作业流路到达转向马达，并且从转向马达通过右作业流路和第二右孔口回到贮液箱。

发明内容

作为本发明的基础的目的是以低能耗使车辆转向。

利用如开头所描述的液压转向单元实现了上述目的，其中设置了负载感测端口，该负载感测端口将转向单元中的压力用信号通知给外部。

在这样的转向单元中，出现在负载感测端口处的压力可以用于控制压力源，使得压力源仅以必要的压力和量供应液压流体。

在本发明的实施例中，测量马达布置在其中一个作业流路中。当操作液压转向单元时，车辆的驾驶员驱动方向盘等。该驱动根据期望的转向方向引起桥接装置的一侧上的第一孔口的打开和另一侧上的第二孔口的打开。测量马达由从压力端口流向作业端口装置的流体驱动。测量马达可操作地连接到可变的孔口，以使其返回到它们原始的开口角度，一旦必要量的流体己被供应到作业端口装置，该开口角度可以被关闭或打开到最小限度。由于测量马达布置在其中一个作业流路中，因此当从一个转向方向更换到另一个转向方向时，不存在死区或仅存在最小死区。

在本发明的实施例中，负载感测端口连接到桥接装置上游的点。这基本上是使车辆转向所需的压力。这样可以使用动态负载感测。这种负载感测可以利用具有居中(neutral)打开孔口的桥接装置来实现。

在本发明的实施例中，压力释放阀布置在桥接装置上游的点与贮液箱端口之间的流路中。该压力释放阀可以用来避免负载感测端口处的过高的压力。

在本发明的实施例中，排流孔口与压力释放阀并联布置。这样，可以使用具有居中关闭孔口的桥接装置。

在本发明的实施例中，仿形阀与压力释放阀并联布置。仿形阀将桥接装置上游的点处的压力复制到负载感测端口。

在本发明的实施例中，桥接装置包括居中打开孔口。在这种情况下，建立了液压流体通过转向单元的持久流动。

在本发明的实施例中，负载感测端口经由排流孔口连接到贮液箱流路。这里，可以利用居中的打开自对准来实现动态负载感测。

在本发明的实施例中，负载感测端口经由梭阀连接到作业流路，该梭阀将作业流路中的压力中的较高者引导到负载感测端口。这样，可以利用开/关自对准实现静态负载感测类型。

在本发明的实施例中，另外的孔口装置布置在压力端口与贮液箱端口之间。该另外的孔口装置可以包括主流路中的主孔口、贮液箱流路中的贮液箱孔口、以及左作业流路和右作业流路中的第三左孔口和第三右孔口。另外的孔口布置可以具有所提到的孔口的一个子集。

附图说明

现在将参考附图来更详细地描述本发明的优选的实施例，其中：

图1示出了转向单元的第一实施例的示意性电路图，

图2示出了桥接装置的第一实施例，

图3示出了桥接装置的第二实施例，

图4示出了转向单元的第二实施例，

图5示出了转向单元的第三实施例，

图6示出了转向单元的第四实施例，并且

图7示出了转向单元的第五实施例。

在所有附图中，用相同的附图标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了具有压力端口P和贮液箱端口T的转向单元1。压力端口P和贮液箱端口T一起形成供应端口装置。转向单元包括左作业端口L和右作业端口R。两个作业端口L、R形成作业端口装置。

压力端口P连接到主流路2。贮液箱端口T连接到贮液箱流路3。左作业端口L连接到左作业流路4。右作业端口R连接到右作业流路5。贮液箱流路3经由止回阀6连接到左作业流路4，止回阀6沿着朝向左作业流路4的方向打开。此外，左作业流路4经由压力释放阀7与贮液箱流路3连接。贮液箱流路3经由止回阀8连接到右作业流路5，止回阀8沿着朝向右作业流路5的方向打开。贮液箱流路3经由压力释放阀9连接到右作业流路5。

转向马达10连接到作业端口L、R。

测量马达11布置在左作业流路4中。在替代性实施例中，测量马达11可以布置在右作业流路5中。

压力端口P连接到压力源12。压力源12包括泵13，泵13可以是固定排量泵。优先阀14布置在泵13与压力端口P之间。优先阀14包括优先输出CF和次级输出EF。此外，优先阀14包括阀元件15，阀元件15由第一压力室16中的压力和第二压力室17中的压力驱动，其中，压力室16、17中的压力沿相反的方向作用。此外，弹簧18以与压力室17中的压力相同的方向作用在阀元件15上。

压力室16经由放出阀19连接到优先输出CF。第二压力室17与转向单元1的负载感测端口LS连接。此外，第二压力室17经由布置在阀元件15中的第二放出阀20连接到第一放出阀19。

转向单元1包括可变的孔口的桥接装置21。桥接装置21包括第一左孔口A2L，第一左孔口A2L布置在主流路2与左作业流路4之间。桥接装置21包括布置在主流路2与右作业流路5之间的第一右孔口A2R。桥接装置21包括布置在左作业流路4与贮液箱流路3之间的第二左孔口A3L。此外，桥接装置21包括在右作业流路5与贮液箱流路3之间的第二右孔口A3R。

负载感测端口LS与桥接装置21上游的点22连接。此外，负载感测端口LS借助于压力释放阀23连接到贮液箱端口T。

在压力端口P与桥接装置21之间布置有沿着朝向桥接装置21的方向打开的止回阀24。此外，可变的主孔口A1可以布置在主流路2中。

孔口A2L、A3L、A2R、A3R可以例如由卷轴套筒组(spool-sleeve set)形成，其中，套筒可旋转地布置在壳体内并且卷轴可旋转地布置在套筒内。当卷轴和套筒相对于彼此被旋转时，一些孔口被打开并且其它孔口关闭。

当配备有这样的转向单元1的车辆应该向左转向时，例如，方向盘相应地被转动。卷轴相对于套筒被旋转离开居中位置，以打开第一左孔口A2L和第二右孔口A3R。第二左孔口A3L和第一右孔口A2R关闭或保持关闭。来自压力端口P的液压流体然后通过左作业流路4流到左作业端口L。布置在左作业流路4中的测量马达由该流体驱动。一旦所需量的液压流体已经被供应到转向马达10，测量马达恢复卷轴和套筒的原始位置或居中位置。从转向马达10排出的液压流体经由右作业端口R进入转向单元，并且经由右作业流路5、第二右孔口A3R和贮液箱流路3返回到贮液箱端口T。

当不需要流动来驱动转向马达10时，优先阀14的阀元件15通过第一压力室16中的压力向右移动(如图1所示)，以关闭优先输出CF并且打开次级输出EF。

图2和图3示出了桥接装置21的不同的实施例。

在图2中，桥接装置的孔口A2L、A3L、A2R、A3R是居中打开孔口，该打开孔口用各个孔口附近的符号表示。这意味着在居中位置，这些孔口允许流体的少量流动。

图3示出了桥接装置21的实施例，其中，孔口A2L、A3L、A2R、A3R是居中关闭孔口。在本实施例中，在桥接装置的居中位置没有液压流体的流动。

图1的实施例使用图2的桥接装置21，即，其使用一组居中打开孔口A2L、A3L、A2R、A3R。只要没有转向需求，存在液压流体通过布置在主流路2中的主孔口A1通过桥接装置的少量流动。

因此，桥接装置21上游的点22处的压力稍微低于优先阀的优先输出CF处的压力。然而，该输出CF处的压力是第一压力室16的压力。桥接装置21上游的点22处的压力与优先阀的第二压力室17中的压力相同。因此，阀元件15移动，以关闭优先输出CF并打开次级输出EF。

当方向盘被驱动时，由于主孔口A1也打开，所以桥接装置21上游的点22处的压力增加。在这种情况下，弹簧18的附加力将阀元件15向左推动以打开优先输出CF并关闭次级输出EF。

这样，可以实现动态负载感测行为。

图4示出了稍微修改的实施例，其中，桥接装置21使用如图3所示的居中关闭孔口A2L、A3L、A2R、A3R。主孔口A1也是居中关闭孔口。在这种情况下，存在与压力释放阀23并联布置的排流放出阀Ad。排流放出阀Ad允许液压流体从优先阀14的第二压力室17到贮液箱端口T的持久流动。当主孔口A1被打开时，排流放出阀Ad关闭。当排流放出阀Ad关闭或节流阻力被增加时，优先阀14的第二压力室17中的压力增加，以使优先阀14的阀元件15沿着打开优先输出CF的方向移动，并且关闭或节流次级输出EF。

在图4所示的实施例中，负载感测端口LS经由排流放出阀Ad连接到贮液箱流路3。如图1和图4中所示，优先阀14相同。当不需要转向时，排流放出阀Ad被打开并且允许液压流体从泵13通过第二孔口20少量流入第二压力室17并且从那里流到负载感测端口LS，通过排流放出阀Ad到达贮液箱端口T。由于第一压力室16中的压力高于第二压力室17中的压力，因此通过优先输出CF的流动被节流并且次级输出EF被打开。

然而，当出现转向需求时，排流放出阀Ad关闭，使得压力端口LS处的压力增加并且优先阀14被驱动以打开优先输出CF。

这样，可以实现动态负载感测。桥接装置21可以具有居中打开孔口或居中关闭孔口。

在图6所示的实施例中，负载感测端口LS连接到梭阀25。梭阀25连接到左作业流路4并且连接到右作业流路5。两个作业流路4、5的最高压力然后呈现在负载感测端口LS处。这是静态负载感测。桥接装置21具有居中打开孔口或居中关闭孔口。

图7示出了一个实施例，其中，仿形阀26与压力释放阀23并联布置。仿形阀由桥接装置21上游的点22处的压力以及由负载感测端口LS处的压力驱动。当负载感测端口LS处的压力高于桥接装置21上游的点22处的压力时，仿形阀26打开，使得负载感测端口LS处的压力减小，直到其低于桥接装置21上游的点22处的压力。此时，仿形阀26关闭并且中断负载感测端口LS与贮液箱端口T之间的连接，使得负载感测端口LS处的压力再次增加。重复该循环并且最后在负载感测端口LS处将出现一个压力，该压力对应于桥接装置21上游的点22处的压力，由此将该压力复制到负载感测端口LS。

当与具有居中打开孔口A2L、A3L、A2R、A3R的桥接装置21一起使用时，本实施例特别有利。

当主孔口A1用在主流路2中时，该主孔口A1可以是居中关闭孔口，使得没有液压流体能够到达桥接装置21。这样，可以实现关闭的居中。

在另一个实施例中，主孔口A1可以允许少量持久性流动。然而，这种流动在居中位置被最小化。使较低供应流量进入桥接装置21的结果是桥接装置21内部的总体压力水平将被降低并且因此作用在转向马达10上的外力将对转向系统、特别是测量马达11的齿轮组产生更大的影响，从而改善了自对准能力。

通过未示出的方式，还存在其它可能性来在压力端口P与贮液箱端口T之间布置另外的孔口装置。

例如，可以在贮液箱流路3中布置贮液箱孔口。贮液箱孔口可以是固定孔口。在这种情况下，它可以用于产生与第一孔口和第二孔口在其各自的流路中的开口角度无关的背压。当使用卷轴套筒组时，为了改善的稳定性，背压与卷轴套筒角度无关。

然而，也可以使用可变贮液箱孔口来降低横贯可变的第二孔口A3L、A3R的阻力并改善紧急转向。

此外，另外的孔口装置可以包括布置在左作业流路4中的可变的第三左孔口和布置在右作业流路5中的可变的第三右孔口。这样能够在开放式中心系统中形成关闭居中的孔口组。特别地，当使用卷轴和套筒时，可以形成关闭居中的卷轴套筒组。

可变的第三左孔口和可变的第三右孔口比可变的第一左孔口A2L和可变的第一右孔口A2R打开得更快。可变的第三孔口基本上用于切断作业流路并且将液压流体限制在作业流路4、5中以及转向马达10的相应的压力室中。

当然，可以仅使用所提到的主孔口A1、贮液箱孔口和第三孔口中的一个子集。

Claims (3)

1.一种液压转向单元(1)，包括：

供应端口装置，其具有

压力端口(P)，其连接到主流路(2)，和

贮液箱端口(T)，其连接到贮液箱流路(3)；

作业端口装置，其具有

左作业端口(L)，其连接到左作业流路(4)，和

右作业端口(R)，其连接到右作业流路(5)；

可变的孔口(A2L、A3L、A2R、A3R)的桥接装置(21)，其具有

第一左孔口(A2L)，其连接到所述主流路(2)并且连接到所述左作业流路(4)，

第一右孔口(A2R)，其连接到所述主流路(2)并且连接到所述右作业流路(5)，

第二左孔口(A3L)，其连接到所述左作业流路(4)并且连接到所述贮液箱流路(3)，和

第二右孔口(A3R)，其连接到所述右作业流路(5)并且连接到所述贮液箱流路(3)，其中：

设置有负载感测端口(LS)，所述负载感测端口(LS)将所述转向单元(1)中的压力用信号通知给外部，

在所述作业流路(4、5)中的一者中布置有测量马达(11)，

所述负载感测端口(LS)连接到所述桥接装置(21)上游的点(22)，

在所述桥接装置(21)上游的点(22)与所述贮液箱端口(T)之间的流路中布置有压力释放阀(23)，并且

仿形阀(26)与所述压力释放阀(23)并联布置。

2.根据权利要求1所述的液压转向单元，其特征在于，所述桥接装置(21)包括中立打开孔口。

3.根据权利要求1或2所述的液压转向单元，其特征在于，在所述压力端口(P)与所述贮液箱端口(T)之间布置有另一个孔口装置(A1)。

Images