CN112119000A - 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：供应端口机构，该供应端口机构具有连接到主流路(2)的压力端口(P)和连接到储箱流路(3)的储箱端口(T)；工作端口机构，该工作端口机构具有连接到左工作流路(9)的左工作端口(L)和连接到右工作流路(10)的右工作端口(R)；可变孔口的第一桥接机构(15a，15b)，该第一桥接机构具有连接到主流路(2)并在左工作流路(9)处连接到第一左连接点(16)的第一左孔口(A2L)、连接到主流路(2)并在右工作流路(10)处连接到第一右连接点(17)的第一右孔口(A2R)、在左工作流路(9)处连接到第一左连接点(16)并连接到储箱流路(3)的第二左孔口(A3L)、以及在右工作流路(10)处连接到第一右连接点(17)并连接到储箱流路(3)的第二右孔口(A3R)。应使得可以改变这种转向单元的转向特性。这是通过至少可变孔口的第二桥接机构(20a，20b)和选择装置(23)来实现的，该第二桥接机构具有连接到主流路(2)并在左工作流路(9)处连接到第二左连接点(21)的第三左孔口(A2L’)、连接到主流路(2)并在右工作流路(10)处连接到第二右连接点(22)的第三右孔口(A2R’)、在左工作流路(9)处连接到第二左连接点(21)并连接到储箱流路(3)的第四左孔口(A3L’)、以及在右工作流路(10)处连接到第二右连接点(22)并连接到储箱流路(3)的第四右孔口(A3R’)，其中第一桥接机构(15a，15b)和第二桥接机构(20a，20b)具有不同的转向特性，并且该选择装置将桥接机构(15a，15b；20a，20b)中的至少一个连接在压力端口(P)与工作端口机构之间。

Description

液压转向单元

本发明涉及一种液压转向单元，该液压转向单元包括：供应端口机构，该供应端口机构具有连接到主流路的压力端口和连接到储箱流路的储箱端口；工作端口机构，该工作端口机构具有连接到左工作流路的左工作端口和连接到右工作流路的右工作端口；可变孔口的第一桥接机构，该第一桥接机构具有连接到主流路并在左工作流路处连接到第一左连接点的第一左孔口、连接到主流路并在右工作流路处连接到第一右连接点的第一右孔口、在左工作流路处连接到第一左连接点并连接到储箱流路的第二左孔口、以及在右工作流路处连接到第一右连接点并连接到储箱流路的第二右孔口。

例如，从US 4 676 334 A中知晓这种液压转向单元。这种转向单元可以用于使车辆转向，即，改变车辆的转向车轮的行驶方向。转向车轮的行驶方向通过与工作端口机构连接的转向马达来改变。转向马达由来自压力端口的液压流体致动，该液压流体穿过桥接机构被引导到工作端口。基本上，桥接机构提供了两个流路。具体地，为了向左转向，流路包括第一左孔口和第二右孔口，以使得来自压力端口的液压流体在一侧穿过第一左孔口流动到转向马达，并且从转向马达排出的液压流体穿过右工作端口并穿过第二右孔口流回到储箱端口。

装备有这种转向单元的一些车辆是在变化的状况下(例如，在道路和非道路上)使用的。为了使驾驶员能够舒适地转向，需要使液压转向单元的转向行为适应于不同的状况。

因此，本发明的目标是具有一种转向单元，该转向单元的转向特性可以改变。

此目标用如开篇描述的液压转向单元通过至少可变孔口的第二桥接机构和选择装置来解决，该第二桥接机构具有连接到主流路并在左工作流路处连接到第二左连接点的第三左孔口、连接到主流路并在右工作流路处连接到第二右连接点的第三右孔口、在左工作流路处连接到第二左连接点并连接到储箱流路的第四左孔口、以及在右工作流路处连接到第二右连接点并连接到储箱流路的第四右孔口，其中第一桥接机构和第二桥接机构具有不同的转向特性，并且该选择装置将桥接机构中的至少一个连接在供应端口机构与工作端口机构之间。

两个桥接机构各自呈惠斯通电桥的形式，其中一个对角布置在主流路与储箱流路之间，并且另一对角布置在两个工作流路之间。两个桥接机构并联地布置在供应端口机构与工作端口机构之间。因为桥接机构具有不同的转向特性，所以可以通过选择合适的桥接机构来改变转向单元的转向行为。为此，提供了选择装置。选择装置可以由车辆的驾驶员致动，或者取决于车辆操作所处于的状况而自动致动。

在本发明的实施例中，选择装置同时在右工作流路和左工作流路中起作用。换句话说，相同的转向特性是针对两个转向方向而自动选择的。

在本发明的实施例中，选择装置具有用于右工作流路和左工作流路的共用致动信号入口。这是确保选择装置在两个工作流路中的同时致动的简单方式。

在本发明的实施例中，选择装置具有单个驱动器。当驱动器被操作时，它同时针对两个工作流路而致动选择装置。

在本发明的实施例中，第一桥接机构包括反作用特性，并且第二桥接机构包括无反作用特性。当选择装置选择第一桥接机构时，当转向车轮负载有外力时，例如，当车辆行驶穿过弯道或当转向车轮碰到障碍物时，车辆的驾驶员在方向盘处感觉到反作用。当选择装置选择第二桥接机构时，这些外力不会传递到方向盘。当然，可以使用其他转向装置来代替方向盘。

在本发明的实施例中，第一桥接机构的可变孔口在中立位置是打开的，并且第二桥接机构的可变孔口在中立位置是关闭的。这是分别实现反作用特性或无反作用特性的简单方式。

在本发明的实施例中，选择装置建立或中断从供应端口机构穿过第二桥接机构到工作端口机构的流路。以这种方式，可以并行操作两个桥接机构，或者专门操作第一桥接机构。

在本发明的实施例中，选择装置建立或中断从供应端口机构穿过第一桥接机构到工作端口机构的流路。以这种方式，可以仅选择第二桥接机构或者并行操作两个桥接机构。

在本发明的实施例中，选择装置建立或中断从供应端口机构穿过第二桥接到工作端口机构的流路、并且同时中断或建立从供应端口机构穿过第一桥接到工作端口机构的流路。在这种情况下，可以只选择桥接机构中的一个，或者并行操作两个桥接机构。

在本发明的实施例中，选择装置呈4/2阀的形式、呈6/2阀的形式、或呈6/3阀的形式。当选择装置呈4/2阀的形式时，可以选择桥接机构中的单个桥接机构或两个桥接机构的组合。当使用6/2阀时，可以选择桥接机构中的一个。当分段装置呈4/3阀的形式时，可以选择三种操作状况，即，仅操作第一桥接机构、仅操作第二桥接机构、或并行操作第一桥接机构和第二桥接机构。

现在参考附图更详细地描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了液压转向单元的第一实施例，

图2示出了液压转向单元的第二实施例，以及

图3示出了液压转向单元的第三实施例。

在所有附图中，相同的元件用相同的附图标记表示。

图1示意性地示出了液压转向单元1，该液压转向单元包括具有压力端口P和储箱端口T的供应端口机构。压力端口P连接到主流路2。储箱端口T连接到储箱流路3。

压力端口P连接到压力源4，该压力源在这种情况下包括泵5和先导阀6。然而，基本上可以使用任何其他压力源。

转向单元1还包括具有左工作端口L和右工作端口R的工作端口机构。转向马达7连接到工作端口L、R。

左工作端口L连接到左工作流路9，并且右工作端口R连接到右工作流路10。左工作流路9通过在朝向左工作流路9的方向上打开的止回阀11并且通过减压阀12而连接到储箱流路3。右工作流路10通过在朝向右工作流路10的方向上打开的止回阀13并且通过减压阀14而连接到储箱流路3。

可变孔口的第一桥接机构15a、15b连接到主流路2并连接到储箱流路3。此外，第一桥接机构15a、15b连接到左工作流路9并连接到右工作流路10。

第一桥接机构15a、15b呈惠斯通电桥的形式，其一个对角布置在供应端口P与储箱端口T之间，并且另一对角布置在两个工作端口L、R之间。第一桥接机构15a、15b包括第一左孔口A2L，该第一左孔口连接到主流路2并连接到左工作流路9。与左工作流路9的连接是在第一左连接点16处进行的。此外，第一桥接机构15包括第一右孔口A2R，该第一右孔口连接到主流路2并在第一右连接点17处连接到右工作流路10。第一桥接机构15a、15b还包括第二右孔口A3L，该第二右孔口连接到第一左连接点16并连接到储箱流路3。此外，第一桥接机构15a、15b包括第二右孔口A3R，该第二右孔口连接到第一右连接点17并连接到储箱流路3。

第一桥接机构15a、15b的所有孔口都是可变孔口，这些孔口在中立位置打开，这由相应孔口附近的小图表示。

主孔口A1在压力端口P与第一桥接机构15a、15b之间布置在主流路2中。在朝向桥接机构15a、15b的方向上打开的止回阀18布置在压力端口P与主孔口A1之间。主孔口A1也是中立打开孔口。中立打开孔口在转向单元1的中立位置允许液压流体少量流动。

测量马达19布置在左工作流路9中。替代性地，测量马达19可以布置在右工作流路10中。

第二桥接机构20a、20b基本上与第一桥接机构15a、15b并联地布置。第二桥接机构20a、20b也呈惠斯通电桥的形式。惠斯通电桥的对角连接在供应端口P与储箱端口T之间，并且电桥的另一对角布置在两个工作端口L、R之间。

第二桥接机构20a、20b包括四个可变孔口A2L’、A3L’、A2R’、A3R’，它们在中立位置关闭，中立位置由孔口旁边的小符号象征。

这些孔口被称为第三孔口和第四孔口，以便将其区别于第一孔口和第二孔口。

第三左孔口A2L’连接到主流路2并连接到左工作流路9。第四左孔口A3L’连接到左工作流路9并连接到储箱流路3。第三右孔口A2R’连接到主流路2并连接到右工作流路10。第四右孔口A3R’连接到右工作流路10并连接到储箱流路T。因此，第二桥接机构20a、20b的第一半桥20a包括第二左连接点21，并且第二桥接机构20a、20b的第二半桥20b包括第二右连接点22。

呈两位四通(4/2)阀的形式的选择装置23布置在第一桥接机构15a、15b与工作端口机构L、R之间。换句话说，第一桥接机构15a、15b不直接连接到左工作流路9和右工作流路10，而是仅经由选择装置23连接。另一方面，第二桥接机构20a、20b直接连接到左工作流路9和右工作流路10。

因此，可以仅使用第二桥接机构20a、20b来进行转向(在所示出的选择装置23的位置)，使得转向单元1表现出无反作用行为。在转向单元1的中立位置，第二桥接机构20a、20b的孔口关闭。

当驾驶员想要具有带反作用的转向行为时，选择装置23被致动以将第一左连接点16连接到左工作流路9、并且将第一右连接点17连接到右工作流路10。始终以这种方式，即，同样在转向单元的中立位置，存在从工作端口机构L、R朝供应端口P的方向的开放流路。

孔口A1、A2L、A3L、A2R、A3R、A2L’、A3L’、A2R’、A3R’可以例如以阀芯-套筒机构来实现。阀芯-套筒机构包括可旋转地安装在套筒中的阀芯。阀芯和套筒的套装可旋转地安装在壳体中。方向盘或类似物连接到阀芯和套筒中的一个。测量马达19连接到阀芯和套筒中的另一个。当方向盘被致动时，阀芯相对于套筒旋转，并且打开一些孔口并关闭一些其他孔口。流经桥接机构15a、15b、20a、20b的流驱动测量马达19。必要量的流体一被供应到工作端口机构L、R，测量马达19便使阀芯-套筒套装恢复到中立位置。

例如，当转向马达7应当向左转向时，第一左孔口A2L、第三左孔口A2L’、第二右孔口A3R和第四右孔口A3R’打开，并且第二左孔口A3L和第四左孔口A3L’、第一右孔口A2R和第三右孔口A2R’关闭。当选择装置23处于图1中未示出的位置时，来自压力端口P的液压流体穿过第一左孔口A2L和第三左孔口A2L’、测量马达19和左工作流路9而流动到左工作端口1。从转向马达排出的液压流体在右工作端口R处进入转向单元，并且穿过右工作流路10以及第二右孔口A3R和第四右孔口A3R’流回到储箱流路3，并且从该储箱流路流动到储箱端口T。

所有孔口的打开/关闭行为由孔口附近的符号示出。竖轴定义了中立位置。斜线示意性地示出了相应孔口的开度。

使用具有中立打开孔口的第一桥接机构15a、15b的优点是可以非常平稳地转向离开中立位置。此外，驾驶员在方向盘处体验到反作用。当希望没有反作用时，第一桥接机构15a、15b被关断。

当然，可以按另一种方式使用选择装置23，即，将第一左连接点16直接连接到左工作流路9并将第一右连接点17直接连接到右工作流路10，并且仅经由选择装置23将第二桥接机构20a、20b连接到相应工作流路9、10。以这种方式(未示出)，可以一起选择两个桥接机构15a、15b；20a、20b，或者仅选择第一桥接机构15a、15b。

图2示出了本发明的第二实施例，其中差别仅在于选择装置23以及选择装置23和两个桥接机构15a、15b；20a、20b与相应工作流路9、10的连接。

在液压转向单元1的第二实施例中，选择装置23是两位六通(6/2)阀。此阀的入口一方面连接到两个左连接点16、21并且另一方面连接到两个右连接点17、22。阀的出口连接到两个工作流路9、10。

选择装置23可以选择两个桥接机构15a、15b、20a、20b中的一个，即，它可以将第一左连接点16连接到左工作流路9并将第一右连接点17连接到右工作流路10，或者可以将第二左连接点21连接到左工作流路9并将第二右连接点22连接到右工作流路10。

除了这个差别之外，图2所示出的实施例的转向单元1对应于图1的转向单元。

图3示出了第三实施例，其中选择装置23再次具有不同的形式。

根据图3所示出的实施例的选择装置23具有与图2的实施例相同的入口和相同的出口。然而，选择哪个桥接机构15a、15b；20a、20b用于转向存在三种可能性。

第一种可能性是图1所示出的选择装置23的切换状态。在这种可能性中，使用两个桥接机构15a、15b；20a、20b。选择装置23的第二切换状态仅将第二桥接机构20a、20b连接到相应工作流路9、10。在第三切换状态中，选择装置23仅将第一桥接机构15a、15b连接到工作流路9、10。

在所有实施例中，选择装置23同时在右工作流路10和左工作流路9中起作用，即，针对转向方向的转向行为是相同的。

这可以例如通过以下方式来实现：将共用驱动器24用于选择装置23或者至少将共用致动信号入口用于选择装置23的作用在左工作流路9中的部分和选择装置23的作用在右工作流路10中的部分。

实现这种情形的最简单方式是所示出的方式，即，选择装置具有单个驱动器25，并且呈单个阀的形式，该单个阀可以呈4/2阀(图1)、6/2阀(图2)或三位六通(6/3)阀(图3)的形式。

当然可以不止使用所示出的两个桥接机构15a、15b；20a、20b。

Claims (10)

1.一种液压转向单元(1)，该液压转向单元包括：供应端口机构，该供应端口机构具有连接到主流路(2)的压力端口(P)和连接到储箱流路(3)的储箱端口(T)；工作端口机构，该工作端口机构具有连接到左工作流路(9)的左工作端口(L)和连接到右工作流路(10)的右工作端口(R)；可变孔口的第一桥接机构(15a，15b)，该第一桥接机构具有连接到该主流路(2)并在该左工作流路(9)处连接到第一左连接点(16)的第一左孔口(A2L)、连接到该主流路(2)并在该右工作流路(10)处连接到第一右连接点(17)的第一右孔口(A2R)、在该左工作流路(9)处连接到该第一左连接点(16)并连接到该储箱流路(3)的第二左孔口(A3L)、以及在该右工作流路(10)处连接到该第一右连接点(17)并连接到该储箱流路(3)的第二右孔口(A3R)，该液压转向单元的特征为至少可变孔口的第二桥接机构(20a，20b)和选择装置(23)，该第二桥接机构具有连接到该主流路(2)并在该左工作流路(9)处连接到第二左连接点(21)的第三左孔口(A2L’)、连接到该主流路(2)并在该右工作流路(10)处连接到第二右连接点(22)的第三右孔口(A2R’)、在该左工作流路(9)处连接到该第二左连接点(21)并连接到该储箱流路(3)的第四左孔口(A3L’)、以及在该右工作流路(10)处连接到该第二右连接点(22)并连接到该储箱流路(3)的第四右孔口(A3R’)，其中该第一桥接机构(15a，15b)和该第二桥接机构(20a，20b)具有不同的转向特性，并且该选择装置将这些桥接机构(15a，15b；20a，20b)中的至少一个连接在该压力端口(P)与该工作端口机构之间。

2.根据权利要求1所述的液压转向单元，其特征在于，该切换装置(23)同时在该右工作流路(9)和该左工作流路(10)中起作用。

3.根据权利要求2所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)具有用于该右工作流路(9)和该左工作流路(10)的共用致动信号入口(24)。

4.根据权利要求2或3所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)具有单个驱动器(25)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压转向单元，其特征在于，该第一桥接机构(15a，15b)包括反作用特性，并且该第二桥接机构(20a，20b)包括无反作用特性。

6.根据权利要求5所述的液压转向单元，其特征在于，该第一桥接机构(15a，15b)的可变孔口(A2L，A2R，A3L，A3R)在中立位置是打开的，并且该第二桥接机构(20a，20b)的可变孔口(A2L’，A2R’，A3L’，A3R’)在中立位置是关闭的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)建立或中断从该供应端口机构(P，T)穿过该第二桥接机构(20a，20b)到该工作端口机构(L，R)的流路。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)建立或中断从该供应端口机构(P，T)穿过该第一桥接机构(15a，15b)到该工作端口机构(L，R)的流路。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)建立或中断从该供应端口机构(P，T)穿过该第二桥接机构(20a，20b)到该工作端口机构(L，R)的流路、并且同时中断或建立从该供应端口机构(P，T)穿过该第一桥接机构(15a，15b)到该工作端口机构(L，R)的流路。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的液压转向单元，其特征在于，该选择装置(23)呈4/2阀的形式、或呈6/2阀的形式或呈6/3阀的形式。

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