CN202624355U

CN202624355U - 可随速调节的液压助力转向系统

Info

Publication number: CN202624355U
Application number: CN 201220288691
Authority: CN
Inventors: 朱光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2022-06-19

Abstract

本实用新型公开了一种可随速调节的液压助力转向系统，包括由转向机、转向油缸、储油罐和助力油泵连接而成的转向助力液压回路，所述转向助力液压回路中设有用于截取部分由助力油泵向转向机输送的液压油的泄油泵，所述泄油泵的取力口连接于车辆的传动部分且泄油泵的流量随车速增减。该可随速调节的液压助力转向系统具有结构简单、成本低廉、运行稳定、可靠性高、能耗低的优点。

Description

可随速调节的液压助力转向系统

技术领域

本实用新型涉及陆地、水面或空中移动行驶设备的助力转向系统，尤其涉及车辆的可随速调节的液压助力转向系统。

背景技术

现有车用助力转向系统大致分为三类：液压助力转向系统、电子液压助力转向系统、电动助力转向系统。

液压助力转向系统最为常见，通常由液压转向泵、转向机、油管及储油罐和转向油缸等组成。其中，转向机内部通常有恒流转阀或恒流滑阀。其优点有：转向工作可靠，转向力矩大，故障率较低，不仅适用于小型车，大型车也同样适用。其缺点也很明显，由于液压转向泵装在发动机上，由发动机驱动，即使在不转向的情况下，液压转向泵也要空载运转，消耗少许能量；另外，该转向系统随速调节功能不强，不能达到以下理想状态，即：低速时转向助力大（方向盘手感轻、省力，操控灵活），高速时转向助力小（方向盘手感重、稳，更加安全）。

电子液压助力转向系统是在常见液压助力转向系统的基础上加以改进得来，液压转向泵不再由发动机驱动，而是由独立电机驱动，在不转向的情况下，液压转向泵不运转，节省能量；另外，该转向系统配有多个传感器并与行车电脑相连，其中包括车速传感器（用来感知车速的变化），实现转向系统的随速调节的理想状态。当车速较低时，行车电脑指挥电机驱动转向泵输出较大的功率，使得转向机助力大；当车速较高时，行车电脑指挥电机驱动转向泵输出较小的功率，使得转向机助力小。例如，家用小车低速行驶时，泵的转速一般为3000rpm左右；高速行驶时，泵的转速反而只有800rpm左右，每百公里可节油0.1～0.2L左右。但是，该转向系统缺点也很明显：1、各种电器元件的加入，降低了系统的可靠性；2、电机须电池提供能量，功率不可能很大，因此，不适用于大型或重载车辆；3、车辆必须配有行车电脑，且需额外增加电机及多个传感器等元件，大大增加了成本，因此，该系统仅多用于高档轿车。此外，还有一种以电控阀为执行元件的电子阀控调节系统，该系统取自车速的反馈信号反馈至电控阀（通常为电磁伺服阀、电比例阀或节流孔等），通过电控阀根据车速变化控制转向助力液压油流量，以达到自动调节转向力度的目的，实质是动态控制节流，其缺陷是：1、由于电器元件的加入，降低了系统的可靠性；2、由于采用的是节流控制原理，其发热量大、能耗高；3、车辆必须配有行车电脑，大大增加了成本。

电动助力转向系统不再有液压元件，通常由电机减速、增扭后直接驱动转向机构。优点是结构比较简单，成本低，比如，电子液压助力转向系统一般5000元左右，电动助力转向系统则一般只要3000元左右；但缺点是可靠性不高，并且电机由蓄电池供电，不可能提供较大的转向力矩。通常只适用于成本比较低廉的小型车辆。

通过以上的介绍和分析，概括起来，液压助力转向系统最可靠，应用最广泛，但是它难以实现转向力度随速可调，进而影响了它不能够彻底、全面地适用于所有的车型，不能成为一种万能、最佳的解决方案。也正是由于这个缺陷，使得另外两种电驱动的助力转向系统，各自有了一定的市场；但是由于这两种转向系统都有各自的应用局限性，只能作为液压助力转向系统的补充角色存在。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉、运行稳定、可靠性高、能耗低的可随速调节的液压助力转向系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种可随速调节的液压助力转向系统，包括由转向机、转向油缸、储油罐和助力油泵连接而成的转向助力液压回路，所述转向助力液压回路中设有用于截取部分由助力油泵向转向机输送的液压油的泄油泵，所述泄油泵的取力口连接于车辆的传动部分且泄油泵的流量随车速增减。

所述泄油泵的取力口连接于车辆变速箱的输出端或车辆变速箱的输出端之后的动力传动链上。

所述泄油泵的取力口连接于车辆变速箱的输出端之后的传动轴或驱动桥或车轮上。

所述助力油泵的进油口与储油罐相通，助力油泵的出油口与转向机相通，所述转向机的出油口与转向油缸相通，所述转向油缸的出油口与储油罐相通。

所述泄油泵的进油口连接于助力油泵的出油口与转向机之间。

所述泄油泵的出油口与储油罐相通。

所述泄油泵为齿轮泵或叶片泵或柱塞泵或涡轮泵或螺杆泵。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的可随速调节的液压助力转向系统，在现有液压助力转向系统的基础上增设了一台用于截取部分由助力油泵向转向机输送的液压油的泄油泵，并且将该泄油泵的取力口连接于车辆传动部分，使泄油泵的流量随车速增减，当车速较高时，泄油泵转速高，泄油量大，供给转向机和转向油缸的油量少，转向助力小，此情况下方向盘手感重、稳，有利于提高车辆高速行驶时的安全性，当车速较低时，泄油泵转速低，泄油量小，供给转向机和转向油缸的油量多，转向助力大，此情况下方向盘手感轻、省力，有利于提高车辆低速行驶时的转向灵活性和操控性，可见本实用新型的液压助力转向系统达到了可随速调节的转向助力大小的目的，并且该系统不依靠传感器、控制电路、电源等电器元件和软件的控制，其运行稳定性和可靠性大大提高，同时也降低了助力转向系统的成本；本实用新型的液压助力转向系统采用的是泄油的方式控制供给转向机和转向油缸的油量，相比于现有技术中完全依靠节流阀原理实现流量调节的方式，本实用新型能耗低、发热量大大减小，有利于提高节能减排效果和助力转向系统的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的原理图。

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图3是Q2随车速变化的曲线图。

图4是Q1随车速变化的曲线图。

图5是Q随车速变化的曲线图。

图6是本实用新型实施例2的原理图。

图7是本实用新型实施例2的结构示意图。

图中各标号表示：

1、助力油泵；2、转向机；3、转向油缸；4、储油罐；5、泄油泵；6、方向盘；7、驱动桥；8、车轮；9、传动轴；10、车辆变速箱；11、车辆发动机。

具体实施方式

实施例1：

图1和图2示出了本实用新型的一种可随速调节的液压助力转向系统，该系统包括助力油泵1、转向机2、转向油缸3、储油罐4和泄油泵5，助力油泵1的取力口与车辆发动机11连接，助力油泵1的进油口与储油罐4相通，助力油泵1的出油口与转向机2相通，转向机2的出油口与转向油缸3相通，转向油缸3的出油口与储油罐4相通，泄油泵5的取力口连接于车辆变速箱10的输出端或其后的动力传动链上任一位置，本实施例将泄油泵5的取力口连接于车辆变速箱10的输出端，泄油泵5的出油口与储油罐4相通，泄油泵5的进油口连接于助力油泵1的出油口与转向机2之间，泄油泵5相对于助力油泵1而言为一台反向工作油泵，用于截取部分由助力油泵1向转向机2输送的液压油，并直接送回储油罐4。由于助力油泵1的取力口连接于车辆发动机11上，在车辆正常行驶过程中助力油泵1的转速不会随着车速V的变化而出现同样明显的变化，因此，助力油泵1出油口的输出油量Q1基本上可以视其为一个定量（Q1随车速V变化的曲线图如图4所示）；泄油泵5的取力口连接于车辆变速箱10的输出端，在车辆正常行驶过程中泄油泵5的转速将会与车速基本上成正比，因此，泄油泵5的泄油量Q2基本上可以视其为随车速V增加而逐渐递增的变量（Q2随车速V变化的曲线图如图3所示）；设最终经转向机2进入转向油缸3的油量为Q，则Q满足公式：Q= Q1- Q2，而Q的大小直接影响转向助力的大小，最终使转向助力的大小随车速V增加而逐渐递减（Q随车速V变化的曲线图如图5所示）。由此可见，本实用新型通过所设的泄油泵5实现了转向助力的随速调节，当车速较高时，泄油泵5流量（功率）高，泄油量Q2大，供给转向机2和转向油缸3的油量Q少，转向助力小，此情况下方向盘6手感重、稳，有利于提高车辆高速行驶时的安全性；当车速较低时，泄油泵5流量（功率）低，泄油量Q2小，供给转向机2和转向油缸3的油量Q多，转向助力大，此情况下方向盘6手感轻、省力，有利于提高车辆低速行驶时的转向灵活性和操控性。并且，该系统不依靠传感器、控制电路、电源等电器元件和软件的控制，其运行稳定性和可靠性大大提高，同时也降低了助力转向系统的生产成本。同时，相比于现有技术中完全依靠节流阀原理实现流量调节的方式，本实用新型所采用的是通过泄油的方式控制油量，其能耗低，且发热量大大减小，有利于提高节能减排效果和助力转向系统的使用寿命；另外本实用新型可随速调节的液压助力转向系统结构简单，只需在现有液压助力转向系统的基础上进行简单改装即可得到，成本低廉。

另外，泄油泵5可以选用齿轮泵或叶片泵或柱塞泵或涡轮泵或螺杆泵等，本实施例中，泄油泵5选用齿轮泵，助力油泵1选用单作用恒流叶片泵。

将本实用新型的可随速调节的液压助力转向系统，用于挡位按跳跃式递增的变速箱时（如手动挡变速箱、自动挡变速箱等，但CVT无级变速箱为连续式递增，此类排除在外），在换档过程中油泵转速也会随之产生阶跃式变化，使得流入转向机2的液压油总量同样会呈现阶跃式变化，具体表现为换挡时，转动方向盘6的转向力度会有较明显的变化，即换挡与方向盘6的转向力度之间会有关联性，对于强调车辆操控性的人来说，此特性强化了换挡操作的手感反馈，就如同好的减震装置应有清晰的路感反馈一样，从而增强了车辆驾驶的乐趣；挡位数越多的变速箱，这种换挡时的关联阶跃感越不明显，对于无级变速箱，关联阶跃感几乎没有。对装有本实用新型可随速调节的液压助力转向系统的手动挡车辆而言，踩下离合器时应注意以下两种情况：a、发动机没有熄火，此时两个油泵均在工作，离合器踩下的瞬间，泄油泵5流量相对降低，方向盘6稍有突然变轻的趋势（现有液压助力转向系统均有与此相类似的现象，可视为正常工作情况）；b、发动机突然熄火，车辆依惯性滑行，发动机的转动由主动变为被动，踩下离合器会导致发动机转速急剧下降，方向盘6会有突然明显变重的趋势，针对此问题可在助力油泵1与泄油泵5之间设置相应的液控式压力感应换向阀，当发动机熄火且离合器被踩下的情况下，由于回路中压力的变化，换向阀自动换向，使泄油泵5的出油口由连接储油罐4的状态迅速切换至连接转向机2的状态，代替或帮助助力油泵1行使转向助力功能。

实施例2：

图6和图7示出了本实用新型的另一种可随速调节的液压助力转向系统，本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于泄油泵5的取力口连接于车辆变速箱10输出端后的驱动桥7上。此外，泄油泵5的取力口还可选择连接于车辆变速箱10的输出端后的传动轴9或车轮8上等部位，传动轴9或车轮8或驱动桥7等均为车辆变速箱10的输出端后的传动链中的一部分，各处的转速与车速成正比，因此，将泄油泵5的取力口选择连接于车辆变速箱10的输出端后的其中的任一位置均可达到与实施例1基本相同的效果，此类变换均应落在本实用新型的保护范围之内。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种可随速调节的液压助力转向系统，包括由转向机（2）、转向油缸（3）、储油罐（4）和助力油泵（1）连接而成的转向助力液压回路，其特征在于：所述转向助力液压回路中设有用于截取部分由助力油泵（1）向转向机（2）输送的液压油的泄油泵（5），所述泄油泵（5）的取力口连接于车辆的传动部分且泄油泵（5）的流量随车速增减。

2.根据权利要求1所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）的取力口连接于车辆变速箱（10）的输出端或车辆变速箱（10）的输出端之后的动力传动链上。

3.根据权利要求2所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）的取力口连接于车辆变速箱（10）的输出端之后的传动轴（9）或驱动桥（7）或车轮（8）上。

4.根据权利要求1或2或3所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述助力油泵（1）的进油口与储油罐（4）相通，助力油泵（1）的出油口与转向机（2）相通，所述转向机（2）的出油口与转向油缸（3）相通，所述转向油缸（3）的出油口与储油罐（4）相通。

5.根据权利要求4所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）的进油口连接于助力油泵（1）的出油口与转向机（2）之间。

6.根据权利要求5所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）的出油口与储油罐（4）相通。

7.根据权利要求1或2或3所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）为齿轮泵或叶片泵或柱塞泵或涡轮泵或螺杆泵。

8.根据权利要求6所述的可随速调节的液压助力转向系统，其特征在于：所述泄油泵（5）为齿轮泵或叶片泵或柱塞泵或涡轮泵或螺杆泵。