CN208360298U - 一种车辆、转向系统及转向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆、转向系统及转向阀。该转向系统包括助力缸、旁通阀和用于控制助力缸动作的转向阀，所述转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，阀芯上设有进油槽和回油槽，阀套上设有与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。在车辆大角度转弯时，能够获得较大的转向助力，提升了车辆驾驶的安全性。

Description

一种车辆、转向系统及转向阀

技术领域

本实用新型涉及一种车辆、转向系统及转向阀。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对客车行驶时的操纵性和安全性提出了更高要求，特别是对于车辆动力转向系统，既要求车辆高速时具有操纵稳定性，又要求车辆低速时具有转向轻便性。

公布号为CN102336216A，公布日为2012.02.01的中国专利申请公开了一种常压式液压转向阀及转向系统，该转向系统包括转向阀，转向阀包括阀套及阀芯，阀套上开有进油孔和分别用于与助力缸上腔和下腔分别连通的上腔槽和下腔槽，阀芯的侧壁上开有进油槽和回油连通槽，进油槽与阀套上进油孔位置及宽度相对应作为进油连通油路，回油连通槽与阀套的上腔槽和下腔槽的位置及宽度相对应，作为回油连通油路，该转向系统在车辆低速行驶时，方向盘受力较轻，具有较好的操纵轻便性，但当车速较高时，发动机带动转向油泵高速运转，液压助力转向系统便会产生较大的助力，使得方向盘手力较小，车辆容易丧失路感，产生车辆“发飘”的问题，降低了车辆高速行驶的安全性。

公告号为CN201890263U，公告日为2011.07.06的中国专利公开了一种车用电控液压助力转向系统，该车用电控液压助力转向系统包括转向油泵、转向阀、助力缸、控制器、油罐、车速传感器、转向角速度传感器、出油管和回油管，助力缸和转向阀形成用于向车辆提供转向助力的转向机构，转向油泵的出油口与出油管连接并经转向阀连接回油管后接入油罐，该转向系统还包括安装有两个或两个以上的电磁阀的旁通路，各电磁阀的通径不同，各电磁阀的控制信号输入端分别与控制器的各信号输出端相连接，各电磁阀的开断由控制器分别控制，能够实现多种模式下的变流量控制，使车辆在整个行驶过程中都具有良好的助力特性。但是，该车用电控液压助力转向系统在车辆紧急转弯或变道时，一旦旁通路上通径较大的电磁阀发生故障不能关闭，导致流入转向阀的流量少，液压助力小，驾驶员不能轻易地转动方向盘，很可能会因为转向不及时而造成交通事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种转向系统，解决现有技术中的车用电控液压助力转向系统的旁通阀发生故障时可能造成交通事故的问题；本实用新型的目的还在于提供一种转向阀；本实用新型的目的还在于提供一种车辆。

为实现上述目的，本实用新型转向系统的技术方案是：该转向系统包括助力缸、旁通阀和用于控制助力缸动作的转向阀，所述转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，阀套上设有与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

其有益效果是：该车辆转向系统的转向阀在车辆大角度转弯时，转向阀的旁通阀槽与助力缸油口中的进口隔离，切断了通往旁通阀口的油路，即使转弯过程中电磁阀失效，使车辆的转向系统获得较大的转向助力，提升了车辆驾驶的安全性。

所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

所述旁通阀槽的截面形状为三角形。

其有益效果是：旁通阀口的截面形状为三角形可通过其深前变化而与阀套向对应，而不是通过改变刀片宽度变化满足转向阀的结构要求。

本实用新型转向阀的技术方案是：该转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有用于与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，阀套上设有用于与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有用于与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

所述旁通阀槽的截面形状为三角形。

本实用新型车辆的技术方案是：该车辆包括转向系统，转向系统包括助力缸、旁通阀和用于控制助力缸动作的转向阀，旁通阀连接有控制装置，所述转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，阀套上设有与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

所述旁通阀槽的截面形状为三角形。

附图说明

图1为本实用新型车辆的实施例1的转向系统在车辆上的结构示意图；

图2为图1所示的车辆的转向系统的工作原理图；

图3为本实用新型车辆的实施例1的转向系统的逻辑控制图1；

图4为本实用新型车辆的实施例1的转向系统的逻辑控制图2；

图5为本实用新型车辆的实施例1的转向系统的转向阀的结构示意图；

图6为图5所示的转向阀在车辆直线行驶时的油路示意图；

图7为图5所示的转向阀在车辆小角度转弯时的油路示意图；

图8为图5所示的转向阀在车辆急速转弯或变道时的油路示意图。

附图标记说明：1.转向油泵；2.液压油箱；3.转矩、转角及压力信号；4.ECU；5.溢流阀；6.稳压阀；7.磁流变电磁阀；8.转向阀；80.阀套；81.阀芯；82.进油口；83.助力缸油口；84.旁通阀口；85.进油槽；86.回油槽；87.回油口；88.回油通道；89.旁通阀槽；9.助力缸；10.液压管路；11.车速信号；12.转向管柱；13.转向摇臂；14.方向盘；15.转向直拉杆；16.转向节臂；17.转向轮；18.转向系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型车辆的实施例1，如图1至图8所示，图中箭头方向为液压油的流向，该车辆的方向盘14与转向管柱12连接，转向管柱12连接有转向系统18，转向系统18与转向摇臂13相连，转向摇臂13连接转向直拉杆15，转向直拉杆15连接转向节臂16，转向节臂16连接转向轮17，其中转向系统18包括用于输出转向助力的转向机构和用于向转向机构提供液压油的转向油泵1，转向机构包括转向阀8和助力缸9，转向油泵1通过液压管路10连接有液压油箱2，转向系统18还包括用于改变进入转向阀8的液压油的流量的旁通阀，旁通阀与转向机构并联形成旁通回路，旁通阀为磁流变电磁阀7。

转向阀8包括阀套80和阀芯81，阀套80上设有进油口82，进油口82的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别联通的的助力缸油口83，阀芯81上设有进油槽85和回油槽86，阀套80上还设有与磁流变电磁阀7的进出油口分别连通的旁通阀口84，两旁通阀口84分别设置在两助力缸油口83远离进油口82的一侧，阀芯81上于进油口82和回油槽86之间设有与旁通阀口84对应的旁通阀槽89，在阀芯81的单向转动行程中，旁通阀槽89具有与助力缸油口83保持连通以使磁流变电磁阀7与助力缸9并联的并联行程，还具有与助力缸油口83中的进口隔离的关闭状态。阀芯81的中心设有与液压油箱2连通的回油口87，回油槽86通过设置在阀芯81内的回油通道88与回油口87连通。转向阀8在初始状态下，两助力缸油口83均与进油槽85连通。旁通阀槽89的截面形状为三角形。进油口82沿阀套80的周向等间距设置三个。

磁流变电磁阀7连接有用于控制磁流变电磁阀7的开度的控制装置，控制装置信号连接有用于检测车辆工况的传感器。传感器包括用于检测车辆速度的车速传感器、用于检测称量转角的转角传感器、用于检测方向盘14转矩的转矩传感器和用于检测助力缸9压力的压力信号传感器，转矩传感器与转角传感器集成设置在转向管柱12内。

控制装置为ECU4，ECU4包括PID控制器和电流控制器。液压回路上并联有溢流阀5，旁通回路上设有与磁流变电磁阀7串联的稳压阀6，稳压阀6能够保证进入磁流变电磁阀7内的液压油的压力稳定。 ECU4的控制逻辑中磁流变电磁阀7的开度h与电流I的关系为：h=k*I（k为磁流变电磁阀的有效刚度），当车速大于90㎞/h时，电流控制为1.28A，磁流变电磁阀7具有相应的开度；当车速小于20㎞/h时，电流控制为0.63A, 磁流变电磁阀7具有相应的开度；当车速在20㎞/h～90㎞/h之间时，电流根据车速大小随速调节，使驾驶员获得最优手力。控制装置还包括用于监测电磁阀是否运行正常的程序模块和用于在电磁阀失效时进行警报的警报装置，警报装置为设置在车辆仪表台的蜂鸣器。

方向盘14与转向阀8之间通过扭杆连接，方向盘14的转速越大，扭杆的扭矩越大，进而转向阀8的相对转角越大，扭杆扭矩与和转向阀8转角的对应关系为现有技术，不再详细说明。

当车辆直线行驶时，转向阀8的两个助力缸油口83以及两个旁通阀口均打开，液压油经进油口82进入转向阀8的进油槽85，助力缸9活塞两侧的压力腔通过旁通阀槽、旁通阀口、磁流变电磁阀7和回油槽与液压油箱2连通，助力缸9活塞两侧的压力腔的压力平衡。

当车辆原地转向或者低速转弯时，转向阀8的阀芯81转动较小的角度，其中一个助力缸油口和其旁边的旁通阀口打开，液压油经过打开的助力缸油口分别进入助力缸9活塞一侧的压力腔和与磁流变电磁阀7连通的旁通阀槽内，车速传感器、转矩传感器及转角传感器采集方向盘14转矩及方向盘14转角，并将转矩及转角信号传递给ECU4，ECU4通过分析车速信号11和转矩、转角及压力信号3，ECU4的电流控制器结合转向助力特性曲线数据库（多个驾驶员进行实车试验，验证不同车速转向时驾驶员的最优转向力，采集最优转向力并进行曲线拟合得到转向助力特性曲线数据库），进而输出合适的电流控制磁流变电磁阀7开度减小，使进入助力缸9活塞一侧的压力腔内的液压油的流量增大，增大液压系统转向助力。

当车辆高速小角度转弯时，转向阀8的阀芯81转动较小的角度，其中一个助力缸油口和其旁边的旁通阀口打开，液压油经过打开的助力缸油口分别进入助力缸9活塞一侧的压力腔和与磁流变电磁阀7连通的旁通阀槽内，车速传感器、转矩传感器及转角传感器采集方向盘14转矩及方向盘14转角信号，并将转矩及转角信号传递给ECU4，ECU4的电流控制器通过分析车速信号11和转矩、转角及压力信号3，并结合转向助力特性曲线数据库，进而输出合适的电流控制磁流变电磁阀7开度增大，使进入助力缸9上腔的液压油的流量减小，减小液压系统转向助力，路感通过转向轮17、转向节臂16及转向直拉杆15传递至转向摇臂13，转向摇臂13通过旋转运动将手力传至转向系统18，转向系统18通过转向管柱12将手力传至方向盘14，进而传递给且驾驶员，由于驾驶员手力大小明显增大，使驾驶员可以明显感受到路面信息，提升驾驶安全性和车辆稳定性。

当车辆紧急变道或转弯时，转向阀8的阀芯81转动较大的角度，其中一个助力缸油口和其旁边的旁通阀口均关闭，上腔阀口82打开，液压油经上腔阀口82全部进入助力缸9活塞一侧的压力腔，ECU4将转角传感器反馈的转角信号转换为转速信号并进行处理，增大电流控制磁流变电磁阀7关闭，使进入助力缸9上腔内的液压油的流量增大，增大液压系统转向助力。若磁流变电磁阀7失效，由于旁通阀口处于关闭状态，液压油不能进入旁通阀口，此时，磁流变电磁阀7不再起作用，液压油全部进入助力缸9活塞一侧的压力腔，为驾驶员提供较大的转向助力；另外，若磁流变电磁阀7失效，ECU检测到磁流变电磁阀的电流大小不稳定或者电流突变，ECU会向仪表台的蜂鸣器发送指令，提醒驾驶员需要对磁流变电磁阀7进行维修，提升了车辆驾驶的安全性。

本实用新型车辆的实施例2，与实施例1的不同之处在于，转向阀8在初始状态下，两助力缸油口83均与进油槽85隔离不连通。

在其他实施例中，旁通阀可以为现有技术中的车用电控液压助力转向系统中的电磁阀，或者旁通阀为电磁比例阀。

在其他实施例中，旁通阀槽的截面形状为其他形状，只要转向阀的阀芯在转动角度较大时能够切断旁通阀口即可，例如，弧形、矩形或者梯形。

本实用新型转向系统的实施例，该车辆转向系统与上述本实用新型车辆的任一实施例中的转向系统的结构相同，不再重复说明。

本实用新型转向阀实施例，该转向阀与上述本实用新型车辆的任一实施例中的转向阀的结构相同，不再重复说明。

Claims (15)

1.转向系统，包括助力缸、旁通阀和用于控制助力缸动作的转向阀，所述转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，其特征在于：阀套上设有与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于：所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

3.根据权利要求1或2所述的转向系统，其特征在于：所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

4.根据权利要求1或2所述的转向系统，其特征在于：所述旁通阀槽的截面形状为三角形。

5.根据权利要求1或2所述的转向系统，其特征在于：所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

6.转向阀，包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有用于与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，其特征在于：阀套上设有用于与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有用于与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

7.根据权利要求6所述的转向阀，其特征在于：所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

8.根据权利要求6或7所述的转向阀，其特征在于：所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

9.根据权利要求6或7所述的转向阀，其特征在于：所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

10.根据权利要求6或7所述的转向阀，其特征在于：所述旁通阀槽的截面形状为三角形。

11.一种车辆，包括转向系统，转向系统包括助力缸、旁通阀和用于控制助力缸动作的转向阀，旁通阀连接有控制装置，所述转向阀包括阀套和阀芯，阀套上设有进油口，进油口的周向两侧设有与助力缸内活塞两侧的压力腔分别相通的助力缸油口，所述阀芯上设有进油槽和回油槽，其特征在于：阀套上设有与旁通阀的进出油口分别连通的旁通阀口，两旁通阀口分别设置在两助力缸油口远离进油口的一侧，阀芯上于进油槽和回油槽之间设有与旁通阀口对应的旁通阀槽，在阀芯的单向转动行程中，旁通阀槽具有与助力缸油口保持连通以使旁通阀与助力缸并联的并联行程，还具有与助力缸油口中的进口隔离的关闭状态。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：所述阀芯的中心设有回油口，所述回油槽通过设置在阀芯内的回油通道与回油口连通。

13.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：所述转向阀在初始状态下，两助力缸油口均与进油槽连通。

14.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：所述进油口沿阀套的周向等间距的设有三个。

15.根据权利要求11或12所述的车辆，其特征在于：所述旁通阀槽的截面形状为三角形。