CN2158823Y - 控制压力自动补偿式负荷传感静液压转向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种用于车辆动力转向的静液压 装置。该装置由一个负荷传感静液压转向器和一个 优先阀组成。其转向器的控制油路中设置了一个定 节流口和一个与该定节流口并联的变节流口，该变节 流口的开度随方向盘转速而变化，使控制压力与方向 盘转速自动适应：方向盘静止时，控制压力最小，从而 保证有最小的中位压力损失；方向盘转速增加时，控 制压力自动提高，从而保证供油充足。该静液压装置 具有能量损失小，调节特性好等优点。

Description

本实用新型是一种用于车辆动力转向的静液压装置。

工程车辆的转向阻力矩很大，依靠人的体力操纵方向盘时，驾驶员感到十分吃力，为此大多数工程车辆采用动力转向，其中以液压油作为工作介质的静液压动力转向应用最广。七十年代产生的负荷传感静液压转向装置是一种节能型的产品（专利US    4043419），它能够使油源向转向油路的供油与转向负载的要求较好地匹配，从而明显提高了液压系统的效率，因此得到越来越广泛的应用。

工程车辆设计师在选择负荷传感静液压转向装置时，一方面为了提高液压系统效率，总是选用尽可能低的控制压力，以便减小中位压力损失；而另一方面，为使高速转动方向盘时仍能充足供油，不发生人力转向现象，则又希望提高控制压力。现有负荷传感静液压转向装置的控制压力是固定不变的，因此无法兼顾上述两方面的要求。

本实用新型的目的是：设计一种即保留现有负荷传感静液压转向装置的基本结构模式，又能使其控制压力与方向盘转速自动适应的静液压转向装置。该静液压装置具有能量损失小，调节特性好等优点。

转向原理和本实用新型的内容：现有的负荷传感静液压转向装置由一个负荷传感静液压转向器（以下简称转向器）和一个优先阀组成。转向器又由控制转阀和摆线计量马达等组成。控制转阀的阀芯、阀套上开有各种槽和孔，它们之间形成了各种变节流口。阀芯与方向盘连接，阀套通过联动轴与摆线计量马达的转子连接。转动方向盘时，阀芯相对阀套偏转，打开变节流口，使压力油通过负荷传感变节流口，摆线计量马达，进入转向油缸。被油液推动的马达转子，带动阀套沿阀芯的旋转方向转动，关闭变节流口，使供给转向油缸的油液体积与方向盘转角成正比。负荷传感变节流口两端的压差受优先阀控制，并且保持恒定，于是该节流口的开口面积与通过的流量成正比，即与方向盘的转速成正比。由于优先阀到转向器之间的管路与负荷传感变节流口串联于同一油路，当方向盘转速较高或摆线计量马达的排量较大时，在这段管路上将产生较大的压降，该压降的存在会减少负荷传感变节流口两端的实际压差。为了维持原有流量，必须增加负荷传感变节流口的开度。由于受到结构的限制，该节流口的开度是有限的，因此上述管路压降的存在会减小转向器向转向油缸的供油能力，即降低方向盘的最高允许转速。

本实用新型在优先阀的阀芯中增设了一个定节流口，该定节流口沟通了转向油路和控制油路，为控制油路提供了固定不变的控制流量。本实用新型将原来位于优先阀内，串联在控制油路上的定节流口移到负荷传感静液压转向器中，在该定节流口两端并联了一个变节流口，该变节流口的开口面积随方向盘的转速而变化，转速为零时，开口面积最大，随着转速增加，开口面积逐渐减小。由于流过控制油路的流量恒定，因此，中位时在该变节流口上的压降最小，随着转速增加，该变节流口上的压降增加，该压降与优先阀中定节流口上的压降之和，恰等于负荷传感静液压转向器中负荷传感变节流口上的压降与从优先阀至转向器入口之间管路压降之和。当方向盘转速提高时，管路压降增加，与此同时，控制油路中变节流口上的压降也随之增加，于是这两个压降互相抵消，排除了管路压降对负荷传感变节流口两端压差的影响，从而保证高速转动方向盘时，供油充足。

综上所述，本实用新型的控制压力具有自动补偿能力，因此可以获得较低的中位控制压力，达到节能的目的。由于控制压力能够随方向盘转速而提高，因此又能获得较高的方向盘允许转速。从而兼顾了节能和调节性能两方面的要求。

图1是本实用新型的液压原理图；

图2是本实用新型负荷传感静液压转向器的主视图；

图3是本实用新型负荷传感静液压转向器的俯视图；

图4是本实用新型负荷传感静液压转向器的阀芯；

图5是本实用新型负荷传感静液压转向器的阀套；

图6是本实用新型控制油路变节流口的结构；

图7是本实用新型负荷传感静液压转向器阀芯与阀套配合表面的平面展开图；

图8是本实用新型优先阀的主视图。

本实用新型的实施（参见图1～图8）。

静液压装置由负荷传感静液压转向器1和优先阀2两部分组成，这两部分之间用液压油管连接（图1中虚线包容的部分）。静液压装置通过油口3与油泵W₂连接，通过油口4与油箱W₁连接，通过油口5与转向油缸W₃左腔连接，通过油口6与转向油缸的右腔连接，通过油口7与其它工作装置连接（图1中未画出）。

转向器1由控制转阀8和摆线计量马达9两部分组成。控制转阀8由阀体10，阀芯11和阀套12等组成；摆线计量马达9由转子13和定子14组成；阀套12通过拨销15，联动轴16与转子13连接；阀体10上开有4条环槽，环槽17通油口53（P），环槽19通油口6（R），环槽20通油口5（L），环槽21通油口51（T）；径向小孔22通油口55（LS），7个径向孔18通计量马达9的油腔23；径向孔18还与阀套12外圈上的孔组38之间形成节流口C₃、C₄。

阀芯11通过十字块25与方向盘连接（图中未画出）；阀芯11上有槽组26、27、28、29、30，31，环槽32、33和孔组34、35，孔组34、35通阀芯11的内腔；阀套12上有孔组36、37、38、39、40、41、42和44，这些孔均为通孔；环槽45与横槽43沟通。

阀芯11与阀套12之间，孔组37与槽组28、29之间形成负荷传感变节流口C₁；孔组38与槽组28，27之间形成变节流口C₂和C₅；孔组39、40与槽组27、26之间形成变节流口C₆和C₇；孔组36跨接槽组31和孔组34，形成变节流口C₈；孔组44连通环槽45和33；形成定节流口C₉；孔组42与槽组30之间形成变节流口C₁₀。

优先阀2由阀体46，阀芯47，控制弹簧48，安全阀总成49组成。油口3为静液压装置的进油口，油口50与转向器油口51连接，汇合后通油口4；油口7外接其它工作装置；油口52与转向器油口53连接；油口54与转向器油口55连接。

优先阀2的阀芯47中设有一个丝堵56，该丝堵上有一定节流口C₁₁，节流口C₁₁沟通阀芯内腔57和阀体46的非弹簧腔64；阀芯47另一侧有溢流阀58和溢流阀弹簧59，溢流阀上有一个定节流口C₁₂，定节流口C₁₂连通阀芯47的内腔57和阀体46的弹簧腔60；阀芯47上开有径向小孔61和62，它们分别将内腔57与油口52和油口7连通；弹簧腔60通过油道63与油口54连接。

各种工况下的油流路线如下：外部油泵W₂尚未供油时，优先阀2的弹簧48将阀芯47推向非弹簧腔64一侧。这时转向油路阻力很小。油泵W₂开始供油时，转向器1中变节流口C₁截止，油液不能从主油路进入转向器1，但可以通过优先阀2中节流口C₁₂，油口54，进入转向器1的油口55，并通过节流口C₉、C₁₀、C₈、油口51、油口4回油箱。这时优先阀2的非弹簧腔64的压力等于油口52处压力，而弹簧腔60的压力等于油口52处的压力减去节流口C₁₂上的压降。根据静力学平衡原理，该压降恰等于 控制弹簧48的推力除以阀芯47的承压面积。中位时，变节流口C₁₀大开，因此优先阀弹簧腔60的压力很低，这时静液压装置进油口处压力近似等于由控制弹簧48引起的控制压力（大约3～4bar）。

如果在环境温度很低的情况下，油泵W₂忽然开始供油，这时转向器1的主油路截止，压力油来不及将优先阀阀芯47推向弹簧腔60一侧，因此在这种情况下，静液压装置油口3处的压力会急聚增高，甚至会损坏油泵W₂。为了解决这个问题，本实用新型在优先阀阀芯47中加装了溢流阀58，这时油液可通过溢流阀58卸荷，正常工作时溢流阀58不起作用。

转向时，方向盘带动阀芯11转动，阀芯与阀套之间产生相对角位移，除C₈、C₉、C₁₀外，其它变节流口均开大，左转时压力油从油口3通过优先阀2，进入转向器1的油口53，再通过负荷传感变节流口C₁，节流口C₅、C₄、计量马达9、节流口C₃、C₂、进入转向油缸W₃左腔，再由右腔经变节流口C₇返回油箱；右转时压力油流经负荷传感变节流口C₁后，再经过节流口C₂、C₃、计量马达9、节流口C₄、C₅、C₇进入转向油缸W₃右腔，再由油缸左腔经节流口C₆返回油箱。从优先阀油口52至转向器负荷传感变节流口C₁前端之间的压降为管路压降，它与负荷传感变节流口C₁两端压差之和等于优先阀内定节流口C₁₂上的压降与转向器内变节流口C₁₀上的压降之和。

随着转速增加，变节流口C₁₀的开度关小，最终完全关闭，这时，C₁₀上的压降就是与之并联的定节流口C₉上压降；经过仔细的设计，改变节流口C₁₀的形状和尺寸参数，可使变节流口C₁₀上的压降等于或接近管路压降，从而使节流口C₁两端的压差不变，恒等于节流口C₁₂两端的压差，即等于控制弹簧48引起的控制压力。

当负载压力超过安全阀49的调定值时，该阀打开，产生一股先导流量，该流量在节流口C₁₂产生压降，推动阀芯47，关闭通往转向器1的油流，打开通往其它工作系统的油路。

当油泵W₂不能供油，而仍需实现人力转向时，单向阀65打开，形成补油回路。

为了在动力转向时，防止负载压力冲击，可加装单向阀66。

本实用新型提出的控制压力自动补偿原理同样适用于其它负荷传感类型的静液压转向装置，例如同轴流量放大器（专利CN    2078383U）

Claims (5)

1、一种用于车辆动力转向的静液压转向装置，由一个负荷传感静液压转向器1和一个优先阀2组成。转向器1中设置了负荷传感变节流口C₁，计量马达节流口C₂、C₅，油缸变节流口C₆、C₇。其特征在于：在转向器1的控制油路中设置了一个定节流口C₉和一个与C₉并联的变节流口C₁₀。定节流口C₉是位于阀套12上的环槽45中的孔组44，变节流口C₁₀是阀套12上的孔组42与阀芯11上的槽组30之间形成的开口。

2、按权利要求1所述的静液压转向装置，其特征在于：转向器1的阀芯11相对阀套12无偏转时，阀套12上的孔组37与阀芯11上的槽组28、29之间形成的节流口C₁关闭，完全截止主油路。

3、按权利要求1所述的静液压转向装置，其特征在于：转向器1中，阀套12上的孔组42可以是单个小孔，也可以是多个小孔的组合，可以是圆孔，也可以是矩形孔。

4、按权利要求1所述的静液压转向装置，其特征在于：优先阀2中，阀芯47的一端，安装了丝堵56，该丝堵上开有一个小孔，形成定节流口C₁₁，在另一端安装了溢流阀58，溢流阀58上开有一个小孔，形成定节流口C₁₂。

5、按权利要求1和4所述的静液压转向装置，其特征在于：优先阀2的阀体46的弹簧腔60，通过油道63与油口54连接。

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