專利名稱：開心流量放大全液壓轉(zhuǎn)向器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于車輛液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓元件。
現(xiàn)有開心全液壓轉(zhuǎn)向器由控制轉(zhuǎn)閥和擺線計量裝置等部分組成。為了滿足定量油泵供油的大排量液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求，現(xiàn)有兩種方案一種是保持控制轉(zhuǎn)閥部份基本不變，通過增加擺線計量裝置長度的辦法獲得大的轉(zhuǎn)向排量；另一種辦法是重新設(shè)計控制轉(zhuǎn)閥和擺線計量裝置，增加元件各部分結(jié)構(gòu)尺寸，從而獲得大的轉(zhuǎn)向排量。前者體積小，便于安裝，但壓力損失大；后者壓力損失小，但體積大，安裝不方便。
本實用新型的目的是設(shè)計一種即保留現(xiàn)有開心全液壓轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)模式，又具有流量放大能力和應(yīng)急轉(zhuǎn)向能力的小體積、大排量的開心全液壓轉(zhuǎn)向器。該轉(zhuǎn)向器將控制油路與放大油路集于一體，即能滿足大、中型車輛提出的大排量、高效率要求，又能做到元件體積小、結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠。
轉(zhuǎn)向原理和本實用新型的內(nèi)容現(xiàn)有開心全液壓轉(zhuǎn)向器由控制轉(zhuǎn)閥和擺線計量裝置等組成?？刂妻D(zhuǎn)閥的閥芯和閥套上開有各種槽和孔，它們之間形成了各種變節(jié)流口。閥芯與方向盤連接，閥套通過聯(lián)軸節(jié)與擺線計量裝置的轉(zhuǎn)子連接。方向盤靜止時，由定量油泵提供的全部油液，通過閥芯、閥套之間的中位回油變節(jié)流口返回油箱。轉(zhuǎn)動方向盤時，閥芯相對閥套偏轉(zhuǎn)，關(guān)小中位回油變節(jié)流口，打開轉(zhuǎn)向變節(jié)流口，使壓力油通過擺線計量裝置進入轉(zhuǎn)向油缸，被油液推動的轉(zhuǎn)子，帶動閥套沿閥芯轉(zhuǎn)動方向運動，力圖開大中位回油變節(jié)流口，關(guān)小轉(zhuǎn)向變節(jié)流口，使供給轉(zhuǎn)向油缸的油液體積與方向盤轉(zhuǎn)角成正比。
本實用新型在控制轉(zhuǎn)閥上增設(shè)了流量放大油路，該油路的上游與本液壓元件的進油口連接，下游與進油缸變節(jié)流口的上游連接。在放大油路中設(shè)置了一個彈簧預(yù)壓縮的單向閥和一組補償變節(jié)流口。該放大油路與串聯(lián)了擺線計量裝置、轉(zhuǎn)向變節(jié)流口的控制油路并聯(lián)，供給轉(zhuǎn)向油缸的流量等于通過控制油路和通過放大油路流量的總和。彈簧預(yù)壓縮的單向閥有三個作用其一是，只有當流過控制油路的流量達到一定值，在控制油路上產(chǎn)生足夠大的壓降時，該壓降作用于與其并聯(lián)的放大油路，打開彈簧預(yù)壓縮的單向閥，開始流量放大。通過改變彈簧預(yù)壓縮力以及單向閥座孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以改變該元件的轉(zhuǎn)速流量特性。其二是，當轉(zhuǎn)向油缸達到行程終點，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全閥開啟，油源停止向轉(zhuǎn)向器供油，而駕駛員繼續(xù)轉(zhuǎn)動方向盤時，該單向閥可阻止油液倒流，使轉(zhuǎn)動閥芯所需的力矩增加，駕駛員手感加重，即產(chǎn)生所謂終點感。其三是，當油源發(fā)生故障停止向轉(zhuǎn)向器供油時，可利用人力轉(zhuǎn)動方向盤，驅(qū)動擺線計量裝置(已變?yōu)橛捅霉r)，排出壓力油，供給轉(zhuǎn)向油缸，該單向閥阻止油液通過放大油路倒流到擺線計量裝置的進油側(cè)，以便建立起轉(zhuǎn)向油壓。轉(zhuǎn)向油缸的回油經(jīng)補油單向閥回到進油口，防止油路吸空，實現(xiàn)應(yīng)急轉(zhuǎn)向。此時元件無流量放大作用，其排量等于計量裝置的排量，因此依靠人力能夠轉(zhuǎn)得動方向盤。
開心全液壓轉(zhuǎn)向器的中位回油變節(jié)流口的開度隨著方向盤的轉(zhuǎn)速，供油量和負載壓力變化，當方向盤轉(zhuǎn)速恒定時，若供油流量或負載壓力變化，會引起閥芯相對閥套的轉(zhuǎn)角變化。此外，由于在控制油路中與中位回油變節(jié)流口的同步變化的轉(zhuǎn)向變節(jié)流口上的壓降影響了放大油路的流量，因此輸入流量和負載壓力的變化將影響放大流量。串聯(lián)在放大油路中的補償變節(jié)流口的開度也與中位回油變節(jié)流口開度的同步變化。當由于輸入流量和負載壓力變化引起閥芯閥套之間的轉(zhuǎn)角變化時，串聯(lián)在控制油路中的轉(zhuǎn)向變節(jié)流口使控制油路上的壓降增加(或減小)，從而使放大流量增加(或減少)時，串聯(lián)在放大油路中的補償變節(jié)流口會使放大流量減小(或增加)，最終使放大流量基本上不受輸入流量和負載壓力變化的影響。
與現(xiàn)有開心全液壓轉(zhuǎn)向器比較，本實用新型增加了流量放大功能和應(yīng)急轉(zhuǎn)向能力，在相同體積和壓力損失的條件下排量可增加數(shù)倍。與現(xiàn)有其它類型的全液壓轉(zhuǎn)向器和流量放大器比較，本實用新型的零件數(shù)目最少，結(jié)構(gòu)最簡單，體積最小，構(gòu)成的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中元件最少，工作最可靠?？傊?，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度大、效率高和工作可靠等優(yōu)點。


圖1是本實用新型的液壓原理圖。
圖2是本實用新型裝配圖的主視圖。
圖3是本實用新型裝配圖的俯視圖。
圖4是本實用新型擺線計量裝置2的剖視圖。
圖5是本實用新型的單向閥3和單向閥4。
圖6是本實用新型的閥芯6。
圖7是本實用新型的閥套7。
圖8是閥芯與閥套配合表面的平面展開圖。
圖9是本實用新型單向油流圖。
本實用新型的實施(參見
圖1～圖9)本液壓元件由控制轉(zhuǎn)閥1、擺線計量裝置2、補油閥3、彈簧預(yù)壓縮單向閥4等組成。閥體8對元件以外有4個油口，“P”油口與油源中單穩(wěn)分流閥的“CF”油口連接。油源通常由濾油器W1、定量油泵W2、安全閥W3和單穩(wěn)分流閥W4組成，單穩(wěn)分流閥的“EF”油口接工作油路的方向控制閥W5。當油源中不裝單穩(wěn)分流閥W4時，本液壓元件的“P”油口直接與油泵出口連接。本液壓元件的“T”油口接油箱W0，“L”油口和“R”油口分別與轉(zhuǎn)向油缸W6的左、右腔連接。
閥體8的內(nèi)孔開有五條環(huán)槽，槽9通“T”油口，槽10通“L”油口，槽11通“R”油口，槽12通單向閥4的下游，槽13通控制油路上游。閥體8上的七個孔14通擺線計量裝置2的轉(zhuǎn)子15和定子16之間形成的七個容腔。七孔14與閥套7外圓上的孔組17之間形成節(jié)流口C3和C4。閥芯6上開有三組油槽，19、20、21每組油槽由六根縱向分布的油槽組成；開有兩條環(huán)槽22、23；三排孔組24、25、26與閥芯內(nèi)腔相通。位于槽組21內(nèi)的孔組27分四排分布，每排6孔，它們也與閥芯內(nèi)腔相通。閥套7上的孔組均為通孔。中位時，閥芯6上的孔組24、25與閥套7上的孔組27、28相對；孔18與環(huán)槽23相通，孔組17的孔位于槽組19、20之間，處于被封閉狀態(tài)；孔組29的孔位于槽組20兩側(cè)，處于被封閉狀態(tài)；孔組30和31的孔位于槽組20與21之間，處于被封閉狀態(tài)；孔組32與閥體8的環(huán)槽9相對，孔組31與環(huán)槽10相對，孔組30與環(huán)槽11相對，孔組29與環(huán)槽12相對，孔組18、27、28與環(huán)槽13相對?？捉M18為定節(jié)流口C1，孔組27、28與孔組24、25之間形成中位回油變節(jié)流口C0，孔組17與槽組19、20之間形成轉(zhuǎn)向變節(jié)流口C2、C5，孔組29與槽組20之間形成補償變節(jié)流口C8，孔組30、31與槽組20、21之間形成進油缸變節(jié)流口C6和出油缸變節(jié)流口C7。單向閥3位于進油口“P”和回油口“T”之間，只允許油液從“T”流向“P”；單向閥4的非彈簧側(cè)與“P”油口相通，彈簧側(cè)與環(huán)槽12相通，油液可從“P”流向環(huán)槽12，反向截止。
各工況下油流路線如下中位時，變節(jié)流口C0全開，變節(jié)流口C2、C5、C6、C7、C8關(guān)閉。油流始于“P”油口，經(jīng)閥體8上的環(huán)槽13、閥套7上的孔組27、28，閥芯6上的孔組24、25流入閥芯6的內(nèi)腔，再經(jīng)孔組26、孔組32流入閥體8的環(huán)槽9，最終流至“T”油口。轉(zhuǎn)向時，方向盤W7帶動閥芯6轉(zhuǎn)動，最初閥套7尚未轉(zhuǎn)動，因此閥芯與閥套之間產(chǎn)生相對角位移，變節(jié)流口C0關(guān)小，變節(jié)流口C2、C5、C6、C7、C8均開大。油流從“P”油口開始，分成兩路，一路經(jīng)環(huán)槽13、孔組18、環(huán)槽23、槽組19、孔組17的一部分孔，孔組14的一部分孔，進入擺線計量裝置的進油腔，再從擺線計量裝置的出油腔，經(jīng)孔組14的另一部分孔，孔組17的另一部分孔進入槽組20成為控制油流；另一路油液經(jīng)單向閥4進入環(huán)槽12、孔組29進入槽組20成為放大油流，與前路油匯合成為總油流。閥芯6上的環(huán)槽22溝通槽組20，均衡各槽間的壓力，再經(jīng)孔組30(或31)進入環(huán)槽11(或10)經(jīng)“R”油口(或“L”油口)進入轉(zhuǎn)向油缸W6的一側(cè)油腔，油缸W6另一腔排出的油液經(jīng)“L”油口(或“R”油口)進入環(huán)槽10(或11)，經(jīng)孔組31(或30)進入槽組21，一部分油液經(jīng)孔組27、閥芯6的內(nèi)腔、孔組26至孔組32；另一部分油液經(jīng)槽組21至孔組32，爾后再經(jīng)環(huán)槽9流至“T”油口。被推動的轉(zhuǎn)子15，借助于聯(lián)軸節(jié)33、撥銷34帶動閥套7，與閥芯6同向轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生關(guān)閉上述變節(jié)流口的趨勢，使變節(jié)流口保持一定開度。方向盤停止轉(zhuǎn)動后，彈簧片5使閥芯6和閥套7嚴格對中。
流經(jīng)控制油路中節(jié)流口C1、C2、C3、C4、C5的流量恰等于計量裝置的排量與方向盤轉(zhuǎn)速的乘積。在C1、C2、C3、C4、C5上的壓降以及推動計量裝置轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的壓降之和作用于放大油路，產(chǎn)生放大流量。彈簧預(yù)壓縮的單向閥4阻止了放大流量產(chǎn)生。只有控制油路上的壓降達到一定數(shù)值時，即當方向盤達到一定轉(zhuǎn)速后，單向閥4才打開，本實用新型才具有流量放大能力，其目的是防止負載壓力突變時引起放大流量突變，使車輛抖動。通過改變彈簧參數(shù)，單向閥閥座孔徑，單向閥閥芯形狀以及孔組18的孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以獲得不同的轉(zhuǎn)速——流量特性，使其滿足不同用戶的要求。單向閥4可以是球閥、錐閥、平板閥、滑閥。若方向盤轉(zhuǎn)速不變，當負載壓力或輸入流量變化時，閥芯6相對閥套7的角位移發(fā)生變化。例如，負載壓力增加時，角位移增加，變節(jié)口C0開度減小，轉(zhuǎn)向節(jié)流口C2，C5的開度增加，因此控制油路的壓降會減小，從而引起放大流量減少，與此同時，C8的開度增加，C8開度增加后會引起放大油路流量增加，其作用與C2、C5的作用相反。正確設(shè)計C2、C5和C8可以大大減小負載壓力及輸入流量變化對輸出流量的影響。
油泵停止供油時，計量裝置2轉(zhuǎn)變?yōu)橛捅霉r，駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤，驅(qū)動計量裝置2，排出壓力油經(jīng)C4、C5、C6供給轉(zhuǎn)向油缸W6，單向閥4可阻止油液通過放大油路返回計量裝置2的吸油側(cè)，只有這樣，系統(tǒng)壓力才能建立起來。油缸W6排出的油液經(jīng)C7、單向閥3、節(jié)流口C1、C2、C3流到計量裝置2的進油側(cè)，防止油路吸空。
當油缸達到行程終點，駕駛員繼續(xù)轉(zhuǎn)動方向盤時，安全閥W3開啟，油泵不向轉(zhuǎn)向器供油，計量裝置2排出壓力油，由于單向閥4阻止了油液經(jīng)放大油路流回計量裝置2的吸油側(cè)，使計量裝置2的排油側(cè)建立起壓力，這時駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤所需轉(zhuǎn)向力矩增加，產(chǎn)生所謂終點感。
權(quán)利要求1.用于車輛動力轉(zhuǎn)向的開心流量放大全液壓轉(zhuǎn)向器，該轉(zhuǎn)向器由控制轉(zhuǎn)閥1和擺線計量裝置2等組成，并設(shè)有進油口P、回油口T、轉(zhuǎn)向油口L和R等，在閥體8的內(nèi)孔側(cè)開有環(huán)槽13，該環(huán)槽與進油口P相通，閥套7上開有孔組18、27、28，閥芯6上開有縱向槽組20、環(huán)槽22、23和孔組24、25，其特征在于閥體8的內(nèi)孔側(cè)開有環(huán)槽12，閥套7上開有孔組29，閥體8內(nèi)裝有單向閥4。
2.根據(jù)本權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向器，其特征是單向閥4的彈簧腔一側(cè)與環(huán)槽12相通，非彈簧腔一側(cè)與進油口P相通，單向閥可以是球閥、錐閥、平板閥和滑閥等形式，單向閥閥芯被彈簧預(yù)壓在閥座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的轉(zhuǎn)向器，其特征是閥套7上孔組18、27、28的孔與閥體1的環(huán)槽13相通，閥芯6上孔組24、25的孔對準閥套7孔組27、28的孔，閥芯6的環(huán)槽23與閥套7孔組18的孔相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的轉(zhuǎn)向器，其特征是閥套孔組29的孔偏離閥芯6上槽組20的縱向槽，僅當孔組24、25的孔偏離孔組27、28的孔時，孔組29的孔才與槽組20的縱向槽相通。
專利摘要本實用新型是一種用于車輛動力轉(zhuǎn)向的開心流量放大全液壓轉(zhuǎn)向器。該轉(zhuǎn)向器保留了傳統(tǒng)開心全液壓轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)模式，在其控制轉(zhuǎn)閥的計量油路上并聯(lián)了一條放大油路，在放大油路中設(shè)置了一個彈簧預(yù)壓縮的單向閥和一組壓力補償變節(jié)流口。該轉(zhuǎn)向器具有流量放大功能和應(yīng)急轉(zhuǎn)向功能，其特性符合駕駛員的操縱習慣，具有結(jié)構(gòu)簡單，功率密度大，壓力損失小和工作可靠等優(yōu)點。
文檔編號B62D5/06GK2237584SQ9521354
公開日1996年10月16日 申請日期1995年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月22日
發(fā)明者黃振德 申請人:中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院