[发明专利]动力转向阀及其制造

说明书

                       技术领域

本发明介绍了一种用于机动车辆的动力转向传动装置(powersteering gears)，特别是介绍了用于这种传动装置的液压阀的平衡方法。尽管本发明描述的是转动阀，但可以预料本发明同样可用于其它的一些不太通常的阀门类型，例如活塞阀上。

                        发明背景

已知的转动阀常常使用一个从转向传动装置组件向上伸出的输入轴，而且采用一软性连接与方向盘的轴相连。为此目的，输入轴的伸出端的外部刻有一些花键槽。

转向传动装置组合件上装有一阀门壳套，该阀门壳套内装有一输入轴和一支撑其上的阀套件。为了减少阀门运行时的摩擦，某些制造者通过滚针轴承(needle roller bearing)把该阀套件支撑在输入轴上，这些滚针轴承用于保持输入轴的外径和阀套的内径之间有一个小的径向间隙。但是大多数的制造商都直接在输入轴的外径上直接支撑一个阀套。为了说明这一点，这两种支撑类型都被叫做“支承”。这个输入轴伸过阀套，相对于转向传动装置的从动件被支承，对于齿轮齿条式转向传动机构来说，这个从动件就是齿轮。对于一个“整体式”转向传动箱来说，该从动件通常就是循环滚珠螺母式装置(recirculating ballnut)的蜗杆部分。

阀门套筒常常被安置成被一从齿轮径向伸出的驱动销无松动地驱动，但在其它的不太通常的液压阀中，这种不松动的驱动也可由把阀门套筒和此齿轮做成一整体装置来实现。该输入轴的向下伸出端被做成对于齿轮是松配合的花键式，因而允许输入轴和齿轮之间有有限的相对转动，从而输入轴和阀门套筒之间也可有有限的转动。

输入轴和阀门套筒件两者各自都有向外和向内的纵向的腔膛，这些腔膛是形成在它们的界表面上，它们构成了一开口中心式四通阀门(open centre four way valve)，该阀门可在这些部件进行相对角转动时起作用。

阀门套筒运行在阀门壳套中而且它上面还有几个圆形的槽和密封件，这使得处于压力下的油以一种技术上所熟知的方式流进和流出外部液压泵和流进和流出左和右助力缸(assist cylinders)。输入轴和阀门套筒通常被扭力杆(torsion bar)用偏置力推动到中性位置，扭力杆把它的下端固定在齿轮上。因而在这种情况下，上述的无松动的驱动阀门套筒实际上，意味着阀门套筒和扭力杆可通过齿轮即这种情况下的，从动件沿转动方向固定连接。该扭力杆以它离开齿轮的上端固定在输入轴上，今后都叫做扭力杆的“固定端”。

这样的转动阀的一般操作方法在动力转向装置的设计业界中是众所周知的，因而在本说明中将不作更详细的描述。这种操作的描述包含在美国专利3,022,772(Zeigier)中，它通常被当做是公开转动阀概念的“原始”专利。

大多数转向传动装置的操作要求是左转和右转液压辅助特性应尽可能相同，而且由于赋予所涉及的各零件的有限公差，因而这种操作的对称性只能在阀门组装时确定。为了确保这种对称性，在确定阀门部件的中性位置时需要很高的精确度。而且一旦这种位置被确定，则在这转向传动装置使用期中，就必须一直保持下去。

对于大多数动力转向传动装置来说，输入轴和阀门套筒部件的理论上的理想中性位置可定义成这样的位置，围绕这中性位置相对于阀门套筒，在阀门运作过程中，在两个方向转动一相等的角度或对输入轴施加一相等的输入力矩，都会使供给左和右辅助缸的液压流体产生同样大小的压差。测定和固定这个中性位置的操作被称为“平衡”操作，它常常涉及输入轴相对于扭力杆的放置角度的调节，而输入轴相对于阀门套筒的角转动，或者施加在输入轴(它暂时被锁定在扭力杆上)上的输入力矩却是相对阀门入口的压力来测量的。

但是，对于某种被叫做“中心输出(centre-take-off)”转向传动装置的限定类型的动力转向传动装置而言，在平衡过程中所要确定的中性位置就不一定是上述的那种位置。这些转向传动装置常常使用一种放置在端部的液压缸，这在左右辅助缸之间产生了一个不同的运作区域。对于这些中心输出的转向传动装置来说，输入轴和阀门套筒部件的中性位置经常在顺时针或逆时针方向被改变一小的预定角度，以便部分地补偿不平衡，否则这种不平衡将会由于这个不同的操作区域而发生。

根据现在最通常的实践，扭力杆的固定端用一销钉固定在输入轴上，在“平衡”机中进行装配操作时，将这个销钉压进并穿过一沿直径设置的孔，该孔是经钻通两个部件并扩铰而形成。