[发明专利]车辆的液压转向装置及转向方法

说明书

本发明涉及一种液压转向装置，尤其是用于车辆的液压转向装置，它具有一个壳体，在壳体中装有两个可相互移动的滑块，它们在一起构成了至少一个可调节流阀，还装有用来使两个滑块回到其平衡位置的回位装置，这两个滑块中的一个是可被驱动的，另一个与测量装置有效地连接。而且，本发明还涉及一种用于车辆转向的方法，在这种方法中，液压流体被供给转向马达，从转向马达流出，经由转向装置，再重新流回转向马达，转向装置中的两个滑块可相互移位。

这样一种转向装置和转向方法是公知的，例如US 4 759 182。在此例中，壳体中的两个滑块彼此相互同心地布置。它们在转向时相互转动，在此例中，内滑块可被方向盘带动旋转，而外滑块经过弹簧装置与内滑块相连接，弹簧装置作为回位部件。在这种方式下，在两个滑块之间可存在某种相对运动。然而，只要液压流体流进了测量马达并驱动它旋转，从而使得外滑块可追随内滑块运动，就可以获得平衡位置。在已知的转向装置中，其目的是加大液压流体的量，使得并非所有的液压流体都能流过测量马达。为了这个目的，采用了可调节流阀，它与测量马达相互平行地安装。

即使当压力源出故障时，仍然可以对转向装置进行操作。在这种情况下，测量马达用来作为辅助泵，它产生控制转向马达所需的压力。为此原因，在流体通路中的与测量马达相互平行布置的可调节流阀必须关闭其控制区的上端。随着封锁角的迅速增大，其本身要增加液压流体流量的目的也不能实现了。然而，正是在关键时刻，这样一个封锁角通常是非常需要的。如果没有出现所要的增量，将会导致很危险的情况发生。

本发明所要解决的问题在于改善转向扭矩与流量增大倍数之间的关系，最好是使得转向扭矩与流量增大之间是一种线性关系，并改善转向装置的稳定性。

在所述的这种转向装置中，问题可这样解决：测量装置安装在闭式流体通路中，它的作用是作为一个泵，开式流体通路从入口连接回路经过闭式流体通路流到出口连接回路。

在此例中，出口连接回路包括两个执行元件接口，它们与转向马达相连接。根据这两个执行元件接口中哪一个流入液压流体，转向马达相应地向左或向右转。入口连接回路包括泵接口和油箱接口，泵接口与泵或其它的压力源相连接，油箱接口把从转向马达流回的液压流体送入油箱。根据本发明所述的结构，共提供了两个循环回路，它们之间可被液压地隔开。这两个循环回路是闭式流体通路和开式流体通路，在闭式流体通路中，装有测量装置，其作用只是用来控制两个滑块的相互运动，而“工作流体”从压力源端经开式流体通路流到转向马达，再流回来。至少开式流体通路是由两个滑块相互之间的运动来控制。在其中一个滑块被带动旋转后，开式流体通路中的节流阀被打开，液压流体能够从泵流到执行元件接口。此时，被驱动的滑块试图通过回位装置带动非-驱动滑块跟它一起运动，也就是说，回位装置使得另一个滑块跟随被驱动滑块一起运动。然而，在这种连接方式中，导向滑块必须操纵作为泵的测量装置，并通过闭式流体通路传送液压流体，因此由于要做这样的工作，就延缓了非-驱动滑块回到平衡位置的时间。由于可调节流阀和两个滑块都具有适当的结构，故能确保外部驱动装置可对一个滑块的运动产生影响，在开式流体通路中的节流阀打开的时间能足够长，以便可使得有所要求量的液压流体流入转向马达。液压流体的要求量就是能够使转向马达转过一定角度所必须的液压流体的量。由于闭式流体通路与开式流体通路隔开，故测量装置可做得相对小一些。对于大型车辆或动力机械来说，即使当车辆需要相对较大量的液压流体来进行转向的时候，也可以保证准确性。这两个流体通路可各自独立地确定其自身的尺寸。把两个流体通路相互隔开可以防止液压流体从开式流体通路流出流到闭式流体通路。另外，这种转向装置比以有的转向装置更为稳定，尤其是在抑制摆动趋势方面。

在一种较优的结构中，闭式流体通路至少有一个节流阀，它依靠两个滑块的相对运动可被调整。在这种方式中，转向装置的控制特性也进一步地得到了改善。实际上，转向装置的响应性能可以由闭式流体通路中可调节流阀来改变。当节流阀打开很大时，非-驱动滑块能够比在这个节流阀关闭或几乎关闭时更为迅速地跟随被驱动滑块运动。相应地，闭式流体通路中的可调节流阀保持打开的时间可长可短。这样，开式流体通路中的可调节流阀就有更多的机会来影响转向装置的放大倍数。

在闭式流体通路中，最好至少有一个可调节流阀，它靠两个滑块之间的预定的相对运动来增加闭式流体通路中的流动阻力。在这种方式下，尤其是当采用转向方向盘来驱动一个滑块时，因为闭式回路中的液压阻力加大，回位装置更难带动非-驱动滑块运动，就会产生一个反作用力矩。这个反作用力通过回位装置作用在被驱动滑块上，进而又作用在转向方向盘上。