一種新型應急式雙迴路轉向助力系統的製作方法

2023-11-10 20:50:12 3

專利名稱：一種新型應急式雙迴路轉向助力系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於液壓轉向系統，涉及汽車應急轉向系統，具體涉及一種新型應急式雙迴路轉向助力系統。
背景技術：
隨著汽車工業的發展，汽車載重質量的增加，現有液壓轉向系統在正常工作情況下能夠滿足GB17675標準及歐盟標準EN 71/311/EEC，但當系統耐久性下降或失效情況下，汽車轉向失效，不符合上述標準要求，且極易發生安全事故。
發明內容為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種新型應急式雙回 路轉向助力系統，實現液壓轉向系統安全保護，從而延長系統壽命。為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種新型應急式雙迴路轉向助力系統，包括主油罐29，主油罐29通過主轉向泵28連通轉向機33及轉向助力缸27構成轉向主系統，還包括副油罐30，副油罐30通過應急泵31和應急閥32連通轉向機33及轉向助力缸27構成轉向應急系統。所述應急閥32上有主泵進油口 P、應急泵進油口 P2、回油口 T以及出油口 A，主泵進油口 P接主轉向泵28的出口，應急泵進油口 P2接應急泵31的出口，回油口 T回接至副油罐30，出油口 A接轉向機33。所述應急泵31包括以偏心減速機構依次連接的前泵體45、中泵體46和後泵體47，後泵體47上設置連通至偏心減速機構的進油口 49，所述中泵體46上有多個徑向孔48，每個徑向孔48內分別設置一個柱塞34組成泵油子系統，柱塞34底部與偏心減速機構的偏心外圓配合，柱塞34的內孔中設置柱塞彈簧35，堵頭36設置在徑向孔48端部將柱塞34和柱塞彈簧35封入孔中，所述泵油子系統的出口設置於中泵體46的端面上且在端面上出口位置設置封油片37，封油片37與碟形彈簧38配合裝配在後泵體47端面的環形槽39內，環形槽39與設置在後泵體47上的出油口 40連通。所述偏心減速機構包括偏心軸41，偏心軸41的偏心外圓上裝配襯套42，襯套42外裝配外軸套43，所述外軸套43與中泵體46及柱塞34配合。所述進油口 49與偏心軸41的偏心外圓相交的截面上設置薄壁小孔44，形成通油單向閥。所述應急閥25包括閥體2，閥體2的中部設置橫向的主閥芯6，其特徵在於，主閥芯6外側面上垂直於其長度方向依次開有間隔的第一凹槽601和第二凹槽602，第一凹槽601上有導通至主閥芯6內部的小孔603，主閥芯6靠近第二凹槽602的一端通過第一彈簧5接小單向閥25，另一端為主轉向泵進油口，主閥芯6的下側設置大單向閥26，大單向閥26的底端為出油口，小單向閥25與大單向閥26之間有通路，閥體2內開有與主閥芯6同軸的第一環形槽201、第二環形槽202和第三環形槽203，第一環形槽201對應大單向閥26的頂端，第二環形槽202接應急泵進油口，第三環形槽203接回油口，所述第一凹槽601、第二凹槽602、第一環形槽201、第二環形槽202和第三環形槽203的尺寸滿足當第一彈簧5被壓縮，第二環形槽202、第二凹槽602以及第三環形槽203形成導通腔，第一環形槽201與第一凹槽601形成導通腔；當第一彈簧5為正常狀態，第二環形槽202與第一環形槽201形成導通腔。所述主閥芯6內部設置小直徑通油孔604，小直徑通油孔604的直徑由設定的切換流量以及第一彈簧5的彈性決定。所述小孔603有三個，均勻設置於同一截面上。所述大單向閥26包括倒錐形閥芯17，倒錐形閥芯17的錐面下部外徑上套接有與其閥座20配合的第二彈簧21。所述回油口位置設置第三堵頭11，第三堵頭11內側設置第三彈簧10，第三彈簧10 接鋼球8的一側，在出油通路上位於鋼球8的另一側設置壓力傳感器23。本實用新型應急轉向系統在發動機和主轉向系統出現任何故障時，都能保證行走車輛具備轉向能力，改善重型車輛的轉向性能，特別是超載狀態下的轉向性能，同時提高轉向油泵的使用壽命，通過驗證，同種車輛，裝配不同的轉向系統，系統壽命提高了 2倍以上。

圖I為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型所用一種應急泵結構示意圖。圖3為圖2後泵體結構示意圖。圖4為圖2中泵體結構示意圖。圖5為圖2中的A-A向和B-B向視圖下的進出油線路，偏心軸逆時針旋轉。圖6為圖2中的A-A向和B-B向視圖下的進出油線路，偏心軸順時針旋轉。圖7為本實用新型所用一種應急閥結構示意圖。圖8為圖7主閥芯結構示意圖。圖9為圖7閥體結構示意圖。圖10為圖7倒錐形閥芯結構示意圖。圖11為圖7壓力傳感器安裝位置示意圖。圖12為主轉向泵正常工作時本實用新型的液壓原理圖。圖13為主轉向泵不正常工作時本實用新型的液壓原理圖。圖中附圖標記的含義I一第一堵頭；2—閥體；3—第一密封圈；4一第四堵頭；5—第一彈簧；6—主閥芯；7—第五堵頭；8—鋼球；9一鋼球座；10—第二彈簧；11一第二堵頭；12—第二墊片；13—第一卡圈；14一第二堵頭；15—第二密封圈；16—第一墊片；17—倒錐形閥芯；18—擋圈；19一第二卡圈；20 —閥座；21—第二彈簧；22—第二墊片；23—壓力傳感器；24 —隔尚套；25—小單向閥；26—大單向閥；27—轉向助力缸；28—主轉向泵；29—主油罐；30—副油_ ;31—應急泵；32—本實用新型應急閥；33—轉向機；34—柱塞；35—柱塞彈簧；36—堵頭；37—封油片；38—蝶形彈簧；39—環形槽；40—出油口 ；41一偏心軸；42—襯套；43—外軸套；44一薄壁小孔；45—前泵體；46 —中泵體；47—後泵體；48—徑向孔；49一進油口 ；201—第一環形槽；202—第二環形槽；203—第三環形槽；601—第一凹槽；602—第二凹槽；603—小孔；604—小直徑通油孔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，本實用新型一種新型應急式雙迴路轉向助力系統，包括主油罐29，主油罐29通過主轉向泵28連通轉向機33及轉向助力缸27構成轉向主系統，還包括副油罐30，副油罐30通過應急泵31和應急閥32連通轉向機33及轉向助力缸27構成轉向應急系統，轉向應急系統能夠使得在轉向主系統出現故障無法正常工作時保證給轉向機33的供油從而維持其正常工作。上述的應急閥32上有主泵進油口 P、應急泵進油口 P2、回油口 T以及出油口 A，主泵進油口 P接主轉向泵28的出口，應急泵進油口 P2接應急泵31的出口，回油口 T回接至副油罐30，出油口 A接轉向機33。·當系統正常工作時主轉向泵28輸出油液進應急閥32的主泵進油口 P，從出油口 A出，通入轉向機33及轉向助力缸27支持系統工作，應急泵31輸出油液進應急閥32的應急泵進油口 P2，從回油口 T出，回副油罐30。當系統應急工作時當主轉向泵28出現故障時，主轉向泵28輸出油液進應急閥32的主泵進油口 P，從出油口 A出(因為故障，該部分油液的量很小)，應急泵31輸出油液進應急閥32的應急泵進油口 P2，從出油口 A出，兩泵油液同時通入轉向機33及轉向助力缸27支持系統工作，確保系統正常工作。如圖2所示，為本實用新型所用應急泵31的一種具體結構，包括以偏心減速機構依次連接的前泵體45、中泵體46和後泵體47，其中前泵體45和後泵體47都通過伸出凸圓裝入到中泵體46的中部孔中，三個泵體用螺栓並緊，組成泵的基本支撐結構。如圖3所示，為本實用新型所用應急泵31後泵體47結構示意圖，其一端有進油口49和出油口 40，另一端有環形槽39，進油口 49與偏心軸41的偏心外圓相交的截面上設置薄壁小孔44，形成通油單向閥。如圖4所示，為本實用新型所用應急泵31中泵體46結構示意圖，其上有八個徑向孔48，相應形成八個泵油子系統，其中相鄰的四個徑向孔48在一個豎直面上，另四個徑向孔48在另一個豎直面上，每個徑向孔48內分別設置一個柱塞34組成泵油子系統，相應形成八個泵油子系統。偏心減速機構包括偏心軸41，偏心軸41的偏心外圓上裝配襯套42，襯套42外裝配外軸套43，三者組成偏心減速機構。前泵體45內設置油封，油封的內孔與偏心軸41配合，夕卜圓與前泵體45配合,偏心軸41軸端臺階處裝配前墊片支撐前軸承,前軸承套接在偏心軸41的軸端，位於前泵體41內；偏心軸41與後泵體47接觸一端的臺階軸肩面處設置後墊片，後墊片一端面與偏心軸41肩面貼合，另一端面與後泵體47凸圓端面貼合；同時，偏心軸41的偏心圓兩側軸上分別設置後軸承，後軸承分別與前泵體45和後泵體47配合，從而實現偏心減速機構與前後泵體的連接配合。[0042]進油口 49連通至偏心減速機構，柱塞34底部與偏心減速機構的偏心外圓配合，柱塞34的內孔中設直柱塞彈黃35，堵頭36設直在中慄體46徑向孔端部將柱塞34和柱塞彈簧35封入孔中，支撐柱塞34和柱塞彈簧35。偏心軸41上的外軸套43與柱塞34配合,實現與中泵體46的連接配合。泵油子系統的出口設置於中泵體46的端面上且在端面上出口位置設置封油片37，封油片37與碟形彈簧38配合裝配在後泵體47端面的環形槽39內，組合成盤式結構單向閥，環形槽39與設置在後泵體47上的出油口 40連通，而進油口 49與偏心軸41的偏心外圓相交的截面上設置薄壁小孔44,形成通油單向閥。本實用新型所用應急泵31油路進出路線為油從進油口 49進入泵體，再由薄壁小孔44進入泵油子系統，接著從泵油子系統的出口經環形槽39和出油口 40排出。如圖5所示，當偏心軸41逆時針旋轉時，柱塞34在偏心軸41偏心外圓的作用下，偏心軸41偏心外圓大直徑一側四個柱塞34密封體積變大,液壓油在大氣壓力下通過封油片37與碟形彈簧38被壓入柱塞34上端，在偏心外圓小直徑一側四個柱塞34密封體積變小，油液通過封油片37與碟形彈簧38被壓出。如圖6所示，當偏心軸41順時針旋轉時，柱塞34在偏心軸41偏心外圓的作用下，偏心軸41偏心外圓大直徑一側四個柱塞34 (逆時針旋轉時密封體積變小的四個)密封體積變大，液壓油在大氣壓力下通過封油片37與碟形彈簧38被壓入柱塞34上端，在另一側四個柱塞34 (逆時針旋轉時密封體積變大的四個)密封體積變小，油液通過封油片37與碟形彈簧38被壓出。如圖7所示，為本實用新型所用應急閥32的一種具體結構，在閥體2的中部設置橫向的主閥芯6,主閥芯6靠近第二凹槽602的一端通過第一彈簧5接小單向閥25,另端用第一卡圈13限位接主轉向泵進油口，組成換向與控制子系統。主閥芯6的下側設置大單向閥26，大單向閥26的底端為出油口，小單向閥25與大單向閥26之間有通路，需要用第一堵頭I堵住加工所用的工藝孔，用第二堵頭14配合第二密封圈15，堵住安全閥孔，同樣，在回油通路上，用第五堵頭7堵住加工所用的工藝孔。而在小單向閥25的閥座一端，直接連接第四堵頭4，第四堵頭4同時還起到支撐閥座的作用，第四堵頭4配合第一密封圈3，堵住此處的安全閥孔。如圖8所示，為本實用新型所用應急閥32的主閥芯6結構示意圖，主閥芯6外側面上垂直於其長度方向依次開有間隔的第一凹槽601和第二凹槽602，第一凹槽601更靠近主轉向泵進油口 P，第一凹槽601上有導通至主閥芯6內部的三個小孔603，主閥芯6內部設置小直徑通油孔604，主閥芯6內部呈現為由小直徑通油孔604連通的兩個腔，本實施例中，直接連通主轉向泵進油口 P的為右腔，另一個為左腔，小直徑通油孔604的直徑由設定的切換流量以及第一彈簧5的彈性決定。如圖9所示，為本實用新型所用應急閥32的閥體2結構示意圖，閥體2內開有相互平行的第一環形槽201、第二環形槽202和第三環形槽203，第一環形槽201對應大單向閥26的頂端，第二環形槽202接應急泵進油口 P2，第三環形槽203接回油口 T。如圖10所示，本實用新型所用應急閥32的大單向閥26包括倒錐形閥芯17，倒錐形閥芯17的錐面下平面上設置第一墊片16和第二墊片22，然後在錐面下部外徑上套接第二彈簧21，閥座20上有圓杆，圓杆伸入倒錐形閥芯17錐面下部的內孔中，第二彈簧21與閥座20配合，使得錐形閥芯17可以沿著其軸嚮往復運動，實現啟閉，閥座20的底端依次設置擋圈18和第二卡圈19，對大單向閥26進行限位。小單向閥25與大單向閥26結構基本一致。如圖11所示，在本實用新型應急閥32的回油口 T位置設置第三堵頭11，第三堵頭11與閥體2之間有第三墊片12，第三堵頭11有內孔，其中安裝第三彈簧10，鋼球8安裝於鋼球座9上，鋼球座9底部設計有凸臺，凸臺伸入至第三彈簧10的孔中實現與第三彈簧10的緊配，在出油通路上位於鋼球8的另一側設置壓力傳感器23，壓力傳感器23上應該有隔離套24進行一定的保護。在設定的切換流量情況下，如果主轉向泵為轉向機供油，則鋼球8與壓力傳感器23基本不接觸，如果應急泵為轉向機供油，則鋼球8在第三彈簧10的回彈力作用下向壓力傳感器23施加一定壓力使其工作，以上結構形成報警子系統。上述第一凹槽601、第二凹槽602、第一環形槽201、第二環形槽202和第三環形槽203的尺寸滿足當第一彈簧5被壓縮，第二環形槽202、第二凹槽602以及第三環形槽203形成導通腔，第一環形槽201與第一凹槽601形成導通腔；當第一彈簧5為正常狀態，第二 環形槽202與第一環形槽201形成導通腔。本實用新型的切換功能是通過主閥芯6的換向動作實現的，根據具體使用工況，主要有以下工作狀態(I)主轉向泵28正常工作，主閥芯6工作在第一彈簧5被壓縮位置，應急泵31油回油箱；主轉向泵28工作正常時，液壓油通過主閥芯6的右腔由中間的小直徑通油孔604進入左腔，推開小單向閥25通向出油口 A，進入轉向機，使得轉向系統工作。其原理是由於主閥芯6中間的小直徑通油孔604，根據小孔節流原理在小直徑通油孔604兩側形成壓力差。主轉向泵28流量大於設定的切換流量,主閥芯6右腔液壓力大於左腔一端第一彈簧5推力，主閥芯6被推到左位，第一彈簧5被壓縮，大量主轉向泵進油經小孔604進入到第一環形槽201與第一凹槽601形成的導通腔，進而經大單向閥26流向出油口。而應急泵進油則進入到第二環形槽202、第二凹槽602以及第三環形槽203形成的導通腔，直接由回油口返回。此時主轉向泵液壓油供給轉向機，應急泵液壓油直接回油箱，應急泵液壓油將鋼球8推開，壓力傳感器23採集不到壓力信號，連接的故障指示燈熄滅。圖12虛線框內為本實用新型在該工作位置的液壓原理圖。(2)主轉向泵28不工作(失效或發動機熄火)，主閥芯6工作在右腔位置，應急泵31工作。當主轉向泵28完全損壞或流量小於設定的切換流量，則主閥芯6右腔液壓力小於左腔一端第一彈簧5推力，主閥芯6被推到右位，第一彈簧5恢復，微量的主轉向泵進油經小孔604進入到第一凹槽601外，被封閉不能外流。而應急泵進油則進入到第二環形槽202與第一環形槽201形成的導通腔，進而經大單向閥26流向出油口 A。此時回油管路無油液，鋼球8在第三彈簧10的彈力力作用下頂在壓力傳感器23導杆，報警迴路接通，故障指示燈報警，提示主轉向泵28出現故障。圖13虛線框內為本實用新型在該工作位置的液壓原理圖。由此，實現了主轉向泵28與應急泵31向轉向機33供油的自動切換，保證了應急轉向系統在發動機出現故障的情況下保證行走車輛具備轉向能力，最大程度提高車輛的安全性能。
權利要求1.一種新型應急式雙迴路轉向助力系統，包括主油罐(29)，主油罐(29)通過主轉向泵(28)連通轉向機(33)及轉向助力缸(27)構成轉向主系統，其特徵在於，還包括副油罐(30)，副油罐(30)通過應急泵(31)和應急閥(32)連通轉向機(33)及轉向助力缸(27)構成轉向應急系統。
2.根據權利要求I所述的應急式雙迴路轉向助力系統，其特徵在於，所述應急閥(32)上有主泵進油口(P)、應急泵進油口(P2)、回油口(T)以及出油口(A)，主泵進油口(P)接主轉向泵(28)的出口，應急泵進油口(P2)接應急泵(31)的出口，回油口(T)回接至副油罐(30)，出油口(A)接轉向機(33)。
3.根據權利要求I所述的應急式雙迴路轉向助力系統，其特徵在於，所述應急泵(31)包括以偏心減速機構依次連接的前泵體(45)、中泵體(46)和後泵體(47)，後泵體(47)上設置連通至偏心減速機構的進油口(49)，所述中泵體(46)上有多個徑向孔(48)，每個徑向孔(48)內分別設置一個柱塞(34)組成泵油子系統，柱塞(34)底部與偏心減速機構的偏心外圓配合，柱塞(34)的內孔中設置柱塞彈簧(35)，堵頭(36)設置在徑向孔(48)端部將柱塞(34)和柱塞彈簧(35)封入孔中，所述泵油子系統的出口設置於中泵體(46)的端面上且在端面上出口位置設置封油片(37 )，封油片(37 )與碟形彈簧(38 )配合裝配在後泵體(47 )端面的環形槽(39)內，環形槽(39)與設置在後泵體(47)上的出油口(40)連通。
4.根據權利要求3所述的應急式雙迴路轉向助力系統，其特徵在於，所述偏心減速機構包括偏心軸(41)，偏心軸(41)的偏心外圓上裝配襯套(42)，襯套(42)外裝配外軸套(43),所述外軸套(43)與中泵體(46)及柱塞(34)配合。
5.根據權利要求3所述的應急式雙迴路轉向助力系統，其特徵在於，所述進油口(49)與偏心軸(41)的偏心外圓相交的截面上設置薄壁小孔(44)，形成通油單向閥。
6.根據權利要求I所述的應急式雙迴路轉向助力系統，其特徵在於，所述應急閥(25)包括閥體(2)，閥體(2)的中部設置橫向的主閥芯(6)，主閥芯(6)外側面上垂直於其長度方向依次開有間隔的第一凹槽(601)和第二凹槽(602)，第一凹槽(601)上有導通至主閥芯(6)內部的小孔(603)，主閥芯(6)靠近第二凹槽(602)的一端通過第一彈簧(5)接小單向閥(25)，另一端為主轉向泵進油口，主閥芯(6)的下側設置大單向閥(26)，大單向閥(26)的底端為出油口，小單向閥(25)與大單向閥(26)之間有通路，閥體(2)內開有與主閥芯(6)同軸的第一環形槽(201)、第二環形槽(202)和第三環形槽(203)，第一環形槽(201)對應大單向閥(26 )的頂端，第二環形槽(202 )接應急泵進油口，第三環形槽(203 )接回油口，所述第一凹槽(601)、第二凹槽(602)、第一環形槽(201)、第二環形槽(202)和第三環形槽(203)的尺寸滿足當第一彈簧(5)被壓縮，第二環形槽(202)、第二凹槽(602)以及第三環形槽(203)形成導通腔，第一環形槽(201)與第一凹槽(601)形成導通腔；當第一彈簧(5)為正常狀態，第二環形槽(202)與第一環形槽(201)形成導通腔。
專利摘要一種新型應急式雙迴路轉向助力系統，包括主油罐，主油罐通過主轉向泵連通轉向機及轉向助力缸構成轉向主系統，還包括副油罐，副油罐通過應急泵和應急閥連通轉向機及轉向助力缸構成轉向應急系統，轉向應急系統能夠使得在轉向主系統出現故障無法正常工作時保證給轉向機的供油從而維持其正常工作，本實用新型在發動機和主轉向系統出現任何故障時，都能保證行走車輛具備轉向能力，改善重型車輛的轉向性能，特別是超載狀態下的轉向性能，同時提高轉向油泵的使用壽命，通過驗證，同種車輛，裝配不同的轉向系統，系統壽命提高了2倍以上。
文檔編號B62D5/06GK202669911SQ20122025380
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者李紅亮, 雷洪闖, 王小俠, 張曉航, 楊斌, 閆維軍 申請人:陝西秦川機械發展股份有限公司