一種用于液壓動力轉向裝置的回轉閥，該閥包括閥一外殼，該外殼具有一個接收來自泵的液壓流體的入口、一個使液壓流體回流到泵的回流口和一些使液壓流體連通到動力轉向裝置左、右液壓缸腔的液壓缸口，該閥還包括；一輸入軸，在其外周面上具有許多由槽脊分開的軸向延伸凹槽；一個以軸頸支承在所述輸入軸上的套筒，在該套筒的鏜孔內有一排與輸入軸上槽脊沿圓周對齊的軸向延伸槽口；在相互作用的輸入軸凹槽和套筒槽口之間的界面，該界面限定控制該閥中流體流量的軸向延伸節流孔，當輸入軸和套筒之間出現偏離中間位置的相對轉動時，這些節流孔打開和關閉，這些節流孔被連通成流路，使得它們形成一個或多個初級的和一個或多個次級的并聯液壓惠斯登橋，每一所述橋包括兩個使入口和回流口成液壓連通的臂，每一所述臂包括與入口成液壓連通的入口節流孔和與回流口成液壓連通的回流節流孔，流過各橋的液壓流體流量隨該橋中相應入口節流孔和回流節流孔所提供的節流作用而變化，初級橋的臂具有一種裝置，該裝置使液壓流體從該臂上相應入口節流孔和回流節流孔的相互連接點液壓連通到液壓缸口中的一個口上，而次級橋的臂不包括使液壓流體液壓連通到液壓缸口的裝置，其特征在于，所述次級橋的各個臂上的回流節流孔由與上述回流節流孔相聯的次級回流凹槽緣上的限流邊緣結構構成，當回轉閥處于中間位置時，所述限流邊緣結構重疊于相鄰套筒鏜孔槽脊到這種程度，使得當同一臂上的上游入口節流孔對應于偏離所述中間位置的所有閥控制角關閉時，所述回流節流孔構成液壓流體的節流裝置，所述回流節流孔將背壓施加在所述上游入口節流孔上，所述背壓大到足以顯著抑制空化噪聲在所述入口節流孔內產生。（*該技術在2016年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及例如用在車輛的液壓動力轉向裝置中的回轉閥。本專利技術具體提供一種在設計加力特性時具有靈活性的低噪聲回轉閥。
技術介紹
這種回轉閥通常包括一輸入軸，在該軸的外周面上具有許多由槽脊分開的端部封閉的軸向延伸凹槽。套筒以軸頸支承在該輸入軸上，該套筒的鏜孔中具有一排端部封閉的軸向延伸槽口，該槽口與輸入軸上的槽脊沿圓周對齊。在相互配合的輸入軸凹槽和套筒槽口之間的界面限定軸向延伸的節流孔，該節流孔在輸入軸和套筒之間相對轉動時便開啟和關閉。輸入軸凹槽的側邊形成特殊的節流孔構形，稱作限流邊緣結構。這些節流孔連通構成流路，構成若干組液壓流體的惠斯登橋，這些橋并聯工作，其工作類似于通常的惠斯登電橋。在輸入軸和套筒上鉆出的通道與套筒外周面上的環形凹槽相結合可使液壓油在輸入軸的凹槽和套筒的槽口之間流動，液壓泵以及左、右側液壓助推缸腔裝在轉向裝置中。裝在輸入軸中的扭力桿用于在不需要時將輸入軸和套筒推到中間的中心位置。當駕駛員將輸入轉矩加到轉向盤時，扭力桿偏轉，使套筒和輸入軸發生相對轉動，偏離中間位置。這種所謂“閥門控制角”使得若干組液壓惠斯登橋不平衡，由此在左、右側液壓缸腔之間產生壓差?；剞D閥的“加力特性曲線”即上述輸入轉矩和壓差之間的函數關系對于給定的轉向裝置主要由限流邊緣結構的幾何形狀決定。在回轉閥中的節流孔流路通常使用2個、3個或4個惠斯登橋，分別需要4個、6個或8個輸入軸凹槽和套筒槽口。每個惠斯登橋包括左右側液壓油的流動路徑。這種路徑下面稱作“臂“，各個左、右側臂又包括上、下部分，各左、右側臂的上、下部分分別在一個連接點相交，該連接頭連接于左、右側液缸腔，以下將此連接點稱作閥的左手、右側“液壓缸口”。在回轉閥的中間位置，液壓泵送出的油從閥的“入口”分配到并進入各個惠斯登橋。在此點液壓油還分配到并進入上左、右臂，每個臂包括一個“入口節流孔”。在經這種入口節流孔限流之后，液壓油與相應的液壓缸口及下臂的相應連接部連通。取決于由液缸腔中活塞的運動而造成的液壓缸之間的流速，油繼續流過下部左、右側臂，并經各臂中的“返回節流孔”限流，然后在回轉閥的“回流口”的緊下游重新匯合在一起。構成各個惠斯登橋的兩個入口節流孔和回流節流孔的流路在回轉閥中是這樣連通的，使相對于輸入軸和套筒偏離其中間位置的給定相對角位移，各個惠斯登橋上的兩個相對節流孔同時關閉或打開。例如左側入口節流孔和右側回流節流孔均關閉(即增加對油流的節流作用)，而右側入口節流孔和左側回流節流孔均打開(即減少對油流的節流作用)。按照經典的惠斯登橋理論，對于流過各個惠斯登橋的給定油流量，在左、右側液缸口之間將出現壓差，從而相對閥門控制角的各個值提供所需的助推動力。這種傳統回轉閥的一般操作方法在動力轉向設計的先有技術中是眾所周知的，并在美國專利No.3022772(Zeigle等人)中作了很詳細說明，該專利公認是說明回轉閥原理的“原始”專利。這種樣式的回轉閥此后被稱為“直接式閥”，因為在閥中的所有惠斯登橋中的液壓流體直接連通到液壓缸口?；剞D閥現今通常裝在裝有防火壁的齒條與齒輪轉向裝置中，在這種狀態下，駕駛員可以清楚地聽到從閥中發出的任何噪聲例如撕撕聲。這種撕撕聲是液壓油流過由限流邊緣結構和由相鄰套筒槽口的邊緣形成的節流孔時由于液壓油的空化作用造成的。特別是在閥的高壓作業期間，例如在停靠期間，這種作用更大，在?？科陂g可以產生8～10Mpa或更大的差壓。在動力轉向閥技術中眾所周知，如果相聯限流邊緣結構的軸向長度和徑向深度的長深比很高，由此將油約束成為沿一個限流邊緣結構整個軸向長度流動的薄層流，并且如果還將油流量均勻地分配到并聯工作的若干限流邊緣結構中，進一步減少流過任一個節流孔的油流量，則節流孔不太容易發生空化作用。另外還知道，如果限流邊緣結構在與輸入軸的外徑相交處跟該外徑近乎相切，從而形成一個通常以4°～8°之間的角度傾斜的小倒角，則空化作用不大可能發生。20多年來在回轉閥中廣泛使用這種小倒角來抑制噪聲。為達到必須的深度和精度，通常用特殊的分度容床或凸輪式磨床來加工這些倒角，這導致總的加工時間長，設備投資相當大，造成總的制造成本高。對于設計回轉閥越來越認可的另一要求是需要線性加力特性曲線。在車輛拐彎期間，駕駛員的輸入轉矩和這種拐彎操作關聯的壓差之間最好存在大體上的線性關系。這導致助力“上升”的感覺，并使在這種臨界狀態下的轉向感覺增加到最大。與對線性助推曲線的要求相聯聯的，還希望在達到最大停車轉矩(因而停車壓力)之前，盡量增大線性區域的范圍。這需要使線性助推特性曲線很快過渡到或“轉向”到跟停車所用較高壓差相聯的斜率陡得多的區域。因此相對于在拐彎期間回轉閥的線性助推特性曲線的給定斜率和范圍，駕駛員在停車期間需要施加的轉矩最小。如果倒角被設計成漩渦形，如美國專利No.5 267 588(Bishop等人)中公開的那樣，或設計成一系列的淺小平面，如美國專利No.4 460016(Haga等人)中公開的那樣，則這種倒角型的限流邊緣結構在一定程度上可以產生低噪聲的線性加力特性。然而在這兩種情況下，線性加力區域的范圍相當短，而且也延長了到達加力特性曲線更陡的停車區的過渡，因此在盡量減小停車轉矩方面不是最佳的。在這種技術中抑制動力轉向閥中閥噪聲的另一種方法是將背壓施加到在其他情況下會發生空化作用的節流孔上，由此使節流孔中的壓力升高到壓油的蒸氣壓以上，從而防止空化作用的發作。如果采用這種替代方法抑制噪聲，則在輸入軸上不一定使用倒角型的限流邊緣結構。事實上可以用更陡的和軸向更短的限流邊緣結構，這種結構在沒有這種背壓時本來會發生很大噪聲。這種比較陡的且一般比較復雜的限流邊緣結構可以用精壓法、滾壓法或傳統的滾銑法制作，如果適當設計，也可以產生上述所希望的具有快轉向的線性加力特性曲線。美國專利No.4 335 749(Walter)示出一種直接式閥，該閥在每個橋路的左、右臂的下部分裝有一個額外的(第二)的節流孔。該節流孔隨著閥門轉角的增加而逐漸關閉，直到達到恒定的節流孔面積，該面積根據流過該臂的流量將預定的背壓加在上游的正在關閉的入口節流孔上。這種樣式的閥基于每橋6個節流孔，如果在閥中用3個橋，則需要9個輸入軸凹槽和9個套筒槽口。如果用4個橋(如在傳統的8個凹槽/槽口的回轉閥)，則需要12個輸入軸凹槽和12個套筒槽口。因此這種樣式是非標準的，增加了額外的制造成本。另外，實驗已證明，為消除在比如說產生10MPa壓差的節流孔中的空化噪音，則需要施加大到1MPa或更大的下游背壓。如果這種高背壓采用美國專利No.4 335 749(Walter)公開的方法由返回節流孔產生，則該背壓將提高需由液壓泵輸送的入口壓力同樣1MPa，而同時這種附加的壓力中沒有任何部分以壓差方式施加在液缸腔上。如果因為這種直接式閥的裝置在每個橋中包括液缸口接頭，而用于形成背壓的返回節流孔又是在這種接頭的下游。就形成助推力而言，在閥入口壓力中增加1MPa完全浪費了，只是單純地提高了液壓泵的操作壓力。很不希望出現后一種情況，因為此時在液壓系統中的能耗成正比地增加。另外，由于必須增加泵的減壓閥設置以適應增加的閥的操作壓力，例如在本例中從10MPa增加到11MPa，所以泵的噪聲、滲漏和潛在的液壓管路故障將成為更大的問題。為此，按本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：A·D·湯馬斯，
申請(專利權)人：畢曉普駕駛有限公司，單一檢索有限公司，
類型：發明
國別省市：
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