CN201280153Y - 具有减压阀的车辆液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有减压阀的车辆液压系统，包括液压泵、可选择的分流阀、第一液压负载、减压阀、和与主要流体通道串联设置的第二液压负载。当在所述液压泵和所述第一液压负载之间的主要流体通道中的液压流体压力升高到所述第一门限值的时候，如果出现的话，所述分流阀分流由所述液压泵泵入的液压流体进入到与所述第一液压负载的所述主要流体通道联通的第一流体流和与所述第一负载和减压阀之间的主要流体通道联通的第二流体流。减压阀限制从减压阀排放的液压流体的最高压力到第二门限值，其中第一门限值高于第二门限值。第一液压负载和所述第二负载可以是液压制动助力器装置和液压转向齿轮装置。

Description

具有减压阀的车辆液压系统

相关申请的交叉参考

本申请依照美国专利法35U.S.C.119(e)主张2006年9月20日申请的美国临时申请号为60/846004、名称为具有减压阀的车辆液压系统的申请的优先权，该申请公开的内容在此处结合作为参考。

技术领域

本实用新型涉及一种车辆液压系统，特别是具有液压流体泵和至少一个液压装置的液压系统。

背景技术

许多具有液压制动系统的卡车，特别是大型汽油动力和柴油动力的卡车，包含液压制动辅助系统，而不是包含在乘用车辆中通常使用的真空制动辅助系统。在使用涡轮增压发动机的车辆中使用真空制动辅助系统会有很多问题，这样的车辆通常使用液压制动辅助系统。此外，对于车辆的液压制动辅助系统具有二级市场的需求，诸如没有制动辅助装置或者使用真空制动辅助系统出现了一些问题的汽车。这样的液压制动辅助系统是众所周知的并在商业领域出售。

典型地，这些液压制动辅助系统在转向齿轮和液压泵之间串联连接，使用泵来的流体产生提供给制动辅助所需要的压力。泵来的流体被通常限定在流速较小的一个狭窄的范围内，并不能有意地进行变化来满足车辆工况的变化。因为串联的设置，制动的应用和液压制动辅助系统的接合可以影响液压流体到转向齿轮的流速，因此影响对于转向齿轮的有效辅助的量。特别地，当需要施加较大的制动负载的时候，会引起对于泵的反馈压力的增加，超出泵的减压门限值(例如，1500psi)。在这样的水平之上，泵的旁通阀打开来将流出的流体的部分转到泵的入口，其循环会一直进行到制动辅助装置的压力低于旁通阀的门限值。在减压的情况下，流体减小的流量被送到转向齿轮，这将导致在极端减压的情况下由车辆的操作者操作转动方向盘的转动作用可发觉明显增加。

为了至少部分减轻这样的情况，可以在液压系统中设置分流阀或者先导阀来将较重制动工况下从泵到转向齿轮排放的流体的部分进行转移。美国专利申请No.6814413B2揭示的内容描述了使用这样的分流并在此结合作为参考。当在较重的制动工况下使用分流器来将部分从泵排出的流体转移到转向齿轮辅助装置具有明显优势的时候，使用这样的分流器通常还需要转向齿轮装置具有减压阀，至少和制动辅助装置的减压值大小相当。

通常，一些对于特殊车辆足够的转向齿轮辅助装置和相同车辆所需要的制动辅助装置相比具有较低的减压值。因此，转向齿轮辅助装置具有至少和制动辅助装置的减压值相同大小的减压值的需要，通常会直接影响转向齿轮辅助装置的选择并导致选择更昂贵的转向齿轮辅助装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种液压制动和转向辅助系统，该系统具有允许转向齿轮装置相对于与制动辅助装置串联设置的制动辅助装置具有较低的减压值的导向阀和减压阀。

本实用新型包括，其中还有另外形式，车辆液压系统，该系统包括按照串联的和按照连续顺序设置在沿着主要流体通道的液压回路，该回路包括液压泵、第一液压负载、减压阀和第二液压负载，其中在液压泵和第一液压负载之间的主要流体通道的液压流体压力可以提升到第一门限值。减压阀限制从减压阀排放的液压流体的最高压力到第二门限值，其中第一门限值高于第二门限值。

本实用新型其中一种形式包括，车辆液压系统，该系统包括按照串联的和按照连续顺序设置在沿着主要流体通道的液压回路，该回路包括液压泵、分流阀、第一液压负载、减压阀和第二液压负载。在第一工况下，所有从液压泵排放的流体充分地沿着主要通道穿过分流阀到达第一液压负载，穿过减压阀到达第二液压负载并返回到液压泵。当液压泵和第一液压负载之间的主要通道的液压流体压力被提升到第一门限值的时候，分流阀分流由液压泵注入第一流体流和第二流体流的流体，该第一流体流与第一液压负载上游的主要流动通道联系，该第二流体流与第一液压负载下游和减压阀上游的主要流体通道中的一点联系。减压阀限制从减压阀排放的液压流体的最大压力到第二门限值，其中第一门限值大于第二门限值。

在本实用新型的一些实施例中，第一液压负载可以采用液压制动助力器装置，而第二液压负载可以采用液压转向齿轮装置，因此提供具有串联设置的制动助力器和转向齿轮的车辆液压系统，其中转向齿轮相对于制动助力器具有较低的减压值。

本实用新型的一个优势是，提供了一种有效和相对简单的液压车用液压系统，该系统包括第一液压负载，该负载相对于与第一负载串联连接的第二液压负载具有较大的减压。

本实用新型的另外的优势是允许转向齿轮辅助装置和制动辅助装置的结合，其中转向齿轮辅助装置具有较低的液压减压值，并因此相对于具有转向齿轮辅助装置的车辆液压系统节约了成本，这种转向齿轮辅助装置具有比至少和制动辅助装置的减压相当的所需减压值而言更大的值。

附图说明

通过参考随后结合附图对本实用新型的实施例的描述，本实用新型的上述特征和其他特征，将会变得很清楚，实用新型本身也将变得更加容易理解，其中：

附图1是根据本实用新型的液压系统的示意图。

附图2是在正常流体工况下的先导阀或者分流通道的局部剖视图。

附图3是附图2所示的先导阀的局部剖视图，其中先导阀正通过C部分导流部分流体。

附图4是在正常流体工况下减压阀的局部剖视图。

附图5是在高压力工况下减压阀的局部剖视图。

在各个视图中相同的附图标记表示相同的部件。虽然这里展示的实例以一种方式显示了一种本实用新型的实施例，但是以下揭示的内容并不能认为是穷尽的或者理解为将本实用新型限制为所公开的精确的形式。

具体实施方式

附图1显示车辆12的液压系统10，用于辅助车辆转向和制动。液压系统包括液压泵14和贮液器16。贮液器可以如图所示内置在泵14中，或者远离泵14布置。

泵14将高压液压流体通过排出管线18传送到也已知为先导阀的分流阀20。先导阀20如下所述依照系统10的预定的操作模式，轮流选择与第一液压负载22和第二液压负载24以及贮液器16进行相通。

第一和第二液压负载22、24采用液压装置的形式或者液压支路的形式。在显示的实施例中，第一负载22是液压制动辅助系统或者助力器装置，第二负载24是液压转向齿轮辅助系统或者装置。

液压制动助力器装置22与制动主缸26和制动系统的制动器28联通。液压制动助力器装置22属于现有技术中已有的类型，可以在液压泵和车辆液压制动系统的主缸之间协调布置，该系统可以为了与手动制动相比减小制动踏板的作用力以及踏板行程而作用来增强或者放大对于制动系统的力。这样的系统例如已经在美国专利文件No.4620750和4967643中公开，这些公开的内容在此处结合作为参考，并提供适合的助力器装置22的例子。简要的，从供给泵14而来的液压流体与助力器22通过助力器入口部分联通，并被导引通过在助力器空腔(图中未示)中可以滑动的中心开口滑阀。动力活塞在一个相邻的缸体内滑动，在活塞的一个输入面受到流体压力并在相对的一面与输出杆连接。与制动踏板连接的输入反应杆伸入导壳体中并通过输入杠杆或者输入链与滑阀连接。输入杆的移动会移动滑阀，造成对于流体的限制和施加在动力活塞的压力的相应增大。由转向齿轮辅助系统24产生的转向压力被滑阀从推进空间中隔绝出来并不对制动起作用，但是对于泵14成生了转向辅助反馈压力。操作先导阀20来通过这样的方式管理液压流体从泵14到每个制动辅助22和转向辅助24系统的流动，即减少转向和制动系统在操作上的相互依赖。

参照附图2和3，先导阀20包括具有形成腔室32的阀孔的阀体30，，在腔室中可滑动流体控制阀部件34被安装。在阀体30中具有很多端口，在附图中被标识为A、B、C、D端口。流体从泵14通过A端口被引导到阀体30中，其中流体根据将要描述的工况进入到腔室32中并通过一个或者多个出口端口B、C、D被导出阀体30，

附图2显示了在从制动辅助装置22的反馈压力低于预先设定的门限值或者控制压力的工况下，先导阀20的正常操作。所有进入A端口的流体通过分流器20的孔32的主要通道35流过，并通过B端口到达液压制动助力器22。当然，对于所有实际的装置，因为各个部件之间的公差会产生一些不可避免的流体损耗。

在附图2所示的工况下，制动辅助22在预定的门限值之下或者在减压值之下操作，流体通过管道35可以自由流入A端口并流出B端口。如图所示，阀体30可以装配有接头装置36，该装置延伸入阀孔32，与主管道形成与阀孔32之间的直接联通。主管道35之内的线性压力通过减压或者接头装置36中的P孔节流孔38以及阀体30中的联通通道40反馈到流体控制阀34。这种压力，连同流体控制弹簧施加的偏流控制阀部件34顶住接头装置36。在这个位置，阀部件34完全覆盖C、D端口到转向辅助24和储液器16的通道，分别地，这样的流体既不进入也不离开这两个通道。阀部件34具有储液器压力联通槽44，该槽通常设置于D端口，并因此不管阀部件34的位置如何都暴露于储液器压力。这个储液器压力通过开口46与阀的内部联通。小的提升阀50将阀部件34之后的线性压力下的流体从阀部件34之内的储液器压力下的流体分开。

现在参考附图3，显示了这样的情况，其中由制动辅助装置22在B端口中形成的制动辅助压力和主要通道35超过了制动辅助装置的22的预定门限压力值，该值优选在泵14的减压值之下选择。随着主要通道35中的反馈压力接近预定控制压力，与流体控制阀背侧导通的流体压力将离开提升阀50的提升球52，这将引起液压油从阀部件34的活塞54之后流出并通过阀部件34中的开口46和D端口流到储液器16。由于P孔节流孔38非常小，只要提升阀50是打开的并从后活塞54放出液压油，联通通道压力40将低于主要通道35中的线性压力。这种压力差将引起活塞54克服弹簧42从附图2所示的位置滑动回到附图3所示的位置，因此，将C端口暴露于穿过A端口而来的由泵14泵出的主要流体流。穿过A端口的从泵14而来的流体将因此提供给B部分和C端口，很明显，流体的大部分将通过制动辅助装置22从C端口流出并通过液压通道25被转移到转向齿轮装置24。在制动控制装置22产生的反馈压力升高到预定控制压力的时候，流体控制阀34因此操作来自动测量通过C端口的过剩的油的流体，这里提到的控制压力优选选择在泵14的减压压力之下。

具有不同结构的先导阀可以应用到本实用新型中，这样的机构转移液压流体，被转移的流体通过制动辅助装置22并被传送到转向辅助装置24。例如具有简化结构的先导阀已经由Wong等人在美国专利申请号为No.11/901821、名为“具有先导阀和减压阀的车辆液压系统”、代理人申请案编号DP-315726的、主张2006年9月20日申请的美国申请号No.60/845911临时申请的优先权的实用专利文件中，以及Wong等人在美国专利申请号为No.11/901822、名为“具有先导阀的车辆液压系统”、代理人申请案编号DP-315727的、主张2006年9月20日申请的美国申请号No60/845892临时申请的优先权的实用专利文件中进行了描述，这些实用专利申请与本申请都具有相同的申请日，因此，两个实用专利和两个临时申请都出让给了本申请的受让人，因此，四个实用专利和临时申请中的每一个都在此处结合作为参考。

减压阀60位于液压管路25中，该管路将液压流体从制动辅助装置22和C端口传送到转向齿轮辅助装置24。图示的减压阀60是引导操作的滑阀并在转向齿轮装置24之前设置在管路25中。阀60包括限定阀腔室62和端口E(入口端口)、F(出口端口)和向腔室内部打开的G(引导端口)的阀体62。螺纹插塞或者部件78具有孔80，该孔在其长度上延伸并设定了H端口(低压端口)。如附图1所示，从先导阀20的端口C出来的流体与从制动辅助装置22中流出的流体汇合并通过E端口进入到阀腔室62中。流体从阀腔室62经过F端口流出。当引导管路58导通液压管路56的流体压力到G端口的时候，液压管路56导通从F端口到转向齿轮装置24的流体。液压管路82提供了在H端口和储液器16之间的流体导通。

阀60通常包括位于阀腔室62内的双头滑阀部件64。滑阀部件64包括第一活塞头66和第二活塞头68。第一活塞头66和第二活塞头68与阀腔室62的侧壁密封配合，并密封地将阀腔室62分隔为中央部分70、引导部分72和低压部分74。在第二活塞头68由图中所示为螺旋弹簧的偏置部件76接合的时候，第一活塞头66面对G端口。螺纹插塞78位于阀腔室62的开口端并与弹簧76的相反端部接合。

在低压情况下，如附图4所示，第一活塞头66阻止F端口的一部分或者一部分也不阻止。在这种低压情况下，通过E端口进入的流体进入到阀腔室62的中央部分70，围绕着连接第一活塞头66和第二活塞头68的滑阀部件64的杆67流动，并通过F部分流动导致在流过阀60的时候只有最小的压力减少。当与转向辅助装置24的入口导通的管路56中的压力相对于低压部分74中的流体压力增加的时候，由于负载被置于装置24上或者由于其他的原因，这种压力的增加通过管路58向作为第一活塞头66的G部分传导。阀腔室62的引导部分72中的流体压力将滑阀部件64在弹簧76和低压下的流体或者弹簧部件74施加的与储液器16的压力大小近似的偏置力的相反方向上偏置。随着在引导部件72中的压力的增加，滑阀部件64如附图5所示向塞子78偏置。随着滑阀部件64向塞子78滑动，第一活塞头66进一步堵住E部分，因此限制流体通过阀60，并引起了通过阀60的流体压力的急剧减小，并用于限制向转向辅助装置24供给液流的液压管路56中的最大压力。如上所述，阀60因此限制流过其间的流体的压力来设定从阀60通过F端口流出的流体的最大压力。因此，阀60可以选择，这样液压管路56中的流体最大压力小于进入到制动辅助装置22中的液压流体的允许最大压力。由此，液压系统10可以应用具有比制动辅助装置22的压力值更小的压力限定值的转向齿轮装置24。

如上面所公开的内容所说明的那样，液压回路10包括，串联设置的和连续顺序的，液压泵14、分流阀20、制动助力器装置22、减压阀60、转向齿轮装置24和储液器16。当分流器20不在制动助力器22产生相对较高的反馈压力的时候发生的那样将流体的一部分通过C端口分流以旁路制动助力器22，从泵14释放的绝大部分流体将沿着主要流体通道流动，该通道从泵14的出口延伸，经过释放管路18，经过阀20从A端口到B端口，到制动助力器22，到阀60的E端口，通过阀从E端口到F端口，通过管路56到转向齿轮24，到达储液器16，接着到达泵14的入口，在泵14中循环被重复。如上所述，当制动助力器22上游的压力提升到第一门限值的时候，分流阀20分流流体，一部分被与制动助力器22上游的主要流体通道中的B端口导通，流体的另一部分通过C端口传递到制动助力器22下游和阀60上游的主要流体通道中的一点。

应当注意的是，如附图4、5所示的减压阀是可调节阀，包括具有连接阀60和线路82上部件的螺纹的塞子78。塞子78的螺纹特征允许阀60的外部调整以及阀60进一步限制F端口的情况。塞子78的旋转导致塞子78的轴向位移以及弹簧42的轴向再定位，因此调节弹簧42施加在滑阀部件64上的偏置力，因此调节从阀60释放的流体最大压力值。可以在本实用新型中结合使用非调节减压阀和各种可以替换的减压阀。

虽然已经结合具有轴向齿轮辅助装置和制动辅助装置二者的液压系统作为参考来对本实用新型进行了说明，还可以与其他液压装置和系统结合。例如，已知的采用单独的液压流体泵来向转向辅助装置液压马达以及带有散热器冷却风扇的第二流体马达提供动力。美国专利No.5802848，例如，公开了具有制动辅助装置和装配有由单独的液压提供动力的流体马达的散热器冷却风扇的系统，在此结合作为参考。在本实用新型的可替换实施例中，这里公开的先导阀和减压阀的设置可以用于便于使用单独液压流体泵来向转向辅助装置和散热器冷却风扇的流体马达提供动力。

进一步，本系统的先导阀和减压阀的设置可以用于控制与两个液压装置(例如，制动辅助系统、转向辅助系统、具有流体马达的散热器风扇、或者其他液压装置)或者两个液压回路有关的流体流，其中先导阀和减压阀的设置和两个关联的液压装置或者回路，形成一个大型复杂的液压回路的一部分。

在另外的一个实施例中，减压阀可以用于没有先导阀的减压回路来限制提供给转向齿轮辅助装置或者其他液压装置的流体压力。例如，减压阀可以用于，具有制动辅助装置和转向辅助齿轮装置但是不具有先导阀的整体液压装置，使得可以使用具有相对于制动辅助装置具有较低减压的转向辅助装置。或者，减压阀可以如这里所述的那样在传统的液压回路中用于转向齿轮辅助装置，该转向齿轮辅助装置不包括任何其他液压装置来限定在转向齿轮辅助装置入口的液压流体的压力。

虽然本实用新型在这里具有具体的例子来说明，但是本实用新型可以在不脱离公开的范围内进行进一步的变化。本申请因此可以包括任何使用本实用新型的总体原理的变型、使用或者应用。

Claims (15)

1、车辆液压系统，包括：

液压回路，该回路包括，沿着主要流体通道按照串联的和按照连续顺序设置的，液压泵、第一液压负载、减压阀和第二液压负载，

其特征是，在液压泵和第一液压负载之间的主要流体通道的液压流体压力可以提升到第一门限值，

其中所述减压阀限制从减压阀排放的液压流体的最高压力到第二门限值，其中所述第一门限值高于所述第二门限值。

2、如权利要求1所述的车辆液压系统，其特征是，所述第一液压负载是液压制动助力器装置以及所述第二液压负载是液压转向齿轮装置。

3、如权利要求2所述的车辆液压系统，其特征是，所述的减压阀包括限定了阀腔室阀腔室的阀体、滑动设置在所述的阀腔室内的滑阀部件，该滑阀部件具有第一阀头和第二阀头，所述的第一和第二阀头与所述的阀体密封接合，并密封地将所述的阀腔室分隔为中央部分、引导部分和反馈管线部分；

所述的阀腔室具有入口端口接收从所述主要流体通道而来的流体，具有出口端口，经过该出口端口所述流体排放入所述主要流体通道，具有引导端口与所述减压阀下游和所述转向齿轮上游的所述主要流体通道流体联通，具有反馈管线端口与所述转向齿轮下游和所述液压泵上游的主要流体通道流体联通；

所述的入口端口和出口端口每个都分别与所述阀腔室的所述中央部分流体联通，所述引导端口与所述引导部分流体联通，以及所述反馈管线端口与所述反馈管线部分流体联通；以及

其中相对于所述反馈管线部分的所述引导部分的流体压力的增加，会相对地移动所述的滑阀部件并因此限制流体从所述减压阀流过，并减小通过所述出口端口排放的液压流体的压力。

4、如权利要求3所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括螺旋部件和与所述滑阀部件和所述螺旋部件可操作接合的偏置部件；以所述螺旋部件的外部调整来调整所述偏置部件的可操作位置以及因此调整所述第二门限值。

5、如权利要求3所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括液压储液器，与所述的主要流体通道在所述转向齿轮的下游和所述液压泵的上游的位置联通。

6、如权利要求3所述的车辆液压系统，其特征是，所述液压泵以基本恒定的流速排放液压流体。

7、如权利要求3所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括布置在所述液压泵下游和所述制动助力器的上游的所述液压回路中的分流阀；

其中，在第一操作工况下，基本所有的由所述液压泵排放的液压流体沿着所述主要通道通过所述分流阀，到达所述制动助力器，经过所述减压阀，到达所述转向齿轮并返回到所述液压泵；并且

其中，当在所述液压泵和所述第一液压负载之间的主要流体通道中的液压流体压力升高到所述第一门限值的时候，所述分流阀分流由所述液压泵排放的液压流体进入到与所述第一液压负载上游的所述主要流体通道联通的第一流体流和与所述第一液压负载下游和所述减压阀上游的所述主要流体通道中的一点联通的第二流体流。

8、如权利要求7所述的车辆液压系统，其特征是，所述的液压泵以基本恒定的流速排放液压流体，所述液压回路进一步包括与所述的转向齿轮下游和所述液压泵上游的所述主要流体通道流体联通的液压储液器，以及其中液压流体管线将所述液压储液器中的流体压力与所述分流阀、所述制动助力器、所述减压阀和所述转向齿轮联通。

9、如权利要求8所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括螺旋部件和与所述滑阀部件和所述螺旋部件可操作接合的偏置部件；以所述螺旋部件的外部调整来调整由所述偏置部件施加到所述滑阀部件上的偏置力，以及因此调整所述第二门限值。

10、车辆液压系统，包括：

液压回路，该回路包括，沿着主要流体通道按照串联的和按照连续顺序设置的，液压泵、分流阀、第一液压负载、减压阀和第二液压负载；

其特征是，在第一操作工况下，基本所有的由所述液压泵排放的液压流体沿着所述主要通道通过所述分流阀，到达所述第一液压负载，经过所述减压阀，到达所述第二液压负载并返回到所述液压泵；并且

其中，当在所述液压泵和所述第一液压负载之间的主要流体通道中的液压流体压力升高到所述第一门限值的时候，所述分流阀分流由所述液压泵排放的液压流体进入到与所述第一液压负载上游的所述主要流体通道联通的第一流体流和与所述第一液压负载下游和所述减压阀上游的所述主要流体通道中的一点联通的第二流体流。

其中所述减压阀限制从减压阀排放的液压流体的最高压力到第二门限值，其中所述第一门限值高于所述第二门限值。

11、如权利要求10所述的车辆液压系统，其特征是，所述第一液压负载是液压制动助力器装置以及所述第二液压负载是液压转向齿轮装置。

12、如权利要求11所述的车辆液压系统，其特征是，所述的减压阀包括限定阀腔室的阀体、滑动设置在所述阀腔室内的滑阀部件，该滑阀部件具有第一阀头和第二阀头，所述第一和第二阀头与所述阀体密封接合，并密封地将所述阀腔室分隔为中央部分、引导部分和反馈管线部分；

所述的阀腔室具有入口端口接收从所述主要流体通道而来的流体，具有出口端口，经过该出口端口所述流体排放入所述主要流体通道，具有引导端口与所述减压阀下游和所述转向齿轮上游的所述主要流体通道流体联通，具有反馈管线端口与所述转向齿轮下游和所述液压泵上游的主要流体通道流体联通；

所述的入口端口和出口端口每个都分别与所述阀腔室的所述中央部分流体联通；所述引导端口与所述引导部分流体联通，以及所述反馈管线端口与所述反馈管线部分流体联通；以及

其中相对于所述反馈管线部分的所述引导部分的流体压力的增加，会相对地移动所述滑阀部件并因此限制流体从所述减压阀流过，并减小通过所述出口端口排放的液压流体的压力。

13、如权利要求12所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括螺旋部件和与所述滑阀部件和所述螺旋部件可操作接合的偏置部件；以所述螺旋部件的外部调整来调整所述偏置部件的可操作位置以及因此调整所述第二门限值。

14、如权利要求12所述的车辆液压系统，其特征是，进一步包括液压储液器，与所述的主要流体通道在所述转向齿轮的下游和所述液压泵的上游的位置联通。

15、如权利要求12所述的车辆液压系统，其特征是，所述液压泵以基本恒定的流速排放液压流体。

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