液压动力转向系统.pdf

摘要
申请专利号：	CN201080064729.5	申请日：	2010.02.27
公开号：	CN102791562A	公开日：	2012.11.21
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B62D 5/07申请公布日:20121121\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B62D 5/07申请日:20100227\|\|\|公开
IPC分类号：	B62D5/07; B62D5/08	主分类号：	B62D5/07
申请人：	R.H.谢帕德股份有限公司
发明人：	J·E·蒂普顿
地址：	美国宾夕法尼亚州
优先权：
专利代理机构：	上海专利商标事务所有限公司 31100	代理人：	顾峻峰
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内容摘要

用于地面车辆的液压动力转向系统，包括闭中心控制阀、流体供应管线和延伸到控制阀内的排放管线，以及从控制阀延伸出而延伸到流体马达的第一和第二马达管线。另一附加的流动管线从各个马达管线延伸到排放管线，并包含在该流动管线内仅允许朝向马达管线流动的止回阀。在正常的对中心操作过程中，若流体供应失去而无泄漏损失，则该附加的流动管线能进行手动转向。

权利要求书

1.一种用于转动车辆转向轮的液压动力转向系统，包括：
具有相对的液压马达腔室的流体马达；
连接到相应马达腔室以使工作流体流入或流出各马达腔室的第一和第
二马达管线；
从高压工作流体源延伸出的流体供应管线，以及从排放处延伸出的排放
管线；
具有可相对移动的阀表面的阀结构，以控制流体流入和流出流体马达，
阀结构构造成有选择地连接流体供应管线与第一或第二马达管线以及连接排
放管线与第一或第二马达管线中的另一管线；
从第一马达管线延伸到排放管线的第一连通管线，以及从第二马达管线
延伸到排放管线的第二连通管线；以及
位于每个第一和第二连通管线中的止回阀，每个止回阀构造成允许流体
仅朝向马达管线流过其连通管线。
2.如权利要求1所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构包括协作的套
筒和芯构件，它们围绕轴线相对地转动。
3.如权利要求2所述的动力转向系统，其特征在于，套筒和芯构件内形成
轴向延伸的槽，芯构件包括轴向延伸的内孔，每个马达管线包括相应的槽，排
放管线包括所述内孔，每个连通管线从相应的马达槽延伸到内孔。
4.如权利要求3所述的动力转向系统，其特征在于，芯构件包括从轴向内
孔延伸到芯构件的径向外表面侧的径向内孔，该径向内孔形成排放管线的一部
分，径向内孔沿着芯构件与第一和第二连通管线轴向地间隔开。
5.如权利要求4所述的动力转向系统，其特征在于，每个止回阀包括位于
包含止回阀的连通管线内的球。
6.如权利要求5所述的动力转向系统，其特征在于，每个连通管线包括通
向轴向内孔的宽度减小部分。
7.如权利要求1所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构包括协作的套
筒和芯构件，它们可沿着纵向轴线相对地平移。
8.如权利要求7所述的动力转向系统，其特征在于，套筒是具有内孔和包
围该内孔的壁的圆柱形构件，芯构件位于套筒的内孔内，每个马达管线具有位
于内孔内并延伸通过套筒壁的开口，排放管线包括内孔的至少一部分，每个连
通管线从相应的马达管线延伸到内孔的至少一部分。
9.如权利要求8所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构使入口管线与
流体马达脱离连接，以作直向前的转向。
10.一种动力转向控制阀，用来有选择地使流体马达的相对的马达腔室与高
压流体源和排放处互连，该控制阀包括：
入口管线，其构造成连接到流体源；排放管线，其构造成连接到排放处；
连接到一个马达腔室的第一马达管线；连接到另一个马达腔室的第二马达管
线；阀结构，通过该阀结构可使入口管线和排放管线有选择地与第一马达管线
或第二马达管线流体地连通，以在马达腔室之间产生流体压差；流体地连接第
一马达管线和排放管线的第一连通管线；流体地连接第二马达管线和排放管线
的第二连通管线；位于各个第一和第二连通管线内的相应的阀，所述阀能够让
流体仅朝向马达管线流过含有该阀的连通管线。
11.如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。
12.如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是旋转阀，其包括
协作的套筒和芯构件，它们围绕轴线可相对地转动。
13.如权利要求12所述的控制阀，其特征在于，套筒和芯构件内形成轴向
延伸的槽，芯构件包括轴向延伸的内孔，每个马达管线包括相应的槽，排放管
线包括所述内孔，每个连通管线从相应的马达槽延伸到内孔。
14.如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，芯构件包括从轴向内孔延
伸到芯构件的径向外表面侧的径向内孔，该径向内孔形成排放管线的一部分，
径向内孔沿着芯构件与第一和第二连通管线轴向地间隔开。
15.如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，每个阀包括位于包含该阀
的连通管线内的球。
16.如权利要求15所述的控制阀，其特征在于，每个连通管线包括通向马
达管线的第一管线部分和通向内孔的宽度减小的部分，连通管线的宽度减小，
为球形成了阀座。
17.如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。
18.如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是轴向阀，其包括
协作的套筒和芯构件，它们沿着纵向轴线可相对地平移。
19.如权利要求18所述的控制阀，其特征在于，套筒是具有内孔和包围该
内孔的壁的圆柱形构件，芯构件位于套筒的内孔内，每个马达管线具有位于内
孔内并延伸通过套筒壁的开口，排放管线包括内孔的至少一部分，每个连通管
线从相应的马达管线延伸到内孔的至少一部分。
20.如权利要求19所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。
21.如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，流体马达包括双向作用的
活塞和缸、位于活塞相对侧上的马达腔室。
22.一种地面车辆，其包括：
一个或多个可移动的转向轮，用来使车辆转向左边或右边，动力转向装
置机械地连接到一个或多个转向轮，以便用动力助力一个或多个转向轮的移
动；
动力转向装置包括高压工作流体源；流体马达，其具有可在液压缸内双
向作用的活塞以及在活塞相对侧上的相应的马达腔室，活塞可操作地连接到一
个或多个转向轮上，以使活塞运动和一个或多个转向轮相连；连接到一个马达
腔室的第一马达管线和连接到另一个马达腔室的第二马达管线，马达管线用于
使流体流入和流出流体马达；连接到流体源的入口管线；连接到排放容器的排
放管线；阀结构，入口管线和排放管线通过该阀结构有选择地与第一马达管线
或第二马达管线流体地连通，以在马达腔室之间产生流体压差；流体地连接第
一马达管线和排放管线的第一连通管线，流体地连接第二马达管线和排放管线
的第二连通管线；位于每个第一和第二连通管线中的相应阀，该阀可操作地允
许流体仅朝向马达管线流过含有该阀的连通管线。
23.如权利要求22所述的地面车辆，其特征在于，高压工作流体源包括泵
和蓄能器；连接到蓄能器以使流体流出蓄能器的入口管线；以及阀结构是闭中
心的结构，在直向前的转向过程中，该结构使入口管线与流体马达脱离连接。
24.如权利要求22所述的地面车辆，其特征在于，阀结构包括套筒构件和
芯构件，套筒和芯构件相对于彼此可移动，以操作该阀构件，套筒和芯构件中
的一个可操作地连接到活塞，以及机械停止连接件，其限制套筒构件相对于芯
构件的相对运动。
25.如权利要求24所述的地面车辆，其特征在于，套筒和芯构件形成控制
阀、完全包含在控制阀内的第一和第二连通管线。
26.如权利要求25所述的地面车辆，其特征在于，控制阀是旋转控制阀。

说明书

液压动力转向系统

技术领域

本发明涉及汽车的液压动力转向系统，具体来说，涉及闭合中心型的动力
转向系统。

背景技术

卡车和其它地面车辆都具有一液压动力转向系统，其提供帮助转动车辆的
转向轮子的动力。

传统的液压动力转向系统使高压的动力转向流体流入一流体马达，流体马
达在闭合的液压缸内有一活塞。活塞在其相对侧上将液压缸分为两个马达腔
室。活塞连接到转向连杆，连杆使转向轮沿着转向行程移动。活塞在缸内在活
塞行程的两个相对端之间轴向地移动，以致动转向连杆，并使转向轮沿着它们
的转向行程向左或向右移动。

为了启动转动，驾驶员转动方向盘，使转向轮朝要求的转向方向移动。方
向盘连接到控制阀，控制阀将其中一个马达腔室连接到入口管线，该入口管线
使高压动力转向流体流入流体马达内，控制阀将另一个马达腔室连接到排放管
线，排放管线使流体从流体马达流入排放容器内。高压腔室内的流体压力产生
动力，该动力帮助活塞从其缸内的对中位置（对应于转向轮沿其转向行程的对
中的、直向前的位置）移向低压的马达腔室。这致使转向连杆沿转向方向移动
转向轮子。

动力转向系统传统地采用发动机驱动的泵来使动力转向流体连续地流向开
中心的控制阀。即使转向轮处于直向前的位置并且未转动时，该开中心的控制
阀也会使从泵中接收到的动力转向流体连续地流动。

然而，如今越来越多的汽车使用节能的动力转向系统，该种系统使用闭中
心的控制阀来控制流向流体马达的流体。当控制阀处于对中状态且轮子直向前
并且未转向时，闭中心的控制阀切断高压流体流入控制阀。仅在控制阀离开其
对中位置准备转动时，控制阀才允许高压流体流过控制阀和流向流体马达。

因为使用闭中心的控制阀的转向系统不需要连续流动的高压流体，所以，
需要时才由气体加压的蓄能器将动力转向流体提供给控制阀。当蓄能器内的流
体体积或流体压力下降到一定的最低水平以下时，马达（该马达通常是电动机、
汽油机或柴油机）就恰如需要地将动力转向流体间断地从储器提供到蓄能器。

开中心的和闭中心的控制阀具有两个阀构件，它们相对于彼此移动以控制
流向流体马达的流体。随着活塞的运动，阀构件从对中状态移动到偏中心状态
以启动转向，使高压流体流入高压腔室内，并流出低压腔室。一个阀构件连接
到方向盘上，而另一阀构件通过致动螺杆或齿条连接到活塞。

如果控制阀脱离动力转向流体的流动或动力转向流体源，则就丢失了动力
转向的助力。控制阀具有机械地连接阀构件的停止构件，以便在动力转向失去
时能够进行手动转向。手动转向将施加到方向盘上的转矩传送到活塞上，以移
动活塞和使轮子转向。

当动力转向助力失去时，在手动转向期间，动力转向系统必须能使活塞运动，
使转向流体流入一个马达腔室内并流出另一马达腔室。如果流体不能流入和流
出流体马达腔室，则活塞会被“液压卡锁”，即使驾驶员努力地手动转向车辆
也不能移动。

开中心的控制阀使用放置在入口管线和排放管线之间的止回阀，以在动力转
向助力失去时防止液压卡锁。图1示出传统的动力转向系统10，其具有受方向
盘14控制的开中心的控制阀12。泵16连续地提供高压动力转向流体，流体通
过入口管线18流入开中心的控制阀12。转向流体流出控制阀12，以通过排放
管线22至排放或放空容器20。马达管线24和26从控制阀延伸到流体马达28
的左和右马达腔室27a、27b。腔室27被马达活塞29分为两个腔室。连通管线
30延伸在入口管线18和排放管线22之间。止回阀32布置在连通管线30内，
止回阀32让流体仅朝向入口管线18流过连通管线30。

图1示出处于直向前操作的动力转向系统10。控制阀12将入口管线18与马
达腔室27a、27b和排放管线22连接起来。两个马达腔室27a、27b充满加压
流体，而活塞保持静止。在图中，承载高压流体的管线用粗线显示，而使流体
流向排放的管线用粗虚线显示。由泵16提供的流体连续地流过入口管线18，
流过控制阀12，并通过排放管线22流入容器20，如图所示，流动为逆时针方
向，用实心箭头表示。

从入口管线18连通到连通管线30的流体压力使止回阀32关闭。由于来自
泵16的动力转向流体连续地流动和再循环，所以，通过止回阀32的泄漏不会
不利地影响动力转向系统的直向前的操作。

图2示出动力转向系统10的正常操作，使转向轮沿某个方向转向。致动控
制阀12，使其流体地连接入口管线18和马达管线24，并流体地连接马达管线
26到排放管线22，迫使马达活塞移向右边。来自入口管线18的高压流体关闭
止回阀32，阻止流体（泄漏流除外）流过连通管线30。通过止回阀32的泄漏
（该泄漏流用邻近阀32的空心箭头表示）不会不利地影响转向系统10的转向
性能，因为与流入和流出流体马达的流体流相比，该泄漏流很小。

图3示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统的手动操作。入口管
线18中的断路器或阻隔36阻止动力转向流体流入控制阀12内。方向盘已被
转动，活塞被迫使向右移到（用箭头38表示），控制阀12现在图中显示为偏
中心状态。活塞运动迫使流体流出右边的马达腔室，经过连通管线30流入排
放管线22内（图中用粗线显示）。活塞运动还产生抽吸作用，使流体从入口
管线18流过左边的马达管线24而流入左边的马达腔室（图中用粗虚线显示）。
排放管线22内的流体压力和入口管线18内的抽吸作用使止回阀32打开，能
使流体从排放管线22通过连通管线30流入入口管线18，完成了流动回路，图
3中的箭头显示出通过该回路的流动方向。

闭中心的动力转向系统中的手动转向也可通过将止回阀放置在从排放管线
延伸到入口管线的连通管线中，以同样的方式得以实现。图4示出带有闭中心
控制阀12的动力转向系统40（对应于开中心的动力转向系统10的闭中心的动
力转向系统40的部件，用与图1-3中所用的附图标记相同的标记来表示）。
泵16是电动泵，其将动力转向流体供应到蓄能器42内，蓄能器内储存着工作
流体，并根据需要通过入口管线18来供应流体。当控制阀12处于其如图3所
示的对中位置时，入口管线18阻塞与流体马达28的连通，于是，没有流体流
出蓄能器34。

图5示出动力转向系统40的正常操作，该操作类似于图2中所示的动力转
向系统10的操作。启动控制阀12使入口管线18与马达管线24流体地连接，
并且使马达管线26与排放管线22流体地连接，迫使马达活塞向右移动。运载
高压流体从蓄能器42到流体马达的28的流体管线用粗实线表示，而使流体从
流体马达28流到排放管线的那些管线用粗虚线表示。高压流体管线关闭了止
回阀32，阻止流体流过连通管线30。

图6示出因入口管线中的断路器或隔断36引起的动力转向系统40的手动操
作。方向盘被转动后，迫使活塞向右移动，控制阀12在图中显示为偏中心状
态。动力转向系统40的手动操作与已经针对动力转向系统10描述过的相同。

回头参照图4，该图示出闭中心的动力转向系统40的直向前的操作。通过连
通管线30的泄漏流34能使某些动力转向流体在到达控制阀12之前就流到排
放管线。与开中心的转向系统10不同，闭中心的转向系统中如此的泄漏耗尽
了蓄能器42中储存的流体。蓄能器42必须经常反复地充入流体，这样，节能
效果降低，增加了系统的磨损。

因此，需要有改进的液压动力转向系统，其特别适用于闭中心的转向系统，
该系统能够进行手动转向，但减少或基本上消除了如此的泄漏损失。

发明内容

本发明是特别适用于闭中心的转向系统的改进的液压动力转向系统。该改
进的动力转向系统在直向前的驾驶期间基本上消除了传统闭中心的转向系统
中所见到的附加的泄漏，同时还能在失去动力转向助力的情况下手动地进行动
力转向操作。

根据本发明的动力转向系统包括：具有相对的液压马达腔室的流体马达；
连接到相应马达腔室以使工作流体流入或流出各马达腔室的第一和第二马达
管线；从高压工作流体源延伸出的流体供应管线或入口管线，以及从排放容器
延伸出的排放管线。具有可相对移动的阀表面的阀结构控制流体流入和流出流
体马达，并有选择地连接入口管线与第一或第二马达管线以及连接排放管线与
第一或第二马达管线中的另一管线。第一连通管线从第一马达管线延伸到排放
管线，而第二连通管线从第二马达管线延伸到排放管线。止回阀位于每个第一
和第二连通管线中，每个止回阀构造成允许流体仅朝向马达管线流过其连通管
线。

通过将连通管线从马达管线延伸到排放管线，则只有当马达管线连接到供
应管线或输入管线时，连通管线可见到高压动力转向流体。当阀结构形成闭中
心的阀时，在正常直向前驾驶过程中，马达管线与输入管线脱开连接。这会在
直向前的驾驶过程中消除了高压动力转向流体的存在，否则的话，会使泄漏通
过止回阀排放。

当动力转向助力丢失时，止回阀能使其中一个连通管线流体地连接马达管
线与排放管线，以形成使流体流入和流出流体马达的流动回路，以在关闭另一
连通管线时避免液压卡锁。

在本发明的优选实施例中，阀结构包括协作的套筒和芯构件，它们相对于
彼此可相对地移动。连通管线最好完全形成在套筒和芯构件中的一个或两者
内。

在一特别优选的实施例中，协作的套筒和芯构件围绕转动轴线转动，芯构
件被套筒构件包围。连通管线形成为从芯构件的外表面延伸到芯构件内的径向
内孔。

随着对本发明描述的进展，特别是结合了图示本发明四个实施例的13幅附
图进行阅读，本发明其它的目的和特征将会变得更加明了。

附图说明

图1是传统的用于具有转向轮的汽车的开中心的动力转向系统的液压回路，
该液压回路显示了处于直向前转向状态中的动力转向系统；

图2是图1的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；

图3是图1的液压回路，显示车辆的手动转向；

图4是类似于图1所示回路的液压回路，但显示带有闭中心阀的动力转向
系统；

图5是图4的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；

图6是图4的液压回路，显示车辆的手动转向；

图7是根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的闭中心动力转向系统的液
压回路，该液压回路显示了处于直向前转向状态中的动力转向系统；

图8是图7的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；

图9是图7的液压回路，显示车辆的手动转向；

图10示出根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的具有轴向型控制阀的闭
中心动力转向系统，该动力转向系统处于直向前转向状态中；

图11是图10所示的动力转向系统，示出使用动力转向助力所作的转向；

图12是图10所示的动力转向系统，示出车辆的手动转向；

图13示出根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的具有不同轴向型控制阀
的闭中心动力转向系统，该动力转向系统处于直向前转向状态中；

图14是图13所示的动力转向系统，示出使用动力转向助力所作的转向；

图15是图13所示的动力转向系统，示出车辆的手动转向；

图16示出根据本发明的旋转型控制阀；

图17是包括图16所示的旋转控制阀的动力转向系统，该控制阀显示为沿
图16中的线17-17截取的剖视图；以及

图18是图17所示的动力转向系统，控制阀显示为沿图16中的线18-18截
取的剖视图。

具体实施方式

图7示出用来移动地面车辆的转向轮的根据本发明的液压动力转向系统
110。

该动力转向系统110包括电动泵112，电动泵间歇地将动力转向流体从容器
114中供应到气体加压的蓄能器116内。第一入口管线或供应管线118流体地
连接蓄能器116与闭中心控制阀120的传统的闭中心阀构件119。控制阀120
以传统方式响应于转向的输入来控制流体流入流体马达122的流动。转向的输
入由连接到控制阀120的方向盘123代表，可以理解，转向输入可由其它输入
机构来提供，诸如汽车行业内公知的线控转向机构。排放管线124流体地连接
阀构件119与容器114，并将流体返回到容器。

流体马达122包括液压缸126和可在缸126内轴向移动的双向作用活塞
128。活塞128以传统方式通过转向连杆（未示出）连接到车辆的转向轮，活
塞的运动使转向轮沿着转向行程移动。活塞128密封地将缸126分为左缸腔室
或马达腔室130和右缸腔室或马达腔室132。左马达管线134连接左马达腔室
130和阀构件119，而右马达管线136流体地连接右马达腔室132和阀构件119。

从各个马达管线134、136延伸到排放管线124的是连通管线138或140。
止回阀142a、142b分别位于连通管线138、140内，每个止回阀142示意地显
示为球型的止回阀。止回阀142允许流体仅沿朝向马达管线134或136的方向
流过其连通管线138或140。

图7示出处于对中状态的动力转向系统110，活塞128对中在缸内，并代表
车辆转向轮的对中位置。阀结构119使入口管线118与马达管线134、136脱
离连接，于是，没有流体流出蓄能器116。从入口管线118流到排放管线14
的任何泄漏必须通过阀元件119，传统的元件119会达到非常缓慢的泄漏率。
因为马达管线134、136与入口管线118脱离连接，所以，从马达管线134、136
通过连通管线138、140有效地没有泄漏。

如图7示意地所示，连通管线138、140最好完全地被包含在控制阀120内。

图8示出动力转向系统110响应于转向输入的操作，如图所示，其迫使活
塞128向右移动。

阀构件119流体地连接左马达管线134和输入管线118，形成了流体地连接
蓄能器116和左马达腔室130的高压管线。阀构件119流体地连接右马达管线
136与排放管线124，形成了流体地连接右马达腔室132与排放容器114的排
放管线。

左马达管线134中的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回阀
142a，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动相
比，在转向期间，流过止回阀142a的高压流体的泄漏不显著。

右连通管线140流体地平行于排放管线124。通过右连通管线140的流动趋
于关闭止回阀142b，但排放到排放容器的流体基本上不受止回阀142b操作条
件的影响。

图9示出动力转向系统110的手动操作，因为流入控制阀120内的高压动
力转向流体的流动的断路器或隔断144造成了动力转向助力的丢失，所以系统
进行手动操作。方向盘已经转动而迫使活塞128向右移动，使控制阀120处于
如图所示的偏中心状态。活塞运动迫使流体流出右马达腔室132流入右马达管
线136内，通过阀元件119流入排放管线134内。流过右连通管线140的流体
关闭了止回阀142b。

活塞运动还产生了抽吸作用，该抽吸作用使流体从左马达管线134流到左
马达腔室130内。来自排放管线124的左连通管线138部分内的流体压力和左
马达管线134内的抽吸作用打开了止回阀142a，完成了右和左马达腔室之间的
流动回路，并能使流体从排放管线124流到左马达管线134。流体如图9所示
地沿逆时针方向从右马达腔室132流动到左马达腔室130，在图9中用箭头表
示通过回路的流动方向。

如果手动转向如图9所示地迫使活塞128向左移动，则阀元件119使左马
达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达腔
室130，关闭左止回阀142。流体从左马达管线134穿过阀元件119流入排放
管线124内。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142b
打开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图9所示地沿顺时针方向
从左马达腔室130流动到右马达腔室132。

图10-19示出根据本发明的动力转向系统110，其具有经修改后纳入左和右
连通管线的不同于传统控制阀的不同类型的控制阀。用来说明本发明的选定的
控制阀，并不意图将本发明的应用限制在刚才所述的控制阀中，但要说明传统
的控制阀可容易地改适而使用本发明的双连通管线。与图9所示的液压回路中
的部件相同的系统部件将用相同的附图标记来标示。

图10示出具有轴向型的闭中心控制阀120的动力转向系统110a。控制阀
120包括协作的圆柱形套筒构件146和芯构件148，它们具有协作的控制表面，
控制表面以传统的方式定义了阀结构或阀构件119。图10示出处于直向前操作
状态中的动力转向系统110a，使阀元件110阻塞从入口管线118到流体马达
126的流动。芯构件148形成为阀芯，其可在套筒构件146的内孔150内轴向
地移动。

排放管线124在控制阀120内的部分包括两个腔室部分124a、124b，它们
由内孔150的壁形成，并位于阀芯148的相对两侧上，排放管线分支部分124c、
124d从相应的腔室124a、124b延伸到公共的排放管线部分124e。入口管线118
包括形成在内孔150壁和阀芯148直径减小部分之间的环形腔室118a，以及从
入口腔室118a延伸到套筒146的外表面的入口管线部分118b。

控制阀120内的左和右马达管线134、136的部分134a、136a延伸通过套
筒146的圆柱形壁，通向内孔150。

左和右连通管线138、140从相应的马达管线部分134a、136a延伸，并通
向相应排放腔室124a、124b处的排放管线124。连通管线138或140内的每个
止回阀142是球型止回阀，其具有通向排放腔室的宽度减小的管线部分。

图11示出响应于转向输入的动力转向系统110a的操作，其如图所示地推
活塞128向右移动。

通过使入口腔室118a和马达管线部分134互连，阀构件119以传统方式流
体地连接左马达管线134和输入管线118，形成流体地连接蓄能器116和左马
达腔室130的高压管线。通过使右马达管线部分136a与排放腔室124b互连，
阀构件119流体地连接右马达管线136与排放管线124，形成流体地连接右马
达腔室132与排放容器114的排放管线。

左马达管线134内的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回阀
142a，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动相
比，在转向期间，流过止回阀142a的高压流体的泄漏不显著。

右连通管线部分140a流体地平行于右马达管线136a。通过右连通管线140
的流动趋于关闭止回阀142b，但排放到排放容器114的流体基本上不受止回阀
142b操作条件的影响。

如果方向盘转动而迫使活塞128如图11所示向左移动，则阀元件119将使
右马达腔室132与入口管线118互连，并使左马达腔室130与排放管线124互
连。左马达管线136内的高压将关闭右连通管线140内的止回阀142b。左连通
管线142a将流体地平行于连接到排放管线的左马达管线部分134a。

图12示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110a的手动操作，
流向控制阀120的高压动力转向流体流动的断路器或隔断144造成了动力转向
的丢失。方向盘转动后，迫使活塞128向右移动，使控制阀12处于图中显示
的偏中心状态。左马达管线136在排放腔室124b处流体地连接到排放管线124，
而右马达管线134在排放腔室124a处流体地连接到排放管线124。流体如图
12所示地沿逆时针方向从右马达腔室132流过右马达管线136流入排放管线
124，并从排放管线124流向左马达管线134并流入左马达腔室130内。图12
内的箭头指示通过回路流出和流入马达腔室132、130的流动方向。

如果手动操作力如图12所示地迫使活塞128向左移动，则阀构件119使左
马达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达
腔室130，关闭左止回阀142a。流体从左马达管线134横贯阀构件119流入排
放管线124。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142b打
开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图12所示地沿顺时针方向
从左马达腔室130流动到右马达腔室132。

图13示出也具有轴向型的闭中心控制阀120的动力转向系统110b。控制阀
120包括协作的圆柱形套筒构件152和芯构件154，它们具有协作的控制表面，
控制表面以传统的方式定义了阀结构或阀构件119。图13示出处于直向前操作
状态中的动力转向系统110b，使阀元件110阻塞从入口管线118到流体马达
126的流动。阀构件152和154类似于阀构件148、150，但形成沿着控制阀长
度的三个阀工位，而不是如系统110a中所示的单一阀工位。

控制阀120内的排放管线124的部分包括两个腔室部分124a、124b，它们
由套筒136的内壁形成，并位于阀芯154的相对两侧上，内部腔室部分124c、
124d、中心通孔124e延伸通过阀芯154的轴向长度，并流体地连接腔室部分
124a、124b和径向内孔124f和124g，径向内孔流体地连接内部腔室部分124c、
124d与内孔124c。公共的排放管线部分124h从腔室部分124b延伸到套筒152
的外面。

入口管线118包括形成在套筒内壁和相应阀芯154直径减小部分之间的环
形入口腔室118a、118b和118c，以及相应的入口管线部分118d、118e、118f，
它们从公共入口管线部分118g延伸并排放到相应的入口腔室118a、118b、118c。

控制阀120内的左和右马达管线134、136各分支为三个马达管线部分134a、
134b、134c和136a、136b、136c，它们通向套筒152的圆柱形内孔。

左和右连通管线138、140从相应的马达管线部分134a、136a延伸，并通
向相应排放腔室124c、124d处的排放管线124。连通管线138或140内各个止
回阀142是球型止回阀，其具有通向排放腔室的宽度减小的管线部分。

图14示出动力转向系统110b响应于转向输入的操作，如图所示，其迫使
活塞128向右移动。

阀构件119以传统方式流体地连接左马达管线部分134a、134b和134c与
相应的输入腔室118a、118b、118c，形成了流体地连接蓄能器116和左马达腔
室130的高压管线。阀构件119流体地连接右马达管线部分136a、136b、136c
与排放管线腔室124d、124c、124b，形成了流体地连接右马达腔室132与排放
容器114的排放管线。

左马达管线部分134a中的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回
阀142a，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动
相比，在转向期间，流过止回阀142a的高压流体的泄漏不显著。

右连通管线140流体地平行于左马达管线部分136a。通过右连通管线140
的流体趋于关闭止回阀142b，但排放到排放容器的流体基本上不受止回阀142b
操作条件的影响。

如果方向盘转动而迫使活塞128如图15所示向左移动，则阀元件119将使
右马达腔室132与入口管线118互连，并使左马达腔室130与排放管线124互
连。左马达管线136内的高压排放管线124将关闭右连通管线140内的止回阀
142b。左连通管线142a将流体地平行于连接到排放管线的左马达管线部分
134a。

图15示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110b的手动操作，
流向控制阀120的高压动力转向流体流的断路器或隔断144造成了动力转向的
丢失。方向盘转动后，迫使活塞128向右移动，使控制阀12处于图中显示的
偏中心状态。流体如图15所示地沿逆时针方向从右马达腔室132流出右马达
管线136，并从左马达管线134流入左马达腔室130。流出马达管线部分136a
的流体流入排放腔室124d，而从排放腔室124c流出的流体流入左连通管线138
和流入左马达管线部分134a。排放管线部分124e通过内孔124f、124g流体地
连接两个排放腔室124d、124c。图15中箭头指示通过回路从马达腔室132流
入马达腔室130的流动方向。

如果手动操作力如图15所示地迫使活塞128向左移动，则阀构件119使左
马达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达
腔室130，关闭左止回阀142。流体从左马达管线134横贯阀构件119流入排
放管线124。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142b打
开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图15所示地沿顺时针方向
从左马达腔室130流动到右马达腔室132。

如图15所示，仅需要一组或一对连通管线138、140用于阀工位中的一个
工位，以形成连接左和右马达腔室的流体回路，用于手动的转向。没有必要对
多工位的阀结构中的每个阀工位提供一对连通管线138、140。

图16-18示出具有旋转型的闭中心控制阀120的动力转向系统110c。控制
阀120包括协作的圆柱形套筒构件156和芯构件158，它们沿着转动轴线160
轴向地延伸。芯构件158相对于套筒构件156相对地转动以致动协作的平面
（land）和槽控制表面，它们以传统方式形成阀结构或阀构件119。所示的控
制阀120具有三个围绕阀圆周分布的阀工位，以将流动分配到流体马达126内
和从其中分配出来，但仅是与连通管线相关的阀工位才予以描述。

排放管线124在控制阀120内的部分包括在芯构件158内轴向地延伸的中
心内孔124a以及沿圆周间距开的径向内孔124b、124c，径向内孔从内孔延伸
通过芯构件158的径向厚度。排放管线在控制阀120内的特征是传统的，因此
将不作详细描述。

入口管线118在控制阀120内的部分包括延伸通过外套筒156的径向厚度
的径向内孔118a，其与阀芯158外侧上形成的轴向槽118b流体地连接。这些
特征也是传统的，因此将也不作详细描述。

控制阀120内的控制阀120左和右马达管线134、136各包括延伸通过外套
筒156的径向厚度的相应的径向内孔134a、136b，其与阀芯158外侧上形成的
相应轴向槽134b、136b流体地连接。槽134b、136b沿圆周与入口槽118b间
距开。这些特征也是传统的，因此将也不作详细描述。

左和右连通管线138、140在阀芯158内形成为从阀芯158的外侧延伸到排
放管线内孔124a的径向内孔。径向连通管线138、140轴向地与径向排放管线
124b、124c间距开，仅提供一组连通管线138、140。阀芯158外表面上的连
通管线138、140的开口与相应的马达管线槽134b、136c径向地对齐，以使各
个马达管线134、136与排放管线124流体地连通。连通管线138、140内各个
止回阀142具有通向排放管线124的宽度减小部分，其与球协作以阻止流体朝
向排放管线124流过连通管线，同时，允许从排放管线朝向马达管线流动。

在正常的系统操作过程中，向左或向右转动方向盘，致使阀结构119以传
统方式使入口槽118b与马达管线槽134b或136b之一互连，并使另一马达管
线槽136b或134b与排放管线内孔124c或124b之一互连。加压的马达管线槽
134b或136b内的高压流体与流体连通管线138或连通管线140中的止回阀142
连通，所述连通管线138、140连接到入口马达管线118以关闭止回阀142。如
前所述，另一流体连通管线138或连通管线140平行于连接到排放管线124的
另一马达管线槽134b或136b延伸。

图17和18示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110c的手动
操作，高压动力转向流体流入控制阀120内流动的断路器或阻隔144（见图18）
造成该种动力转向助力的丢失。方向盘转动后，活塞128被迫使向右移动，控
制阀120处于图中显示的偏中心状态。箭头指示了流体的流动方向。

活塞128的运动迫使流体流出右边的马达腔室132，流入右马达管线136
内，并通过左马达管线134抽吸流体进入左马达腔室130内。阀结构119右马
达腔室132与右马达内孔136a和右马达槽136b互连，并使左马达管线槽134b
和左马达内孔134a与左马达腔室130互连。流体流入左马达槽136b，关闭左
连通管线140内的止回阀142。流体在左马达槽136a内轴向地流入排放内孔
126c。马达槽136a内的轴向流动用从图18中的图面中延伸出的箭头166代表。

左连通管线138连接到左马达槽134b，左马达腔室130内产生的抽吸作用
致使止回阀142a打开，允许从排放内孔124c中流出的流体流过左连通管线138
而流入左马达槽134b，以完成右和左马达腔室132、130之间的流动回路。流
体在回路中轴向地在排放内孔126c中流动，以便流体地连通排放内孔126c与
左连通管线138。该流动用延伸入图17中的图面的箭头164代表。

如果手动转向迫使活塞128如图9所示地向左移动，则阀构件119使左马
达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达腔
室130，关闭左止回阀142。流体横贯阀构件119从左马达管线134流入左马
达管线134排放管线124内。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。
止回阀142b打开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图9所示地
沿顺时针方向从左马达腔室130流入右马达腔室132内。

如果手动转向迫使活塞128如图17和18所示地移向左边，则阀构件119
使左马达管线134与排放管线124互连。迫使流体流出左马达腔室130而流入
左马达槽134b内，关闭左连通管线止回阀142a。流体在马达槽134b内轴向地
流向排放内孔124b，在内孔124b内轴向地流向右连通管线140，流体流动迫
使止回阀142b打开。通过右连通管线140的流动被排放到右马达槽136b内，
并流过右马达内孔136a和流入右马达腔室132内。

所示的动力转向系统110具有闭中心阀结构119。本发明还可适用于诸如图
1所示的开中心的阀结构119。

尽管已经图示和描述了本发明的优选实施例，但应该理解到，这可以作出
修改，因此，不希望将发明局限于所阐述的精确的细节，而是希望利用到如此
的改变和变化，只要它们落入以下权利要求书的范围之内。

资源描述

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1、10申请公布号CN102791562A43申请公布日20121121CN102791562ACN102791562A21申请号201080064729522申请日20100227B62D5/07200601B62D5/0820060171申请人RH谢帕德股份有限公司地址美国宾夕法尼亚州72发明人JE蒂普顿74专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人顾峻峰54发明名称液压动力转向系统57摘要用于地面车辆的液压动力转向系统，包括闭中心控制阀、流体供应管线和延伸到控制阀内的排放管线，以及从控制阀延伸出而延伸到流体马达的第一和第二马达管线。另一附加的流动管线从各个马达管线延伸到排放管线，。

2、并包含在该流动管线内仅允许朝向马达管线流动的止回阀。在正常的对中心操作过程中，若流体供应失去而无泄漏损失，则该附加的流动管线能进行手动转向。85PCT申请进入国家阶段日2012082486PCT申请的申请数据PCT/US2010/0256982010022787PCT申请的公布数据WO2011/106025EN2011090151INTCL权利要求书3页说明书9页附图14页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书9页附图14页1/3页21一种用于转动车辆转向轮的液压动力转向系统，包括具有相对的液压马达腔室的流体马达；连接到相应马达腔室以使工作流体流入或流出各马达腔室。

3、的第一和第二马达管线；从高压工作流体源延伸出的流体供应管线，以及从排放处延伸出的排放管线；具有可相对移动的阀表面的阀结构，以控制流体流入和流出流体马达，阀结构构造成有选择地连接流体供应管线与第一或第二马达管线以及连接排放管线与第一或第二马达管线中的另一管线；从第一马达管线延伸到排放管线的第一连通管线，以及从第二马达管线延伸到排放管线的第二连通管线；以及位于每个第一和第二连通管线中的止回阀，每个止回阀构造成允许流体仅朝向马达管线流过其连通管线。2如权利要求1所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构包括协作的套筒和芯构件，它们围绕轴线相对地转动。3如权利要求2所述的动力转向系统，其特征在于，套筒和芯。

4、构件内形成轴向延伸的槽，芯构件包括轴向延伸的内孔，每个马达管线包括相应的槽，排放管线包括所述内孔，每个连通管线从相应的马达槽延伸到内孔。4如权利要求3所述的动力转向系统，其特征在于，芯构件包括从轴向内孔延伸到芯构件的径向外表面侧的径向内孔，该径向内孔形成排放管线的一部分，径向内孔沿着芯构件与第一和第二连通管线轴向地间隔开。5如权利要求4所述的动力转向系统，其特征在于，每个止回阀包括位于包含止回阀的连通管线内的球。6如权利要求5所述的动力转向系统，其特征在于，每个连通管线包括通向轴向内孔的宽度减小部分。7如权利要求1所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构包括协作的套筒和芯构件，它们可沿着纵向轴线。

5、相对地平移。8如权利要求7所述的动力转向系统，其特征在于，套筒是具有内孔和包围该内孔的壁的圆柱形构件，芯构件位于套筒的内孔内，每个马达管线具有位于内孔内并延伸通过套筒壁的开口，排放管线包括内孔的至少一部分，每个连通管线从相应的马达管线延伸到内孔的至少一部分。9如权利要求8所述的动力转向系统，其特征在于，阀结构使入口管线与流体马达脱离连接，以作直向前的转向。10一种动力转向控制阀，用来有选择地使流体马达的相对的马达腔室与高压流体源和排放处互连，该控制阀包括入口管线，其构造成连接到流体源；排放管线，其构造成连接到排放处；连接到一个马达腔室的第一马达管线；连接到另一个马达腔室的第二马达管线；阀结构，。

6、通过该阀结构可使入口管线和排放管线有选择地与第一马达管线或第二马达管线流体地连通，以在马达腔室之间产生流体压差；流体地连接第一马达管线和排放管线的第一连通管线；流体地连接第二马达管线和排放管线的第二连通管线；位于各个第一和第二连通管线内的相应的阀，所述阀能够让流体仅朝向马达管线流过含有该阀的连通管线。权利要求书CN102791562A2/3页311如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。12如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是旋转阀，其包括协作的套筒和芯构件，它们围绕轴线可相对地转动。13如权利要求12所述的控制阀，其特征在于，套筒和芯构件内形成轴向延伸的槽，。

7、芯构件包括轴向延伸的内孔，每个马达管线包括相应的槽，排放管线包括所述内孔，每个连通管线从相应的马达槽延伸到内孔。14如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，芯构件包括从轴向内孔延伸到芯构件的径向外表面侧的径向内孔，该径向内孔形成排放管线的一部分，径向内孔沿着芯构件与第一和第二连通管线轴向地间隔开。15如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，每个阀包括位于包含该阀的连通管线内的球。16如权利要求15所述的控制阀，其特征在于，每个连通管线包括通向马达管线的第一管线部分和通向内孔的宽度减小的部分，连通管线的宽度减小，为球形成了阀座。17如权利要求13所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。1。

8、8如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，控制阀是轴向阀，其包括协作的套筒和芯构件，它们沿着纵向轴线可相对地平移。19如权利要求18所述的控制阀，其特征在于，套筒是具有内孔和包围该内孔的壁的圆柱形构件，芯构件位于套筒的内孔内，每个马达管线具有位于内孔内并延伸通过套筒壁的开口，排放管线包括内孔的至少一部分，每个连通管线从相应的马达管线延伸到内孔的至少一部分。20如权利要求19所述的控制阀，其特征在于，控制阀是闭中心控制阀。21如权利要求10所述的控制阀，其特征在于，流体马达包括双向作用的活塞和缸、位于活塞相对侧上的马达腔室。22一种地面车辆，其包括一个或多个可移动的转向轮，用来使车辆转向左边或右。

9、边，动力转向装置机械地连接到一个或多个转向轮，以便用动力助力一个或多个转向轮的移动；动力转向装置包括高压工作流体源；流体马达，其具有可在液压缸内双向作用的活塞以及在活塞相对侧上的相应的马达腔室，活塞可操作地连接到一个或多个转向轮上，以使活塞运动和一个或多个转向轮相连；连接到一个马达腔室的第一马达管线和连接到另一个马达腔室的第二马达管线，马达管线用于使流体流入和流出流体马达；连接到流体源的入口管线；连接到排放容器的排放管线；阀结构，入口管线和排放管线通过该阀结构有选择地与第一马达管线或第二马达管线流体地连通，以在马达腔室之间产生流体压差；流体地连接第一马达管线和排放管线的第一连通管线，流体地连接。

10、第二马达管线和排放管线的第二连通管线；位于每个第一和第二连通管线中的相应阀，该阀可操作地允许流体仅朝向马达管线流过含有该阀的连通管线。23如权利要求22所述的地面车辆，其特征在于，高压工作流体源包括泵和蓄能器；连接到蓄能器以使流体流出蓄能器的入口管线；以及阀结构是闭中心的结构，在直向前的转向过程中，该结构使入口管线与流体马达脱离连接。24如权利要求22所述的地面车辆，其特征在于，阀结构包括套筒构件和芯构件，套筒权利要求书CN102791562A3/3页4和芯构件相对于彼此可移动，以操作该阀构件，套筒和芯构件中的一个可操作地连接到活塞，以及机械停止连接件，其限制套筒构件相对于芯构件的相对运动。2。

11、5如权利要求24所述的地面车辆，其特征在于，套筒和芯构件形成控制阀、完全包含在控制阀内的第一和第二连通管线。26如权利要求25所述的地面车辆，其特征在于，控制阀是旋转控制阀。权利要求书CN102791562A1/9页5液压动力转向系统技术领域0001本发明涉及汽车的液压动力转向系统，具体来说，涉及闭合中心型的动力转向系统。背景技术0002卡车和其它地面车辆都具有一液压动力转向系统，其提供帮助转动车辆的转向轮子的动力。0003传统的液压动力转向系统使高压的动力转向流体流入一流体马达，流体马达在闭合的液压缸内有一活塞。活塞在其相对侧上将液压缸分为两个马达腔室。活塞连接到转向连杆，连杆使转向轮沿着转。

12、向行程移动。活塞在缸内在活塞行程的两个相对端之间轴向地移动，以致动转向连杆，并使转向轮沿着它们的转向行程向左或向右移动。0004为了启动转动，驾驶员转动方向盘，使转向轮朝要求的转向方向移动。方向盘连接到控制阀，控制阀将其中一个马达腔室连接到入口管线，该入口管线使高压动力转向流体流入流体马达内，控制阀将另一个马达腔室连接到排放管线，排放管线使流体从流体马达流入排放容器内。高压腔室内的流体压力产生动力，该动力帮助活塞从其缸内的对中位置（对应于转向轮沿其转向行程的对中的、直向前的位置）移向低压的马达腔室。这致使转向连杆沿转向方向移动转向轮子。0005动力转向系统传统地采用发动机驱动的泵来使动力转向流。

13、体连续地流向开中心的控制阀。即使转向轮处于直向前的位置并且未转动时，该开中心的控制阀也会使从泵中接收到的动力转向流体连续地流动。0006然而，如今越来越多的汽车使用节能的动力转向系统，该种系统使用闭中心的控制阀来控制流向流体马达的流体。当控制阀处于对中状态且轮子直向前并且未转向时，闭中心的控制阀切断高压流体流入控制阀。仅在控制阀离开其对中位置准备转动时，控制阀才允许高压流体流过控制阀和流向流体马达。0007因为使用闭中心的控制阀的转向系统不需要连续流动的高压流体，所以，需要时才由气体加压的蓄能器将动力转向流体提供给控制阀。当蓄能器内的流体体积或流体压力下降到一定的最低水平以下时，马达（该马达通。

14、常是电动机、汽油机或柴油机）就恰如需要地将动力转向流体间断地从储器提供到蓄能器。0008开中心的和闭中心的控制阀具有两个阀构件，它们相对于彼此移动以控制流向流体马达的流体。随着活塞的运动，阀构件从对中状态移动到偏中心状态以启动转向，使高压流体流入高压腔室内，并流出低压腔室。一个阀构件连接到方向盘上，而另一阀构件通过致动螺杆或齿条连接到活塞。0009如果控制阀脱离动力转向流体的流动或动力转向流体源，则就丢失了动力转向的助力。控制阀具有机械地连接阀构件的停止构件，以便在动力转向失去时能够进行手动转向。手动转向将施加到方向盘上的转矩传送到活塞上，以移动活塞和使轮子转向。0010当动力转向助力失去时，。

15、在手动转向期间，动力转向系统必须能使活塞运动，使转说明书CN102791562A2/9页6向流体流入一个马达腔室内并流出另一马达腔室。如果流体不能流入和流出流体马达腔室，则活塞会被“液压卡锁”，即使驾驶员努力地手动转向车辆也不能移动。0011开中心的控制阀使用放置在入口管线和排放管线之间的止回阀，以在动力转向助力失去时防止液压卡锁。图1示出传统的动力转向系统10，其具有受方向盘14控制的开中心的控制阀12。泵16连续地提供高压动力转向流体，流体通过入口管线18流入开中心的控制阀12。转向流体流出控制阀12，以通过排放管线22至排放或放空容器20。马达管线24和26从控制阀延伸到流体马达28的左。

16、和右马达腔室27A、27B。腔室27被马达活塞29分为两个腔室。连通管线30延伸在入口管线18和排放管线22之间。止回阀32布置在连通管线30内，止回阀32让流体仅朝向入口管线18流过连通管线30。0012图1示出处于直向前操作的动力转向系统10。控制阀12将入口管线18与马达腔室27A、27B和排放管线22连接起来。两个马达腔室27A、27B充满加压流体，而活塞保持静止。在图中，承载高压流体的管线用粗线显示，而使流体流向排放的管线用粗虚线显示。由泵16提供的流体连续地流过入口管线18，流过控制阀12，并通过排放管线22流入容器20，如图所示，流动为逆时针方向，用实心箭头表示。0013从入口管。

17、线18连通到连通管线30的流体压力使止回阀32关闭。由于来自泵16的动力转向流体连续地流动和再循环，所以，通过止回阀32的泄漏不会不利地影响动力转向系统的直向前的操作。0014图2示出动力转向系统10的正常操作，使转向轮沿某个方向转向。致动控制阀12，使其流体地连接入口管线18和马达管线24，并流体地连接马达管线26到排放管线22，迫使马达活塞移向右边。来自入口管线18的高压流体关闭止回阀32，阻止流体（泄漏流除外）流过连通管线30。通过止回阀32的泄漏（该泄漏流用邻近阀32的空心箭头表示）不会不利地影响转向系统10的转向性能，因为与流入和流出流体马达的流体流相比，该泄漏流很小。0015图3示。

18、出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统的手动操作。入口管线18中的断路器或阻隔36阻止动力转向流体流入控制阀12内。方向盘已被转动，活塞被迫使向右移到（用箭头38表示），控制阀12现在图中显示为偏中心状态。活塞运动迫使流体流出右边的马达腔室，经过连通管线30流入排放管线22内（图中用粗线显示）。活塞运动还产生抽吸作用，使流体从入口管线18流过左边的马达管线24而流入左边的马达腔室（图中用粗虚线显示）。排放管线22内的流体压力和入口管线18内的抽吸作用使止回阀32打开，能使流体从排放管线22通过连通管线30流入入口管线18，完成了流动回路，图3中的箭头显示出通过该回路的流动方向。0016闭中。

19、心的动力转向系统中的手动转向也可通过将止回阀放置在从排放管线延伸到入口管线的连通管线中，以同样的方式得以实现。图4示出带有闭中心控制阀12的动力转向系统40（对应于开中心的动力转向系统10的闭中心的动力转向系统40的部件，用与图13中所用的附图标记相同的标记来表示）。泵16是电动泵，其将动力转向流体供应到蓄能器42内，蓄能器内储存着工作流体，并根据需要通过入口管线18来供应流体。当控制阀12处于其如图3所示的对中位置时，入口管线18阻塞与流体马达28的连通，于是，没有流体流出蓄能器34。0017图5示出动力转向系统40的正常操作，该操作类似于图2中所示的动力转向系统说明书CN102791562。

20、A3/9页710的操作。启动控制阀12使入口管线18与马达管线24流体地连接，并且使马达管线26与排放管线22流体地连接，迫使马达活塞向右移动。运载高压流体从蓄能器42到流体马达的28的流体管线用粗实线表示，而使流体从流体马达28流到排放管线的那些管线用粗虚线表示。高压流体管线关闭了止回阀32，阻止流体流过连通管线30。0018图6示出因入口管线中的断路器或隔断36引起的动力转向系统40的手动操作。方向盘被转动后，迫使活塞向右移动，控制阀12在图中显示为偏中心状态。动力转向系统40的手动操作与已经针对动力转向系统10描述过的相同。0019回头参照图4，该图示出闭中心的动力转向系统40的直向前的。

21、操作。通过连通管线30的泄漏流34能使某些动力转向流体在到达控制阀12之前就流到排放管线。与开中心的转向系统10不同，闭中心的转向系统中如此的泄漏耗尽了蓄能器42中储存的流体。蓄能器42必须经常反复地充入流体，这样，节能效果降低，增加了系统的磨损。0020因此，需要有改进的液压动力转向系统，其特别适用于闭中心的转向系统，该系统能够进行手动转向，但减少或基本上消除了如此的泄漏损失。发明内容0021本发明是特别适用于闭中心的转向系统的改进的液压动力转向系统。该改进的动力转向系统在直向前的驾驶期间基本上消除了传统闭中心的转向系统中所见到的附加的泄漏，同时还能在失去动力转向助力的情况下手动地进行动力转。

22、向操作。0022根据本发明的动力转向系统包括具有相对的液压马达腔室的流体马达；连接到相应马达腔室以使工作流体流入或流出各马达腔室的第一和第二马达管线；从高压工作流体源延伸出的流体供应管线或入口管线，以及从排放容器延伸出的排放管线。具有可相对移动的阀表面的阀结构控制流体流入和流出流体马达，并有选择地连接入口管线与第一或第二马达管线以及连接排放管线与第一或第二马达管线中的另一管线。第一连通管线从第一马达管线延伸到排放管线，而第二连通管线从第二马达管线延伸到排放管线。止回阀位于每个第一和第二连通管线中，每个止回阀构造成允许流体仅朝向马达管线流过其连通管线。0023通过将连通管线从马达管线延伸到排放管。

23、线，则只有当马达管线连接到供应管线或输入管线时，连通管线可见到高压动力转向流体。当阀结构形成闭中心的阀时，在正常直向前驾驶过程中，马达管线与输入管线脱开连接。这会在直向前的驾驶过程中消除了高压动力转向流体的存在，否则的话，会使泄漏通过止回阀排放。0024当动力转向助力丢失时，止回阀能使其中一个连通管线流体地连接马达管线与排放管线，以形成使流体流入和流出流体马达的流动回路，以在关闭另一连通管线时避免液压卡锁。0025在本发明的优选实施例中，阀结构包括协作的套筒和芯构件，它们相对于彼此可相对地移动。连通管线最好完全形成在套筒和芯构件中的一个或两者内。0026在一特别优选的实施例中，协作的套筒和芯构。

24、件围绕转动轴线转动，芯构件被套筒构件包围。连通管线形成为从芯构件的外表面延伸到芯构件内的径向内孔。0027随着对本发明描述的进展，特别是结合了图示本发明四个实施例的13幅附图进行阅读，本发明其它的目的和特征将会变得更加明了。说明书CN102791562A4/9页8附图说明0028图1是传统的用于具有转向轮的汽车的开中心的动力转向系统的液压回路，该液压回路显示了处于直向前转向状态中的动力转向系统；0029图2是图1的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；0030图3是图1的液压回路，显示车辆的手动转向；0031图4是类似于图1所示回路的液压回路，但显示带有闭中心阀的动力转向系统；0032图5。

25、是图4的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；0033图6是图4的液压回路，显示车辆的手动转向；0034图7是根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的闭中心动力转向系统的液压回路，该液压回路显示了处于直向前转向状态中的动力转向系统；0035图8是图7的液压回路，显示使用动力转向助力所作的转向；0036图9是图7的液压回路，显示车辆的手动转向；0037图10示出根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的具有轴向型控制阀的闭中心动力转向系统，该动力转向系统处于直向前转向状态中；0038图11是图10所示的动力转向系统，示出使用动力转向助力所作的转向；0039图12是图10所示的动力转向系统，示出车辆的手。

26、动转向；0040图13示出根据本发明的、用于具有转向轮的汽车的具有不同轴向型控制阀的闭中心动力转向系统，该动力转向系统处于直向前转向状态中；0041图14是图13所示的动力转向系统，示出使用动力转向助力所作的转向；0042图15是图13所示的动力转向系统，示出车辆的手动转向；0043图16示出根据本发明的旋转型控制阀；0044图17是包括图16所示的旋转控制阀的动力转向系统，该控制阀显示为沿图16中的线1717截取的剖视图；以及0045图18是图17所示的动力转向系统，控制阀显示为沿图16中的线1818截取的剖视图。具体实施方式0046图7示出用来移动地面车辆的转向轮的根据本发明的液压动力转向。

27、系统110。0047该动力转向系统110包括电动泵112，电动泵间歇地将动力转向流体从容器114中供应到气体加压的蓄能器116内。第一入口管线或供应管线118流体地连接蓄能器116与闭中心控制阀120的传统的闭中心阀构件119。控制阀120以传统方式响应于转向的输入来控制流体流入流体马达122的流动。转向的输入由连接到控制阀120的方向盘123代表，可以理解，转向输入可由其它输入机构来提供，诸如汽车行业内公知的线控转向机构。排放管线124流体地连接阀构件119与容器114，并将流体返回到容器。0048流体马达122包括液压缸126和可在缸126内轴向移动的双向作用活塞128。活塞128以传统方。

28、式通过转向连杆（未示出）连接到车辆的转向轮，活塞的运动使转向轮沿着转向行程移动。活塞128密封地将缸126分为左缸腔室或马达腔室130和右缸腔室或马达腔室132。左马达管线134连接左马达腔室130和阀构件119，而右马达管线136流体地连说明书CN102791562A5/9页9接右马达腔室132和阀构件119。0049从各个马达管线134、136延伸到排放管线124的是连通管线138或140。止回阀142A、142B分别位于连通管线138、140内，每个止回阀142示意地显示为球型的止回阀。止回阀142允许流体仅沿朝向马达管线134或136的方向流过其连通管线138或140。0050图7示出。

29、处于对中状态的动力转向系统110，活塞128对中在缸内，并代表车辆转向轮的对中位置。阀结构119使入口管线118与马达管线134、136脱离连接，于是，没有流体流出蓄能器116。从入口管线118流到排放管线14的任何泄漏必须通过阀元件119，传统的元件119会达到非常缓慢的泄漏率。因为马达管线134、136与入口管线118脱离连接，所以，从马达管线134、136通过连通管线138、140有效地没有泄漏。0051如图7示意地所示，连通管线138、140最好完全地被包含在控制阀120内。0052图8示出动力转向系统110响应于转向输入的操作，如图所示，其迫使活塞128向右移动。0053阀构件119。

30、流体地连接左马达管线134和输入管线118，形成了流体地连接蓄能器116和左马达腔室130的高压管线。阀构件119流体地连接右马达管线136与排放管线124，形成了流体地连接右马达腔室132与排放容器114的排放管线。0054左马达管线134中的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回阀142A，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动相比，在转向期间，流过止回阀142A的高压流体的泄漏不显著。0055右连通管线140流体地平行于排放管线124。通过右连通管线140的流动趋于关闭止回阀142B，但排放到排放容器的流体基本上不受止回阀142B操作条件的影响。0056图。

31、9示出动力转向系统110的手动操作，因为流入控制阀120内的高压动力转向流体的流动的断路器或隔断144造成了动力转向助力的丢失，所以系统进行手动操作。方向盘已经转动而迫使活塞128向右移动，使控制阀120处于如图所示的偏中心状态。活塞运动迫使流体流出右马达腔室132流入右马达管线136内，通过阀元件119流入排放管线134内。流过右连通管线140的流体关闭了止回阀142B。0057活塞运动还产生了抽吸作用，该抽吸作用使流体从左马达管线134流到左马达腔室130内。来自排放管线124的左连通管线138部分内的流体压力和左马达管线134内的抽吸作用打开了止回阀142A，完成了右和左马达腔室之间的流。

32、动回路，并能使流体从排放管线124流到左马达管线134。流体如图9所示地沿逆时针方向从右马达腔室132流动到左马达腔室130，在图9中用箭头表示通过回路的流动方向。0058如果手动转向如图9所示地迫使活塞128向左移动，则阀元件119使左马达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达腔室130，关闭左止回阀142。流体从左马达管线134穿过阀元件119流入排放管线124内。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142B打开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图9所示地沿顺时针方向从左马达腔室130流动到右马达腔室132。0059图1019示出。

33、根据本发明的动力转向系统110，其具有经修改后纳入左和右连通管线的不同于传统控制阀的不同类型的控制阀。用来说明本发明的选定的控制阀，并不意图将本发明的应用限制在刚才所述的控制阀中，但要说明传统的控制阀可容易地改适而使用本发明的双连通管线。与图9所示的液压回路中的部件相同的系统部件将用相同的附图说明书CN102791562A6/9页10标记来标示。0060图10示出具有轴向型的闭中心控制阀120的动力转向系统110A。控制阀120包括协作的圆柱形套筒构件146和芯构件148，它们具有协作的控制表面，控制表面以传统的方式定义了阀结构或阀构件119。图10示出处于直向前操作状态中的动力转向系统110。

34、A，使阀元件110阻塞从入口管线118到流体马达126的流动。芯构件148形成为阀芯，其可在套筒构件146的内孔150内轴向地移动。0061排放管线124在控制阀120内的部分包括两个腔室部分124A、124B，它们由内孔150的壁形成，并位于阀芯148的相对两侧上，排放管线分支部分124C、124D从相应的腔室124A、124B延伸到公共的排放管线部分124E。入口管线118包括形成在内孔150壁和阀芯148直径减小部分之间的环形腔室118A，以及从入口腔室118A延伸到套筒146的外表面的入口管线部分118B。0062控制阀120内的左和右马达管线134、136的部分134A、136A延伸。

35、通过套筒146的圆柱形壁，通向内孔150。0063左和右连通管线138、140从相应的马达管线部分134A、136A延伸，并通向相应排放腔室124A、124B处的排放管线124。连通管线138或140内的每个止回阀142是球型止回阀，其具有通向排放腔室的宽度减小的管线部分。0064图11示出响应于转向输入的动力转向系统110A的操作，其如图所示地推活塞128向右移动。0065通过使入口腔室118A和马达管线部分134互连，阀构件119以传统方式流体地连接左马达管线134和输入管线118，形成流体地连接蓄能器116和左马达腔室130的高压管线。通过使右马达管线部分136A与排放腔室124B互连，。

36、阀构件119流体地连接右马达管线136与排放管线124，形成流体地连接右马达腔室132与排放容器114的排放管线。0066左马达管线134内的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回阀142A，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动相比，在转向期间，流过止回阀142A的高压流体的泄漏不显著。0067右连通管线部分140A流体地平行于右马达管线136A。通过右连通管线140的流动趋于关闭止回阀142B，但排放到排放容器114的流体基本上不受止回阀142B操作条件的影响。0068如果方向盘转动而迫使活塞128如图11所示向左移动，则阀元件119将使右马达腔室132与入。

37、口管线118互连，并使左马达腔室130与排放管线124互连。左马达管线136内的高压将关闭右连通管线140内的止回阀142B。左连通管线142A将流体地平行于连接到排放管线的左马达管线部分134A。0069图12示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110A的手动操作，流向控制阀120的高压动力转向流体流动的断路器或隔断144造成了动力转向的丢失。方向盘转动后，迫使活塞128向右移动，使控制阀12处于图中显示的偏中心状态。左马达管线136在排放腔室124B处流体地连接到排放管线124，而右马达管线134在排放腔室124A处流体地连接到排放管线124。流体如图12所示地沿逆时针方向从右马达。

38、腔室132流过右马达管线136流入排放管线124，并从排放管线124流向左马达管线134并流入左马达腔室130内。图12内的箭头指示通过回路流出和流入马达腔室132、130的流动方向。说明书CN102791562A107/9页110070如果手动操作力如图12所示地迫使活塞128向左移动，则阀构件119使左马达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达腔室130，关闭左止回阀142A。流体从左马达管线134横贯阀构件119流入排放管线124。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142B打开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图12所示地沿顺。

39、时针方向从左马达腔室130流动到右马达腔室132。0071图13示出也具有轴向型的闭中心控制阀120的动力转向系统110B。控制阀120包括协作的圆柱形套筒构件152和芯构件154，它们具有协作的控制表面，控制表面以传统的方式定义了阀结构或阀构件119。图13示出处于直向前操作状态中的动力转向系统110B，使阀元件110阻塞从入口管线118到流体马达126的流动。阀构件152和154类似于阀构件148、150，但形成沿着控制阀长度的三个阀工位，而不是如系统110A中所示的单一阀工位。0072控制阀120内的排放管线124的部分包括两个腔室部分124A、124B，它们由套筒136的内壁形成，并位。

40、于阀芯154的相对两侧上，内部腔室部分124C、124D、中心通孔124E延伸通过阀芯154的轴向长度，并流体地连接腔室部分124A、124B和径向内孔124F和124G，径向内孔流体地连接内部腔室部分124C、124D与内孔124C。公共的排放管线部分124H从腔室部分124B延伸到套筒152的外面。0073入口管线118包括形成在套筒内壁和相应阀芯154直径减小部分之间的环形入口腔室118A、118B和118C，以及相应的入口管线部分118D、118E、118F，它们从公共入口管线部分118G延伸并排放到相应的入口腔室118A、118B、118C。0074控制阀120内的左和右马达管线13。

41、4、136各分支为三个马达管线部分134A、134B、134C和136A、136B、136C，它们通向套筒152的圆柱形内孔。0075左和右连通管线138、140从相应的马达管线部分134A、136A延伸，并通向相应排放腔室124C、124D处的排放管线124。连通管线138或140内各个止回阀142是球型止回阀，其具有通向排放腔室的宽度减小的管线部分。0076图14示出动力转向系统110B响应于转向输入的操作，如图所示，其迫使活塞128向右移动。0077阀构件119以传统方式流体地连接左马达管线部分134A、134B和134C与相应的输入腔室118A、118B、118C，形成了流体地连接蓄能。

42、器116和左马达腔室130的高压管线。阀构件119流体地连接右马达管线部分136A、136B、136C与排放管线腔室124D、124C、124B，形成了流体地连接右马达腔室132与排放容器114的排放管线。0078左马达管线部分134A中的高压流体被传送通过左连通管线138，关闭止回阀142A，阻止流体流过左连通管线138。与流入左马达腔室130内的流体流动相比，在转向期间，流过止回阀142A的高压流体的泄漏不显著。0079右连通管线140流体地平行于左马达管线部分136A。通过右连通管线140的流体趋于关闭止回阀142B，但排放到排放容器的流体基本上不受止回阀142B操作条件的影响。0080。

43、如果方向盘转动而迫使活塞128如图15所示向左移动，则阀元件119将使右马达腔室132与入口管线118互连，并使左马达腔室130与排放管线124互连。左马达管线136内的高压排放管线124将关闭右连通管线140内的止回阀142B。左连通管线142A将流体地平行于连接到排放管线的左马达管线部分134A。说明书CN102791562A118/9页120081图15示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110B的手动操作，流向控制阀120的高压动力转向流体流的断路器或隔断144造成了动力转向的丢失。方向盘转动后，迫使活塞128向右移动，使控制阀12处于图中显示的偏中心状态。流体如图15所示地沿。

44、逆时针方向从右马达腔室132流出右马达管线136，并从左马达管线134流入左马达腔室130。流出马达管线部分136A的流体流入排放腔室124D，而从排放腔室124C流出的流体流入左连通管线138和流入左马达管线部分134A。排放管线部分124E通过内孔124F、124G流体地连接两个排放腔室124D、124C。图15中箭头指示通过回路从马达腔室132流入马达腔室130的流动方向。0082如果手动操作力如图15所示地迫使活塞128向左移动，则阀构件119使左马达管线134与排放管线124互连。迫使流体通过左马达管线134流出左马达腔室130，关闭左止回阀142。流体从左马达管线134横贯阀构件1。

45、19流入排放管线124。流体通过右马达管线136返回到右马达腔室132。止回阀142B打开而完成通过右连通管线140的流动回路。流体如图15所示地沿顺时针方向从左马达腔室130流动到右马达腔室132。0083如图15所示，仅需要一组或一对连通管线138、140用于阀工位中的一个工位，以形成连接左和右马达腔室的流体回路，用于手动的转向。没有必要对多工位的阀结构中的每个阀工位提供一对连通管线138、140。0084图1618示出具有旋转型的闭中心控制阀120的动力转向系统110C。控制阀120包括协作的圆柱形套筒构件156和芯构件158，它们沿着转动轴线160轴向地延伸。芯构件158相对于套筒构件。

46、156相对地转动以致动协作的平面（LAND）和槽控制表面，它们以传统方式形成阀结构或阀构件119。所示的控制阀120具有三个围绕阀圆周分布的阀工位，以将流动分配到流体马达126内和从其中分配出来，但仅是与连通管线相关的阀工位才予以描述。0085排放管线124在控制阀120内的部分包括在芯构件158内轴向地延伸的中心内孔124A以及沿圆周间距开的径向内孔124B、124C，径向内孔从内孔延伸通过芯构件158的径向厚度。排放管线在控制阀120内的特征是传统的，因此将不作详细描述。0086入口管线118在控制阀120内的部分包括延伸通过外套筒156的径向厚度的径向内孔118A，其与阀芯158外侧上形。

47、成的轴向槽118B流体地连接。这些特征也是传统的，因此将也不作详细描述。0087控制阀120内的控制阀120左和右马达管线134、136各包括延伸通过外套筒156的径向厚度的相应的径向内孔134A、136B，其与阀芯158外侧上形成的相应轴向槽134B、136B流体地连接。槽134B、136B沿圆周与入口槽118B间距开。这些特征也是传统的，因此将也不作详细描述。0088左和右连通管线138、140在阀芯158内形成为从阀芯158的外侧延伸到排放管线内孔124A的径向内孔。径向连通管线138、140轴向地与径向排放管线124B、124C间距开，仅提供一组连通管线138、140。阀芯158外表面。

48、上的连通管线138、140的开口与相应的马达管线槽134B、136C径向地对齐，以使各个马达管线134、136与排放管线124流体地连通。连通管线138、140内各个止回阀142具有通向排放管线124的宽度减小部分，其与球协作以阻止流体朝向排放管线124流过连通管线，同时，允许从排放管线朝向马达管线流动。0089在正常的系统操作过程中，向左或向右转动方向盘，致使阀结构119以传统方式说明书CN102791562A129/9页13使入口槽118B与马达管线槽134B或136B之一互连，并使另一马达管线槽136B或134B与排放管线内孔124C或124B之一互连。加压的马达管线槽134B或136B。

49、内的高压流体与流体连通管线138或连通管线140中的止回阀142连通，所述连通管线138、140连接到入口马达管线118以关闭止回阀142。如前所述，另一流体连通管线138或连通管线140平行于连接到排放管线124的另一马达管线槽134B或136B延伸。0090图17和18示出由于失去动力转向助力而进行的动力转向系统110C的手动操作，高压动力转向流体流入控制阀120内流动的断路器或阻隔144（见图18）造成该种动力转向助力的丢失。方向盘转动后，活塞128被迫使向右移动，控制阀120处于图中显示的偏中心状态。箭头指示了流体的流动方向。0091活塞128的运动迫使流体流出右边的马达腔室132，流。

50、入右马达管线136内，并通过左马达管线134抽吸流体进入左马达腔室130内。阀结构119右马达腔室132与右马达内孔136A和右马达槽136B互连，并使左马达管线槽134B和左马达内孔134A与左马达腔室130互连。流体流入左马达槽136B，关闭左连通管线140内的止回阀142。流体在左马达槽136A内轴向地流入排放内孔126C。马达槽136A内的轴向流动用从图18中的图面中延伸出的箭头166代表。0092左连通管线138连接到左马达槽134B，左马达腔室130内产生的抽吸作用致使止回阀142A打开，允许从排放内孔124C中流出的流体流过左连通管线138而流入左马达槽134B，以完成右和左马达。

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