節(jié)能的液壓動力轉(zhuǎn)向裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及液壓動力轉(zhuǎn)向裝置。更具體地，本發(fā)明涉及提高其中的壓力以向輸出 軸提供轉(zhuǎn)矩。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的成套液壓動力轉(zhuǎn)向裝置包括連接有轉(zhuǎn)向輪的輸入軸。該輸入軸被稱為蝸 桿，即滾珠絲桿。在該滾珠絲桿上裝配有一柱塞以幫助滾珠的循環(huán)。在該柱塞上切出與輸出 軸嚙合的齒條，該輸出軸被稱為扇形齒輪軸。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動時，輸入軸(蝸桿)轉(zhuǎn)動且使柱塞 在殼體中線性移動，并轉(zhuǎn)動扇形齒輪軸。在扇形齒輪軸上安裝有搖臂，其通過拉桿和轉(zhuǎn)向臂 連接至車輪。柱塞將殼體分隔成兩個腔室，即左腔室和右腔室。因此，當(dāng)人們順時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn) 向輪時，柱塞根據(jù)安裝在底盤上的動力連桿機(jī)構(gòu)向左或向右移動。比如說，柱塞正向右移 動。在這種情況下，在柱塞的左側(cè)產(chǎn)生充足的壓力并有助于柱塞移動。
[0003] 作用于柱塞表面上的壓力產(chǎn)生力且力矩通過由齒條齒和扇形齒輪軸齒形成的齒 傳動機(jī)構(gòu)傳遞至扇形齒輪軸。因此，在扇形齒輪軸上形成了剛好足以使車輪運(yùn)動的轉(zhuǎn)矩。所 產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩取決于柱塞面積和壓力。如果面積增加，則壓力減小，反之亦然。
[0004] 設(shè)計(jì)者遇到的困難在于同時增加缸的面積和系統(tǒng)的最大壓力。通過增加柱塞直徑 所增大的柱塞面積使得其與安裝有該柱塞的齒輪齒的尺寸不成比例。而增加最大壓力設(shè)定 需要栗的強(qiáng)度更高、管路的強(qiáng)度更高且來自驅(qū)動該栗的發(fā)動機(jī)的燃料量更大。同時各部件 變形的可能性需考慮到高強(qiáng)度要求。在所有原因中，發(fā)動機(jī)的高燃料消耗是優(yōu)先考慮的問 題，因?yàn)樗鼘?dǎo)致發(fā)動機(jī)的二氧化碳和氮氧化物的排放量更高。在較低壓力下運(yùn)行的系統(tǒng)將 會是經(jīng)濟(jì)的和環(huán)境友好的。
[0005] 圖（1)示出現(xiàn)有的成套液壓動力轉(zhuǎn)向裝置的橫截面。
[0006] 發(fā)明目的
[0007] 本發(fā)明有兩個目的：
[0008] i)減小成套液壓系統(tǒng)中的運(yùn)行壓力，和
[0009] i i)從而，減小車輛的燃料消耗，這使得二氧化碳和氮氧化物的排放量更低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 成套液壓動力轉(zhuǎn)向裝置包括柱塞組件，在該柱塞組件上切出齒條齒。這些齒與扇 形齒輪軸的齒嚙合。另一個柱塞被容納在殼體的第二孔中，該柱塞上切出相似的齒且這些 齒與具有另一組齒嗤合機(jī)構(gòu)的同一扇形齒輪軸嗤合。因此，在人們操作轉(zhuǎn)向輪時，兩個柱塞 在兩個單獨(dú)的孔中彼此平行但以相反方向直線運(yùn)動。一對力作用在該具有兩組齒的扇形齒 輪軸上，故在較低壓力下產(chǎn)生較高的轉(zhuǎn)矩。
【附圖說明】
[0011]圖1:示出了現(xiàn)有的動力轉(zhuǎn)向裝置總成的橫截面。
[0012] 圖2:示出了所提供的動力轉(zhuǎn)向裝置總成的橫截面。
[0013] 下表1列出了在附圖中所用的附圖標(biāo)記以及對這些附圖標(biāo)記的說明。
[0014] 表1

【具體實(shí)施方式】
[0017] 下文所述的說明和實(shí)例是為了理解本發(fā)明而非限制本發(fā)明。
[0018] 圖1描繪出成套液壓動力轉(zhuǎn)向裝置（圖1)，其包括殼體（1)，該殼體具有用以容納柱 塞組件(2)的適當(dāng)?shù)目住Ｔ撝M件具有穿過其中的蝸桿(3)。它被支承在殼體（1)內(nèi)。一端 形成有端蓋(5)。螺母（12)安裝在柱塞的空腔中并導(dǎo)致柱塞(2)隨著蝸桿(3)通過驅(qū)動器被 順時針或逆時針轉(zhuǎn)動而在殼體(1)的孔中往復(fù)運(yùn)動。
[0019] 螺母（12)裝配在蝸桿(3)上，循環(huán)滾珠（12)和"驅(qū)動器"（11)壓裝在該螺母上。"驅(qū) 動器"（11)與閥(6)接合。所述閥向左或向右的移動導(dǎo)致系統(tǒng)中產(chǎn)生壓力。
[0020] 柱塞(2)通過適當(dāng)?shù)凝X傳動機(jī)構(gòu)與支承在滾珠軸承（17)上的扇形齒輪軸(4)接合， 在該滾珠軸承（17)上安裝有轉(zhuǎn)向臂（未示出）。閥（5)控制著隨蝸桿(3)轉(zhuǎn)動的流量，另外在 空檔位置上閥（5)允許燃油流至油箱（18)中。在蝸桿(3)轉(zhuǎn)動時，取決于蝸桿(3)的操控，柱 塞向左或向右移動，且腔室（13)或（14)處于低壓，反之亦然。壓力水平取決于輪胎上的負(fù) 載，該負(fù)載通過扇形齒輪軸(4)被傳遞至閥（6)。當(dāng)該扇形齒輪軸(4)通過搖臂、拉桿和轉(zhuǎn)向 臂(未示出)連接至車輪時，該扇形齒輪軸(4)提供必要的轉(zhuǎn)矩來移動車輪。這就是動力轉(zhuǎn)向 裝置的正常運(yùn)行方式。
[0021] 圖2顯示了所提出的發(fā)明，其中在殼體（1)的第二孔(9)中容納有附加柱塞(7)。所 述孔(9)平行于第一孔(8)且具有與第一孔(8)相同的直徑大小。隨著蝸桿(3)被轉(zhuǎn)向輪(未 示出)轉(zhuǎn)動，柱塞組件(2)在殼體(1)的孔(8)中直線移動。這有角度地驅(qū)動扇形齒輪軸(4)至 某一方向，而柱塞(7)沿相反方向運(yùn)動。如果柱塞組件(2)在腔室（13)中具有較高壓力，則柱 塞(7)在腔室（15)中具有相同的壓力。腔室（14)和（16)與油箱（18)保持連接并具有低壓。因 此成對作用在扇形齒輪軸(4)上。在"現(xiàn)有技術(shù)"中力僅作用于扇形齒輪軸(4)的一側(cè)。在相 同壓力下會得到雙倍的轉(zhuǎn)矩。這意味著在50%的壓力水平下可在扇形齒輪軸(4)上獲得與 現(xiàn)有技術(shù)相同的轉(zhuǎn)矩。最大壓力設(shè)定減少50%意味著可以減小來自發(fā)動機(jī)的燃料，從而減 排。
[0022]本發(fā)明的工作：
[0023]圖2示出了所提出的發(fā)明。
[0024] 當(dāng)使輸入軸(3)沿順時針或逆時針運(yùn)動，柱塞(2)向右或向左移動;且柱塞(7)向左 或向右移動，這意味著，兩個柱塞彼此反向移動。如果柱塞（2)正右移，則腔室（14)和腔室 (16)被加壓并促進(jìn)柱塞(2)向右移動且促進(jìn)柱塞(7)向左移動。類似地，在柱塞(2)左移時， 腔室（13)和腔室（15)被加壓并促進(jìn)柱塞(2)向左移動且促進(jìn)柱塞(7)向右移動。因此，成對 作用在扇形齒輪軸上。這意味著在50%的壓力水平下即獲得了所需的轉(zhuǎn)矩。換句話說，相比 "現(xiàn)有技術(shù)"的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩量翻倍。
[0025] 隨著壓力的降低，葉輪栗自發(fā)動機(jī)的汲取功率也將減小，因此降低了燃料消耗。這 減少了二氧化碳的排放量。
[0026]下面的表(2)示出了在耐力試驗(yàn)機(jī)上的樣品的實(shí)際觀察值。
[0027] 表 2
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 成套液壓轉(zhuǎn)向裝置（圖2)，該裝置具有殼體（1)，該殼體具有兩個柱塞孔(8)和(9)，它 們形成了多個壓力腔室（13)、（14)、（15)和（16)。2. 扇形齒輪軸(4)在兩側(cè)切出相同的齒。3. 該轉(zhuǎn)向裝置包括兩個柱塞(2)和(7)。4. 圖2所示的轉(zhuǎn)向裝置，其在給定壓力下產(chǎn)生了由圖1所述的轉(zhuǎn)向裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的兩 倍的轉(zhuǎn)矩。5. 對于圖（1)所示的轉(zhuǎn)向裝置的工作，其從發(fā)動機(jī)獲得一定的動力，如果圖2所示的轉(zhuǎn) 向裝置被安裝在相同的車輛上，將會吸收僅50 %的動力。6. 由于節(jié)約了動力，圖2所示的轉(zhuǎn)向裝置將導(dǎo)致較少的污染。
【專利摘要】本發(fā)明涉及在殼體中提供附加柱塞，該附加柱塞有助于增加面積，所產(chǎn)生的與車輪上負(fù)載成比例產(chǎn)生的壓力作用在其上。這種裝置使得在較低壓力下具有在輸出軸處的較高轉(zhuǎn)矩成為可能。這會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)燃料消耗降低，獲得二氧化碳和氮氧化物的較低排放。
【IPC分類】B60K20/06
【公開號】CN105612079
【申請?zhí)枴緾N201380056409
【發(fā)明人】C·丹吉, T·內(nèi)瓦斯, R·欣德, V·瓦倫金, P·史格宛, V·巴谷拉, M·博皓休爾
【申請人】Zf 轉(zhuǎn)向器(印度)有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2013年12月30日
【公告號】DE112013006321T5, WO2014102831A2, WO2014102831A8