背景技术：
现有的齿轮齿条式液压助力转向器包括转向器本体、内拉杆和外拉杆，转向器本体包括油缸壳体、转阀壳、转阀总成和齿条总成，油缸壳体与转阀壳相对固定，转阀总成固定在油缸壳体与转阀壳内，齿条总成支撑在油缸壳体内，内拉杆通过螺纹连接在齿条总成上，外拉杆与内拉杆之间通过螺纹连接，利用六角螺母进行紧固。
101、本体，102-103、内-外拉杆，105、转阀壳，106、转阀总成，107、齿条总成，108、六角螺母。
两侧外拉杆连接车辆上的转向节，转阀总成控制高压油进入油缸壳体的左、右腔，高压油推动齿条总成进行横向移动，齿条总成拉动一侧拉杆并推动另一侧拉杆，从而实现转向功能。
104、油缸壳体。
现有的齿轮齿条式液压助力转向器主要存在以下几个缺点：
一、随着车辆载荷的提高，转向器的推力也不断提升。
随着载荷的提高，当车辆前侧部受到冲击时，其瞬时冲击力也随之上升，瞬时冲击力很大一部分将通过转向器上的横拉杆传递至转向器本体，而当转向器受到较大的瞬时冲击力时，由于应力集中，在内拉杆上与六角螺母连接的部位极易出现断裂的破损情况从而失去转向功能。
105-109、现有转阀壳的进油口。
二、由于转向器推力大，油缸壳体内受力的截面积也势必增大，随之造成的影响是，液压油的流量也会提高，现有的转阀壳的进油口为圆形通孔，而转阀壳的进油口受限于转阀总成的进油槽的槽宽，孔径无法直接变大，此时流量提升后，进油口处高压油与进油口的孔壁摩擦更易出现嘘嘘的油路噪音。
三、油缸壳体由铝合金浇铸成型，其壁厚大，重量也大。
为此，杭州世宝实用专利提供了一种新型齿轮齿条式液压助力转向器，包括转向器本体以及两组分别设置于转向器本体两端的拉杆组件。拉杆组件包括内拉杆和外拉杆，外拉杆和转向器本体通过内拉杆连接，内拉杆的外侧壁上设有用于弯曲变形的弱化槽。新型提供的齿轮齿条式液压助力转向器，能够满足大载荷输出、轻量化设计、低工作噪音以及高安全性的要求。
齿轮齿条式液压助力转向器：HPS。
齿轮齿条式液压助力转向器：通过液压的方式，提供输出强劲、追踪性强的自然助力，实现轻松顺畅的转向。
转向器的组成：
新型齿轮齿条式液压助力转向器包括转向器本体以及两组分别设置于转向器本体两端的拉杆组件。
1、转向器本体，2、拉杆组件，21-22、内-外拉杆，23、六角螺母。
拉杆组件包括内拉杆和外拉杆，外拉杆和转向器本体通过内拉杆连接，内拉杆的外侧壁上设有用于弯曲变形的弱化槽。弱化槽的槽底和槽壁通过圆角顺滑过渡，避免应力集中。弱化槽的深度过浅或者宽度过窄，会使得弱化槽的部位不容易发生弯曲变形；弱化槽的深度过深或者宽度过宽，会使得弱化槽处的结构强度低，容易发生断裂。而本实施例中的弱化槽的深度既能保证弱化槽在正常转向使用时，满足较小冲击时的结构强度，又能保证弱化槽在受到较大瞬时冲击时，能够发生弯曲变形。
21、内拉杆，211、弱化槽，212、圆角。
当正常转向使用及受较小冲击时，内拉杆与没有弱化槽的现有技术的内拉杆无异，转向器能够正常使用；当转向器拉杆处受到较大瞬时冲击时，由于弱化槽处的结构强度相对于内拉杆的其他部位的结构强度要低，内拉杆首先在弱化处发生弯曲变形，能够吸收冲击能量，内拉杆与六角螺母连接的部位不会发生断裂。
转向器本体包括主壳体、油缸壳体、齿条总成、转阀壳和转阀总成，油缸壳体设于主壳体的一端，转阀壳设于主壳体的另一端，齿条总成安装于油缸壳体内，转阀总成安装于转阀壳内。
11、主壳体，111-121、线状-网状加强筋，13、齿条总成，14、转阀壳，15、转阀总成。
油缸壳体的外壁设有网状加强筋，网状加强筋的宽度能够有效保证油缸壳体的结构强度。主壳体的外壁上设有若干沿轴向设置的线状加强筋，通过计算机辅助模拟分析，在减小油缸壳体在油缸处壁厚的同时，在其表面设计有网状的加强筋，利用网状加强筋的结构满足高压油的使用工况，同时能有效减轻转向器重量。
12、油缸壳体，121a-121b、第一-二加强筋。
网状加强筋包括若干沿油缸壳体的轴向设置的第一加强筋和若干沿油缸壳体的周向设置的第二加强筋，第一加强筋之间的间隔和第二加强筋之间的间隔过小，油缸壳体的减重效果差；第一加强筋之间的间隔和第二加强筋之间的间隔过大，会影响油缸壳体整体的结构强度。若干第一加强筋沿油缸壳体的周向间隔均匀分布，若干第二加强筋沿油缸壳体的轴向间隔均匀分布，使得油缸壳体的周向和轴向均具有较强的结构强度，且使得高压油对油缸壳体的的作用力均匀。
14、转阀壳，141、进油口，15、转阀总成。
转阀壳上设有进油口，进油口包括设置于转阀壳上连通外部的盲孔，以及连通盲孔和阀壳内部的扁槽，盲孔的孔径可以根据高压油的流速需要进行调整。
新型的转阀壳的结构示意图：141a、盲孔，141b、扁槽。
转阀壳的进油口处增加了扁槽，提高了过油孔截面积，有效降低高压油流速，从而减小嘘嘘的声音。
新型进油口处的内部结构示意图。
现有的转向器中，进油口的直径为四毫米，而本申请中可以将盲孔的直径设置成九毫米，以进一步增加高压油的过流截面积。
综上所述：本实用新型的有益效果是：
一、内拉杆的外侧壁上设置有弱化槽，当正常转向使用及受较小冲击时，与没有弱化槽无异，转向器能够正常使用；当转向器拉杆处受到较大瞬时冲击时，由于弱化槽处的结构强度相对于内拉杆的其他部位的结构强度要低，内拉杆首先在弱化处发生弯曲变形，能够吸收冲击能量，内拉杆与六角螺母连接的部位不会发生断裂；
二、油缸壳体的外壁上设计有网状加强筋，在能减小壁厚的同时，满足工作油压的使用要求，能够有效达到减轻重量的目的；
三、阀壳的进油口处增加了扁槽，提高了过油孔截面积，有效降低高压油流速，从而减小嘘嘘的声音。
总结：
杭州世宝新型齿轮齿条式液压助力转向器，包括转向器本体以及两组分别设置于转向器本体两端的拉杆组件。拉杆组件包括内拉杆和外拉杆，外拉杆和转向器本体通过内拉杆连接，内拉杆的外侧壁上设有用于弯曲变形的弱化槽。新型提供的齿轮齿条式液压助力转向器，能够满足大载荷输出、轻量化设计、低工作噪音以及高安全性的要求。
二、液压助力转向器转阀
背景技术：
转向器是汽车上的重要部件，当驾驶员转动方向盘时，转向器将转向盘的转向力矩和转向角进行减速增矩，再输出给转向拉杆机构，达到使汽车转向的目的。液压助力转向器减少了方向盘的转数，便于驾驶者在停车或转向时对汽车进行操控，极大的减轻了驾驶者的劳动强度。
但是当这种液压助力转向器的车辆在发动机意外熄火或油泵失效时，液压助力转向器立即转变为机械转向器，完全由人的体力作为动力紧急转向，此时高压油泵失去动力，汽车液压助力转向装置内部失压，假设车辆直线行驶，若方向盘不动，则转向器中的齿条活塞不动，液压系统中的液压油停止流动，车轮无动作。
若驾驶员意图向右紧急转向，驾驶员用力向右打方向，转向器中的齿条活塞将向下运动，转阀打开，由于齿条活塞的运动，下腔中的液压油受到挤压，又由于转阀的打开，下腔中的油经过回油孔返回油箱，由于液压系统的密封性，上腔将从转向器的进油路吸油，进油路连接高速油泵，高速油泵已停止运动，无法从油箱抽油，因此上腔产生负压，如齿条活塞要继续向下运动，必须要克服上腔负压产生的液压阻力，齿条活塞越向下运动，则上腔产生的负压越大，液压阻力便越大，这便是液压自锁现象，给车辆行驶带来严重的安全问题。
针对液压自锁给车辆带来严重安全问题的技术问题，杭州世宝发明专利提供了一种液压助力转向器转阀，包括输入轴、扭杆和输出轴。扭杆一端与输入轴连接，扭杆另一端与输出轴连接，输出轴靠近输入轴的一端套设在输入轴的外周，输入轴沿其周向间隔设有回油槽和排油槽，输出轴沿其周向设有进油孔、第一油孔和第二油孔，排油槽与进油孔连通，排油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通，回油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通，回油槽用于与回油腔连通，排油槽设有与回油腔连通的通孔，通孔内活动设有堵头。当液压助力失效时，转向油泵与转向器转阀中液压油不为一个流动的循环，原本低压回油腔变成了相对程度的高压，高压反向推开堵头，形成油路循环，从而降低液压阻力，消除液压自锁，保证了行车安全。
转阀的组成：
液压助力转向器转阀包括输入轴、扭杆和输出轴，扭杆一端与输入轴连接，扭杆另一端与输出轴连接，输出轴靠近输入轴的一端套设在输入轴的外周。输入轴内壁设有凹槽，扭杆分别通过定位销与凹槽连接。输入轴设有卡槽，输出轴设有与卡槽配合的卡凸，卡槽的长度大于卡凸的长度。卡槽的长度大于卡凸的长度，使输入轴在旋转之初输出轴不随输入轴同步运动，而是在输入轴相对输出轴旋转一定角度之后，输入轴带动输出轴转动。
1、输入轴，11、排油槽，12、回油槽，13、通孔，15、卡槽，2、输出轴，24、卡凸。
输入轴沿其周向间隔设有回油槽和排油槽，回油槽用于与回油腔连通，至少一个排油槽设有与回油腔连通的通孔，通孔内活动设有堵头。通孔包括第一通道、锥形部以及第二通道，第一通道的直径大于第二通道的直径，锥形部直径较大的一端连接第一通道，锥形部直径较小的一端连接第二通道，堵头的直径介于第一通道的直径和第二通道的直径之间。堵头活动安装在锥形部处，排油槽内的高压油把堵头压至锥形部与第二通道连接的锥角处形成线面密封，确保转向器正常工作。
转阀正常工作时通孔与堵头配合的示意图：131-132、第一-二通道，133、锥形部，14、堵头。
输入轴外壁设有环形槽，环形槽内由内向外依次设有第一阻尼圈和第二阻尼圈，第一阻尼圈为橡胶材质，第二阻尼圈为聚四氟乙烯材质，第一阻尼圈也可以是石棉橡胶、无石棉板或石墨增强板等软质材料。第一阻尼圈的横截面和第二阻尼圈的横截面均为矩形，当排油槽中的高压油流入环形槽，高压油可以帮助第一阻尼圈支撑第二阻尼圈；当低压状态没有油压时，矩形的第一阻尼圈可以在较大范围内支撑起第二阻尼圈，使第二阻尼圈的两端不至于塌陷。第一阻尼圈的弹性大于第二阻尼圈，第二阻尼圈的摩擦系数小于第二阻尼圈的摩擦系数。环形槽位于卡槽和排油槽之间，第一阻尼圈具有较好的弹性，高弹性具有较好的吸振功能，较高的摩擦系数使输入轴和输出轴之间具有相对稳定的配合，第二阻尼圈可以减小输入轴和输出轴之间径向力的振动，还可以减小输入轴和输出轴之间的周向阻力，且使输入轴和输出轴可以相对旋转。
图中A处的放大图：16、环形槽，17、第一阻尼圈，18、第二阻尼圈。
环形槽与排油槽之间设有导油槽，环形槽与排油槽通过导油槽连通。排油槽中的高压油通过导油槽流进环形槽，帮助第一阻尼圈支撑第二阻尼圈，起到了抑制输入轴和输出轴振动，减少异响的效果。
11、排油槽，12、回油槽，13、通孔，14、堵头，19、导油槽。
输出轴沿其周向设有进油孔、第一油孔和第二油孔，排油槽与进油孔连通，排油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通，回油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通。在排油槽内设置通孔和堵头，不再增加任何额外的部件，工艺简单且没有改变转向器的构造，不会增加转向器的体积、成本较低。
21、进油孔，22-23、第一-二油孔，25、阀套部，26、螺杆部，3、扭杆。
输出轴包括阀套部和与阀套部连接的螺杆部，阀套部设置在输入轴的外周，进油孔、第一油孔和第二油孔均设置在阀套部上。堵头为圆球体结构，圆球体结构使堵头与台阶孔之间具有较小的摩擦力，减小高压反向推开堵头的难度。在液压助力转向器正常工作的情况下，排油槽内的高压油把堵头压紧在通孔内，起到密封作用，使排油槽和回油腔不能互通，确保转向器正常工作。
助力失效时通孔与堵头配合配合的示意图。
当液压助力失效时，转向油泵与转向器转阀中液压油不为一个流动的循环，转向器在机械手力的作用下，原本低压回油腔变成了相对程度的高压，高压反向推开堵头，使高低压腔互通，形成油路循环，从而降低液压阻力，实现了在手力相对较低的情况下依靠机械机构完成了转向功能，消除液压自锁，保证了行车安全。通过在排油槽内设置通孔和堵头，不再增加任何额外的部件，工艺简单且没有改变转向器的构造，不会增加转向器的体积，成本较低。
当车辆正常行驶时，输入轴不发生偏转，进油孔的高压油流经排油槽等量进入第一油孔和第二油孔，并由第一油孔和第二油孔等量流入回油槽，通过回油腔实现回流。当发生转向时，转向管柱带动输入轴顺时针或者逆时针旋转，由于车轮与地面的阻力，扭杆在扭力下产生形变，不会立即将扭力传递给输出轴，因此输入轴相对于输出轴产生了逆时针旋转，假使高压油经排油槽流入第一油孔的油大于第二油孔，第一油孔内的油压升高，使第二油孔内的低压油经回油腔回流；假使高压油经排油槽流入第二油孔的油大于第一油孔，第二油孔内的油压升高，使第一油孔内的低压油经回油腔回流。
液压助力转向器转阀的截面示意图：11、排油槽，22-23、第一-二油孔。
液压助力转向器转阀还包括壳体，壳体与螺杆部之间形成空腔，螺杆部外周套设有转向螺母，转向螺母将空腔分为第一油腔和第二油腔，第一油腔与第一油孔连通，第二油腔与第二油孔连通。当方向盘左转时，高压油经排油槽流入第一油孔的油大于第二油孔，与第一油孔连通的第一油腔内的油压升高，油压推动螺杆部上的转向螺母向右移动，使第二油腔中的低压油由第二油孔经回油槽回流；当方向盘右转时，高压油经排油槽流入第二油孔的油大于第一油孔，与第二油孔连通的第二油腔内的油压升高，油压推动螺杆部上的转向螺母向左移动，使第一油腔中的低压油由第一油孔经回油槽回流。
综上所述：本发明提供的液压助力转向器转阀，在液压助力转向器正常工作的情况下，排油槽内的高压油把堵头压紧在通孔内，起到密封作用，使排油槽和回油腔不能互通，确保转向器正常工作。当液压助力失效时，转向油泵与转向器转阀中液压油不为一个流动的循环，转向器在机械手力的作用下，原本低压回油腔变成了相对程度的高压，高压反向推开堵头，使高低压腔互通，形成油路循环，从而降低液压阻力，实现了在手力相对较低的情况下依靠机械机构完成转向功能，消除液压自锁，保证了行车安全。
在排油槽内设置通孔和堵头，不再增加任何额外的部件，工艺简单且没有改变转向器的构造，不会增加转向器的体积，成本较低。排油槽内都可以安装通孔及堵头，可加快高低压腔互通效率。当排油槽中的高压油流入环形槽，高压油可以帮助第一阻尼圈支撑第二阻尼圈，当低压状态没有油压时，矩形的第一阻尼圈可以在较大范围内支撑起第二阻尼圈，使第二阻尼圈的两端不至于塌陷。排油槽中的高压油通过导油槽流进环形槽，帮助第一阻尼圈支撑第二阻尼圈，起到了抑制输入轴和输出轴振动，减少异响的效果。
总结：
杭州世宝液压助力转向器转阀包括输入轴、扭杆和输出轴。扭杆一端与输入轴连接，扭杆另一端与输出轴连接，输出轴靠近输入轴的一端套设在输入轴的外周，输入轴沿其周向间隔设有回油槽和排油槽，输出轴沿其周向设有进油孔、第一油孔和第二油孔，排油槽与进油孔连通，排油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通，回油槽两侧分别与第一油孔和第二油孔连通，回油槽用于与回油腔连通，排油槽设有与回油腔连通的通孔，通孔内活动设有堵头。当液压助力失效时，转向油泵与转向器转阀中液压油不为一个流动的循环，原本低压回油腔变成了相对程度的高压，高压反向推开堵头，形成油路循环，从而降低液压阻力，消除液压自锁，保证了行车安全。
