Discovery 2. Manual - part 590

 

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Discovery 2. Manual - part 590

 

 

STEERING

DESCRIPTION AND OPERATION

57-9

Principle of operation
Movement of the input shaft is transferred through the pin to the torsion bar and valve rotor on the input shaft. As the 
input shaft turns, the spline of the torsion bar turns the worm gear. This action causes the roller to rotate on its bearings 
and move. As the roller is located by a pin to a yoke on the output shaft, the output shaft rotates in the steering box 
housing. As the amount of torque acting on the input shaft increases the torsion bar starts to twist. As the torsion bar 
twists the valve rotor turns in the valve sleeve. When the ports in the valve rotor and valve sleeve are turned, hydraulic 
fluid is directed to chamber 'A' or 'B' in the power cylinder.

With hydraulic fluid in one chamber under high pressure, the piston moves. The return line ports in the rotary valve, 
aligned by the movement of the valve rotor, allow the fluid in the opposite chamber to flow to return. The teeth of the 
rack move and transfer the force from the piston to the output shaft, giving assistance to move the drop arm. As the 
output shaft rotates the torsion bar load is decreased. The rotor on the input shaft will return as the torsion bar 
unwinds, the rotary valve will then be in a neutral position and the pressure in chambers 'A' and 'B' will equalise. With 
no high pressure acting on the piston, force on the piston and rack is released. 

To prevent heat accumulation at full steering lock due to excessive pressure, a relief valve inside the steering box is 
opened as the box approaches full lock. The relief valve pins are located in the cylinder cover and housing and are 
not to be adjusted.

The steering box design ensures a mechanical link through the course spline on the control valve rotor, the spline will 
become engaged if:

l

The hydraulic pressure fails.

l

The steering box rotary control valve fails.

The course spline may also engage in some full lock situations if sufficient torque is applied to the input shaft.

Rotary control valve
The rotary valve assembly comprises of three parts. The valve sleeve is fixed inside one end of the worm gear, the 
valve sleeve has ports through it to allow the passage of hydraulic fluid. The input shaft has a valve rotor machined 
on one end, the valve rotor also has ports through it and can rotate in the valve sleeve. A torsion bar is attached to 
the input shaft by a pin, the torsion bar goes through the input shaft and valve rotor and is engaged by a spline into 
the worm gear.

The course spline on the end of the valve rotor is loosely engaged in the worm gear, the course spline can make 
contact and drive the worm gear in some full lock and in no pressure conditions. In the event of a torsion bar failure, 
power assistance will be lost, the course spline will drive the worm gear and enable the vehicle to be steered and 
driver control maintained.

STEERING

57-10

DESCRIPTION AND OPERATION

Rotary control valve at neutral

Worm gear
Torsion bar
Valve sleeve
Pin

Input shaft and valve rotor
Piston/rack
Coarse spline
Spline (torque shaft to worm gear)

When there is no demand for assistance the torsion bar holds the ports in the valve sleeve and valve rotor in a neutral 
relationship to one another. The ports in the valve sleeve and the valve rotor are so aligned to allow equal (low) fluid 
pressure on each side of the piston. Excess fluid flows through ports in the valve rotor through the valve sleeve and 
back to the reservoir.

STEERING

DESCRIPTION AND OPERATION

57-11

Rotary control valve in demand mode

Worm gear
Torsion bar
Valve sleeve
Pin

Input shaft and valve rotor
Piston/rack
Coarse spline
Spline (torque shaft to worm gear)

When the steering wheel and input shaft is turned steering resistance transmitted to the worm causes the torsion bar 
to be wound up and the valve ports in the valve rotor and valve sleeve to be aligned for a right or left turn. The 
alignment of the valve ports directs fluid pressure  'A' from the PAS pump to one side of the piston/rack . The other 
side of the piston/rack is now connected to return 'B' (due the valves port alignment) and displaced fluid returns to the 
reservoir. The pressure difference in the cylinder on each side of the piston gives the power assistance to move the 
rack and so turn the steering.

The greater the resistance of the road wheels to the steering rotary movement, the greater torque acting on the torsion 
bar and input shaft causing greater changes of alignment of the ports in the valve. As the change of alignment 
becomes greater, the fluid pressure passing to the applicable side of the piston/rack increases.

Only when the steering wheel stops turning and the torsion bar has unwound, will the valve rotor return to the neutral 
position. In the neutral position the fluid circulates through the ports in the valve rotor and valve sleeve and back to 
the reservoir where it is cooled.

STEERING

57-12

DESCRIPTION AND OPERATION

PAS pump - V8

Bolt 2 off
Nut
Stud
Auxiliary housing
PAS pump

Outlet
Inlet
Bolt 3 off
Drive pulley

The PAS pump is located on the auxiliary housing and is attached by two bolts, the bolts go through flanged bushes 
in the auxiliary housing. A stud passes through the PAS pump and through a flanged bush in the auxiliary housing, 
the auxiliary housing and PAS pump are secured by a nut. As the two bolts and nut are tightened the bushes move 
slightly and the flange of each bush clamps the PAS pump. A drive pulley is attached to the pump drive shaft with 
three bolts, and is belt driven at a ratio of 1.4 crankshaft revolutions to 1 of the drive pulley. Fluid is drawn into the 
PAS pump inlet from the reservoir through a flexible hose at low (suction) pressure. Fluid at high pressure from the 
PAS pump outlet is supplied to the rotary control valve on the steering box.

 

 

 

 

 

 

 

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