專利名稱：一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程車輛領域，具體 是一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
液壓轉向系統廣泛應用于各種工程車輛，例如裝載機、叉車、平地機、大型礦用卡車等，這類工程車輛轉向阻力大，轉向執行機構遠離駕駛室，難以采用機械連接的轉向裝置，而使用液壓轉向系統可以通過液壓管路長距離輸送轉向動力實現轉向，操作力小，安裝方便。如圖4所示，為最簡單的液壓轉向系統，其組成包括粗濾器I、油泵2、轉向油缸3、過載補油組閥4、轉向器5、方向盤6、安全閥7、回油過濾器8、蓄能器9。其中轉向器由一個轉閥和一個擺線轉子馬達組成，方向盤6與轉向器轉閥的閥芯連接，轉動方向盤時閥芯與閥套之間的閥口打開，油泵2的油經閥口進入擺線轉子馬達推動馬達的轉子轉動，同時進入轉向油缸3執行轉向，馬達的轉子與轉閥的閥套連接，轉子轉動時同時帶動閥套旋轉關閉閥口，因而通過擺線轉子馬達的流量與方向盤轉角成比例。液壓轉向系統的一個缺點是，由于液壓元件存在泄露，轉向阻力變化大，導致使用一定時間后方向盤不能對中，即方向盤相對于車輪轉向角發生錯位。例如裝載機在實際使用中，為了使駕駛員對這種錯位不敏感，多采用等角度的三筋方向盤，但方向盤上不能安裝控制按鈕，因為轉角的錯位使得控制按鈕無法正常操作。
發明內容為了克服現有技術的缺點和不足，本實用新型提供一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，解決自動調整和補償轉向操縱中出現的左右轉向流量不對稱的誤差的問題，使方向盤保持其對中性能。本實用新型技術方案如下一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，包括液壓轉向系統、及與其連接的轉向油缸、油泵、方向盤，方向轉閥、隨動轉閥；所述方向轉閥為開式三位二通轉閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設有進油口和出油口，所述閥芯上設有油道，油道用于對進油口與出油口之間的連通或者關閉；所述隨動轉閥為閉式三位三通轉閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設有一個進油口和2個對稱設置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當閥芯中位時閥體的進油口被閥芯封住，當閥芯不在中位時，所述進油口打開并與其中一個油槽及出油口連通；所述方向轉閥的進油口連接油泵的出口管路，方向轉閥的出油口通過管路與隨動轉閥的進油口連接；隨動轉閥的2個出油口分別與轉向油缸的兩腔油路接通，方向轉閥的閥芯與方向盤連接。方向盤也可通過一個傳動機構與方向轉閥的閥芯連接。[0010]該方向轉閥與方向盤之間的傳動機構包含一套行星減速機構，該行星減速機構包括太陽輪軸上的太陽輪、行星輪、齒圈；所述方向轉閥的閥芯與行星架聯接；所述的隨動轉閥的閥芯和閥體分別連接在車輛轉向執行裝置上，使閥芯相對于閥體的轉角隨車輪轉向角變化，當車輪轉向角零度時閥芯處于中位。所述液壓轉向系統包括轉向器以及與其連接的過載補油組閥，所述過載補油組閥還與轉向油缸及隨動轉閥的出油口連接。工作時，當方向盤處于中位時，如果與車輪轉向角是對正的，隨動轉閥的進油口是封閉的(見圖1)，油泵經隨動轉閥到轉向油缸之間通路 斷開，對正裝置不起作用；如果方向盤不在中位(見圖2a)，即閥芯旋轉了一個角度，方向轉閥的的油道通路被斷開，油泵與轉向油缸之間仍然不能相通；如果方向盤與車輪轉角是不對正的，當轉動方向盤到達中位時(見圖2b)，方向轉閥打開，隨動轉閥也打開，如果此時是在轉向操作過程中，即轉向器的閥口處于打開狀態，油泵的一小部分油流經方向轉閥和隨動轉閥與轉向器來的油合流進入轉向油缸，起到補油調整對中的作用；當方向盤中位但靜止不動時，轉向器關閉，即使油泵經方向轉閥和隨動轉閥與轉向油缸導通，由于轉向油缸不能回油，因此轉向油缸不會動作，保證操作的穩定性；方向轉閥和隨動轉閥的通道很小以起到阻尼作用，限制通過的流量只有轉向泵流量的10%左右，起到控制穩定作用，同時當補油經合流后沒有進入油缸而是進入另一路直接經轉向器回油箱時，也不會影響轉向驅動。本實用新型具有如下優點和有益效果(I)性能可靠，可不改變原有的液壓轉向系統。(2)結構簡單，成本低，實際中的液壓轉向系統一般需要經過一定時間使用后，由于累積誤差才導致方向盤不對中的，因此需要補償的流量極小，方向轉閥和隨動轉閥的流道截面積尺寸很小，一般為I 3毫米，因此閥體的尺寸可很小，因而成本低。(3)本裝置起到調整作用只有在如下條件下方向盤在轉向過程中(即轉向器打開狀態)，方向盤在中位時，方向盤與車輪轉角不對正時。因此有很好的可靠性，不影響原有液壓轉向系統性能。(4)由于方向盤保持始終對正，可減少司機的誤操作，減少事故發生。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2a是本實用新型轉向操作時方向轉閥與隨動轉閥之間的配合關系示意圖。圖2b是本實用新型轉向操作時方向轉閥與隨動轉閥之間的配合關系示意圖。圖3a是本實用新型直接套裝在轉向軸上時的應用實例示意圖。圖3b是圖3a的閥芯22的示意圖。圖3c是圖3a的“C-C”的截面示意圖。圖4為現有液壓轉向系統結構示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。[0027]圖I所示，本實用新型全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，包括液壓轉向系統、及與其連接的轉向油缸4、油泵I、方向盤6。本裝置還包括方向轉閥2、隨動轉閥3 ；所述方向轉閥2為開式三位二通轉閥，包括閥體21、閥芯22，所述閥體21的外壁上設有進油口 21-1和出油口 21-2，所述閥芯22上設有油道22-1，油道22-1用于對進油口 21_1與出油口 21-2之間的連通或者關閉；所述隨動轉閥3為閉式三位三通轉閥，包括閥體31、閥芯32，所述閥體31的外壁上設有一個進油口 31-1和2個對稱設置的出油口 31-2，閥芯32的圓周上開有2條互不相通的油槽32-1 ;當閥芯32中位時閥體31的進油口 31-1被閥芯32封住，當閥芯32不在中位時，所述進油口 31-1打開并與其中一個油槽32-1及出油口 31-2 連通；所述方向轉閥2的進油口 21-1連接油泵I的出口管路，方向轉閥2的出油口 21-2通過管路與隨動轉閥3的進油口 31-1連接；隨動轉閥3的2個出油口 31-2分別與轉向油缸4的兩腔油路接通，方向盤6與方向轉閥2的閥芯22連接；所述方向轉閥2的閥芯22與方向盤6的連接可以通過一個傳動機構實現；當方向盤6單向轉動圈數小于I時，方向盤6可直接通過轉向傳動軸與方向轉閥2的閥芯22聯接；當方向盤6單向轉動圈數大于I時，如圖3a所示，傳動機構還包含一套行星減速機構，該行星減速機構包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25 ;所述方向轉閥2的閥芯22與行星架聯接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動軸聯接，或者通過轉向器8由轉向器8的轉子與太陽輪軸23聯接；所述的隨動轉閥3的閥芯32和閥體31分別聯接在車輛轉向執行裝置上，使閥芯32相對于閥體31的轉角隨車輪轉向角變化，當車輪轉向角零度時閥芯32處于中位。所述液壓轉向系統包括轉向器8以及與其連接的過載補油組閥9，所述過載補油組閥9還與轉向油缸4及隨動轉閥3的出油口 31-2連接。為便于理解，作如下描述圖I所示。在原液壓轉向系統的基礎上，從油泵I的輸出管路上引出一條油路與方向轉閥2的進油口 21-2連接，在連接的管路上設置單向閥5，當油泵I卸荷時防止轉向油缸4的油反流，方向轉閥2的出油口 21-2與隨動轉閥3的進油口 31-1連接管路，隨動轉閥3的兩個出油口 31-2分別連接轉向油缸4的兩腔管路，方向盤6與方向轉閥2的閥芯22連接，該連接通過一個傳動機構實現，當方向盤6單向轉動圈數小于I時，該傳動機構可以是一個傳動軸，將方向盤6與轉閥2的閥芯22直接連接起來，或將轉向器8作為傳動機構，轉向器8轉子與方向轉閥2的閥芯22聯接；方向轉閥2的閥體21與轉向柱或轉向器8殼體聯接；隨動轉閥3可安裝在車架鉸接點處，閥芯32與前車架聯接，閥體31固定在后車架上，其軸心與車架鉸點同心。當轉動方向盤6時，方向轉閥2的閥芯22同時轉動，當方向盤6不在對中位置時，方向轉閥2處于關閉狀態，不論方向盤6與車輪的轉角是否對正，本專利均不起作用；當方向盤6處于靜止狀態時，由于轉向器8的轉閥關閉，不論方向盤6與車輪的轉角是否對正，本專利均不起作用；只有當方向盤6轉動過程中(此時轉向器8的轉閥打開)、方向盤6到達中位、并且方向盤6與車輪的轉角不對正時，油泵I的油才經過方向轉閥2、隨動轉閥3進入轉向油缸4進行補油。需要說明的是，只有當隨動轉閥3輸出的油進入轉向器8的供油管路時才可以補油，如果進入轉向器8的回油管路則一起返回油箱，由于補油量很小，所以對轉向驅動沒有影響。具體說，如圖2a、2b所示。工作時，當方向盤6處于中位時，如果與車輪轉向角是對正的，如圖I所示，隨動轉閥3的進油口是封閉的，油泵I與轉向油缸4之間通路斷開，對正裝置不起作用；如果轉動方向盤6，如圖2a所示，閥芯22旋轉，方向轉閥2的的油道通路被斷開，油泵I與轉向油缸4之間仍然不能相通；如果方向盤6與車輪轉角是不對正的，如圖2b，即方向盤6對中時隨動轉閥3的閥芯32與閥體31之間存在一個相對轉角，那么隨動轉閥3被打開，在轉動方向盤6到達中位的過程中油泵的油流經方向轉閥2和隨動轉閥3補油進入轉向油缸4，增大了轉向流量，起到調整對中的作用；當方向盤6中位不動時，SP使出現油泵I經方向轉閥2和隨動轉閥3與轉向油缸4導通情況，如圖2b，但轉向油缸4不能回油，因此轉向油缸4不會動作，保證操作的穩定性。 當方向盤6的單向轉動圈數大于I時，所述方向轉閥2需要一個減速機構，使得方向轉閥2的閥芯22的轉動圈數小于1，因此方向盤6與方向轉閥2的閥芯22相連接的傳動機構還包含一套行星減速機構，圖3a、3b、3c所示,該行星減速機構包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25 ;所述方向轉閥2的閥芯22與行星架聯接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動軸聯接，或者通過轉向器8由轉向器8的轉子與太陽輪軸23聯接；作為實施例之一，若將太陽輪軸23作為轉向傳動軸，則一端可直接與方向盤6聯接，另一端與轉向器8閥芯連接，由于太陽輪軸23穿過閥芯22，所以將閥芯22上的油道布置在圓周表面，如圖3b所示，由一條環槽和兩個軸向橫槽相連構成，中位時閥體21的2個油口分別與閥芯22上的兩條橫槽對正，若將閥芯22轉過一個角度，閥體21的油口與閥芯22表面上的橫槽錯過，油口被閥芯22外圓表面封住，油路切斷。假定行星減速機構的傳動比為3，方向盤6的單向轉動圈數為2. 5，那么方向轉閥2的閥芯22的最大轉動角為360X2. 5/3 = 300°，在閥芯22的整個±300°轉動范圍內只有在O度時閥打開。如上所述便可較好地實現本專利。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，包括液壓轉向系統、及與其連接的轉向油缸、油泵、方向盤，其特征在于還包括方向轉閥、隨動轉閥；所述方向轉閥為開式三位二通轉閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設有進油口和出油口，所述閥芯上設有油道，油道用于對進油口與出油口之間的連通或者關閉； 所述隨動轉閥為閉式三位三通轉閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設有一個進油口和2個對稱設置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當閥芯中位時閥體的進油口被閥芯封住，當閥芯不在中位時，所述進油口打開并與其中一個油槽及出油口連通； 所述方向轉閥的進油口連接油泵的出口管路，方向轉閥的出油口通過管路與隨動轉閥的進油口連接；隨動轉閥的2個出油口分別與轉向油缸的兩腔油路接通，方向盤與方向轉閥的閥芯連接。
2.根據權利要求I所述的全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，其特征在于:方向盤通過一個傳動機構與方向轉閥的閥芯連接。
3.根據權利要求2所述的全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，其特征在于傳動機構包含一套行星減速機構，該行星減速機構包括太陽輪軸上的太陽輪、行星輪、齒圈；所述方向轉閥的閥芯與行星架聯接。
4.根據權利要求I所述的全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，其特征在于所述的隨動轉閥的閥芯和閥體分別連接在車輛轉向執行裝置上，使閥芯相對于閥體的轉角隨車輪轉向角變化，當車輪轉向角零度時閥芯處于中位。
5.根據權利要求4所述的全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，其特征在于所述液壓轉向系統包括轉向器以及與其連接的過載補油組閥，所述過載補油組閥還與轉向油 缸及隨動轉閥的出油口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種全液壓轉向系統方向盤轉角定位控制裝置，包括方向轉閥、隨動轉閥；方向轉閥包括閥體、閥芯，閥體的外壁上設有進油口和出油口，閥芯上設有油道，油道用于對進油口和出油口之間的連通或者關閉；隨動轉閥包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設有一個進油口和2個對稱設置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當閥芯中位時閥體的進油口被閥芯封住，當閥芯不在中位時，所述進油口與其中一個油槽及出油口連通；本裝置起到調整作用只有在方向盤在轉向過程中、方向盤在中位時、方向盤與車輪轉角不對正時。因此有很好的可靠性，不影響原有液壓轉向系統性能。由于方向盤保持始終對中，可減少司機的誤操作，減少事故發生。
文檔編號B62D5/06GK202574354SQ20122016944
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者遲永濱 申請人:華南理工大學