CN101161531A - 车辆全液压转向驱动桥 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆全液压转向驱动桥，包括有车桥壳体，车桥壳体的两端铰接有转向节，转向节与液压马达相连，液压马达上安设有行车制动器和驻车制动器，其特征在于所述的车桥壳体两端通过上下铰座与转向节相铰接，其中上铰座通过安设高压旋转接头与转向节相铰接，在车桥壳体的中部安设有双活塞杆液压缸，双活塞杆液压缸的缸体与车桥壳体固联，双活塞杆液压缸的两根活塞杆杆端与左、右两端的转向摇臂相铰接，转向摇臂的另一端分别与两端的转向节相铰接，驱动转向节绕车桥壳体的上下铰座左右摆转。本发明结构设置简单合理、功率密度比高、起动扭矩大、低速运行平稳、转弯半径小、性能好；液压管路的联接更为可靠，使用和密封性能更好。

Description

车辆全液压转向驱动桥

技术领域

本发明涉及一种车辆全液压转向驱动桥，特别适用于特种轮式起重运输车辆的转向和驱动。

背景技术

特种轮式起重运输机械在机场、港口、仓库、舰船等环境下工作，装载精密、贵重设备，要求运行平稳、转弯半径小以适应在狭窄场地内灵活移动，必须具备足够的爬坡能力，提高其通过性，以及在进行转场运输时能够通过登机桥自行驶上运输机。

用于此类机械上的驱动桥，见于文献的有以下三种情况：

一、机械传动式转向驱动桥。这种方式主要存在如下问题：

1.系统结构复杂，多级的齿轮变速及换档机构使变速箱很笨重，而且需设置比较复杂的离合、制动、转向机构及操纵系统。

2.机械传动式驱动桥的主减速器必须改变发动机的转距传递方向，以便转距传递给左、右车轮，同时还得由驱动桥的差速器来解决左、右驱动车轮间的转距分配问题和差速要求，为获得足够的牵引力、适当的车速、良好的燃油经济性，驱动桥的主减速器还要进一步增大转矩、降低转速的变化。这些要求使得机械传动式驱动桥的主减速器体积庞大，质量大，惯性大，大大减小了桥的离地间隙，降低了机械的通过性。

3.档位有限，速度有限，输出力有限，换档不平稳，冲击力大。

4.转向角度小，内转向轮最大转角不大于40°。

二、全液压转向桥。全液压转向桥有两种，一种转向桥是两根双作用单出杆油缸串接，横置在桥体上，在转向液压力作用下与转向梯形机构共同实现左右车轮不同的转向角度。另一种转向桥是一根横置双作用双出杆活塞缸，缸筒直接固联在桥体上，活塞杆本身作为转向梯形机构的横拉杆，转向车轮与方向盘之间没有机械连接，操纵方向盘时，来自转向油泵的液压力通过全液压转向器及液压管路推动活塞杆左右运动，进而推动车轮转向，这种桥能做到较大的转向角度，可减轻轮胎的磨损，且转向准确、操纵轻便。其缺陷是在轮胎转向时，油缸活塞杆将承受由拉杆传递过来的径向力，这将使缸套和密封环磨损较快，从而导致液压油渗漏和压力损失。

三、全液压驱动桥。目前的全液压驱动桥包括轴向柱塞变量泵和轴向柱塞变量马达通过液压管路组成的闭式回路，马达通过减速器、制动器与驱动轮相连。这种全液压驱动桥与机械传动式驱动桥相比，具有功率密度比高、重量较轻、结构简单及操纵方便的特点，但马达减速器体积略大，难以实现转向功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种结构设置合理、功率密度比高、起动扭矩大、低速运行平稳、转弯半径小的车辆全液压转向驱动桥。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有车桥壳体2，车桥壳体的两端铰接有转向节1，转向节与液压马达7相连，液压马达上安设有行车制动器6和驻车制动器9，其不同之处在于所述的车桥壳体两端通过上下铰座与转向节相铰接，其中上铰座通过安设高压旋转接头5与转向节相铰接，在车桥壳体2的中部安设有双活塞杆液压缸3，双活塞杆液压缸的缸体与车桥壳体固联，双活塞杆液压缸的两根活塞杆杆端与左、右两端的转向摇臂10相铰接，转向摇臂的另一端分别与两端的转向节相铰接，驱动转向节绕车桥壳体的上下铰座左右摆转。

按上述方案，所述的液压马达7为低速大扭矩液压马达，与双流向斜盘轴向变量柱塞泵一起构成液压闭式回路；液压马达的前后分别连接行车制动器6和驻车制动器9。

按上述方案，所述的车桥壳体2的横截面为槽钢型，开口面朝前。

按上述方案，所述的双活塞杆液压缸3包括有缸体19、活塞和双向活塞杆18，双向活塞杆的两端伸出缸体的两端，在缸体的两端支承处均设置加长的导向支承套22，导向支承套的支承孔中安设有密封圈和导向环；与活塞杆相配置。所述得导向环由聚四氟乙烯材料制成，具有高耐磨的特性，能够承受活塞杆所承受的大部分径向力。

按上述方案，所述的转向摇臂10两端通过关节轴承分别与转向节1和双活塞杆端头相铰接，增加了转向的适应性，使车轮达到高达72°的转向角。

按上述方案，所述的高压旋转接头5包括有多孔芯轴51和回转外套，多孔芯轴套装在回转套中，回转外套的下端面与多孔芯轴上的连接盘上端面相配置，所述的多孔芯轴外周沿轴向开设有相互间隔密封的环形油槽517，每一个环形油槽与多孔芯轴内对应开设的轴向油孔513相导通，同时又与回转套外周对应设置的通油孔57相连通，使得回转外套上的每个通油孔经由环形油槽与多孔芯轴对应的轴向油孔相连通，在多孔芯轴的环形油槽的间隔距之间设置有1～2条环形密封槽，并配置方形密封圈59。所述的环形油槽设置有5个，多孔芯轴内开设的轴向油孔也为5个，在回转外套上也设置有5个通油孔，由此构成5路液压通道，其中2路为液压马达工作油路通道A-A1、B-B1，1路为液压马达壳体回油通道L-L1，1路驻车制动控制油通道Z-Z1，1路行车制动控制油通道X-X1。高压旋转接头的多孔芯轴固定在转向节1上随其旋转，并通过卡套式管接头及钢管与固定在转向节上的行车制动器6、低速大扭矩液压马达7、驻车制动器9的油孔接头相连通，高压旋转接头的回转外套与车桥壳体相连，通过卡套式管接头及钢管实现与驱动油路集成块4的油路连通。

本发明的有益效果在于：1、驱动和转向采用全液压结构系统，结构设置简单合理、功率密度比高、起动扭矩大、低速运行平稳、转弯半径小、性能好；2、在车桥壳体与转向节之间安设高压旋转接头，并用钢管连接油路，使液压管路的联接更为可靠，使用和密封性能更好，使用寿命较软管连接更长；3、在转向驱动的双活塞杆液压缸中安设加长的导向制成套，不仅保持了液压转向的诸多优点，而且使液压缸的使用寿命和使用性能得到有效的提高。

附图说明

图1为本发明一个实施例的主视结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中的A-A剖视图，也即车桥壳体的横截面图。

图4为图1中的B-B剖视图，也即双活塞杆液压缸导向套部分的局部剖视图。

图5为本发明一个实施例中高压旋转接头的正视图。

图6为图5的M-M剖视图。

图7为图6的N-N剖视图。

图8为图5的俯视图。

图9为图5的仰视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。全液压转向驱动桥，它具备整机传动、行走、转向、制动四大功能。包括有车桥壳体2，所述的车桥壳体2的横截面为槽钢型，开口面朝前，车桥壳体两端对称设置上下铰座与转向节相1铰接，其中上铰座通过安设高压旋转接头与转向节相铰接，下铰座通过销轴8与转向节的下铰座相铰接；转向节与液压马达7相连，所述的液压马达7为低速大扭矩液压马达，与双流向斜盘轴向变量柱塞泵相配置，构成液压闭式回路；液压马达的前后分别连接行车制动器6和驻车制动器9，制动器的转盘与车轮相连。在车桥壳体2的中部前面通过支撑板12安设有双活塞杆液压缸3，双活塞杆液压缸的上方安设有驱动油路集成块4，双活塞杆液压缸的缸体与车桥壳体的支撑板相固联，所述的双活塞杆液压缸3包括有缸体19、活塞和双向活塞杆18，双向活塞杆的两端伸出缸体的两端，在缸体的两端支承处均设置加长的导向支承套22，导向支承套通过螺纹与缸体相连接并由螺钉21紧定，导向支承套的外周开设密封槽安设密封圈15及挡圈16，与缸体内孔相配置，导向支承套的支承孔中前后交错安设有两道密封圈13、20和两个导向环14、17，并安设有防尘挡圈23，与活塞杆相配置；所述的导向环由聚四氟乙烯材料制成，具有高耐磨的特性，能够承受活塞杆所承受的大部分径向力，提高了双活塞杆液压缸的承受径向力的性能。双活塞杆液压缸3的两根活塞杆杆端与左、右两端的圆弧形转向摇臂10相铰接，转向摇臂的另一端与转向节相铰接，驱动转向节绕车桥壳体的上下铰座左右摆转，所述的转向摇臂10两端通过轴承分别与转向节1和双活塞杆端头相铰接，增加了转向的灵活性和适应性，使车轮达到高达72°的转向角。

本实施例所述的高压旋转接头5包括有多孔芯轴51和回转外套，所述的多孔芯轴中部设置有连接盘，连接盘一半为半圆形，另一半为矩形，矩形盘面上设置有左右两个连接孔，用螺钉514与转向节相连接，连接盘以上的芯轴外周沿轴向开设有5条相互间隔密封的环形油槽517，每一个环形油槽与多孔芯轴内对应开设的轴向油孔513相导通，同时又与回转套外周对应设置的通油孔57相连通，多孔芯轴内开设的轴向油孔为5个，在回转外套上也设置有5个通油孔，轴向油孔通过环行油槽与回转外套上对应的通油孔相连通，由此构成5路液压通道，其中2路为液压马达工作油路通道A-A1、B-B1，1路为液压马达壳体回油通道L-L1，1路驻车制动控制油通道Z-Z1，1路行车制动控制油通道X-X1，液压马达工作油路及驻车制动通道为高压油路通道，各个环行油槽间配置2条方形密封圈59，行车制动控制油和液压马达壳体回油通道为低压油路通道，各个环行油槽间配置1条方形密封圈；所述的回转外套由外套52和端盖53通过螺钉516连接构成，并设置有密封圈511，外套呈直筒状，外形一半为半圆形，另一半为矩形，5个通油孔沿轴向布设在外套的矩形面正面，端盖的内面与多孔芯轴的上端相配置，多孔芯轴的上端安设有挡圈510，由弹性挡圈512轴向定位，挡圈与端盖的止口相配置，由此构成芯轴的轴向止挡，端盖的上端通过螺钉55还连接有限位板54，限位板与车桥壳体相连。外套52的另一端与多孔芯轴中部的连接盘端面相配置，并且在外套端面与连接端盘之间配置有垫片56。此外，多孔芯轴内的各轴向油孔在轴端的开口处安设螺塞515，各轴向油孔的孔口58开设在下端周向，每个孔口与对应的轴向油孔相导通，孔口设有内螺纹以便于与管接头相连。

本发明由双流向斜盘轴向变量柱塞泵和低速大扭矩液压马达构成的无级变速传动系统，具有良好的功率密度比，起动力矩大、低转速时运行平稳及转速范围宽的优点；液压转向系统由液压油缸组成，结构简单，操作准确、轻便。

Claims (8)

1.一种车辆全液压转向驱动桥，包括有车桥壳体(2)，车桥壳体的两端铰接有转向节(1)，转向节与液压马达(7)相连，液压马达上安设有行车制动器(6)和驻车制动器(9)，其特征在于所述的车桥壳体两端通过上下铰座与转向节相铰接，其中上铰座通过安设高压旋转接头(5)与转向节相铰接，在车桥壳体的中部安设有双活塞杆液压缸(3)，双活塞杆液压缸的缸体与车桥壳体固联，双活塞杆液压缸的两根活塞杆杆端与左、右两端的转向摇臂(10)相铰接，转向摇臂的另一端分别与两端的转向节相铰接，驱动转向节绕车桥壳体的上下铰座左右摆转。

2.按权利要求1所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述的液压马达(7)为低速大扭矩液压马达，与双流向斜盘轴向变量柱塞泵一起构成液压闭式回路；液压马达的前后分别连接行车制动器(6)和驻车制动器(9)。

3.按权利要求1或2所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述的车桥壳体(2)的横截面为槽钢型，开口面朝前。

4.按权利要求1或2所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述的双活塞杆液压缸(3)包括有缸体(19)、活塞和双向活塞杆(18)，双向活塞杆的两端伸出缸体的两端，在缸体的两端支承处均设置加长的导向支承套(22)，导向支承套的支承孔中安设有密封圈和导向环；与活塞杆相配置。

5.按权利要求4所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述得导向环由聚四氟乙烯材料制成。

6.按权利要求1或2所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述的转向摇臂(10)两端通过关节轴承分别与转向节(1)和双活塞杆端头相铰接。

7.按权利要求1或2所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于所述的高压旋转接头包括有多孔芯轴(51)和回转外套，多孔芯轴套装在回转套中，回转外套的下端面与多孔芯轴上的连接盘上端面相配置，所述的多孔芯轴外周沿轴向开设有相互间隔密封的环形油槽(517)，每一个环形油槽与多孔芯轴内对应开设的轴向油孔(513)相导通，同时又与回转套外周对应设置的通油孔(57)相连通，使得回转外套上的每个通油孔经由环形油槽与多孔芯轴对应的轴向油孔相连通，在多孔芯轴的环形油槽的间隔距之间设置有1～2条环形密封槽，并配置方形密封圈(59)。所述的环形油槽设置有5个，多孔芯轴内开设的轴向油孔也为5个，在回转外套上也设置有5个通油孔，由此构成5路液压通道，其中2路为液压马达工作油路通道(A-A1、B-B1)，1路为液压马达壳体回油通道(L-L1)，1路驻车制动控制油通道(Z-Z1)，1路行车制动控制油通道(X-X1)。

8.按权利要求7所述的车辆全液压转向驱动桥，其特征在于高压旋转接头的多孔芯轴固定在转向节1上随其旋转，并通过卡套式管接头及钢管与固定在转向节上的行车制动器(6)、低速大扭矩液压马达(7)、驻车制动器(9)的油孔接头相连通，高压旋转接头的回转外套与车桥壳体相连，通过卡套式管接头及钢管实现与驱动油路集成块(4)的油路连通。

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