CN101450678A - 液控传输气压助力的多桥转向系统 - Google Patents

Abstract

液控传输气压助力的多桥转向系统，包括主动转向桥和从动转向桥，所述主动转向桥的转向运动由方向盘经动力转向机驱动，其特征在于：在主动转向桥的转向横拉杆上设有主动油缸，在从动转向桥的转向横拉杆上设有从动油缸，主动转向桥的转向横拉杆驱动主动油缸的活塞运动，进行泵油，泵出的油经油管流入从动转向桥的从动油缸，驱动活塞带动从动转向桥横拉杆使车轮转向，在从动转向桥的转向横拉杆上还设有从动转向助力气缸，该助力气缸利用储气筒提供的高压气体，驱动活塞带动从动转向桥的转向横拉杆。本发明结构相对简单，布置容易，效率高，同时因有气压助力作用，故转向轻便，对从动转向桥受路面干扰产生的干扰转向有抑制作用。

Description

液控传输气压助力的多桥转向系统

技术领域

本发明涉及汽车转向系统，尤其涉及一种液控传输气压助力的多桥转向系统，该系统能把多桥转向汽车的主动转向桥的转向运动按规定的比例传输给从动转向桥，同时通过助力作用使转向轻便。

背景技术

现代多桥汽车为了提高机动性，减小转弯半径，常采用多桥转向系统。多桥汽车的主动转向桥(通常是第一桥)的转向通常由动力转向机直接驱动。而从动转向桥的转向运动目前基本是靠机械传动完成，结构复杂，布置较难，效率低。特别当从动转向桥离主动转向桥较远时，问题更突出。还容易因传动件变形引起从动转向滞后现象。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种结构简单，布置容易，传输准确、效率高的液控传输气压助力的多桥转向系统，使其转向轻便，对从动转向桥受路面干扰产生的干扰转向有抑制作用，从而提高多桥汽车坏路行驶的操稳性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：液控传输气压助力的多桥转向系统，包括主动转向桥和从动转向桥，所述主动转向桥的转向运动由方向盘经动力转向机驱动，其特征在于：在主动转向桥的转向横拉杆上设有主动油缸，在从动转向桥的转向横拉杆上设有从动油缸，主动转向桥的转向横拉杆在驱动车轮转向的同时驱动主动油缸的活塞运动，进行泵油，泵出的油经油管流入从动转向桥的从动油缸，驱动活塞带动从动转向桥横拉杆使车轮转向，在从动转向桥的转向横拉杆上还设有从动转向助力气缸，该助力气缸利用储气筒提供的高压气体，驱动活塞带动从动转向桥的转向横拉杆，帮助从动转向桥的从动油缸克服从动转向桥的转向阻力。

在上述方案中，所述主动转向桥和从动转向桥的各转向横拉杆都分为三段，相互之间用球铰连接，中段穿过油缸和气缸并与活塞相固定，油缸和气缸缸体固定于转向桥壳体上并与之平行，转向横拉杆左右两段的另一端与转向桥的左右转向节球销相连。

在上述方案中，所述主动油缸的右腔室与从动油缸的左腔室用油管相连，主动油缸的左腔室与从动油缸的右腔室用油管相连，在主动油缸与从动油缸的两根连接油管中连接一个功能转换阀，该功能转换阀由电气开关控制的二个不同的电磁换向阀组成，该功能转换阀具有两种状态，第一种状态为工作状态，使主动油缸的左、右腔室分别与从动油缸的右、左腔室连通；第二种状态为调整状态，使主动油缸油路与从动油缸断开，主动油缸的左、右腔室互相连通，从动油缸的左、右腔室互相闭锁。

在上述方案中，所述功能转换阀是由电气开关控制的二个不同的二位四通电磁换向阀组成，第一个二位四通电磁阀的一个工位将油路导通，另一个工位将油路换向。第二个二位四通电磁阀的一个工位将油路导通，另一个工位将油路封闭。

在上述方案中，从动转向助力气缸的缸体固定在从动转向桥壳体上并与之平行，活塞固定在从动转向桥横拉杆上。

在上述方案中，所述从动转向助力气缸的左、右腔室可以经助力换向阀分别与储气筒和大气相连。

在上述方案中，所述助力换向阀的工作状态可以由压力控制阀控制，压力控制阀的两端分别与主动油缸和从动油缸之间的两根连接油管连接，压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差控制助力换向阀的工作状态，使从动油缸与从动转向助力气缸联动。

在上述方案中，所述压力控制阀和助力换向阀共用一个活塞杆和一个缸体，该缸体被隔板分成两部分，一部分为压力控制阀腔室，另一部分为助力换向阀腔室，压力控制阀活塞的两端腔室分别与主动油缸和从动油缸之间的两根连接油管连接；压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差驱动压力控制阀活塞，带动活塞杆，进而带动助力换向阀阀芯移动。

在上述方案中，在各转向桥的横拉杆上都设置位置指示灯开关，用于监视该桥是否处于直行状态。

本发明的主动转向桥的转向运动仍由动力转向机驱动。动力转向机通过转向直拉杆驱动前桥的转向节转向时，利用主动转向桥的横拉杆左右运动驱动主动油缸的活塞运动泵油。所泵油量与活塞行程及活塞与活塞杆之间的环形面积有关。主动转向桥的主动油缸泵出的油经油管流入从动转向桥的从动油缸，驱动活塞带动从动转向桥的横拉杆使车轮转向，而从动油缸的活塞的行程取决于泵入的油量及从动油缸的活塞与活塞杆之间的环形面积。根据整车总布置各转向桥到非转向桥的距离，恰当地设计各主、从动油缸的缸径，就能保证各转向桥转向角基本符合设计要求，从而尽可能减小转向时车轮的滑磨。如果从动转向桥不只一个，其液压传输系统必须各自独立，传输速比分别设计计算。

进入从动桥转向从动油缸驱动活塞的油液因要克服从动转向桥的转向阻力而随之压力升高。在主动转向桥主动油缸与从动转向桥从动油缸之间的两根连接油管中旁接一个压力控制阀，压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差控制助力换向阀的工作状态，进而控制从动转向助力气缸的左、右腔室与储气筒和大气之间的连接状态，使从动油缸与从动转向助力气缸联动。

当助力换向阀打开助力回路，使储气筒提供的高压气体流入从动转向桥助力气缸的一侧驱动活塞帮助克服从动转向桥的转向阻力，从而减小主动转向桥的动力转向机的负荷，使转向轻便，也减小了主、从动油缸及管路中的油压，有利于提高转向精度和可靠性。另一方面，当从动转向桥车轮在行驶中遇到路面强烈干扰自行转向时，也将引起主、从动油缸活塞两侧及管路中的油压差变化，这时压力控制阀，也将利用管路中油压差定向打开助力回路，使储气筒提供的高压气体流入从动转向桥助力气缸的一侧驱动活塞帮助克服从动转向桥的自行转向，从而提高多桥汽车坏路行驶操稳性能。

本发明所述的整个液压系统内应充满油液排尽气体，故相关零部件都有注油和排气口。整车转向系统及其液压传输系统安装好后，首先要注油排气，排尽气后，才能调整各转向桥的转向角初始值，即当主动转向桥转向角为零时，各从动转向桥转向角也为零，这是系统是否正常的标准。为此专门设置了系统状态监视结构，即直行指示灯，便于监测系统是否正常。

为了保证在调整时能方便地进入调整状态，而在使用中又能确保状态不易改变。特别在主动转向桥主动油缸与从动转向桥从动油缸的两根连接油管中间设置了一个功能转换阀，该功能转换阀由电气开关控制的二个不同的电磁换向阀组成，该功能转换阀具有两种状态，第一种状态为工作状态，使主动油缸的左、右腔室分别与从动油缸的右、左腔室连通；第二种状态为调整状态，使主动油缸油路与从动油缸断开，主动油缸的左、右腔室互相连通，从动油缸的左、右腔室互相闭锁。转动方向机可使主动转向桥独立转向，而从动转向桥不动。

本发明的有益效果在于：在多桥转向汽车的从动转向传输中取消机械传输机构，采用本发明的液压传输系统后，结构相对简单，布置容易，效率高，同时因有气压助力作用，故转向轻便，对从动转向桥受路面干扰产生的干扰转向有抑制作用，从而提高多桥转向汽车的坏路行驶的操稳性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的前后车轮转向运动示意图。

图2为本发明一个实施例的前后转向运动的传输系统和控制示意图。

图3为压力控制阀和助力换向阀17的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和一个具体实施例对本发明做进一步说明。

本实施例是用于一型三桥汽车，图1表示了该车向右转向时前后车轮转向运动示意图。在图中：5为前转向直拉杆，它的一端由前动力转向机垂臂驱动(图中未画出)，另一端通过球销驱动前转向桥7的右转向节使右前轮右转。右前轮通过三段式前桥转向横拉杆4带动左前轮右转。前桥转向横拉杆4的中段上装有主动油缸1，前桥转向横拉杆4带动主动油缸1的活塞2向右移动泵油。所泵油通过本发明的液控液力传输系统输送到从动油缸11，使后转向桥8的从动油缸11和两个助力气缸10驱动后桥转向横拉杆12向右运动，带动左、右后轮向左转向，完成转向运动的传输。

在上述转向过程中，中桥21不转向，前、后车轮转向方向相反，大小成一定比例，各车轮绕整车瞬时运动中心O运动。瞬时运动中心O在中桥21轴线的延长线上。这样一来，各轮都是纯滚动，轮胎磨损和行驶阻力较小，最小转弯半径也较小。

具体的液控气助力传输系统参见图2，图中未画出不转向的中桥。当前桥转向横拉杆4向右运动带动主动油缸1的活塞2向右运动把油从右端油管泵出时，所泵出的油经过两个不同的二位四通电磁换向阀19和20流入从动转向桥8的从动油缸11活塞的左端，驱动活塞带动从动转向桥横拉杆12向右运动，并使后车轮向左转向。在后车轮转向过程中遇到阻力时，此阻力会使从动油缸11活塞的左侧压力升高，而右侧压力下降产生压差。此压差通过油管反映到压力控制阀中，压力控制阀和助力换向阀设计为一体17，共用一个活塞杆15和一个缸体。压力控制阀活塞16的两端腔室分别与主动油缸1和从动油缸11之间的两根连接油管连接。压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差驱动压力控制阀活塞16，带动活塞杆15，进而带动助力换向阀阀芯18向左移动。这时从动转向桥8的两个助力气缸10左端的气管都与储气筒14的高压气管路连通，而右端的气管都与大气13连通，两个助力气缸10的活塞都被高压气体驱动向右运动，使从动转向助力气缸10活塞与从动油缸11活塞联动(即受力方向相同)，同时用来克服后轮的向左转向阻力。助力动力源由汽车原有的压缩空气储气筒提供。

当前后车轮转向角度恰当时，就可使各转向轮的轴线尽可能相交于一点O并落在非转向的中桥轴线延长线上。这样的转向轮胎磨损最小，消耗功率最小，最小转弯半径也最小。

参见图2。本实施例的整个液压系统内应充满油液并排尽气体，故在主动油缸1和从动油缸11的两端，及压力控制阀活塞16两侧都设有注油和排气口及盖3(从动油缸11的盖3在图中未画出)。整车转向系统及其液压传输系统安装好后，首先要注油排气。排尽气后，盖紧排气口盖3才能调整各转向桥的转向角的初始值。即当前转向桥7转向角为零度时，后转向桥8转向角也为零度，这是系统是否正常的标准。为此专门设置了系统状态监视结构，即图中的前直行指示灯位置开关6和后直行指示灯位置开关9。在用车轮定位仪确保前后轮都处于直行状态下安装前直行指示灯位置开关6和后直行指示灯位置开关9。指示灯的明灭就能反映前后轮是否处于直行状态，便于监测系统是否正常。

为了保证在需要调整时能方便地进入调整状态，而在使用中又能确保状态不易改变，本实施例特别设置了具有工作与调整两个状态的功能转换阀。该功能转换阀由电气开关控制的二个不同的二位四通电磁换向阀19和20组成，二位四通电磁换向阀19的一个工位将油路导通，另一个工位将油路换向。二位四通电磁换向阀20的一个工位将油路导通，另一个工位将油路封闭。当需要调整前转向桥7和后转向桥8的转向角同时归零时，先通过电气开关使二位四通电磁换向阀19和20都如图2处于左边工作状态，这时主动油缸1与从动油缸11连通，前转向桥7和后转向桥8联动，转动方向盘将后转向桥8转向角调为零，再检查前转向桥7转向角是否为零，若不为零，则将二位四通电磁换向阀19和20切换至右边调整状态，使主动油缸1与从动油缸11油路断开，主动油缸1两端的油路互相连通，从动油缸11两端的油路互相闭锁，转动方向机则可使前转向桥7独立转向，而后转向桥8因从动油缸11被闭锁而固定在转向角为零状态。这样就可单独调整前转向桥7转向角为零了。

Claims (9)

1、液控传输气压助力的多桥转向系统，包括主动转向桥和从动转向桥，所述主动转向桥的转向运动由方向盘经动力转向机驱动，其特征在于：在主动转向桥的转向横拉杆上设有主动油缸，在从动转向桥的转向横拉杆上设有从动油缸，主动转向桥的转向横拉杆驱动主动油缸的活塞运动，进行泵油，泵出的油经油管流入从动转向桥的从动油缸，驱动活塞带动从动转向桥横拉杆使车轮转向，在从动转向桥的转向横拉杆上还设有从动转向助力气缸，该助力气缸利用储气筒提供的高压气体，驱动活塞带动从动转向桥的转向横拉杆，帮助从动转向桥的从动油缸克服从动转向桥的转向阻力。

2、根据权利要求1所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述主动转向桥和从动转向桥的各转向横拉杆都分为三段，相互之间用球铰连接，中段穿过油缸并与活塞相固定，油缸缸体固定于转向桥壳体上并与之平行，转向横拉杆左右两段的另一端与转向桥的左右转向节球销相连。

3、根据权利要求1所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述主动油缸的右腔室与从动油缸的左腔室用油管相连，主动油缸的左腔室与从动油缸的右腔室用油管相连，在主动油缸与从动油缸的两根连接油管中连接一个功能转换阀，该功能转换阀由电气开关控制的二个不同的电磁换向阀组成，该功能转换阀具有两种状态，第一种状态为工作状态，使主动油缸的左、右腔室分别与从动油缸的右、左腔室连通；第二种状态为调整状态，使主动油缸油路与从动油缸油路断开，主动油缸的左、右腔室互相连通，从动油缸的左、右腔室互相闭锁。

4、根据权利要求3所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述功能转换阀是由电气开关控制的二个不同的二位四通电磁换向阀组成，第一个二位四通电磁阀的一个工位将油路导通，另一个工位将油路换向，第二个二位四通电磁阀的一个工位将油路导通，另一个工位将油路封闭。

5、根据权利要求1所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：从动转向助力气缸的缸体固定在从动转向桥壳体上并与之平行，活塞固定在从动转向桥横拉杆上。

6、根据权利要求1所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述从动转向助力气缸的左、右腔室经助力换向阀分别与储气筒和大气相连。

7、根据权利要求6所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述助力换向阀的工作状态由压力控制阀控制，压力控制阀的两端分别与主动油缸和从动油缸之间的两根连接油管连接，压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差控制助力换向阀的工作状态，使从动油缸与从动转向助力气缸联动。

8、根据权利要求7所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：所述压力控制阀和助力换向阀共用一个活塞杆和一个缸体，该缸体被隔板分成两部分，一部分为压力控制阀腔室，另一部分为助力换向阀腔室，压力控制阀活塞的两端腔室分别与主动油缸和从动油缸之间的两根连接油管连接；压力控制阀利用上述两根连接油管之间的压力差驱动压力控制阀活塞，带动活塞杆，进而带动助力换向阀阀芯移动，从而控制助力换向阀的状态。

9、根据权利要求1所述的液控传输气压助力的多桥转向系统，其特征在于：在各转向桥的横拉杆上都设置位置指示灯开关，用于监视该桥是否处于直行状态。

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