CN103043092A - 一种具有机械锁死功能的液压对中缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有机械锁死功能的液压对中缸，属于汽车转向系统领域。包括：油缸缸体、活塞杆、左油缸端盖、右油缸端盖、左浮动活塞、右浮动活塞；还包括：弹簧、锁死活塞及螺母；安装方式为：用弹簧贯串于两个锁死活塞的轴线通孔，锁死活塞上下呈对称布置，然后将整体放置于活塞杆环形凸台的凹槽内，最后两端用螺母拉紧弹簧完成装配。通过两个锁死活塞的伸出与缩回，达到活塞杆与缸体相对运动的一体与分离，从而实现活塞杆运动的机械锁死与解锁。机械锁死防止了大冲击下活塞杆轻微的移动，同时也为液压对中提供了一种安全保障。需要解锁时，只需泄去工作油压，锁死活塞在弹簧力的作用下自动缩回到活塞杆环形凸槽内，完成解锁。

Description

一种具有机械锁死功能的液压对中缸

技术领域

本发明属于汽车后轮转向系统的辅助装置，具体地指一种具有机械锁死功能的液压对中缸，属于汽车转向系统领域。

背景技术

随着多轴技术在重型车辆和军用车辆上的广泛运用，轮胎磨损严重、转弯半径大、操纵稳定性差等问题相应而生，后轮转向技术可谓是解决这些问题的最佳方案。其中，又以电控液压式后轮转向技术最具优势。电控单元通过控制液压阀的流量和方向可精确的实现液压转向缸活塞杆的伸出与缩回距离，通过机械连杆机构将活塞杆与后轮转向节臂建立联系，便可通过控制活塞杆的位移实现后轮转角的精确控制。在多轴车辆上采用电控液压后轮转向技术，一般仅限于低速行驶工况，这主要是因为后轮转向机构中缺乏简便而有效的锁死装置。当车辆高速行驶时，轻打方面盘会使后轮产生相应的摆动，从而影响高速行驶的稳定性。专利CN2005200997774为解决这一问题提出了一种液压对中缸。该对中缸的活塞杆也通过机械连杆机构与后轮的转向节臂建立联系，利用缸体内的限位凸台可使活塞杆保持在中间位置，从而使车轮锁定在直行位置，即使车轮保持在中位。转向缸与对中缸同时与后轮转向节臂建立联系，两者是一种互锁的关系。即在转向工况时，转向缸工作，对中缸进、出油口全部接通回油箱，使对中缸活塞杆处于随动状态；与之相对，在对中缸工作时，转向缸进、出油口全部接通回油箱，使转向缸活塞杆处于随动状态。

专利CN2005200997774提出的液压对中缸实现了车轮中位的精确定位，并能够依靠左、右两腔的工作油压使车轮保持直行位置，但它没有机械锁死功能，仅属于一种弹性锁死，在地面冲击载荷较大时，这种液压锁死会导致活塞杆少量移动，从而影响了车轮的中位保持，恶化了车辆行驶的稳定性；另外液压锁死需要液压缸左右两腔一直保持有工作油压，一旦压力降低或者失去都将使对中失效。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术只能弹性锁死，在较大的地面冲击载荷对转向轮冲击作用下会恶化车辆行驶的稳定性的问题，提供一种具有机械锁死功能的液压对中缸。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种具有机械锁死功能的液压对中缸，包括：油缸缸体、活塞杆、左油缸端盖、右油缸端盖、左浮动活塞、右浮动活塞；还包括：弹簧、锁死活塞及螺母；为了实现机械锁死功能，在专利CN2005200997774提出的液压对中缸的基础上对活塞杆环形凸台及缸体作了改动：在所述活塞杆环形凸台中心面的径向方向上打通孔，通孔的两侧挖成对称的方形凹槽，再沿活塞杆轴线方向打通油道与环形凸台内部的通孔相接，并在活塞杆端部开设油道进油口。在油缸缸体中部开设左、右两个内环形凸台，两内环形凸台中间可形成环形凹槽，代替原有单个凸台。弹簧中间呈螺旋，两侧为直线，在弹簧两侧的直线段加工螺纹，在螺纹下端的直线段加工成由螺旋段指向螺纹段的锥形段。锁死活塞一端呈圆形，一端呈方形，并沿其轴线在两端镗出圆形孔，在中间镗出由圆形端指向方形端的锥形孔，锥形孔与圆形孔贯通用于弹簧的安装，并在锥形配合的地方实现定位与密封。

一种具有机械锁死功能的液压对中缸的安装方式为：用弹簧贯串于两个锁死活塞的轴线通孔，锁死活塞上下呈对称布置，然后将整体放置于活塞杆环形凸台的凹槽内，最后两端用螺母拉紧弹簧完成装配。螺母拉紧弹簧的作用有两个，一个是使锁死活塞的方形端面紧贴于活塞杆环形凸台的方形凹槽端面上，即使上下对称的锁死活塞缩在活塞杆环形凸台的凹槽内；二是使弹簧的锥形段与锁死活塞的锥形孔实现油液的密封。

一种具有机械锁死功能的液压对中缸的工作原理为：在后轮转向情况下，锁死活塞缩回到活塞杆环形凸台的凹槽内，实现活塞杆的随动运动。在后轮对中情况下，活塞杆环形凸台与缸体的环形凹槽相对应，在控制阀作用，给活塞杆端部的进油口通工作油压，油压克服弹簧的拉力将锁死活塞的方形段推到缸体的环形凹槽内，从而将活塞杆与缸体实现机械锁死。

有益效果

本发明在液压对中缸的基础上增加了机械锁死功能，克服了在地面冲击载荷大时，液压锁死导致活塞杆少量移动影响车辆行驶稳定性的问题，同时也为对中用工作油压的降低或丧失提供了一种安全保障。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2机械锁死机构的不工作状态；

图3机械锁死机构的工作状态。

图4机械锁死机构的三维示意图

其中，1-油缸缸体、2-左油缸端盖、3-右油缸端盖、4-活塞杆、5-左浮动活塞、6-右浮动活塞、7-弹簧、8-锁死活塞、9-螺母；A-左油腔、B-右油腔、C-中间油腔、D-锁死油腔、T-回油通道、P1-左油液通道、P2-右油液通道、P3-油腔D进油口。

具体实施方式

下面结合附图与实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

一种具有机械锁死功能的液压对中缸，包括：油缸缸体、活塞杆、左油缸端盖、右油缸端盖、左浮动活塞、右浮动活塞；还包括：弹簧、锁死活塞及螺母；如图1所示。

液压对中功能由油缸缸体1、左油缸端盖2和右油缸端盖3、活塞杆4和左浮动活塞5、右浮动活塞6等组成。左油缸端盖2、右油缸端盖3与油缸缸体1两端为内螺纹密封连接。活塞杆4位于油缸缸体1内，其内侧一端设置有环形凸台。左浮动活塞5、右浮动活塞6分别安装在环形凸台的两侧。油缸缸体1的中间设计有与环形凸台间隙配合的左右内环台，左右内环台将左浮动活塞5、右浮动活塞6分隔在其两侧，左右内环台可用来对左浮动活塞5、右浮动活塞6进行定位。左浮动活塞5、右浮动活塞6与左油缸端盖2和右油缸端盖3之间分别形成有左油腔A、右油腔B，左油腔A、右油腔B上分别开设有与车辆液压转向系统相连的控制阀左油液通道P1、右油液通道P2。活塞杆4的杆身穿过左油缸端盖2，其外侧端与左接头体螺纹连接，左接头体内安装有左球销。右油缸端盖3与右接头体螺纹连接，右接头体内安装有右球销。将左右球销分别固定在车辆的后轮转向机构和车架支座上，进而将活塞杆的位移与车轮转角建立联系。

机械锁死功能由弹簧7、锁死活塞8及螺母9组成。所述弹簧7中间呈螺旋，两端为直线，在直线段加工螺纹，在螺纹下端的直线段加工成由螺旋段指向螺纹段的锥形。所述锁死活塞8一端呈圆形，一端呈方形，并沿其轴线在两端镗出圆形孔，在中间镗出由圆形端指向方形端的锥形孔，锥形孔与圆形孔贯通用于弹簧的安装，并在锥形段实现定位与密封。在上述活塞杆4环形凸台中心面的径向方向上打通孔，两端挖成对称的方形凹槽，可将两个锁死活塞对称安置其中。用弹簧贯穿上下两个销死活塞8，外面用螺母9拉紧弹簧。拉紧的弹簧有两个作用，一是使锁止活塞8的方形端面紧贴于活塞杆环形凸台的方形凹槽端面上，使上下对称的锁止活塞8缩在活塞杆环形凸台的凹槽内。二是使弹簧的锥形面与锁止活塞的锥形孔实现油液的密封。在油缸缸体1中间开设油口T，并与回油箱直接相连。锁死活塞8，左浮动活塞5、右浮动活塞6及缸体1共同组成了中间油腔C。将上述活塞杆4在轴中心线上打通油道，在左端开设油口P3。由活塞杆4、锁死活塞8，受拉伸的弹簧7以及相关的密封元件便组成了锁死油腔D。

一种具有机械锁死功能的液压对中缸具体工作过程如下：

当需要后轮转向时，如图2所示，P3口接通回油箱，锁死活塞8在在弹簧7的作用下缩在活塞杆环形凸台的凹槽内。P1、P2口也接通油箱回路，活塞杆3受外力可左右伸出或缩回，处于一种无阻力的随动状态。

当需要后轮对中时，先执行液压对中过程，后执行机械锁死。如图3所示，P1、P2口接通高压油路，左浮动活塞5、右浮动活塞6在高压油的作用下向缸体中间运动，当碰到活塞杆环形凸台后，将带动活塞杆4一起向缸体中间运动，最终在缸体的左右内环台的限位下使活塞杆4保持在中位，完成对中过程。紧接着，控制液压阀使P3口接通高压油路，高压油克服弹簧力，将锁死活塞8推至缸体的内环形凹槽内。锁死活塞8的方形部分一半位于缸体的内环形凹槽内，一半位于活塞杆环形凸台所挖成的方形凹槽内。外界力在拉动活塞杆4，带动锁死活塞8运动时，由于缸体的左右内环台的阻挡，使锁死活塞8的运动受到剪切扭转阻力，从而在机械上阻止了活塞杆4的运动，使其一直保持在中位。若要解除机械锁死，只需将P3口接通回油箱，在弹簧力的作用下，锁死活塞缩回环形凸台的凹槽内，完成解锁。机械锁死防止了大冲击下活塞杆4轻微的移动，确保了车轮一直处于直行状态，提高了车辆行驶的稳定性，同时也为A、B腔所用对中高压提供了一种失效保障。

Claims (3)

1.一种具有机械锁死功能的液压对中缸，包括油缸缸体、活塞杆、左油缸端盖、右油缸端盖、左浮动活塞、右浮动活塞；还包括弹簧、锁死活塞及螺母；为了实现机械锁死功能，在专利CN2005200997774提出的液压对中缸的基础上对活塞杆环形凸台及缸体作了改动：在所述活塞杆环形凸台中心面的径向方向上打通孔，通孔的两侧挖成对称的方形凹槽，再沿活塞杆轴线方向打通油道与环形凸台内部的通孔相接，并在活塞杆端部开设油道进油口。在油缸缸体中部开设左、右两个内环形凸台，两内环形凸台中间可形成环形凹槽，代替原有单个凸台。弹簧中间呈螺旋，两侧为直线，在弹簧两侧的直线段加工螺纹，在螺纹下端的直线段加工成由螺旋段指向螺纹段的锥形面。锁死活塞一端呈圆形，一端呈方形，并沿其轴线在两端镗出圆形孔，在中间镗出由圆形端指向方形端的锥形孔，锥形孔与圆形孔贯通用于弹簧的安装，并在锥形配合的地方实现定位与密封。

2.如权利要求1所述的一种具有机械锁死功能的液压对中缸，其特征在于：安装方式为：用弹簧贯串于两个锁死活塞的轴线通孔，锁死活塞上下呈对称布置，然后将整体放置于活塞杆环形凸台的凹槽内，最后两端用螺母拉紧弹簧完成装配。

3.如权利要求1所述的一种具有机械锁死功能的液压对中缸，其特征在于：工作原理为：在后轮转向情况下，锁死活塞缩回到活塞杆环形凸台的凹槽内，实现活塞杆的随动运动；在后轮对中情况下，活塞杆环形凸台与缸体的环形凹槽相对应，在控制阀作用，给活塞杆端部的进油口通工作油压，油压克服弹簧的拉力将锁死活塞的方形段推到缸体的环形凹槽内，从而将活塞杆与缸体实现机械锁死。

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