CN106314530A - 一种精确配油液压转向器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精确配油液压转向器，属于车辆液压传动控制技术领域。该转向器的壳体一端装有配流阀组件，其阀芯的内孔中穿装联动轴，壳体的另一端与摆线针轮副的定子固连，联动轴的另一端与摆线针轮副的转子传动啮合；壳体设有经配流阀组件后分别经过左、右输油口与转向液压缸两端直接连通的两条配油补偿流道，转向输入轴装有信号输出接配油补偿控制电路的转角传感器；该控制电路的控制输出端接配油补偿电磁阀的受控端，配油补偿电磁阀受控处于开通位置时，进油口通过与配流阀组件经摆线针轮副相同流向的配油补偿流道接相应的输油口。采用本发明后，可以通过补充实现转向器对转向液压缸的精准配油，保证方向盘对车轮转角的精确操控。

Description

一种精确配油液压转向器

技术领域

本发明涉及一种液压转向器，尤其是一种精确配油液压转向器，属于液压传动控制技术领域。

背景技术

全液压转向器普遍运用于工程机械、叉车等工程车辆上的转向操控装置，其典型结构可以参见申请号为201110195256.9 、201320401810.9的中国专利申请文献。

现有液压转向器的阀芯与阀套以及阀套与转向器壳体内壁难免会因相对运动而磨损，随着使用年限的加长，其配合间隙逐渐增大，内泄漏逐渐加剧，当超过允差阈值后，就会造成转向不到位，无法满足精密叉车等工程机械车辆的精准控制使用需求。

研究表明，液压转向系统的内泄漏会导致方向盘实现一定转向控制时的实际转角大于理论转角，尤其当工程机械车辆的转向桥重载时更是如此。长期的内泄漏积累造成方向盘助力球位置变动，结果导致方向盘的转位状态和转向轮的位置无法对应，不仅影响转向系统的操控精度，而且带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种可以自动补偿内泄漏、长期保持方向盘转角与车轮转角精确对应的精确配油液压转向器。

为了达到以上目的，本发明的精确配油液压转向器包括具有进油口和分别与转向液压缸两端连通的左、右输油口的壳体，所述壳体一端制有流道的内孔中装有阀套，所述阀套内装有延伸出转向输入轴的阀芯，构成配流阀组件；所述阀芯的内孔中穿装一端通过径向销与所述阀套形成周向约束的联动轴，所述壳体的另一端通过隔盘与摆线针轮副（又称计量马达）的定子固连，所述联动轴的另一端穿过隔盘的中心孔与所述摆线针轮副的转子传动啮合；其特征在于：所述壳体设有经配流阀组件后分别经过左、右输油口与转向液压缸两端直接连通的两条配油补偿流道，所述转向输入轴装有转角传感器；所述转角传感器的信号输出端接配油补偿控制电路的信号输入端，所述控制电路的控制输出端接配油补偿电磁阀的受控端，所述配油补偿电磁阀具有开通和关断位置；所述配油补偿电磁阀受控处于开通位置时，所述进油口通过与配流阀组件经摆线针轮副相同流向的配油补偿流道接相应的输油口。

因此，可以按预置或实时监测的转向器使用后磨损情况得出的补偿率，根据实测方向盘转角，由配油补偿控制电路控制配油补偿电磁阀的开通时间，从而向转向液压缸直接补充与转向器内部泄漏相应的油量，实现转向器对转向液压缸的精准配油，保证方向盘对车轮转角的精确操控，保持转向精度，使车辆的转向灵敏、安全。

本发明进一步的完善是，所述转向输入轴装有固定在壳体端头的盖板，所述盖板中凹槽内固定转角传感器的固定感应器件，所述转向输入轴上固定转角传感器的转动传感器件。

本发明更进一步的完善是，所述配油补偿控制电路主要由作为信号输入端的信号采集模块、单片机主控芯片、以及作为控制输出端的电磁阀驱动模块构成；所述信号采集模块的数字信号输出端接主控芯片的对应信号输入脚，所述电磁阀驱动模块由通过光电隔离器件与主控芯片控制输出脚耦合连接的功率放大器件构成。

本发明再进一步的完善是，联动轴的另一端穿过隔盘的中心孔，通过外花键与摆线针轮副的转子的内花键传动啮合。

附图说明

图1为本发明一个实施例的机械结构示意图。

图2为图1实施例的液压系统结构示意图。

图3为图1实施例的工作原理框图。

图4-图10为图1实施例的配油补偿控制电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细描述。

本实施例的精确配油液压转向器基本结构如图1和图2所示，壳体1具有进油口P和分别与转向液压缸（图中未示）两端连通的左、右输油口L、R.壳体1一端制有流道的内孔中装有阀套2，阀套2内装有延伸出转向输入轴3-1的阀芯3，构成配流阀组件F1。转向输入轴3-1的端头通过花键与方向盘连接。阀芯3的内孔中穿装一端通过径向销4与阀套2形成周向约束的联动轴5，壳体1的另一端通过隔盘6与摆线针轮副F2的定子7固连。联动轴5的另一端穿过隔盘6的中心孔，通过外花键与摆线针轮副的转子8的内花键传动啮合。壳体1设有经配流阀组件后分别经过左、右输油口L、R与转向液压缸两端直接连通的两条配油补偿流道l、r。转向输入轴3-1装有固定在壳体1端头的盖板9，盖板9中凹槽内固定转角传感器10的固定感应器件10-1，而转向输入轴3-1的转轴上固定转角传感器10的转动传感器件10-2。转角传感器10的信号输出端接配油补偿控制电路11的信号输入端，而该控制电路11的控制输出端接配油补偿电磁阀F3的受控端，配油补偿电磁阀F3具有开通和关断位置。

配油补偿电磁阀F3处于图2所示关断位置时，进油口P通过配流阀组件F1并经摆线针轮副F2后，由与方向盘转动方向相应的输油口L、R之一输出压力油至转向液压缸，转向液压缸由输油口另一回油后从回油口T返回油池。当转向器因磨损出现内泄漏后，配油补偿控制电路可按预置或实时监测内泄漏得到的补偿率，根据实测方向盘转角，控制配油补偿电磁阀F3开通合适时长，由于处于开通位置时，进油口P在通过配流阀组件F1并经摆线针轮副F2输出压力油至转向液压缸的同时，还通过与配流阀组件经摆线针轮副相同流向的配油补偿流道l或r经相应的输油口直接向转向液压缸输出压力油，从而补偿转向器内泄漏导致的输出油量不足（参见图3）。由于配油补偿油路和转向器原有的输出油路相对独立，即经过配油补偿电磁阀F3的液压油不经过转向器内的摆线针轮副直接输出至转向液压缸，因此不会引起额外的阀套跟随运动，从而确保了转向操控的稳定可靠。

图2配油补偿控制电路11的具体构成如图4-图10所示，主要由作为信号输入端的FB9432S信号采集模块（图9）、STC11F60XE单片机主控芯片（图5）、以及作为控制输出端的电磁阀驱动模块（图8）构成。

信号采集模块的数字信号输出端5、7、8、9脚分别接主控芯片的对应信号输入脚21-24，可以将转角传感器输出至端子排J6的正弦电压转角信号进行解码，将交变电压信号转换为标准数字信号，再发送给STC11F60XE。

STC11F60XE为含有微处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、4个8位并行I/O口、串行口UART、定时器/计数器以及中断系统的单片机，可以对预置数据、输入实测数据进行处理后输出适当时长的控制信号。

电磁阀驱动模块由通过光电隔离器件与主控芯片控制输出脚P3.2耦合连接的两串联三极管功率放大器件构成，该功率放大器件的输出通过端子排J7的2个接线端子分别与配油补偿电磁阀的两根电源线连接。由于电磁阀线圈属于感性负载，会形成感应电压，为避免对其它元器件形成反向冲击，该模块还设置了两并联续流二极管。

此外，配油补偿控制电路还含有提供所需电压的供电模块（图4）、可以与外部电脑通信的MAX232数据通信模块（图6）、以及作为人与机器交换信息接口的人机交互模块（图7）。

试验表明，采用本实施例的转向器后，由于在内泄漏超过允许误差后，配油补偿控制电路打开配油补偿电磁阀为转向系统油路定量补充液压油，而转向器原有油路提供转向所需的主要输出流量，因此能够消除因内泄漏而造成的转向器配油不足，保证了转向器的配油精度，从而可以长期保持车辆转向系统的转向精度。

Claims (4)

1.一种精确配油液压转向器，包括具有进油口和分别与转向液压缸两端连通的左、右输油口的壳体，所述壳体一端制有流道的内孔中装有阀套，所述阀套内装有延伸出转向输入轴的阀芯，构成配流阀组件；所述阀芯的内孔中穿装一端通过径向销与所述阀套形成周向约束的联动轴，所述壳体的另一端通过隔盘与摆线针轮副的定子固连，所述联动轴的另一端穿过隔盘的中心孔与所述摆线针轮副的转子传动啮合；其特征在于：所述壳体设有经配流阀组件后分别经过左、右输油口与转向液压缸两端直接连通的两条配油补偿流道，所述转向输入轴装有转角传感器；所述转角传感器的信号输出端接配油补偿控制电路的信号输入端，所述控制电路的控制输出端接配油补偿电磁阀的受控端，所述配油补偿电磁阀具有开通和关断位置；所述配油补偿电磁阀受控处于开通位置时，所述进油口通过与配流阀组件经摆线针轮副相同流向的配油补偿流道接相应的输油口。

2.根据权利要求1所述的精确配油液压转向器，其特征在于：所述转向输入轴装有固定在壳体端头的盖板，所述盖板中凹槽内固定转角传感器的固定感应器件，所述转向输入轴上固定转角传感器的转动传感器件。

3.根据权利要求2所述的精确配油液压转向器，其特征在于：所述配油补偿控制电路主要由作为信号输入端的信号采集模块、单片机主控芯片、以及作为控制输出端的电磁阀驱动模块构成；所述信号采集模块的数字信号输出端接主控芯片的对应信号输入脚，所述电磁阀驱动模块由通过光电隔离器件与主控芯片控制输出脚耦合连接的功率放大器件构成。

4.根据权利要求3所述的精确配油液压转向器，其特征在于：所述联动轴的另一端穿过隔盘的中心孔，通过外花键与摆线针轮副的转子的内花键传动啮合。