CN106494502B - 分组转向系统 - Google Patents

Abstract

本发明分组转向系统涉及一种安装于车底盘上的使车辆转向的系统。其目的是为了提供一种分组转向系统，具有高安全性与高可靠性，同时使得转向车轮具有协调、正确的转角关系，提高车辆行驶时的操纵稳定性，满足在相关道路上的行驶需求。本发明分组转向系统包括前转向桥组和后转向桥组，前转向桥组包括前桥组和固定于车架(2)上的单回路转向器(1)，单回路转向器的输出轴固连有转向摇臂(3)，转向摇臂的另一端铰接有前直拉杆(4)，前直拉杆的另一端与前摆臂(5)的一端铰接，前摆臂的另一端铰接有后直拉杆(6)，后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构(17)，旋转存储式伺服机构与反馈拉杆(18)铰接。

Description

分组转向系统

技术领域

本发明涉及车底盘领域，特别是涉及一种安装于车底盘上的使车辆转向的系统。

背景技术

重型多轴特种车辆由于其大载荷、长轴距的特点，转向系统一般采用多轴分组转向系统方案。随着行驶速度的不断提高，车辆的操纵稳定性日益受到重视。车辆转向行驶时，全部车轮应瞬时转向中心进行旋转，任何车轮不应发生侧滑，同时应使由车轮跳动时产生的附加转角最小。然而，现有转向系统还无法满足车辆行驶的安全性与稳定性的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种分组转向系统，具有高安全性与高可靠性，同时使得转向车轮具有协调、正确的转角关系，提高车辆行驶时的操纵稳定性，满足在相关道路上的行驶需求。

本发明分组转向系统，包括前转向桥组和后转向桥组，

所述前转向桥组包括前桥组和固定于车架上的单回路转向器，所述单回路转向器的输出轴固连有转向摇臂，所述转向摇臂的另一端铰接有前直拉杆，所述前直拉杆的另一端与前摆臂的一端铰接，所述前摆臂的另一端铰接有后直拉杆，所述前桥组包括前左摆臂、前中拉杆、前右摆臂、前右立轴、前油缸臂、前油缸、前左边拉杆、前左转向梯形臂、前右边拉杆和前右转向梯形臂，所述前左摆臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂与后直拉杆铰接，所述第二臂上铰接有前左边拉杆和前中拉杆，所述前左边拉杆的另一端铰接有前左转向梯形臂，所述前左转向梯形臂与车架左侧车轮的转向节连接，所述前中拉杆的另一端铰接于前右摆臂上，所述前右摆臂上还铰接有前右边拉杆，所述前右边拉杆的另一端铰接有前右转向梯形臂，所述前右转向梯形臂与车架右侧车轮的转向节连接，所述前右摆臂固连于前右立轴上，所述前右立轴上还固连有前油缸臂，所述前油缸臂与前油缸的活塞杆端铰接，所述前油缸的缸筒端连接于车架上，所述前摆臂、前左摆臂和前右立轴均可转动地安装于车架上，

所述后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构，所述旋转存储式伺服机构与反馈拉杆铰接，所述后桥组包括后左摆臂、后中拉杆、后右摆臂、后右立轴、后油缸臂、后油缸、后左边拉杆、后左转向梯形臂、后右边拉杆和后右转向梯形臂，所述反馈拉杆与后油缸臂铰接，所述后油缸臂的另一端固连于后右立轴上，所述后油缸臂与后油缸的活塞杆端铰接，所述后油缸的缸筒端连接于车架上，所述后右立轴上还固连有后右摆臂，所述后右摆臂上铰接有后右边拉杆和后中拉杆，所述后右边拉杆的另一端铰接有后右转向梯形臂，所述后右转向梯形臂与车架右侧车轮的转向节连接，所述后中拉杆的另一端与后左摆臂铰接，所述后左摆臂上铰接有后左边拉杆，所述后左边拉杆的另一端铰接有后左转向梯形臂，所述后左转向梯形臂与车架左侧车轮的转向节连接，所述后右立轴和后左摆臂均可转动地安装于车架上。

本发明分组转向系统，其中所述前桥组设为三个，三个前桥组分别为第一前桥组、第二前桥组和第三前桥组，所述第一前桥组中的前左摆臂的第一臂与后直拉杆铰接，所述第一前桥组中的前左摆臂的第一臂上铰接有第一前纵拉杆，所述第一前纵拉杆的另一端与第二前桥组中的前左摆臂的第一臂铰接，所述第二前桥组中的前左摆臂的第一臂上铰接有第二前纵拉杆，所述第二前纵拉杆的另一端与第三前桥组中的前左摆臂的第一臂铰接，所述第一前桥组和第三前桥组中的前油缸均为助力油缸，所述第二前桥组中的前油缸为组合油缸。

本发明分组转向系统，其中所述后桥组设为两个，两个后桥组分别为第一后桥组和第二后桥组，所述反馈拉杆与第一后桥组中的后油缸臂铰接，所述第一后桥组和第二后桥组中的后左摆臂均包括第一摆臂和第二摆臂，所述第二摆臂上铰接有后中拉杆和后左边拉杆，所述第一后桥组中的后左摆臂的第一摆臂上铰接有后纵拉杆，所述后纵拉杆的另一端与第二后桥组中的后左摆臂的第一摆臂铰接，所述第一后桥组中的后油缸为助力对正油缸，所述第二后桥组中的后油缸为助力油缸。

本发明分组转向系统，其中所述前左摆臂可转动地安装在车架上的方式为，所述前左摆臂通过轴承可转动地安装在前左立轴上，所述前左立轴固定设在车架上。

本发明分组转向系统，其中所述后左摆臂可转动地安装在车架上的方式为，所述后左摆臂通过轴承可转动地安装在后左立轴上，所述后左立轴固定设在车架上。

本发明分组转向系统，其中所述前右立轴可转动地安装在车架上的方式为，所述前右立轴通过轴承可转动地安装在车架上。

本发明分组转向系统，其中所述后右立轴可转动地安装在车架上的方式为，所述后右立轴通过轴承可转动地安装在车架上。

本发明分组转向系统与现有技术不同之处在于本发明包括前转向桥组和后转向桥组，所述前转向桥组包括前桥组和固定于车架上的单回路转向器，所述单回路转向器通过转向摇臂、前直拉杆、前摆臂以及后直拉杆与前桥组连接，前桥组用于控制车架前侧车轮的转向；所述后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构，所述旋转存储式伺服机构通过反馈拉杆与后桥组连接，后桥组用于控制车架后侧车轮的转向。前转向桥组中的油缸通过液压系统与后转向桥组中的旋转存储式伺服机构连通，通过液压系统的作用，前、后转向桥组能够同时动作，使车架前侧的车轮与车架后侧的车轮同时向左或右转动，具有高安全性与高可靠性，同时使得转向车轮具有协调、正确的转角关系，提高车辆行驶时的操纵稳定性，满足在相关道路上的行驶需求。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明分组转向系统的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为图1中B处的局部放大图；

图5为图2中C处的局部放大图；

图6为图2中D处的局部放大图；

图7为本发明分组转向系统中的前/后左立轴的安装状态图；

图8为本发明分组转向系统中的前/后右立轴的安装状态图；

图9为本发明中的转向液压系统原理图。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2～6所示，本发明分组转向系统，包括前转向桥组和后转向桥组。

所述前转向桥组包括前桥组和固定于车架2上的单回路转向器1，单回路转向器1安装于转向器支架上，所述转向器支架固定设在车架2上。

所述单回路转向器1的输出轴通过花键固连有转向摇臂3，保证单回路转向器1输出转角与转向摇臂3转角能够一一对应。同时，转向分配阀集成于单回路转向器1内部，为转向液压系统的重要组成部件。所述转向摇臂3的另一端铰接有前直拉杆4，所述前直拉杆4的另一端与前摆臂5的一端铰接，所述前摆臂5的另一端铰接有后直拉杆6，所述前桥组包括前左摆臂7、前中拉杆8、前右摆臂9、前右立轴10、前油缸臂11、前油缸12、前左边拉杆13、前左转向梯形臂14、前右边拉杆15和前右转向梯形臂16，所述前左摆臂7包括第一臂和第二臂，所述第一臂与后直拉杆6铰接，所述第二臂上铰接有前左边拉杆13和前中拉杆8，所述前左边拉杆13的另一端铰接有前左转向梯形臂14，所述前左转向梯形臂14与车架2左侧车轮的转向节连接，所述前中拉杆8的另一端铰接于前右摆臂9上，所述前右摆臂9上还铰接有前右边拉杆15，所述前右边拉杆15的另一端铰接有前右转向梯形臂16，所述前右转向梯形臂16与车架2右侧车轮的转向节连接，所述前右摆臂9固连于前右立轴10上，所述前右立轴10上还固连有前油缸臂11，所述前油缸臂11与前油缸12的活塞杆端铰接，所述前油缸12的缸筒端连接于车架2上，所述前摆臂5、前左摆臂7和前右立轴10均可转动地安装于车架2上。

所述后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构17，所述旋转存储式伺服机构17与反馈拉杆18铰接，所述后桥组包括后左摆臂19、后中拉杆20、后右摆臂21、后右立轴22、后油缸臂23、后油缸24、后左边拉杆25、后左转向梯形臂26、后右边拉杆27和后右转向梯形臂28，所述反馈拉杆18与后油缸臂23铰接，所述后油缸臂23的另一端固连于后右立轴22上，所述后油缸臂23与后油缸24的活塞杆端铰接，所述后油缸24的缸筒端连接于车架2上，所述后右立轴22上还固连有后右摆臂21，所述后右摆臂21上铰接有后右边拉杆27和后中拉杆20，所述后右边拉杆27的另一端铰接有后右转向梯形臂28，所述后右转向梯形臂28与车架2右侧车轮的转向节连接，所述后中拉杆20的另一端与后左摆臂19铰接，所述后左摆臂19上铰接有后左边拉杆25，所述后左边拉杆25的另一端铰接有后左转向梯形臂26，所述后左转向梯形臂26与车架2左侧车轮的转向节连接，所述后右立轴22和后左摆臂19均可转动地安装于车架2上。

所述前右立轴10的上端通过花键固连所述前油缸臂11，并利用圆螺母进行轴向上的限位。所述前右立轴10的下端通过花键固连所述前右摆臂9，并利用圆螺母进行轴向上的限位。

所述后右立轴22的上端通过花键固连所述后油缸臂23，并利用圆螺母进行轴向上的限位。所述后右立轴22的下端通过花键固连所述后右摆臂21，并利用圆螺母进行轴向上的限位。

由上述可知，前油缸臂11、前右摆臂9安装在前右立轴10上的方式与后油缸臂23、后右摆臂21安装在后右立轴22上的方式相同，如图8所示，以前油缸臂11、前右摆臂9安装在前右立轴10上为例进行详细描述，前右立轴10通过轴承可转动地安装在车架2上，前油缸臂11和前右摆臂9均通过花键固连在前右立轴10上，以保证在转动过程中，前右摆臂9、前油缸臂11、前右立轴10之间无任何相对运动，能够以同一个刚体的形式绕前右立轴10回转轴线进行旋转运动。

本实施例以适用于八轴车(本发明还可适用于两轴车以及两轴车以上的多轴车)的分组转向系统为例进行详细说明如下：

本发明分组转向系统，其中所述前桥组设为三个，三个前桥组分别为第一前桥组、第二前桥组和第三前桥组，第一、二、三前桥组分别安装于车架2的一、二、三桥。所述第一前桥组中的前左摆臂7的第一臂与后直拉杆6铰接，所述第一前桥组中的前左摆臂7的第一臂上铰接有第一前纵拉杆29，所述第一前纵拉杆29的另一端与第二前桥组中的前左摆臂7的第一臂铰接，所述第二前桥组中的前左摆臂7的第一臂上铰接有第二前纵拉杆30，所述第二前纵拉杆30的另一端与第三前桥组中的前左摆臂7的第一臂铰接，所述第一前桥组和第三前桥组中的前油缸12均为助力油缸，所述第二前桥组中的前油缸12为组合油缸。

本发明分组转向系统，其中所述后桥组设为两个，两个后桥组分别为第一后桥组和第二后桥组，第一后桥组安装于车架2的八桥，第二后桥组安装于车架2的七桥。所述反馈拉杆18与第一后桥组中的后油缸臂23铰接，所述第一后桥组和第二后桥组中的后左摆臂19均包括第一摆臂和第二摆臂，所述第二摆臂上铰接有后中拉杆20和后左边拉杆25，所述第一后桥组中的后左摆臂19的第一摆臂上铰接有后纵拉杆31，所述后纵拉杆31的另一端与第二后桥组中的后左摆臂19的第一摆臂铰接，所述第一后桥组中的后油缸24为助力对正油缸，所述第二后桥组中的后油缸24为助力油缸。

本发明分组转向系统，其中所述前左摆臂7可转动地安装在车架2上的方式为，所述前左摆臂7通过轴承可转动地安装在前左立轴32上，所述前左立轴32固定设在车架2上。前左立轴32的数量与前左摆臂7相同且一一对应，前左摆臂7分别通过轴承安装在与其相对应的前左立轴32上。

本发明分组转向系统，其中所述后左摆臂19可转动地安装在车架2上的方式为，所述后左摆臂19通过轴承可转动地安装在后左立轴33上，所述后左立轴33固定设在车架2上。后左立轴33的数量与后左摆臂19相同且一一对应，后左摆臂19分别通过轴承安装在与其相对应的后左立轴33上。

本发明中的前摆臂5与前/后左摆臂安装在车架2上的方式相同，即前摆臂5也通过轴承可转动地安装在一立轴34上，所述立轴34固定设在车架2上。如图7所示，以前左摆臂7为例进行详细描述：前左摆臂7回转轴孔内部预先安装翻边双金属轴承、2个防尘圈，防尘圈分别位于翻边双金属轴承两侧。将完成上述组装工作之后的前左摆臂7安装于前左立轴32上，使得前左摆臂7能够相对于前左立轴32自由旋转；前左立轴32固定于车架2上，不能进行转动；前左摆臂7下方通过端盖、圆螺母进行轴向方向的限位，保证其竖直方向上的定位，在进行回转运动时无任何轴向方向的振动。

本发明分组转向系统，其中所述前右立轴10可转动地安装在车架2上的方式为，所述前右立轴10通过轴承可转动地安装在车架2上。

本发明分组转向系统，其中所述后右立轴22可转动地安装在车架2上的方式为，所述后右立轴22通过轴承可转动地安装在车架2上。

用于安装前摆臂5的立轴34、三个前左立轴32以及两个后左立轴33均由支架固定在车架2左侧纵梁上；三个前右立轴10、两个后右立轴22均通过支架安装于车架2右侧纵梁上，前/后左立轴不能进行回转运动，而前/后右立轴能够进行回转运动。

除连接前摆臂5的立轴34外，其余每桥的左立轴与其相应桥的右立轴对称布置，并保证每桥的左摆臂与其相应桥的右摆臂高度位于同一平面上，同时前摆臂与每桥的左立轴高度也位于同一平面上。

前直拉杆4两端为球头结构，两端球头分别与转向摇臂3、前摆臂5进行连接，将转向摇臂3的运动传递到前摆臂5，使其绕立轴进行旋转。

后直拉杆6连接前摆臂5与一桥前左摆臂7，将前摆臂5的运动传递到一桥前左摆臂7，使其绕前左立轴进行旋转；由于后直拉杆6连接的前摆臂5与一桥前左摆臂7位于同一高度，因此后直拉杆6采用两端销轴回转方式。

第一前纵拉杆29连接一桥前左摆臂7与二桥前左摆臂7，将一桥前左摆臂7的运动传递到二桥前左摆臂7，使其绕前左立轴进行旋转；由于第一前纵拉杆29连接的一桥前左摆臂7与二桥前左摆臂7位于同一高度，因此第一前纵拉杆29采用两端销轴回转方式。

第二前纵拉杆30连接二桥前左摆臂7与三桥前左摆臂7，将二桥前左摆臂7的运动传递到三桥前左摆臂7，使其绕前左立轴进行旋转；由于第二前纵拉杆30连接的二桥前左摆臂7与三桥前左摆臂7位于同一高度，因此第二前纵拉杆30采用两端销轴回转方式。

第一前桥组中的前中拉杆8两端为球头结构，其水平连接一桥前左摆臂7与一桥前右摆臂9，将一桥前左摆臂7的运动传递到一桥前右摆臂9，使得一桥的前右摆臂9、前右立轴10、前油缸臂11共同绕前右立轴10回转轴线进行旋转运动。

第二前桥组中的前中拉杆8两端为球头结构，其水平连接二桥前左摆臂7与二桥前右摆臂9，将二桥前左摆臂7的运动传递到二桥前右摆臂9，使得二桥的前右摆臂9、前右立轴10、前油缸臂11共同绕前右立轴10回转轴线进行旋转运动。

第三前桥组中的前中拉杆8两端为球头结构，其水平连接三桥前左摆臂7与三桥前右摆臂9，将三桥前左摆臂7的运动传递到三桥前右摆臂9，使得三桥的前右摆臂9、前右立轴10、前油缸臂11共同绕前右立轴10回转轴线进行旋转运动。

第一前桥组中的助力油缸缸筒端连接于车架支架2上，活塞杆端连接于一桥前油缸臂11上。一桥前油缸臂11绕其旋转中心的旋转运动，能够带动助力油缸进行伸缩运动。

第二前桥组中的组合油缸缸筒端连接于车架支架2上，活塞杆端连接于二桥前油缸臂11上。二桥前油缸臂11绕其旋转中心的旋转运动，能够带动组合油缸进行伸缩运动。

第三前桥组中的助力油缸缸筒端连接于车架支架2上，活塞杆端连接于三桥前油缸臂11上。三桥前油缸臂11绕其旋转中心的旋转运动，能够带动助力油缸进行伸缩运动。

当组合油缸行程超过随控阀设定开启值时，组合油缸内部的两个静液腔油液不再相互连通，导致静液腔内部油液压力不平衡，推动旋转存储式伺服机构17进行运动。即是通过液压系统的传递，保证将组合油缸的伸缩运动，转化为旋转存储式伺服机构17的旋转运动，同时组合油缸的伸缩运动与旋转存储式伺服机构17的旋转运动一一对应。

反馈拉杆18两端为球头结构，其水平连接旋转存储式伺服机构17与八桥后油缸臂23，将旋转存储式伺服机构17的运动传递到八桥后油缸臂23，使得八桥后油缸臂23、后右立轴22、八桥后右摆臂21共同绕后右立轴22回转轴线进行旋转运动。

第一后桥组中的后中拉杆20两端为球头结构，其水平连接八桥后左摆臂19与八桥后右摆臂21，将八桥后右摆臂21的运动传递到八桥后左摆臂19，使得八桥后左摆臂19绕后左立轴33进行旋转。

后纵拉杆31连接八桥后左摆臂19与七桥后左摆臂19，将八桥后左摆臂19的运动传递到七桥后左摆臂19，使其绕后左立轴33进行旋转；由于后纵拉杆31连接的八桥后左摆臂19与七桥后左摆臂19位于同一高度，因此后纵拉杆31采用两端销轴回转方式。

第二后桥组中的后中拉杆20两端为球头结构，其水平连接七桥后左摆臂19与七桥后右摆臂21，将七桥后左摆臂19的运动传递到七桥后右摆臂21，使得七桥后右摆臂21、后右立轴22、七桥后油缸臂23共同绕后右立轴22回转轴线进行旋转运动。

第二后桥组中的助力油缸缸筒端连接于车架支架2上，活塞杆端连接于七桥后油缸臂23上。七桥后油缸臂23绕其旋转中心的旋转运动，能够带动助力油缸进行伸缩运动。

第一后桥组中的助力对正油缸缸筒端连接于车架支架2上，活塞杆端连接于八桥后油缸臂23上。八桥后油缸臂23绕其旋转中心的旋转运动，能够带动助力对正油缸进行伸缩运动。

转向梯形臂安装固定于转向节上，每个转向车轮即安装一个转向梯形臂，共10个转向梯形臂。在本实施例中，转向梯形臂包括前左转向梯形臂14、前右转向梯形臂16、后左转向梯形臂26和后右转向梯形臂28。

边拉杆两端为球头结构，两端球头分别与各自的转向梯形臂与左摆臂/右摆臂进行连接，将左摆臂/右摆臂的运动传递到转向梯形臂，并带动转向车轮绕主销完成动作。在本实施例中，边拉杆包括前左边拉杆13、前右边拉杆15、后左边拉杆25和后右边拉杆27。10个边拉杆长度、外形完全一致。

本发明中的转向液压系统原理如图9所示。

具体工作原理如下所述：

油源部分由齿轮泵、两台应急泵和两个限流分配安全阀组成。系统工作时，齿轮泵的第一联与分动器前应急泵的油液共同进入限流分配安全阀Ⅱ，为前转向桥组供油，齿轮泵的第二联与分动器后应急泵的油液共同进入限流分配安全阀Ⅰ，为后转向桥组供油。

限流分配安全阀工作原理：当主泵(P1口)单独供油量无法满足转向要求时，此时由应急泵(P2口)和主泵(P1口)合流供油满足转向需求。当主泵(P1口)输出流量满足转向要求时，节流口两端产生压差，使应急泵(P2口)切换卸荷。当主泵(P1口)输出流量高于转向要求时，应急泵(P2口)切换卸荷，同时主泵(P1口)的一部分流量也切换卸荷，主泵部分流量即可满足转向需求。双联泵中某一联泵失效而流量不能满足转向要求时，应急泵自动接上，仍能提供一定的转向动力，提高了可靠性和安全性。当系统出现故障或过载时，A口压力升高，此时安全阀工作，实现系统卸荷。该元件避免了流量过大，使转向更加平稳，实现了两个泵流量的合理分配，降低了系统发热量。

前转向桥组由转向器分配阀、助力油缸、组合油缸等组成。当方向盘转动时，转向器分配阀换向，限流分配阀Ⅱ的油液通过转向器分配阀进入助力油缸和组合油缸动液腔，为助力油缸和组合油缸提供动力，通过转向杆系推动车轮总成转向。当方向盘停止转动时，转向杆系的直拉杆机构使转向器分配阀回到中位，实现前转向桥组车轮总成转角与方向盘转角的随动功能。

后转向桥组包括组合油缸静液腔、旋转存储式伺服机构、助力对正油缸和助力油缸等。前转向桥组转向时，组合油缸从中位开始伸出或收缩，当其行程未超过随控阀设定开启值时，随控阀阀芯沟通两静液腔并与液压油箱连通，两静液腔油液的压力平衡，反馈控制阀在弹簧力和控制腔液压力的共同作用下，使伺服阀阀芯保持在中位。此时，后转向桥组不进行转向动作，提高车辆高速行驶时的稳定性与行驶安全性。

当组合油缸行程超过随控阀设定开启值后，随控阀将两静液腔互相隔离形成前、后转向桥组的静液连通管道，静液系统油液形成一定压力差，推动反馈控制阀活塞上的齿条作直线运动，从而带动旋转存储式伺服阀上齿轮转动，伺服阀阀芯偏离中位，限流分配阀Ⅰ的油液进入助力油缸和助力对正油缸，通过转向杆系推动后转向桥组车轮总成转向。当组合油缸运动到一定位置，停止转向时，通过转向杆系的反馈拉杆机构伺服阀的阀芯回到中位，实现后转向桥组车轮总成与前转向桥组及方向盘转角的随动功能。

背压安全阀位于前转向桥组回油路上，由转向器分配阀回油产生的背压，其一为静液系统充压，提高系统刚度；其二在车辆直线行驶时与反馈控制阀的回位弹簧共同作用保持阀芯中位；其三为助力对正油缸提供对正压力，在车辆直线行驶时将后转向桥组车轮总成锁定在中位，提高直线行驶的稳定性与安全性。

接通卸荷安全阀块总成后，静液系统与油箱连通，无法形成前、后转向桥组的静液连通管道，使得后转向桥组完成锁止，无法进行转向动作。

本发明包括前转向桥组和后转向桥组，所述前转向桥组包括前桥组和固定于车架2上的单回路转向器1，所述单回路转向器1通过转向摇臂3、前直拉杆4、前摆臂5以及后直拉杆6与前桥组连接，前桥组用于控制车架2前侧车轮的转向；所述后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构17，所述旋转存储式伺服机构17通过反馈拉杆18与后桥组连接，后桥组用于控制车架2后侧车轮的转向。前转向桥组中的组合油缸通过液压系统与后转向桥组中的旋转存储式伺服机构17连通，通过液压系统的作用，前、后转向桥组能够同时动作，使车架2前侧的车轮与车架2后侧的车轮同时向左或右转动，具有高安全性与高可靠性，同时使得转向车轮具有协调、正确的转角关系，提高车辆行驶时的操纵稳定性，满足在相关道路上的行驶需求。

本具体实施方式采用的技术方案简单概括如下：

(1)车辆为八轴自行式底盘，转向系统采用动液伺服、静液联动、机械反馈多轴分组同步转向系统，其中：1、2、3桥为前转向桥组，7、8桥为后转向桥组，4、5、6桥为非转向桥；

(2)虚轴位置位于5桥轴线处，通过合理的关键点设计，保证转向时各转向车轮转角关系合理，能够按照同一瞬时转向中心进行转动；同时后转向桥组相对于前转向桥组反方向转动，满足车辆的通过性要求；

(3)前转向桥组采用动液伺服、机械反馈方案，在转向器分配阀、组合油缸、助力油缸及杆系作用下实现转向；

(4)后转向桥组采用动液伺服、机械反馈方案，在旋转存储式伺服机构、助力油缸及杆系作用下实现转向；

(5)前转向桥组组合油缸静液腔和后转向桥组旋转存储式伺服机构中的反馈控制阀构成密闭的静液通道，从而将前、后转向桥组通过静液联动形式连接起来，实现整个底盘的同步转向；

(6)转向系统由转向杆系和转向液压系统组成；

(7)转向杆系由转向梯形机构、轴间纵拉杆机构、转向直拉杆机构和反馈拉杆机构组成：转向梯形机构传递左、右车轮总成之间的转角关系，采用断开式转向梯形，由梯形臂、边拉杆、摆臂和中拉杆组成，前转向桥组梯形后置，后转向桥组梯形前置；轴间纵拉杆机构传递各桥之间的转角关系，由摆臂、纵拉杆组成，布置在车架下方；转向直拉杆机构传递转向摇臂与1桥转向车轮总成之间的转角关系，由后直拉杆、前摆臂、前直拉杆和转向摇臂组成；反馈拉杆机构传递转向液压系统伺服机构摆臂与8桥转向车轮之间的转角关系；

(8)通过对断开点位置的合理选取，以两端均为球铰链结构的边拉杆连接摆臂与转向梯形臂，使得当车轮跳动时，转向系统与悬架导向机构之间运动关系协调，仅产生较小的附加转角；

(8)转向液压系统由三联齿轮泵、应急泵、限流分配安全阀、转向器分配阀、集成随控阀功能的组合油缸、旋转存储式伺服机构(包括反馈控制阀和伺服阀)、助力对正缸、转向助力缸、背压安全阀、卸荷安全阀块总成、液压管路等组成；

(9)转向液压系统为转向动作提供助力作用，并实现车轮转角与方向盘转角之间的随动功能；

(10)当前转向桥组处于小角度转向工况时，组合油缸行程未超过随控阀设定开启值，随控阀沟通静液通道并与液压油箱连通，两静液腔油液压力平衡，反馈控制阀在弹簧力和控制腔液压力的共同作用下，伺服阀阀芯保持在中位，使得后转向桥组不进行转向动作，避免由于微小干扰输入引起的后桥响应，提高车辆高速行驶时的稳定性；

(11)接通卸荷安全阀块总成后，静液系统与油箱连通，无法形成前、后转向桥组的静液连通管道，使得后转向桥组不能进行转向动作，提高车辆高速行驶时的稳定性；

(12)背压安全阀位于前转向桥组回油路上，由转向器分配阀回油产生的背压，其一为静液系统充压，提高系统刚度；其二在车辆直线行驶时与反馈控制阀的回位弹簧共同作用保持阀芯中位；其三为助力对正缸提供对正压力，在车辆直线行驶时将后转向桥组车轮锁止在中位，提高车辆直线行驶的稳定性；

(13)各桥左摆臂总成通过翻边双金属轴承与左立轴总成进行连接配合，能够实现摆臂运动时的灵活、无卡滞，并且免于维护；

(14)各桥右立轴总成两端均为外花键结构，其下端外花键与右摆臂总成内花键相配合，上端外花键与助力缸臂总成内花键相配合；转向运动时，右立轴总成、右摆臂总成、助力缸臂总成同时绕右立轴总成轴线进行旋转运动。

本发明的有益效果还是以本发明应用于八轴车为例进行说明：

(1)将虚轴位置定于5桥轴线处，以1、2、3桥作为前转向桥组，7、8桥作为后转向桥组，4、5、6桥为非转向桥，可以得到较小的转弯直径，满足整车通过性要求，同时非转向桥轮胎磨损量较小；

(2)前转向桥组内采用杆系相连接，提高其可靠性，并实现1、2、3桥车轮的同步转向；

(3)后转向桥组内采用杆系相连接，提高其可靠性，并实现7、8桥车轮的同步转向；

(4)前、后转向桥组之间通过静液联动形式相连接，可以实现整个底盘的同步转向，使得所有转向车轮可以绕同一转向瞬心进行选择，将轮胎磨损量降到最低，同时简化转向杆系的设计，避免因转向拉杆过长而产生较大的柔度使得后转向桥组发生摆振现象；

(5)通过对组合油缸内部的随控阀设定一应的开启压力，使得在小角度转向工况时，后转向桥组不进行转向动作，避免因微小扰动输入而引起的后桥转向响应，提高车辆高速行驶时的稳定性与行车安全性；

(6)转向液压系统提供合理的转向助力值，即降低了驾驶员的工作强度，同时保留了一定的路感，符合一般的驾驶习惯；

(7)转向杆系布置在车架下方，结构紧凑，布置合理、美观，空间利用率较高；

(8)转向关键点位置的合理选取，使得各转向车轮之间的实际转角关系，与阿克曼原理理论转角关系保持较高精度的一致性，提高了转向精度，有效减小轮胎磨损量；

(9)通过对断开点位置的合理选取，使得转向系统与悬架导向机构之间运动关系协调，车轮跳动时仅产生较小的附加转角；

(10)转向系统可以实现在直线行驶时后转向桥组车轮对中锁止功能，以及后转向桥组转向锁止功能，提高车辆高速行驶时的稳定性与行车安全性；

(11)各桥左摆臂总成使用翻边双金属轴承与左立轴总成进行连接配合，能够实现摆臂运动时的灵活、无卡滞，并且免于维护，减轻后续车辆维护保养的工作量；

(12)右摆臂总成与助力缸臂总成通过花键与右立轴总成相配合，连接可靠牢固，运动关系准确唯一，结构简单，空间利用率较高；

(13)各摆臂结构采用拓扑优化的设计方法，使其在满足强度、刚度要求情况下，具有较小的重量，符合轻量化的设计思路。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种分组转向系统，其特征在于：包括前转向桥组和后转向桥组，

所述前转向桥组包括前桥组和固定于车架(2)上的单回路转向器(1)，所述单回路转向器的输出轴固连有转向摇臂(3)，所述转向摇臂的另一端铰接有前直拉杆(4)，所述前直拉杆的另一端与前摆臂(5)的一端铰接，所述前摆臂的另一端铰接有后直拉杆(6)，所述前桥组包括前左摆臂(7)、前中拉杆(8)、前右摆臂(9)、前右立轴(10)、前油缸臂(11)、前油缸(12)、前左边拉杆(13)、前左转向梯形臂(13)、前右边拉杆(15)和前右转向梯形臂(16)，所述前左摆臂包括第一臂和第二臂，所述第一臂与后直拉杆铰接，所述第二臂上铰接有前左边拉杆和前中拉杆，所述前左边拉杆的另一端铰接有前左转向梯形臂，所述前左转向梯形臂与车架左侧车轮的转向节连接，所述前中拉杆的另一端铰接于前右摆臂上，所述前右摆臂上还铰接有前右边拉杆，所述前右边拉杆的另一端铰接有前右转向梯形臂，所述前右转向梯形臂与车架右侧车轮的转向节连接，所述前右摆臂固连于前右立轴上，所述前右立轴上还固连有前油缸臂，所述前油缸臂与前油缸的活塞杆端铰接，所述前油缸的缸筒端连接于车架上，所述前摆臂、前左摆臂和前右立轴均可转动地安装于车架上，

所述后转向桥组包括后桥组和旋转存储式伺服机构(17)，所述旋转存储式伺服机构与反馈拉杆(18)铰接，所述后桥组包括后左摆臂(19)、后中拉杆(20)、后右摆臂(21)、后右立轴(22)、后油缸臂(23)、后油缸(24)、后左边拉杆(25)、后左转向梯形臂(26)、后右边拉杆(27)和后右转向梯形臂(28)，所述反馈拉杆与后油缸臂铰接，所述后油缸臂的另一端固连于后右立轴上，所述后油缸臂与后油缸的活塞杆端铰接，所述后油缸的缸筒端连接于车架上，所述后右立轴上还固连有后右摆臂，所述后右摆臂上铰接有后右边拉杆和后中拉杆，所述后右边拉杆的另一端铰接有后右转向梯形臂，所述后右转向梯形臂与车架右侧车轮的转向节连接，所述后中拉杆的另一端与后左摆臂铰接，所述后左摆臂上铰接有后左边拉杆，所述后左边拉杆的另一端铰接有后左转向梯形臂，所述后左转向梯形臂与车架左侧车轮的转向节连接，所述后右立轴和后左摆臂均可转动地安装于车架上，

所述前油缸通过液压系统与所述旋转存储式伺服机构连通。

2.根据权利要求1所述的分组转向系统，其特征在于：所述前桥组设为三个，三个前桥组分别为第一前桥组、第二前桥组和第三前桥组，所述第一前桥组中的前左摆臂(7)的第一臂与后直拉杆(6)铰接，所述第一前桥组中的前左摆臂的第一臂上铰接有第一前纵拉杆(29)，所述第一前纵拉杆的另一端与第二前桥组中的前左摆臂的第一臂铰接，所述第二前桥组中的前左摆臂的第一臂上铰接有第二前纵拉杆(30)，所述第二前纵拉杆的另一端与第三前桥组中的前左摆臂的第一臂铰接，所述第一前桥组和第三前桥组中的前油缸(12)均为助力油缸，所述第二前桥组中的前油缸为组合油缸。

3.根据权利要求2所述的分组转向系统，其特征在于：所述后桥组设为两个，两个后桥组分别为第一后桥组和第二后桥组，所述反馈拉杆(18)与第一后桥组中的后油缸臂(23)铰接，所述第一后桥组和第二后桥组中的后左摆臂(19)均包括第一摆臂和第二摆臂，所述第二摆臂上铰接有后中拉杆(20)和后左边拉杆(25)，所述第一后桥组中的后左摆臂的第一摆臂上铰接有后纵拉杆(31)，所述后纵拉杆的另一端与第二后桥组中的后左摆臂的第一摆臂铰接，所述第一后桥组中的后油缸为助力对正油缸，所述第二后桥组中的后油缸为助力油缸。

4.根据权利要求3所述的分组转向系统，其特征在于：所述前左摆臂(7)可转动地安装在车架(2)上的方式为，所述前左摆臂通过轴承可转动地安装在前左立轴(32)上，所述前左立轴固定设在车架上。

5.根据权利要求4所述的分组转向系统，其特征在于：所述后左摆臂(19)可转动地安装在车架(2)上的方式为，所述后左摆臂通过轴承可转动地安装在后左立轴(33)上，所述后左立轴固定设在车架上。

6.根据权利要求5所述的分组转向系统，其特征在于：所述前右立轴(10)可转动地安装在车架(2)上的方式为，所述前右立轴通过轴承可转动地安装在车架上。

7.根据权利要求6所述的分组转向系统，其特征在于：所述后右立轴(22)可转动地安装在车架(2)上的方式为，所述后右立轴通过轴承可转动地安装在车架上。