CN107856732B - 用于多模式控制的电液转向液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于多模式控制的电液转向液压系统，其包括液压油箱，液压油箱上连接有前、后桥回路，前桥回路包括前桥进油管，其另一端与助力油缸连接，前桥进油管上依次安装有齿轮泵、流量指示阀、限流分配安全阀和转向分配阀，助力油缸连接回油管，回油管的另一端与液压油箱连接，后桥回路包括后桥进油管，其另一端与助力对正缸连接，后桥进油管上依次安装有变量柱塞泵和助力对正控制阀块，助力对正缸与回油管连接，液压油箱上连接有应急油路，其另一端连接有应急油源控制阀块。其目的是为了提供一种用于多模式控制的电液转向液压系统，使车辆实现多模式分组转向的功能，并且能够根据不同的车速选择适合的转向模式。

Description

用于多模式控制的电液转向液压系统
技术领域
本发明涉及车辆领域，特别是涉及一种特种车底盘转向液压系统。
背景技术
随着车辆技术的发展。大型车辆对高机动、高通过性提出了越来越高的要求，在车辆进行低速转弯时，为了减少转弯半径提高机动性，需要车辆进行多轴转向；在高速直线行驶时需要车辆后桥能够可靠锁住，防止车辆产生摆尾；为了保证系统的安全可靠，要求车辆能够根据不同的车速选择不同的转向模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于多模式控制的电液转向液压系统，使车辆实现多模式分组转向的功能，并且能够根据不同的车速选择适合的转向模式。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，包括液压油箱，所述液压油箱上连接有前桥回路和后桥回路，所述前桥回路包括与所述液压油箱相连的前桥进油管，所述前桥进油管的另一端与助力油缸连接，所述前桥进油管上从所述液压油箱至所述助力油缸方向上依次安装有齿轮泵、流量指示阀、限流分配安全阀和转向分配阀，所述助力油缸上连接有第一回油支管，所述第一回油支管的另一端通过所述转向分配阀后与所述限流分配安全阀连接，所述第一回油支管上连接有回油管，所述回油管的另一端与所述液压油箱连接，所述回油管上安装有散热器，所述后桥回路包括与所述液压油箱连接的后桥进油管，所述后桥进油管的另一端与助力对正缸连接，所述后桥进油管上从所述液压油箱至所述助力对正缸方向上依次安装有变量柱塞泵和控制所述助力对正缸的助力对正控制阀块，所述助力对正缸上连接有第二回油支管，所述第二回油支管通过所述助力对正控制阀块后与所述回油管连接，所述液压油箱上连接有应急油路，所述应急油路的另一端连接有应急油源控制阀块，所述应急油源控制阀块将应急油路分为两个应急支油路，一个所述应急支油路通过所述限流分配安全阀与前桥进油管连接，另一个所述应急支油路与所述后桥进油管连接，所述应急油源控制阀块还与回油管连接。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述液压油箱上设有低液位报警装置。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述齿轮泵和变量柱塞泵均通过发动机驱动。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述应急泵通过分动箱驱动。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述应急油源控制阀块、助力对正控制阀块以及应急油源控制阀块和助力对正控制阀块之间的后桥进油管上分别设置有传感器。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统与现有技术不同之处在于本发明采用分组转向形式，分为前桥回路和后桥回路，前桥回路采用液压助力机械反馈转向系统；后桥回路采用电液比例控制转向系统。后桥回路可根据前桥回路状态和不同车速实现不同的转向模式。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明用于多模式控制的电液转向液压系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明用于多模式控制的电液转向液压系统包括液压油箱12，所述液压油箱12上连接有前桥回路和后桥回路，所述前桥回路包括与所述液压油箱12相连的前桥进油管，所述前桥进油管的另一端与助力油缸6连接，所述前桥进油管上从所述液压油箱12至所述助力油缸6方向上依次安装有齿轮泵2、流量指示阀4、限流分配安全阀3和转向分配阀5，所述助力油缸6上连接有第一回油支管，所述第一回油支管的另一端通过所述转向分配阀5后与所述限流分配安全阀3连接，所述第一回油支管上连接有回油管，所述回油管的另一端与所述液压油箱12连接，所述回油管上安装有散热器11，所述后桥回路包括与所述液压油箱12连接的后桥进油管，所述后桥进油管的另一端与助力对正缸10连接，所述后桥进油管上从所述液压油箱12至所述助力对正缸10方向上依次安装有变量柱塞泵1和控制所述助力对正缸10的助力对正控制阀块9，所述助力对正缸10上连接有第二回油支管，所述第二回油支管通过所述助力对正控制阀块9后与所述回油管连接，所述液压油箱12上连接有应急油路，所述应急油路的另一端连接有应急油源控制阀块8，所述应急油源控制阀块8将应急油路分为两个应急支油路，一个所述应急支油路通过所述限流分配安全阀3与前桥进油管连接，另一个所述应急支油路与所述后桥进油管连接，所述应急油源控制阀块8还与回油管连接。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述液压油箱12上设有低液位报警装置121。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述齿轮泵2和变量柱塞泵1均通过发动机驱动。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述应急泵7通过分动箱驱动。
本发明用于多模式控制的电液转向液压系统，其中所述应急油源控制阀块8、助力对正控制阀块9以及应急油源控制阀块8和助力对正控制阀块9之间的后桥进油管上分别设置有传感器。在本实施例中，设置有两组助力对正缸10，两组助力对正缸10并联布置，与助力对正缸10一一对应的助力对正控制阀块9也设为两个。所述传感器设置为4个，分别为设置在应急油源控制阀块8上的BP1、设置在应急油源控制阀块8和助力对正控制阀块9之间的后桥进油管上的BP2以及分别设置在两个助力对正控制阀块9上的BP3、BP4。
本发明采用分组转向形式，分为前桥回路和后桥回路，前桥回路采用液压助力机械反馈转向系统；后桥回路采用电液比例控制转向系统。后桥回路可根据前桥回路状态和不同车速实现不同的转向模式。
前桥回路中的齿轮泵2由发动机带动。应急泵7为自限流量的柱塞泵，由分动箱驱动，应急泵7输出流量由应急油源控制阀块8内的均流阀81分成相等的两部分，分别为前、后桥回路提供应急油源，提供给前桥的应急油源经过限流分配安全阀3与齿轮泵2油路(即前桥进油管)并到一起，形成组合油路。在发动机高转速时，齿轮泵2输出流量满足转向要求，前桥应急油路自动切换卸荷。当发动机转速较低或齿轮泵2损坏，流量不能满足转向要求时，应急泵7自动接上，即使发动机故障，仍能借助车轮转动的余力来提供转向动力，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，限流分配安全阀3中的安全阀打开，限制系统最大压力，以保证系统安全。为了防止前桥回路不减压导致车辆无法转向，限流分配安全阀3中的安全阀采用了特殊的结构，即使安全阀阀芯不复位时，系统仍能够建立起足够满足车辆行车时转向所需的系统压力，充分保证车辆的安全性。
后桥转向油源采用恒压变量控制方式，变量柱塞泵1为恒压变量泵，泵根据出口压力来调整自身的排量，泵自身设定了系统的安全压力。当助力对正控制阀块9内的比例控制阀94处于中位，系统无流量要求时，泵出口压力达到设定压力，变量泵排量自动调至最小(仅维持泵的泄漏，保证良好润滑)，泵处于“高压等待”状态；当泵出口压力低于安全压力时，泵排量增大，直到泵出口压力达到安全压力，以保证泵出口为恒压状态。后桥回路有转向和对正两种模式，转向模式下后桥可跟随前桥进行转向动作，后桥油源处于大排量输出工作状态；对正模式下，后桥被锁定在中位，后桥油源处于“高压等待”状态。
助力对正控制阀块9实现对助力对正缸10的控制。电磁阀91负责控制后桥回路在转向模式和对正模式之间切换，当电磁阀91失电时，高压油进入对正缸T口，同时打开两个液控单向阀96使助力对正缸10的A、B口卸荷，将助力油缸强制对正。当电磁阀91得电时，液压锁102开锁，使对正缸的T口卸荷，同时液压锁96闭锁，助力对正缸A、B口与回油断开，助力对正缸10在比例控制阀94的控制下进入转向模式。比例控制阀94与梭阀93和减压阀92组合为为中位O型的三位四通比例流量阀，通过调整比例控制阀94的控制输入信号可以控制助力对正缸10动作的方向和速度。液压锁95的作用是防止停车时因轮胎的弹性变形导致的后桥抖动现象。
后桥转向油缸采用具有对正功能的助力对正缸10，助力对正缸10上集成了液压锁102和溢流阀101，以保证在系统出故障失去压力时可靠锁住油缸，保证系统的安全。
应急油源控制阀块8总成实现对后桥油源的控制，在变量柱塞泵1正常工作时，高压油进入平衡阀82的控制口，后桥应急油源卸荷，当变量柱塞泵1损坏导致系统压力降低时平衡阀复位，应急泵7切换为系统供油，保证行车应急安全。电磁阀83的作用是在变量柱塞泵1故障状态下仍需要进行行车时为防止应急泵发热过大按照程序控制对应急泵进行卸荷。
后桥系统中设置传感器BP1-BP4,便于对系统进行故障诊断，及时发现系统故障，保证系统安全。
本发明结构简单，可扩展性好，可实现底盘同步转向、公路转向、后桥锁止等多种转向模式，保证底盘在各种行驶工况下均具有良好的通过性。
针对大型多轴车辆多模式转向的特殊需求，设计了一种用于多模式控制的电液转向液压系统，该系统分为前桥回路和后桥回路，两者之间采用电液控制方式进行联动，实现了大型多轴车辆按规律分组多模式转向的特殊功能，该系统具有转弯半径小、机动性高、稳定性好、控制方式灵活等特点。
本发明的效果如下：
(1)后桥回路中采用独立的电液比例转向方案，实现了根据不同的车速选择相适应的转向模式的功能。
(2)后桥油源采用恒压变量泵供油，解决了液压系统对正缸长时间对正要求与系统发热之间的矛盾。
(3)采用一个电磁阀控制单桥对正模式与转向模式的切换，实现了对正模式与转向模式的功能互锁，确保了系统安全。
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 (3)

1.一种用于多模式控制的电液转向液压系统，其特征在于：包括液压油箱，所述液压油箱上连接有前桥回路和后桥回路，所述前桥回路包括与所述液压油箱相连的前桥进油管，所述前桥进油管的另一端与助力油缸连接，所述前桥进油管上从所述液压油箱至所述助力油缸方向上依次安装有齿轮泵、流量指示阀、限流分配安全阀和转向分配阀，所述助力油缸上连接有第一回油支管，所述第一回油支管的另一端通过所述转向分配阀后与所述限流分配安全阀连接，所述第一回油支管上连接有回油管，所述回油管的另一端与所述液压油箱连接，所述回油管上安装有散热器，所述后桥回路包括与所述液压油箱连接的后桥进油管，所述后桥进油管的另一端与助力对正缸连接，所述后桥进油管上从所述液压油箱至所述助力对正缸方向上依次安装有变量柱塞泵和控制所述助力对正缸的助力对正控制阀块，所述助力对正缸上连接有第二回油支管，所述第二回油支管通过所述助力对正控制阀块后与所述回油管连接，所述液压油箱上连接有应急油路，所述应急油路的另一端连接有应急油源控制阀块，所述应急油源控制阀块将应急油路分为两个应急支油路，一个所述应急支油路通过所述限流分配安全阀与前桥进油管连接，另一个所述应急支油路与所述后桥进油管连接，所述应急油源控制阀块还与回油管连接。
2.根据权利要求1所述的用于多模式控制的电液转向液压系统，其特征在于：所述液压油箱上设有低液位报警装置。
3.根据权利要求1或2所述的用于多模式控制的电液转向液压系统，其特征在于：所述齿轮泵和变量柱塞泵均通过发动机驱动。
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