CN109466626B - 一种全驱全转向专用卡车底盘 - Google Patents

一种全驱全转向专用卡车底盘 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全驱全转向专用卡车底盘，其特征在于：包括三大系统：1、包含底盘驾驶系统、动力系统、转向系统、悬挂系统、车架在内的专用卡车底盘；2、后桥转向液压控制系统；3、后桥转向电气控制系统。本发明提供一种前后桥全部驱动、前桥能转向、后桥可以选择是或不转向的专用卡车底盘，专用卡车底盘能够实现3种转向功能：前桥转向；后桥圆周转向，减小车辆转弯半径；后桥蟹行转向，车辆可以实现斜向平动，增加普通车辆运动轨迹，改善车辆位置调整功能。

Description

一种全驱全转向专用卡车底盘
技术领域
本发明涉及一种全驱全转向专用卡车底盘，属于专用车、卡车技术领域。
背景技术
传统的卡车底盘转向都是由前桥进行转向，后车桥一般无转向系统，为了改善车辆转弯性能，增加车辆运动轨迹，需要后桥有转向功能。目前国内可见的主要有安装在客车底盘后轴上的用弹簧对中的随动转向装置，这是一种被动转向随动系统，主要用于三轴车桥，加装随动功能后能减小轮胎转向时与地面的滑擦，降低轮胎磨损。目前市场上有四轮全驱前转向的底盘，但没有全驱、全转向底盘。本专利属于设计一款把后桥转向系统与底盘整合一体的新型底盘或车。该底盘特别适用于机场除雪车和对转向功能有特殊要求的专用车辆。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种前后桥都驱动、前桥能转向、后桥可以选择是或不转向的专用卡车底盘，专用卡车底盘能够实现3种转向功能：后桥不转向；后桥圆周转向，减小车辆转弯半径；后桥蟹行转向，车辆可以实现斜向平动，增加普通车辆运动轨迹，改善车辆位置调整功能。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种全驱全转向专用卡车底盘，其特征在于：包括三大系统：1、包含底盘驾驶系统、动力系统、转向系统、悬挂系统、车架在内的普通底盘；2、后桥转向液压控制系统；3、后桥转向电气控制系统。
一种优化方案，所述专用卡车底盘前后桥都是转向桥，后桥跟随前桥转向。
进一步地，后桥转向液压控制系统包括安装在取力器上的液压泵、控制阀组、液压管路、蓄能器、后转向液压油缸；
后桥转向电气控制系统包括PLC控制器、转向模式开关、报警灯、安装在前后转向桥转向节上的旋转编码传感器、阀组控制线圈。
进一步地，专用卡车底盘的转向部分包括PLC控制器、液压管路、后转向驱动桥、前转向驱动桥、前转向角度传感器、转向机、液压油箱、液压油泵、方向控制比例阀组、后转向角度传感器、转向油缸。
进一步地，专用卡车底盘上电时，电气系统检测蓄能器压力输入PLC，启动发动机，液压泵给蓄能器充压达到转向要求压力；此时车辆起步，起步时如果没有选择车辆转向模式，此时处于前轮转向模式。
进一步地，转动车辆转向机驱动前桥转向，前桥转动时，安装于前桥转向节上的前转向角度传感器检测到转向角度、转向速度信号，转向信号传入PLC控制器，PLC控制器控制方向控制阀和比例阀组，方向控制比例阀组控制液压油泵输出动力液压油，动力液压油通过液压管路进入转向油缸驱动后桥转向；后转向驱动桥的转向角度通过后转向角度传感器反馈信号，反馈信号反馈至PLC控制器，保证转向功能随动实现。
进一步地，后桥有2只相对的转向油缸，一只完全伸出、另一支完全收回时，后车桥呈无转向状态；当一只在伸出或收回、另一支油缸不动时后桥呈左或右转向状态；如果后桥油缸动作方向与前桥一致为蟹行转向模式，如果后桥油缸动作方向与前桥相反为圆周转向模式；
当车辆没有转向模式信号或者转向模式处在前桥转向时，后桥转向油缸由蓄能器驱动至中位，液压缸位置被液压锁锁止，此时车辆处在转向模式。
后桥是驱动桥，由车辆发动机变速箱输出动力，该动力由分动箱分成两路动力，一路驱动前桥，另一路驱动后桥。
进一步地，所述专用卡车底盘实现全驱全转向，采用如下的控制程序与操作步骤：
1) 底盘上电，PLC控制器随之上电并进行自检；
2）启动底盘发动机，随之发动机取力器带动的转向系统液压泵提供液压油；
3）电气系统判断液压油工作压力，压力正常后车辆允许正常行驶；
4）后转向桥自动对中；
5）进入转向选择模式，任何模式不选择可以进行前桥转向。
进一步地，包括三种转向模式，
模式1：按下前桥转向开关，PLC控制器控制液压系统使转向油缸向中位动作，油缸行程到底后锁定在中位不动，实现前桥转向，同时取消后桥转向功能。
模式2：按下后桥圆周转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制液压系统使转向油缸向与前桥相反的方向动作，实现后桥圆周转向，同时取消前桥转向方式和蟹行转向方式。
模式3：按下后桥蟹行转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制液压系统使转向油缸向与前桥相同的方向动作，实现后桥蟹行转向，同时取消前桥转向方式和圆周转向方式。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明能够实现前后桥都驱动、前桥能转向、后桥可以选择是或不转向，专用底盘转向功能有3种工作方式：1.后桥不转向；2.后桥圆周转向，减小车辆转弯半径；3.后桥蟹行转向，车辆可以实现斜向平动，增加普通车辆运动轨迹，改善车辆位置调整功能。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1 ：仅前桥转向，后桥不转向示意图；
图2 ：前桥转向，后桥圆周转向示意图；
图3 ：前桥转向，后桥蟹行转向示意图；
图4 ：专用卡车底盘组成图；
图5：底盘转向液压原理框图：
图6：底盘转向电气控制程序框图；
1-PLC控制器；2-液压管路；3-后转向驱动桥；4-前转向驱动桥；5-前转向角度传感器；6-转向机；7-液压油箱；8-液压油泵；9-方向控制比例阀组；10-后转向角度传感器；11-转向油缸，12-液压泵、13-比例控制阀、14-换向阀、15-蓄能器、16-后转向液压油缸。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1一种全驱全转向专用卡车底盘
如图1-6所示，本发明提供一种全驱全转向专用卡车底盘
专用卡车底盘转向部分由PLC控制器1、液压管路2、后转向驱动桥3、前转向驱动桥4、前转向角度传感器5、转向机6、液压油箱7、液压油泵8、方向控制比例阀组9、后转向角度传感器10、转向油缸11组成。
所有部分同汽车驾驶室、悬架、动力变速等各系统组成一款新型底盘。
如图4所示，液压控制系统液压系统由安装在取力器上的液压泵12、比例控制阀13、换向阀14、液压管路2、蓄能器15、后转向液压油缸16、液压油箱7组成；
电气控制系统由PLC控制器、安装在前后转向桥转向节上的旋转编码传感器、阀组控制线圈、警示灯组成；
底盘上电时，电气系统检测蓄能器压力输入PLC，启动发动机，液压泵给蓄能器充压达到转向要求压力。此时车辆起步，起步时如果没有选择车辆转向模式，此时处于前轮转向模式。
通过驾驶室内选择开关，选择转向形式。转动车辆转向机6（图 4）驱动前桥转向。前桥转动时，安装于前桥转向节上的前转向角度传感器5（图 4）检测到转向角度、转向速度信号，转向信号传入PLC控制器1（图 4），PLC控制器1控制方向控制阀和比例阀组9（图 4），方向控制比例阀组9（图 4）控制液压油泵8（图 4）输出动力液压油，动力液压油通过液压管路2（图 4）进入转向油缸11（图 4）驱动后桥转向。后转向驱动桥3（图 4）的转向角度通过后转向角度传感器10（图 4）反馈信号，反馈信号反馈至PLC控制器，保证转向功能随动实现。后桥有2只相对的转向油缸，一只完全伸出、另一支完全收回时，后车桥呈无转向状态；当一只在伸出或收回、另一支油缸不动时后桥呈左（或右）转向状态；如果后桥油缸动作方向与前桥一致为蟹行转向模式，如果后桥油缸动作方向与前桥相反为圆周转向模式。
当车辆没有转向模式信号或者转向模式处在前桥转向时，后桥转向油缸由蓄能器驱动至中位，液压缸位置被液压锁锁止，此时车辆处在转向模式。
后桥是驱动桥，由车辆发动机变速箱输出动力，该动力由分动箱分成两路动力，一路驱动前桥，另一路驱动后桥。
1、组成含有如下的整体三大系统：1、包含底盘驾驶系统、动力系统、转向系统、悬挂系统、车架在内的普通底盘；2、后桥转向液压控制系统；3、后桥转向电气控制系统。
该专用卡车底盘前后桥都是转向桥，后桥跟随前桥转向；
液压控制系统由安装在取力器上的液压泵、控制阀组、液压管路、蓄能器、后转向液压油缸组成；
电气控制系统由PLC控制器、转向模式开关、报警灯、安装在前后转向桥转向节上的旋转编码传感器、阀组控制线圈组成；
驾驶室设置前桥单独转向、后桥圆周转向、后桥蟹行转向模式选择开关，启动底盘发动机后，选择转向模式按下选择开关。电气控制系统PLC控制器编制专用的控制程序，输入转向模式信号、前转向角度信号，程序进行判断，发出控制信号给液压阀组驱动后桥转向油缸实现对应的转向模式。
2、实现上述转向模式，采用如下的控制程序与操作步骤：
1) 底盘上电，PLC控制器随之上电并进行自检；
2）启动底盘发动机，随之发动机取力器带动的转向系统液压泵提供液压油；
3）电气系统判断液压油工作压力，压力正常后车辆允许正常行驶；
4）后转向桥自动对中；
5）进入转向选择模式，任何模式不选择可以进行前桥转向；
模式1：按下前桥转向开关，PLC控制器控制液压系统使转向油缸向中位动作，油缸行程到底后锁定在中位不动，实现前桥转向，同时取消后桥转向功能。
模式2：按下后桥圆周转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制液压系统使转向油缸向与前桥相反的方向动作，实现后桥圆周转向，同时取消前桥转向方式和蟹行转向方式。
模式3：按下后桥蟹行转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制液压系统使转向油缸向与前桥相同的方向动作，实现后桥蟹行转向，同时取消前桥转向方式和圆周转向方式。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种全驱全转向专用卡车底盘，其特征在于：包括底盘驾驶系统、动力系统、转向系统、悬挂系统、车架，后桥转向液压控制系统以及后桥转向电气控制系统；
后桥转向液压控制系统包括安装在取力器上的液压泵、方向控制比例阀组、液压管路、蓄能器、转向油缸；
后桥转向电气控制系统包括PLC控制器、转向模式开关、报警灯、安装在前桥和后桥的转向节上的旋转编码传感器、阀组控制线圈；
后桥有2只相对的转向油缸，一只完全伸出、另一支完全收回时，后桥呈无转向状态；当一只在伸出或收回、另一支转向油缸不动时后桥呈左或右转向状态；如果转向油缸动作方向与前桥一致为蟹行转向模式，如果转向油缸动作方向与前桥相反为圆周转向模式；
当车辆没有转向模式信号或者转向模式处在前桥转向时，转向油缸由蓄能器驱动至中位，液压缸位置被液压锁锁止，此时车辆处在前桥转向模式；
驾驶室设置前桥单独转向、后桥圆周转向、后桥蟹行转向模式选择开关，启动发动机后，选择转向模式按下选择开关；后桥转向电气控制系统的PLC控制器编制控制程序，输入转向模式信号和前转向角度信号，程序进行判断，发出控制信号给方向控制比例阀组驱动转向油缸实现对应的转向模式；
在后桥圆周转向模式时，所述专用卡车底盘前桥和后桥都是转向桥，后桥跟随前桥转向；
转动转向机驱动前桥转向，前桥转动时，安装于前桥转向节上的前转向角度传感器检测到转向角度、转向速度信号，转向信号传入PLC控制器，PLC控制器控制方向控制比例阀组，方向控制比例阀组控制液压泵输出动力液压油，动力液压油通过液压管路进入转向油缸驱动后桥转向；后桥的转向角度通过后转向角度传感器反馈信号，反馈信号反馈至PLC控制器，保证转向功能随动实现；
所述专用卡车底盘实现全驱全转向，采用如下的控制程序与操作步骤：
1) 底盘上电，PLC控制器随之上电并进行自检；
2）启动发动机，随之发动机取力器带动的后桥转向液压控制系统的液压泵提供液压油；
3）后桥转向电气控制系统判断液压油工作压力，压力正常后车辆允许正常行驶；
4）后转向桥自动对中；
5）进入转向选择模式，任何模式不选择可以进行前桥转向；
包括三种转向模式，
模式1：按下前桥转向开关，PLC控制器控制液压系统使转向油缸向中位动作，油缸行程到底后锁定在中位不动，实现前桥转向，同时取消后桥转向功能；
模式2：按下后桥圆周转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制后桥转向液压控制系统使转向油缸向与前桥相反的方向动作，实现后桥圆周转向，同时取消前桥转向模式和蟹行转向模式；
模式3：按下后桥蟹行转向开关，PLC控制器通过前桥传感器判断前桥转向位置，控制后桥转向液压控制系统使转向油缸向与前桥相同的方向动作，实现后桥蟹行转向，同时取消前桥转向模式和圆周转向模式。
2.如权利要求1所述的一种全驱全转向专用卡车底盘，其特征在于：专用卡车底盘上电时，后桥转向电气控制系统检测蓄能器压力输入PLC控制器，启动发动机，液压泵给蓄能器充压达到转向要求压力；此时车辆起步，起步时如果没有选择车辆转向模式，此时处于前轮转向模式。
3.如权利要求1所述的一种全驱全转向专用卡车底盘，其特征在于：后桥是驱动桥，由发动机变速箱输出动力，该动力由分动箱分成两路动力，一路驱动前桥，另一路驱动后桥。
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