CN109501855A - 一种多模式转向系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆转向，公开了一种多模式转向系统，包括转向机械系统以及转向助力系统；所述转向机械系统包括：转向器、摇臂、直拉杆、前组梯形机构以及后组梯形机构；所述转向器的输出转轴的端部与所述摇臂相连，所述摇臂的尾端与所述直拉杆相连，所述直拉杆与所述前组梯形机构相连，实现所述前组梯形机构的转向操作；所述转向助力系统包括：转向油罐、转向泵、第一后组电磁阀、第二后组电磁阀、对中助力组合缸、联动电磁阀、第一联动缸、第二联动缸、蓄能器以及对中电磁阀。本发明提供的多模式转向系统用一个整体式转向器和一个转向泵实现了两个独立控制的转向助力回路，方便整车设计，同时降低了转向系统的能源消耗。

Description

一种多模式转向系统
技术领域
本发明涉及多轴重型车辆的转向技术领域，特别涉及一种多模式转向系统。
背景技术
多轴重型车辆(轴数大于3)为了通过转弯半径较小的弯道，常采用分组转向技术，即通过前后组车轮反向转向，减小车辆的最小转弯直径。前后组车轮反向的车辆在车速较高时稳定性不好，容易引起安全事故，因此，在高速行驶时，系统限制后组车轮不转。因此有这两种模式功能的系统，低速时转弯半径小，高速时操纵稳定性好。要实现这样功能的系统要求有两套转向助力系统分别为前后组转向轮提供转向助力，及需要双回路转向器或两个单回路转向器，两个转向泵，这就要求车辆提供两个取力口；导致整车布局的复杂程度和难度大幅提升。
发明内容
本发明提供一种多模式转向系统，解决现有技术中多轴重型车辆多模式转向助力系统结构复杂，大幅提升整车设计的难度和复杂程度的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多模式转向系统，包括转向机械系统以及转向助力系统；
所述转向机械系统包括：转向器、摇臂、直拉杆、前组梯形机构以及后组梯形机构；所述转向器的输出转轴的端部与所述摇臂相连，所述摇臂的尾端与所述直拉杆相连，所述直拉杆与所述前组梯形机构相连，实现所述前组梯形机构的转向操作；
所述转向助力系统包括：转向油罐、转向泵、第一后组电磁阀、第二后组电磁阀、对中助力组合缸、联动电磁阀、第一联动缸、第二联动缸、蓄能器以及对中电磁阀；
所述转向器的进油口通过所述转向泵与所述转向油罐相连，所述转向器的回油口与所述转向油罐相连；
所述转向器的工作油口通过第一管路与所述对中助力组合缸的助力缸工作油口相连，所述第一后组电磁阀设置在所述第一管路上，控制助力油路的通断；
所述第一管路还通过第二管路与所述转向油罐相连，所述第二后组电磁阀设置在所述第二管路上，所述第二管路与所述第一管路的连接点位于所述第一后组电磁阀和所述对中助力组合缸之间；
所述第一联动缸的缸体设置在所述前组梯形机构所在的车桥上，所述第二联动缸的活塞杆头端与所述前组梯形机构的梯形臂活动相连，所述第二联动缸的缸体设置在所述后组梯形机构所在的车桥上，所述第二联动缸的活塞杆头端与所述后组梯形机构的梯形臂的第一端相连；
所述第一联动油缸的有杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸的有杆腔，所述第一联动油缸的无杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸的无杆腔，所述联动管路还通过所述联动电磁阀连接所述转向油罐；
所述转向油泵的输出端还通过对中管路连接所述对中助力组合缸的对中缸的两个工作口，所述蓄能器和所述对中电磁阀设置在所述对中管路上且所述对中电磁阀位于所述蓄能器与所述对中助力组合缸之间；
所述对中助力组合缸的缸体设置在所述后组梯形机构所在的车桥上，所述对中助力组合缸的活塞杆的头端与所述后组梯形机构的梯形臂的第二端活动相连。
进一步地，述蓄能器两侧均设置有单向阀。
进一步地，所述对中管路上设置有减压阀；所述减压阀与所述转向油罐相连。
进一步地，所述对中管路上还设置有溢流阀，且位于所述对中电磁阀与所述对中助力组合缸之间；所述溢流阀还与所述转向油罐相连。
进一步地，所述前组梯形机构所在的车桥上固定连接有第一支座；所述第一联动缸的缸体与所述第一支座枢转连接。
进一步地，所述后组梯形机构所在的车桥上固定连接有第二支座；所述第二联动缸的缸体与所述第二支座枢转连接。
进一步地，所述后组梯形机构所在的车桥上固定连接有第三支座；
所述对中助力组合缸的缸体与所述第三支座枢转连接。
进一步地，所述转向器为液压式整体转向器。
进一步地，所述转向油罐的回油口出设置有过滤器。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的多模式转向系统，用一个整体式转向器和一个转向泵实现了两个独立控制的转向助力回路，使多轴重型车辆能够实现前组单独转向和前后组反向转向两种模式；同时，相对于现有技术实现多模式的多泵结构需要的多取力口，本申请只需要一个取力口，相应的整体结构也大幅简化，给整车设计带来便利。同时，多模式转向操作的可靠性也大幅提升。具体来说：前组转向模式，4个电磁阀失电，阀芯位于初始位置，转向器通过摇臂、直拉杆、前组梯形机构推动前组车轮转动，此时转向器与对中助力组合缸之间的助力油路切断，助力油路通过所述第一管路与转向油罐相通；联动油管连通转向油罐连通，联动油路与转向油罐相通，第一联动缸和第二联动油缸的互锁运动断开，解除两者的联动；对中管路导通，对中油路接通，蓄能器中的压力油进入对中助力组合缸的对中缸，而后对中缸将后组车桥固定在中位；从而实现助力油缸释放，联动油缸互锁释放，对中油缸限位，实现三位同步协调动作，实现可靠的前组转向操作。前后组反向转向模式，4个电磁阀得电，阀芯动作；转向器与对中助力组合缸的助力油路接通，助力油路与转向油罐隔离，助力油缸施力；对中油路与转向油罐接通，对中油缸释放，后组车轮在助力缸的推动下转动，方向与前组车轮相反，从而实现可靠的同步释放。
附图说明
图1为本发明提供的多模式转向系统的转向助力系统的原理示意图；
图2为本发明提供的多模式转向系统的车桥设置示意图；
图3为本发明提供的多模式转向系统的前组梯形机构的结构示意图；
图4为本发明提供的多模式转向系统的后组梯形机构的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种多模式转向系统，解决现有技术中多轴重型车辆多模式转向助力系统结构复杂，大幅提升整车设计的难度和复杂程度的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
一种多模式转向系统，包括转向机械系统以及转向助力系统；通过转向助力系统配合所述转向机械系统实现前组转向和前后组转向这两种转向模式。
下面将分别描述转向机械系统和转向助力系统。
参见图2，所述转向机械系统包括：转向器3、摇臂14、直拉杆15、前组梯形机构16以及后组梯形机构17；所述转向器3的输出转轴的端部与所述摇臂14相连，所述摇臂14的尾端与所述直拉杆15相连，所述直拉杆15与所述前组梯形机构16相连，实现所述前组梯形机构16的转向操作。
参见图2和图3，所述摇臂14的第一端是花键孔，与转向器3的输出转轴上设置的花键连接；第二端是锥孔，与所述直拉杆15的第一端设置的锥销连接，所述直拉杆15的第二端的锥销与臂6上的锥孔连接。转向器3的输出轴转动，带动摇臂14转动，摇臂14拉动直拉杆15和臂6，带动臂6转动，实现车轮偏转，也就是前组转向。
参见图1，所述转向助力系统包括：转向油罐2、转向泵1、第一后组电磁阀4、第二后组电磁阀5、对中助力组合缸10、联动电磁阀8、第一联动缸6、第二联动缸7、蓄能器11以及对中电磁阀13。
所述转向器3的进油口通过所述转向泵1与所述转向油罐2相连，所述转向器3的回油口与所述转向油罐2相连，形成转向器3的压力油回路。
所述转向器3的工作油口通过第一管路与所述对中助力组合缸10的助力缸工作油口相连，所述第一后组电磁阀4设置在所述第一管路上，控制助力油路的通断，从而实现助力缸的驱动转向动作或者释放。
所述第一管路还通过第二管路与所述转向油罐2相连，所述第二后组电磁阀5设置在所述第二管路上，所述第二管路与所述第一管路的连接点位于所述第一后组电磁阀4和所述对中助力组合缸10之间；值得说明的是，所述第一后组电磁阀4和所述第二后组电磁阀5的通断状态相反；也就是说，所述第一后组电磁阀4关断所述第一管路切断助力压力油，所述第二后组电磁阀5导通所述第二管路连通所述对中助力组合缸10的助力缸，从而所述对中助力组合缸10失去转向助力；或者，所述第一后组电磁阀4导通所述第一管路输送助力压力油，所述第二后组电磁阀5关断所述第二管路导通所述对中助力组合缸10的助力缸的助力油路，从而向所述对中助力组合缸10施加转向助力。
参见图3和图4，所述第一联动缸6的缸体设置在所述前组梯形机构16所在的前组车桥23上，所述第二联动缸7的活塞杆头端与所述前组梯形机构16的梯形臂活动相连，所述第二联动缸7的缸体设置在所述后组梯形机构17所在的后组车桥28上，所述第二联动缸7的活塞杆头端与所述后组梯形机构17的梯形臂的第一端相连；所述第一联动油缸6的有杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸7的有杆腔，所述第一联动油缸6的无杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸7的无杆腔，所述联动管路还通过所述联动电磁阀8连接所述转向油罐2；也就是说，在所述联动电磁阀8处于关断状态的情况下，所述第一联动缸6和所述第二联动缸7互锁，且两者的伸缩趋势相反，从而实现同时实现前后组转向，并且后组转向方向跟随所述前组转向操作而动作，且与所述前组转向的方向相反；在所述联动电磁阀8处于导通状态的情况下，互锁结构释放，后组转向不跟随前组转向。
具体来说，所述联动电磁阀8的通断状态与所述第一后组电磁阀4的通断状态相反，与所述第二后组电磁阀5的通断状态相同；当所述第一后组电磁阀4切断助力油路时，后轮不转向，此时所述联动管路导通，解除联动状态，前组转向和后组转向解除跟随互锁；当所述第一后组电磁阀4导通助力油路时，后轮转向，所述联动管路关断，保持联动状态，前组转向和后组转向保持跟随互锁状态，从而实现前后组转向相配合的模式。
所述转向油泵1的输出端还通过对中管路连接所述对中助力组合缸10的对中缸的两个工作口；也就是说，对中缸的两个工作油口的进出油状态相同，当同时进油时，所述对中助力组合缸10的对中缸活塞两侧的油压相同，从而保持对中缸的对中状态，后组车轮不偏转；此时，所述对中助力组合缸10的助力缸的助力油路直接导通连接所述转向油罐2，不施加转向助力，从而与所述对中缸相配合。
所述蓄能器11和所述对中电磁阀13设置在所述对中管路上且所述对中电磁阀13位于所述蓄能器11与所述对中助力组合缸10之间；从而在进行对中操作时，所述蓄能器11向所述对中助力组合缸10施加对中压力油；因此，此时对中电磁阀13处于导通状态，也就是与所述第一后组电磁阀4的通断状态相反。
所述对中助力组合缸10的缸体设置在所述后组梯形机构17所在的车桥28上，所述对中助力组合缸10的活塞杆的头端与所述后组梯形机构17的梯形臂的第二端活动相连，从而在对中操作时，所述对中助力组合缸10限制后组梯形机构17的动作。
进一步地，所述蓄能器11两侧均设置有单向阀。所述对中管路上设置有减压阀9；所述减压阀9与所述转向油罐2相连。
相类似的，所述对中管路上还设置有溢流阀12，且位于所述对中电磁阀13与所述对中助力组合缸10之间；所述溢流阀12还与所述转向油罐2相连。
具体来说，转向泵1工作时，压力油经减压阀9、第一单向阀进入蓄能器11。
前组转向模式时，所述对中电磁阀13失电，所述蓄能器11中压力油进入所述对中助力组合缸10的对中缸，将后组车桥28的车轮固定在中位；前后组反向转向模式时，所述对中电磁阀13得电，所述蓄能器11的油与对中缸断开，对中缸与转向油罐2联通，后组车桥28的车轮能够转向。
进一步地，所述前组梯形机构16所在的前组车桥23上固定连接有第一支座22；所述第一联动缸6的缸体与所述第一支座22枢转连接；一般可以设置成双枢转结构可在相垂直的两个面内转动。
相似的，所述后组梯形机构17所在的后组车桥28上固定连接有第二支座29；所述第二联动缸7的缸体与所述第二支座29枢转连接；一般可以设置成双枢转结构可在相垂直的两个面内转动。
所述后组梯形机构17所在的后组车桥28上固定连接有第三支座2；所述对中助力组合缸10的缸体与所述第三支座27枢转连接；一般可以设置成双枢转结构可在相垂直的两个面内转动。
一般来说，所述转向器3为液压式整体转向器。所述转向油罐2的回油口出设置有过滤器。
前组转向模式，4个电磁阀失电，阀芯位于初始位置。转向器3通过摇臂14、直拉杆15、前组梯形机构16推动前组车轮转动，此时转向器3与对中助力组合缸10的助力油路切断，助力油路与转向油罐2相通；联动油路与转向油罐2相通，两个联动缸的运动断开；对中油路接通，对中助力组合缸10将后组车桥28固定在中位。
前后组反向转向模式，4个电磁阀得电，阀芯动作。转向器3与对中助力组合缸10的助力油路接通，助力油路与转向油罐2隔离，对中油路与转向油罐2接通，后组车轮在助力缸的推动下转动，方向与前组车轮相反。
本实施例中涉及的所述前组梯形机构16和所述后组梯形机构17为常规的转向机构；具体来说，所述前组梯形机构16包括：前组左悬臂19、前组右旋臂21以及连接两者的前组连杆20；所述后组梯形机构17包括：后组左悬臂24、后组右旋臂25以及连接两者的后组连杆26。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的多模式转向系统，用一个整体式转向器和一个转向泵实现了两个独立控制的转向助力回路，使多轴重型车辆能够实现前组单独转向和前后组反向转向两种模式；同时，相对于现有技术实现多模式的多泵结构需要的多取力口，本申请只需要一个取力口，相应的整体结构也大幅简化，给整车设计带来便利。同时，多模式转向操作的可靠性也大幅提升。具体来说：前组转向模式，4个电磁阀失电，阀芯位于初始位置，转向器通过摇臂、直拉杆、前组梯形机构推动前组车轮转动，此时转向器与对中助力组合缸之间的助力油路切断，助力油路通过所述第一管路与转向油罐相通；联动油管连通转向油罐连通，联动油路与转向油罐相通，第一联动缸和第二联动油缸的互锁运动断开，解除两者的联动；对中管路导通，对中油路接通，蓄能器中的压力油进入对中助力组合缸的对中缸，而后对中缸将后组车桥固定在中位；从而实现助力油缸释放，联动油缸互锁释放，对中油缸限位，实现三位同步协调动作，实现可靠的前组转向操作。前后组反向转向模式，4个电磁阀得电，阀芯动作；转向器与对中助力组合缸的助力油路接通，助力油路与转向油罐隔离，助力油缸施力；对中油路与转向油罐接通，对中油缸释放，后组车轮在助力缸的推动下转动，方向与前组车轮相反，从而实现可靠的同步释放。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种多模式转向系统，其特征在于，包括转向机械系统以及转向助力系统；
所述转向机械系统包括：转向器、摇臂、直拉杆、前组梯形机构以及后组梯形机构；所述转向器的输出转轴的端部与所述摇臂相连，所述摇臂的尾端与所述直拉杆相连，所述直拉杆与所述前组梯形机构相连，实现所述前组梯形机构的转向操作；
所述转向助力系统包括：转向油罐、转向泵、第一后组电磁阀、第二后组电磁阀、对中助力组合缸、联动电磁阀、第一联动缸、第二联动缸、蓄能器以及对中电磁阀；
所述转向器的进油口通过所述转向泵与所述转向油罐相连，所述转向器的回油口与所述转向油罐相连；
所述转向器的工作油口通过第一管路与所述对中助力组合缸的助力缸工作油口相连，所述第一后组电磁阀设置在所述第一管路上，控制助力油路的通断；
所述第一管路还通过第二管路与所述转向油罐相连，所述第二后组电磁阀设置在所述第二管路上，所述第二管路与所述第一管路的连接点位于所述第一后组电磁阀和所述对中助力组合缸之间；
所述第一联动缸的缸体设置在所述前组梯形机构所在的车桥上，所述第二联动缸的活塞杆头端与所述前组梯形机构的梯形臂活动相连，所述第二联动缸的缸体设置在所述后组梯形机构所在的车桥上，所述第二联动缸的活塞杆头端与所述后组梯形机构的梯形臂的第一端相连；
所述第一联动油缸的有杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸的有杆腔，所述第一联动油缸的无杆腔通过联动管路对应连接所述第二联动油缸的无杆腔，所述联动管路还通过所述联动电磁阀连接所述转向油罐；
所述转向油泵的输出端还通过对中管路连接所述对中助力组合缸的对中缸的两个工作口，所述蓄能器和所述对中电磁阀设置在所述对中管路上且所述对中电磁阀位于所述蓄能器与所述对中助力组合缸之间；
所述对中助力组合缸的缸体设置在所述后组梯形机构所在的车桥上，所述对中助力组合缸的活塞杆的头端与所述后组梯形机构的梯形臂的第二端活动相连。
2.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述蓄能器两侧均设置有单向阀。
3.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述对中管路上设置有减压阀；
所述减压阀与所述转向油罐相连。
4.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述对中管路上还设置有溢流阀，且位于所述对中电磁阀与所述对中助力组合缸之间；
所述溢流阀还与所述转向油罐相连。
5.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述前组梯形机构所在的车桥上固定连接有第一支座；
所述第一联动缸的缸体与所述第一支座枢转连接。
6.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述后组梯形机构所在的车桥上固定连接有第二支座；
所述第二联动缸的缸体与所述第二支座枢转连接。
7.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述后组梯形机构所在的车桥上固定连接有第三支座；
所述对中助力组合缸的缸体与所述第三支座枢转连接。
8.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述转向器为液压式整体转向器。
9.如权利要求1所述的多模式转向系统，其特征在于：所述转向油罐的回油口出设置有过滤器。
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