CN110920749B - 转向系统、操作方法及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转向系统、操作方法及工程车辆。其中，转向系统包括：转向油缸，包括第一转向腔和第二转向腔；第一油路，其输出端连接转向油缸；转向器，设于第一油路；转向器可操作地控制第一油路与转向油缸之间的流体通断，且可操作地使第一油路的油通向第一转向腔或第二转向腔；第二油路，其输出端连接转向油缸，第二油路被配置为可选择地与转向油缸连通或断开，且可选择地与第一转向腔或第二转向腔连通；以及油泵，分别连接第一油路和第二油路。本发明能够使方向盘的转向圈数根据不同工况进行适应性调整，既适用于狭小区域内作业频繁转向，要求转向圈数少的工况，又适用于长距离转场保证行驶稳定，要求转向圈数多的工况。

Description

转向系统、操作方法及工程车辆

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种转向系统、操作方法及工程车辆。

背景技术

越野轮胎起重机、集装箱正面吊等工程车辆一般在固定区域内作业，经常需要在狭小空间内转向，为应对频繁转向，减少驾驶员操作的强度，希望转向圈数要少。但在长距离转场过程中，车速高，行驶过程中需要小角度修正方向盘，过少的转向圈数，在小角度修正时，易造成转角过大，使驾驶员频繁修正，降低整车高速行驶的稳定性。

发明内容

本发明的一些实施例提出一种转向系统、操作方法及工程车辆，用于缓解转向圈数无法适应性调整的问题。

本发明的一些实施例提供了一种转向系统，其包括：

转向油缸，包括第一转向腔和第二转向腔；

第一油路，其输出端连接所述转向油缸；

转向器，设于所述第一油路；所述转向器可操作地控制所述第一油路与所述转向油缸之间的流体通断，且可操作地使所述第一油路的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；

第二油路，其输出端连接所述转向油缸，所述第二油路被配置为可选择地与所述转向油缸连通或断开，且可选择地与第一转向腔或第二转向腔连通；以及

油泵，分别连接第一油路和第二油路。

在一些实施例中，转向系统包括第一优先阀，所述第一优先阀设于所述第一油路，且位于所述转向器与所述油泵之间。

在一些实施例中，转向系统包括开关阀，所述开关阀设于所述第二油路，所述开关阀被配置为控制所述第二油路的通断。

在一些实施例中，转向系统包括第二优先阀，所述第二优先阀设于所述第二油路，且位于所述开关阀与所述转向油缸之间。

在一些实施例中，转向系统包括换向阀，所述换向阀设于所述第二油路，所述换向阀包括第一工位和第二工位，所述换向阀在第一工位，所述第二油路的输出端的油通向所述第一转向腔，所述换向阀在第二工位，所述第二油路的输出端的油通向所述第二转向腔。

在一些实施例中，所述换向阀包括第一控制腔和第二控制腔；所述第一控制腔连接所述第一转向腔，所述第二控制腔连接所述第二转向腔；在所述第一控制腔内的油压大于所述第二控制腔内的油压时，所述换向阀处于第一工位；在所述第二控制腔内的油压大于所述第一控制腔内的油压时，所述换向阀处于第二工位。

在一些实施例中，所述转向器包括负载反馈口，所述负载反馈口连接所述第一优先阀的控制腔，以控制所述第一优先阀的开口大小。

在一些实施例中，所述转向器包括负载反馈口，所述负载反馈口连接所述第二优先阀的控制腔，以控制所述第二优先阀的开口大小。

本发明的一些实施例提供了一种工程车辆，其包括上述的转向系统。

本发明的一些实施例提供了一种上述的转向系统的操作方法，其包括：

正常行驶工况下转向时，通过转向器使第一油路的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；所述第二油路断开与所述转向油缸的连通；

作业工况下转向时，通过转向器使第一油路的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；同时，所述第二油路的油通向所述第一转向腔或第二转向腔。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，转向系统包括油泵，油泵分别连接第一油路和第二油路，在正常行驶工况下转向时，通过转向器使第一油路的油通向转向油缸的第一转向腔或第二转向腔；第二油路断开与转向油缸的连通，减少转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数增多，以在行驶过程中利于小角度修正，保证车辆的行驶稳定；在作业工况下转向时，通过转向器使第一油路的油通向转向油缸的第一转向腔或第二转向腔；同时，第二油路的油通向转向油缸的第一转向腔或第二转向腔，增大转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数减少，降低操作强度，方便用户转场，因此，本公开实施例提供的转向系统能够使方向盘的转向圈数根据不同工况进行适应性调整，既适用于狭小区域内作业频繁转向，要求转向圈数少的工况，又适用于长距离转场保证行驶稳定，要求转向圈数多的工况。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明一些实施例提供的转向系统的示意图；

图2为根据本发明一些实施例提供的转向模式的示意图。

附图中标号说明如下：

1-转向油缸；2-第一油路；3-转向器；4-第二油路；5-油泵；6-第一优先阀；7-开关阀；8-第二优先阀；9-换向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图2所示，多模式转向：指车辆的多种转向形式。常见的转向形式有：前桥(前组)独立转向a、后桥(后组)独立转向b、小转弯(又称协调)转向c、蟹行转向d等。

小转弯转向c时，前组车轮和后组车轮的转向方向相反，可以实现最小的转弯半径，故称小转弯转向。

蟹行转向d时，前组车轮和后组车轮的转向方向相同，可以实现像螃蟹行走一样的运动，故称蟹行转向。

转向器圈数：轮胎从左极限转至右极限，方向盘转过的圈数，圈数与转向器的排量成反比，转向器的排量越大，方向盘转过的圈数越少。

车辆正常行驶时，一般要求转向器的输出流量小，方向盘的转向圈数多；模式转向时，一般要求转向器的输出流量大，方向盘的转向圈数少。

基于此，本公开一些实施例提供了一种转向系统，其用于在车辆正常行驶时，减少转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数增多，以在行驶过程中利于小角度修正，保证车辆的行驶稳定；在车辆作业工况下的模式转向时，增大转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数减少，降低操作强度。

在一些实施例中，如图1所示，转向系统包括转向油缸1、第一油路2、转向器3、第二油路4和油泵5。

转向油缸1包括第一转向腔和第二转向腔。第一转向腔用于控制车辆左转或右转，对应的，第二转向腔用于控制车辆右转或左转。

第一油路2的输出端连接转向油缸1。

转向器3设于第一油路2。转向器3可操作地控制第一油路2与转向油缸1之间的流体通断。且转向器3可操作地使第一油路2的油通向第一转向腔或第二转向腔。

在一些实施例中，转向器3包括全液压转向器3。

全液压转向器：为一种输出端与输入端之间没有机械联系的液压动力转向装置。其具有操纵灵活省力、结构简单、总体布置方便以及动力油源中断后仍能实现人力转向的优点。

本公开实施例中的转向器可采用现有技术的转向器，且可采用各种排量的转向器。

第二油路4的输出端连接转向油缸1。第二油路4被配置为可选择地与转向油缸1连通或断开。且第二油路4与转向油缸1连通的情况下，第二油路4被配置为可选择地与第一转向腔或第二转向腔连通。

油泵5分别连接第一油路2和第二油路4。油泵5用于向第一油路2和第二油路4供油。

在一些实施例中，转向系统的操作方法，其包括：

在车辆正常行驶工况下转向时，通过转向器3使第一油路2的油通向第一转向腔或第二转向腔；第二油路4断开与转向油缸1的连通，以减少转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数增多，以在行驶过程中利于小角度修正，保证车辆的行驶稳定。

在车辆作业工况下转向时，通过转向器3使第一油路2的油通向第一转向腔或第二转向腔；同时，第二油路4的油通向第一转向腔或第二转向腔，以增大转向器的输出流量，使方向盘的转向圈数减少，降低操作强度。

本公开实施例提供的转向系统能够使方向盘的转向圈数根据不同工况进行适应性调整，既适用于狭小区域内作业频繁转向，要求转向圈数少的工况，又适用于长距离转场保证行驶稳定，要求转向圈数多的工况，可提高操纵舒适性，缓解了狭小区域内作业频繁转向，要求转向圈数少，而长距离转场保证行驶稳定，要求转向圈数多的问题。

本公开采用第一油路2和第二油路4并联的流量放大结构，可靠性高，当第二油路4出现故障时，可断开第二油路4，保证主路(第一油路2)仍可动作。

在一些实施例中，转向系统包括第一优先阀6，第一优先阀6设于第一油路2，且位于转向器3与油泵5之间。

优先阀：通过负载反馈，将油泵5的输出油液优先供给转向器3。由于优先阀的负载反馈信号与转向器的负载反馈信号连通，优先阀按照转向器的需求流量提供油液。

优先阀包括P口(进油口)，CF口(第一工作油口)、EF口(第二工作油口)和LS口(负载反馈口)。当P口进油时，优先供应到CF口。当转向器不进行转向时，CF口处于封闭状态，此时LS口的压力为零，P口与EF口连通，EF口输出油至工作系统；当转向器转向时，转向器的负载反馈作用在LS口，P口与CF口连通，CF口输出油至转向器的进油口。

在一些实施例中，转向系统包括开关阀7，开关阀7设于第二油路4，开关阀7被配置为控制第二油路4的通断。

通过开关阀7选择转向模式，正常行驶时开关阀7不得电，油泵5输出的油液通过第一优先阀6供给转向器3，作用于转向油缸1；作业工况下的模式转向时，开关阀7得电，油泵5输出的油液同时通过并联的第一油路2和第二油路4提供给转向油缸1。

在一些实施例中，转向系统包括第二优先阀8，第二优先阀8设于第二油路4，且位于开关阀7与转向油缸1之间。

第二优先阀8的结构与第一优先阀6的结构相同，原理相同，不再赘叙。

在一些实施例中，转向系统包括换向阀9，换向阀9设于第二油路4，换向阀9包括第一工位和第二工位，换向阀9在第一工位，第二油路4的输出端的油通向第一转向腔，换向阀9在第二工位，第二油路4的输出端的油通向第二转向腔。

在一些实施中，换向阀9包括第一控制腔和第二控制腔。换向阀9的第一控制腔连接转向油缸1的第一转向腔，换向阀9的第二控制腔连接转向油缸1的第二转向腔。当换向阀9的第一控制腔内的油压大于换向阀9的第二控制腔内的油压时，换向阀9处于第一工位。当换向阀9的第二控制腔内的油压大于换向阀9的第一控制腔内的油压时，换向阀9处于第二工位。

在一些实施中，换向阀9位于转向油缸1与第二优先阀8之间。

在一些实施例中，转向器3包括负载反馈口，负载反馈口连接第一优先阀6的控制腔，即转向器3的负载反馈口连接第一优先阀6的LS口，以控制第一优先阀6的开口大小。

在一些实施例中，转向器3包括负载反馈口，负载反馈口连接第二优先阀8的控制腔，即转向器3的负载反馈口连接第二优先阀8的LS口，以控制第二优先阀8的开口大小。

利用负载反馈信号，第一优先阀6和第二优先阀8同时输出与转向器3匹配的等流量油液，达到流量放大一倍的功能，使方向盘的转向圈数减少一半，实现快速转向。

在一些实施中，转向系统通过开关阀7进行模式选择，利用转向腔8的负载反馈，控制并联的两路优先阀输出相同流量，达到双流量输出，具体流程如下。

1)正常公路行驶模式下，用于长距离转场

开关阀7不得电，油泵5输出的油液流经第一优先阀6，供给转向器3，转向器3控制转向油缸1，进行转向。

在该模式下，与常规系统无差异。

2)作业工况下，双流量输出模式，用于低速频繁转向工况

开关阀7得电，方向盘左转时，转向器3的负载反馈口建立压力，第一优先阀6根据负载需求,处于CF口输出状态，将油泵5提供的油液供给转向器3，同时转向器的负载也作用于第二优先阀8的LS口，由于负载压力均取于转向器3的负载反馈口，因此第一优先阀6与第二优先阀8的开口相同，输出相同流量的油液。

在该状态下，第一优先阀6输出的油液通过转向器CL口作用于转向油缸1的第一转向腔，CL口的压力将换向阀9的阀芯置于第一工位；此时第二优先阀8输出的油液通过换向阀9也作用于转向油缸1的第一转向腔，即相对于正常公路模式下，该模式向转向油缸1输入了两倍的流量。

当方向盘转动到指定角度时，转向器3的负载反馈压力消失，此时第一优先阀6和第一优先阀8均不再向转向油缸1提供油液。

当方向盘右转时，作用原理同上。

本公开实施例提供的转向系统中的所有的元件均为常规元件，成本低。采用负载反馈进行流量控制，安全、可靠。

一些实施例还提供了一种工程车辆，其包括上述的转向系统。

工程车辆包括越野轮胎起重机或集装箱正面吊装车辆等，该工程车辆需要在固定区域内作业，在狭小空间内转向，也需要长距离转场。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

另外，在没有明确否定的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种转向系统，其特征在于，包括：

转向油缸(1)，包括第一转向腔和第二转向腔；

第一油路(2)，其输出端连接所述转向油缸(1)；

转向器(3)，设于所述第一油路(2)；所述转向器(3)可操作地控制所述第一油路(2)与所述转向油缸(1)之间的流体通断，且可操作地使所述第一油路(2)的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；

第二油路(4)，其输出端连接所述转向油缸(1)，所述第二油路(4)被配置为可选择地与所述转向油缸(1)连通或断开，且可选择地与第一转向腔或第二转向腔连通；

油泵(5)，分别连接第一油路(2)和第二油路(4)；以及

换向阀(9)，设于所述第二油路(4)，所述换向阀(9)包括第一工位和第二工位，所述换向阀(9)在第一工位，所述第二油路(4)的输出端的油通向所述第一转向腔，所述换向阀(9)在第二工位，所述第二油路(4)的输出端的油通向所述第二转向腔；

所述换向阀(9)包括第一控制腔和第二控制腔；所述第一控制腔连接所述第一转向腔，所述第二控制腔连接所述第二转向腔；在所述第一控制腔内的油压大于所述第二控制腔内的油压时，所述换向阀(9)处于第一工位；在所述第二控制腔内的油压大于所述第一控制腔内的油压时，所述换向阀(9)处于第二工位。

2.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，包括第一优先阀(6)，所述第一优先阀(6)设于所述第一油路(2)，且位于所述转向器(3)与所述油泵(5)之间。

3.如权利要求1所述的转向系统，其特征在于，包括开关阀(7)，所述开关阀(7)设于所述第二油路(4)，所述开关阀(7)被配置为控制所述第二油路(4)的通断。

4.如权利要求3所述的转向系统，其特征在于，包括第二优先阀(8)，所述第二优先阀(8)设于所述第二油路(4)，且位于所述开关阀(7)与所述转向油缸(1)之间。

5.如权利要求2所述的转向系统，其特征在于，所述转向器(3)包括负载反馈口，所述负载反馈口连接所述第一优先阀(6)的控制腔，以控制所述第一优先阀(6)的开口大小。

6.如权利要求4所述的转向系统，其特征在于，所述转向器(3)包括负载反馈口，所述负载反馈口连接所述第二优先阀(8)的控制腔，以控制所述第二优先阀(8)的开口大小。

7.一种工程车辆，其特征在于，包括如权利要求1～6任一项所述的转向系统。

8.一种如权利要求1所述的转向系统的操作方法，其包括：

正常行驶工况下转向时，通过转向器(3)使第一油路(2)的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；所述第二油路(4)断开与所述转向油缸(1)的连通；

作业工况下转向时，通过转向器(3)使第一油路(2)的油通向所述第一转向腔或第二转向腔；同时，所述第二油路(4)的油通向所述第一转向腔或第二转向腔。

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