CN114248839B - 车辆应急转向液压系统及作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆应急转向技术领域，提供一种车辆应急转向液压系统及作业车辆。上述的车辆应急转向液压系统包括：转向回路、转向器和应急转向回路，转向器设置在转向回路和应急转向回路上，转向器用于控制车辆的转向方向；在车辆发动机工作时，转向回路和应急转向回路处于导通状态；在车辆发动机停止工作时，转向回路处于断开状态，应急转向回路处于导通状态。本发明解决了现有技术中应急动力在作业车辆正常行驶时应急转向回路空转导致发热，且出现故障难以发现的问题。本发明提供的车辆应急转向液压系统，在车辆正常行驶时，应急转向回路参与工作，降低了发热量，在应急转向回路发生故障时，能够及时发现应急转向回路故障，保证了车辆安全行驶。

Description

车辆应急转向液压系统及作业车辆

技术领域

本发明涉及车辆应急转向技术领域，尤其涉及一种车辆应急转向液压系统及作业车辆。

背景技术

作业车辆在正常行驶时若遭遇突发事件时，整车动力将会失效，发动机停机或熄火，此时，液压助力转向装置将会失去动力源，驾驶员难以转动方向盘实现转向，极易导致事故发生，故必须在作业车辆转向系统中增加应急动力来驱动液压助力装置来实现应急转向。

在现有的作业车辆转向系统中，应急动力在作业车辆正常行驶时处于空转的状态，增加了转向系统的能耗和发热，且应急动力出现故障时难以及时发现。

发明内容

本发明提供一种车辆应急转向液压系统及作业车辆，用以解决现有技术中应急动力在作业车辆正常行驶时增加了转向系统的能耗和发热，且出现故障难以发现的缺陷。

本发明提供一种车辆应急转向液压系统，包括：转向回路、转向器和应急转向回路，所述转向器设置在所述转向回路和所述应急转向回路上，所述转向器用于控制车辆的转向方向；在车辆发动机工作时，所述转向回路和所述应急转向回路处于导通状态；在车辆发动机停止工作时，所述转向回路处于断开状态，所述应急转向回路处于导通状态。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述转向回路包括：第一转向回路和第二转向回路，所述第一转向回路和所述第二转向回路经过所述转向器，所述第一转向回路和所述第二转向回路分别用于控制一个车轮进行转向。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述第一转向回路包括：第一泵、第一转向油缸，所述第一泵与所述第一转向油缸的有杆腔连接，所述第一转向油缸的无杆腔与油箱连接；负载流量阀，所述负载流量阀设置在所述第一泵与所述第一转向油缸之间；其中，所述转向器设置在所述负载流量阀与所述第一转向油缸之间，所述转向器用于控制所述第一转向油缸的伸缩。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述第二转向回路包括：第二泵和第二转向油缸，所述第二泵与所述第二转向油缸的无杆腔连接，所述第二转向油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述第二泵与所述第一泵同轴机械连接；其中，所述转向器设置在所述第二泵与所述第二转向油缸之间，所述转向器用于控制所述第二转向油缸的伸缩。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述应急转向回路包括：第三泵和所述第一转向油缸，所述第三泵通过所述负载流量阀与所述第一转向油缸连接。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述负载流量阀包括：第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述第一泵的出油口连接；第二单向阀，所述第二单向阀的进油口与所述第三泵的出油口连接；其中，所述第一单向阀的出油口和所述第二单向阀的出油口合流后与所述转向器的进油口连接。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述负载流量阀为第一换向阀，所述第一换向阀的两个进油口分别与所述第一泵的出油口和所述第三泵的出油口连接，所述第一换向阀的出油口与所述转向器连接；所述第一换向阀至少具有两个工作位，在其中一个工作位时，所述第一换向阀的两个进油口连通。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述转向器包括：第二换向阀，所述第二换向阀具有多个工作位，所述第二换向阀的进油口与所述负载流量阀的出油口连接，所述第二换向阀的第一工作油口与所述第一转向油缸的有杆腔连接，所述第二换向阀的第二工作油口与所述第一转向油缸的无杆腔连接，所述第二换向阀的回油口与所述油箱连接；第三换向阀，所述第三换向阀具有多个工作位，所述第三换向阀的进油口与所述第二泵的出油口连接，所述第三换向阀的第一工作油口与所述第二转向油缸的无杆腔连接，所述第三换向阀的第二工作油口与所述第二转向油缸的有杆腔连接，所述第三换向阀的回油口与所述油箱连接。

根据本发明提供的一种车辆应急转向液压系统，所述第二换向阀和所述第三换向阀为三位四通换向阀。

本发明还提供一种作业车辆，包括如上所述的车辆应急转向液压系统。

本发明提供的车辆应急转向液压系统，通过设置应急转向回路与转向回路，在车辆发动机工作时，转向回路和应急转向回路均处于导通状态，应急转向回路参与工作，降低了能耗和发热量。在应急转向回路发生故障时，转向回路导通，可以保证车辆正常转向；在车辆发动机停止工作时，应急转向回路导通，保证车辆在应急状况下转向。同时，本发明提供的车辆应急转向液压系统，在应急转向回路发生故障时，车辆转向速度和转向力矩会有所变化，便于及时发现应急转向回路故障，为车辆安全行使提供了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的车辆应急转向液压系统的原理图；

图2是图1中示出的负载流量阀的实施例之二；

附图标记：

10：第一泵；11：负载流量阀；12：第一转向油缸；20：第二泵；21：第二转向油缸；30：第三泵；40：转向器；41：第二换向阀；42：第三换向阀；50：油箱；111：第一单向阀；112：第二单向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1和图2描述本发明的车辆应急转向液压系统及作业车辆。

在本发明的一个实施例中，车辆应急转向液压系统包括：转向回路、转向器40和应急转向回路，转向器40设置在转向回路和应急转向回路上，转向器40用于控制车辆的转向方向。在车辆发动机工作时，转向回路和应急转向回路处于导通状态；在车辆发动机停止工作时，转向回路处于断开状态，应急转向回路处于导通状态。

具体来说，在车辆发动机工作时，发动机带动转向回路上的泵转动，泵将液压油输出，转向回路处于导通状态，泵为位于转向回路上的转向油缸提供液压油，转向油缸动作，转向器40用于控制转向油缸伸缩和保持，进而实现车辆的转向。应急转向回路上的泵与车辆的车桥传动系统连接，车轮转动带动应急转向回路上的泵转动，泵输出液压油，此时，应急转向回路也处于导通状态，应急转向回路上的泵也为转向油缸提供动力源。在车辆发动机停止工作时，转向回路上的泵停止动作，转向回路处于断开状态，此时，应急转向回路上的泵为转向油缸提供动力源，转向油缸动作，转向器40控制转向油缸伸缩，实现车辆的应急转向。

在本实施例中，在车辆发动机工作时，应急转向回路也参与转向工作，避免了应急转向回路上的泵空转，造成能耗高、发热量大的问题；同时，在车辆正常行驶过程中，若应急转向回路上的泵出现故障，转向回路上的泵输出的液压油流量可保证车辆正常转向，但是车辆转向速度和转向力矩会有所变化，便于及时发现应急转向回路故障。

本发明实施例提供的车辆应急转向液压系统，通过设置应急转向回路和转向回路，在车辆发动机工作时，转向回路和应急转向回路均处于导通状态，应急转向回路参与工作，降低了能耗和发热量，在应急转向回路发生故障时，转向回路处于导通状态，可以保证车辆正常转向；在车辆发动机停止工作时，应急转向回路处于导通状态，保证车辆在应急状况下转向。同时，本发明实施例提供的车辆应急转向液压系统，在应急转向回路发生故障时，车辆转向速度和转向力矩会有所变化，便于及时发现应急转向回路故障，为车辆安全行使提供了保障。

在本发明的一个实施例中，转向回路包括：第一转向回路和第二转向回路。第一转向回路和第二转向回路经过转向器40，第一转向回路和第二转向回路分别用于控制一个车轮进行转向。

具体来说，两个转向回路分别用于控制两个车轮的转向，转向器40设置在第一转向回路和第二转向回路上，用于控制车轮的转向方向。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，第一转向回路包括：第一泵10、负载流量阀11、第一转向油缸12和油箱50。第一泵10与第一转向油缸12的有杆腔连接，第一转向油缸12的无杆腔与油箱50连接，负载流量阀11设置在第一泵10与第一转向油缸12之间，其中，转向器40设置在负载流量阀11与第一转向油缸12之间，转向器40用于控制第一转向油缸12的伸缩。

具体来说，第一泵10与车辆的发动机连接，在发动机工作时，第一泵10将油箱50内的液压油泵送至负载流量阀11，液压油由负载流量阀11流出后进入转向器40，然后进入第一转向油缸12，再经过转向器40流回油箱50，形成第一转向回路。进一步地，转向器40用于切换第一转向油缸12的进油方向，使第一转向油缸12的液压杆伸缩，实现转向。

进一步地，在本实施例中，第一泵10为负载敏感泵，其可根据应急转向回路上泵的输出流量自动调节自身的输出流量，降低液压系统的能耗。

如图1所示，第二转向回路包括：第二泵20、第二转向油缸21和油箱50。第二泵20与第二转向油缸21的无杆腔连接，第二转向油缸21的有杆腔与油箱50连接，第二泵20与第一泵10同轴机械连接，其中，转向器40设置在第二泵20与第二转向油缸21之间，转向器40用于控制第二转向油缸21的伸缩。

具体来说，第二泵20与第一泵10同轴机械连接，在发动机工作时，发动机带动第一泵10和第二泵20同时工作，第二泵20将油箱50内的液压油泵送至转向器40，然后经过转向器40进入第二转向油缸21，再由第二转向油缸21流回至油箱50，形成第二转向回路。进一步地，转向器40用于切换第二转向油缸21的进油方向，使第二转向油缸21的液压杆伸缩，实现转向。可选地，在本实施例中，第二泵20为定量泵。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，应急转向回路包括第三泵30和第一转向油缸12，第三泵30通过负载流量阀11与第一转向油缸12连接。

具体来说，第三泵30将油箱50内的液压油泵送至负载流量阀11，液压油由负载流量阀11进入转向器40，然后进入第一转向油缸12，并经过转向器40后流回至油箱50，形成应急转向回路。在车辆发动机正常工作时，第三泵30的工作状态为全流量输出，第一泵10的负载口感知负载压力变化，自适应调节输出的流量，可降低液压系统的能耗和发热，转向到位后，第一转向油缸12的液压油经过转向器40流回油箱50，转向器40将排量降到最低，输出流量降低到最低值。因正常转向时，第一泵10和第三泵30同时给第一转向油缸12供油，故第一泵10在选型时可以选择排量较小的泵，从而减小体积重量，降低成本。

当发动机停止工作时，第一泵10和第二泵20失去动力，无法工作，负载流量阀11自动与第一泵10断开连通，与第三泵30保持连通，由第三泵30单独输出液压油通过转向器40进入第一转向油缸12，实现应急转向。

当发动机正常工作且第三泵30发生故障时，第三泵30无流量输出或输出流量过低，负载流量阀11自动与第三泵30断开连通，由第一泵10单独输出流量经过转向器40进入第一转向油缸12，第二泵20输出流量通过转向器40进入第二转向油缸21，实现转向。此时，在车辆快速转向时，力矩会增大，据此可以及时发现第三泵30故障。可选地，在本实施例中，第三泵30为应急泵。

可选地，在本发明的一个实施例中，负载流量阀11包括：第一单向阀111和第二单向阀112。第一单向阀111的进油口与第一泵10的出油口连接，第二单向阀112的进油口与第三泵30的出油口连接，第一单向阀111的出油口和第二单向阀112的出油口合流后与转向器40的进油口连接。

具体来说，在发动机工作时，第一泵10将液压油输出，液压油经过第一单向阀111。第三泵30将液压油输出，液压油经过第二单向阀112。由第一单向阀111出油口流出的液压油和第二单向阀112出油口流出的液压油合流后进入转向器40，然后进入第一转向油缸12，再经过转向器40流回油箱50。在发动机停止工作时，第一泵10停止转动，由于第三泵30与车辆的车桥传动系统连接，只要车轮在转动，第三泵30即处于转动状态，第三泵30将液压油输出，液压油经过第二单向阀112进入转向器40，然后进入第一转向油缸12，再经过转向器40流回油箱50，实现应急转向。

可选地，如图2所示，在本发明的一个实施例中，负载流量阀11可以为第一换向阀，第一换向阀的两个进油口分别与第一泵10的出油口和第三泵30的出油口连接，第一换向阀的出油口与转向器40连接，第一换向阀至少具有两个工作位，在其中一个工作位时，第一换向阀的两个进油口连通。

具体来说，在本实施例中，第一换向阀具有三个工作位，在车辆正常转向和应急转向时，第一换向阀处于中间工作位。在第一换向阀处于中间工作位时，第一换向阀的两个进油口连通，第一泵10输出的液压油和第三泵30输出的液压油合流后由第一换向阀的出油口流出进入转向器40，然后进入第一转向油缸12，再经过转向器40流回油箱50，实现应急转向。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，转向器40包括：第二换向阀41和第三换向阀42。第二换向阀41和第三换向阀42具有多个工作位，第二换向阀41的进油口与负载流量阀11的出油口连接，第二换向阀41的第一工作油口与第一转向油缸12的有杆腔连接，第二换向阀41的第二工作油口与第一转向油缸12的无杆腔连接，第二换向阀41的回油口与油箱50连接。第三换向阀42的进油口与第二泵20的出油口连接，第三换向阀42的第一工作油口与第二转向油缸21的无杆腔连接，第三换向阀42的第二工作油口与第二转向油缸21的有杆腔连接，第三换向阀42的回油口与油箱50连接。

具体来说，第二换向阀41和第三换向阀42为三位四通换向阀，当第二换向阀41和第三换向阀42处于左边工作位时，第一泵10输出的液压油经过负载流量阀11、第二换向阀41的进油口和第一工作油口进入第一转向油缸12的有杆腔，无杆腔内的液压油经过第二换向阀41的第二工作油口、回油口进入油箱50，第一转向油缸12收缩。第二泵20输出的液压油经过第三换向阀42的进油口、第一工作油口进入第二转向油缸21的无杆腔，有杆腔内的液压油经过第三换向阀42的第二工作油口和回油口进入油箱50，第二转向油缸21伸出，实现车辆的转向。

当第二换向阀41和第三换向阀42处于中间工作位时，第二换向阀41的进油口和回油口连通，第一转向油缸12保持当前状态；第三换向阀42的进油口和回油口连通，第二转向油缸21保持当前状态。

当第二换向阀41和第三换向阀42处于右边工作位时，第一泵10输出的液压油经过负载流量阀11、第二换向阀41的进油口和第二工作油口进入第一转向油缸12的无杆腔，有杆腔内的液压油经过第二换向阀41的第一工作油口、回油口进入油箱50，第一转向油缸12伸出。第二泵20输出的液压油经过第三换向阀42的进油口、第二工作油口进入第二转向油缸21的有杆腔，无杆腔内的液压油经过第三换向阀的第一工作油口和回油口进入油箱50，第二转向油缸21收缩，实现车辆的转向。

本发明实施例还提供一种作业车辆，包括车辆应急转向液压系统。

具体来说，车辆应急转向液压系统包括转向回路和应急转向回路，其中，转向回路上的第一动力元件与车辆的发动机连接，发动机工作时，带动转向回路上第一动力元件转动，第一动力元件输出液压油，转向回路处于导通状态。应急转向回路上的第二动力元件与车辆的车桥传动系统连接，车轮转动时带动第二动力元件转动，第二动力元件输出液压油，应急转向回路处于导通状态。在发动机工作时，转向回路和应急转向回路均处于导通状态，若应急转向回路出现故障，车辆在转向时，转向力矩会有所变化，便于及时发现故障。在发动机停止工作时，应急转向回路处于导通状态，实现应急状态时的转向。

进一步地，在本实施例中，作业车辆可以为轮式起重机、带有转向器的消防车等。

本发明实施例提供的作业车辆，通过设置车辆应急转向液压系统，在车辆发动机工作时，应急转向回路参与工作，降低了能耗和发热量，同时，可以及时发现应急转向回路是否存在故障，保证了作业车辆行驶时的安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种车辆应急转向液压系统，其特征在于，包括：转向回路、转向器和应急转向回路，所述转向器设置在所述转向回路和所述应急转向回路上，所述转向器用于控制车辆的转向方向，所述转向回路包括：第一转向回路和第二转向回路，所述第一转向回路和所述第二转向回路经过所述转向器，所述第一转向回路和所述第二转向回路分别用于控制一个车轮进行转向，其中，所述第一转向回路包括：第一泵、第一转向油缸，所述第一泵与所述第一转向油缸的有杆腔连接，所述第一转向油缸的无杆腔与油箱连接，所述第一泵为负载敏感泵；负载流量阀，所述负载流量阀设置在所述第一泵与所述第一转向油缸之间；其中，所述转向器设置在所述负载流量阀与所述第一转向油缸之间，所述转向器用于控制所述第一转向油缸的伸缩，所述第二转向回路包括：第二泵和第二转向油缸，所述第二泵与所述第二转向油缸的无杆腔连接，所述第二转向油缸的有杆腔与所述油箱连接，所述第二泵与所述第一泵同轴机械连接；其中，所述第二泵为定量泵，所述转向器设置在所述第二泵与所述第二转向油缸之间，所述转向器用于控制所述第二转向油缸的伸缩，所述应急转向回路包括：第三泵和所述第一转向油缸，所述第三泵通过所述负载流量阀与所述第一转向油缸连接，所述第三泵用于与车辆的车桥传动系统连接，在车辆发动机正常工作时，所述第三泵的工作状态为全流量输出，所述第一泵能够根据所述应急转向回路上所述第三泵的输出流量自动调节自身的输出流量；

在车辆发动机工作时，所述转向回路和所述应急转向回路处于导通状态；在车辆发动机停止工作时，所述转向回路处于断开状态，所述应急转向回路处于导通状态。

2.根据权利要求1所述的车辆应急转向液压系统，其特征在于，所述负载流量阀包括：

第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述第一泵的出油口连接；

第二单向阀，所述第二单向阀的进油口与所述第三泵的出油口连接；

其中，所述第一单向阀的出油口和所述第二单向阀的出油口合流后与所述转向器的进油口连接。

3.根据权利要求1所述的车辆应急转向液压系统，其特征在于，所述负载流量阀为第一换向阀，所述第一换向阀的两个进油口分别与所述第一泵的出油口和所述第三泵的出油口连接，所述第一换向阀的出油口与所述转向器连接；

所述第一换向阀至少具有两个工作位，在其中一个工作位时，所述第一换向阀的两个进油口连通。

4.根据权利要求1所述的车辆应急转向液压系统，其特征在于，所述转向器包括：

第二换向阀，所述第二换向阀具有多个工作位，所述第二换向阀的进油口与所述负载流量阀的出油口连接，所述第二换向阀的第一工作油口与所述第一转向油缸的有杆腔连接，所述第二换向阀的第二工作油口与所述第一转向油缸的无杆腔连接，所述第二换向阀的回油口与所述油箱连接；

第三换向阀，所述第三换向阀具有多个工作位，所述第三换向阀的进油口与所述第二泵的出油口连接，所述第三换向阀的第一工作油口与所述第二转向油缸的无杆腔连接，所述第三换向阀的第二工作油口与所述第二转向油缸的有杆腔连接，所述第三换向阀的回油口与所述油箱连接。

5.根据权利要求4所述的车辆应急转向液压系统，其特征在于，所述第二换向阀和所述第三换向阀为三位四通换向阀。

6.一种作业车辆，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的车辆应急转向液压系统。

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