CN117163152A - 转向系统和工程车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种转向系统和工程车辆。转向系统包括：转向机构，包括转向桥、转向轮和转向油缸，转向油缸被配置为驱动转向轮相对于转向桥左右偏转；转向操纵机构；传动机构，被配置为驱动转向轮相对于转向桥左右偏转；全液压转向器，包括马达；和转向模式切换装置，被配置为使转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在第一转向模式，使转向操纵机构与传动机构传动连接，传动机构响应于转向操纵机构的操纵动作，驱动转向轮偏转，在第二转向模式，使转向操纵机构与马达传动连接，马达响应于转向操纵机构的操纵动作，向转向油缸供油，以使转向油缸驱动转向轮偏转。本公开的转向系统和工程车辆能够满足不同工况下的转向需求。

Description

转向系统和工程车辆

技术领域

本公开涉及工程车辆领域，特别涉及一种转向系统和工程车辆。

背景技术

轮式工程车辆如轮胎起重机、轮式挖掘机等，可以采用全液压转向系统或机械转向系统实现转向，但是也存在以下问题：

在非铺装路等恶劣作业环境行驶的过程中，机械转向系统难以吸收路面反馈的冲击，方向盘会对驾驶员产生较大的冲击，对驾驶员操作有很大的影响。

全液压转向系统中，方向盘与车桥之间缺乏机械连接结构，无回馈力，导致驾驶员缺乏路感，可能会出现方向盘转动量偏大的情况，在高速行驶工况下存在极大的安全隐患。在车辆行驶的过程中，全液压转向器与控制阀组可能会出现液压油泄漏的情况，导致转向油缸卸荷，出现转向不协调甚至失效的状况。

上述问题导致目前的转向系统难以满足不同工况下的转向需求。

发明内容

本公开的目的在于提供一种转向系统和工程车辆，以满足不同工况下的转向需求。

本公开的第一方面提供一种转向系统，包括：

转向机构，包括转向桥、转向轮和转向油缸，所述转向油缸与所述转向轮驱动连接并被配置为驱动所述转向轮相对于所述转向桥左右偏转；

转向操纵机构；

传动机构，与所述转向轮传动连接并被配置为驱动所述转向轮相对于所述转向桥左右偏转；

全液压转向器，包括马达；和

转向模式切换装置，被配置为使所述转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在所述第一转向模式，所述转向模式切换装置使所述转向操纵机构与所述传动机构传动连接，所述传动机构响应于所述转向操纵机构的操纵动作，驱动所述转向轮偏转，在所述第二转向模式，所述转向模式切换装置使所述转向操纵机构与所述马达传动连接，所述马达响应于所述转向操纵机构的操纵动作，向所述转向油缸供油，以使所述转向油缸驱动所述转向轮偏转。

根据本公开的一些实施例，所述转向系统包括第一液压泵，在所述第二转向模式，所述第一液压泵与所述全液压转向器流体连接，所述全液压转向器与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵通过所述全液压转向器向所述转向油缸供油。

根据本公开的一些实施例，在所述第一转向模式，所述第一液压泵与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵与所述全液压转向器断开，所述第一液压泵响应于所述转向轮的偏转，向所述转向油缸供油。

根据本公开的一些实施例，

所述转向桥包括前桥，所述转向轮包括前轮，所述转向油缸包括前桥转向油缸，所述前桥转向油缸与所述前轮驱动连接并被配置为驱动所述前轮相对于所述前桥左右偏转；

所述转向系统包括换向控制阀，所述换向控制阀设置于所述第一液压泵与所述前桥转向油缸之间的液压管路上并被配置为使所述第一液压泵的出口可选择地与所述前桥转向油缸的两个工作油口之一连接，以通过改变所述前桥转向油缸的活塞的移动方向改变所述前轮的偏转方向。

根据本公开的一些实施例，所述转向系统包括转向模式控制阀，所述转向模式控制阀设置于所述第一液压泵的出口端的液压管路上，所述转向模式控制阀具有第一阀位和第二阀位，在所述转向模式控制阀的第一阀位，所述第一液压泵与所述转向油缸流体连接，在所述转向模式控制阀的第二阀位，所述第一液压泵与所述全液压转向器流体连接。

根据本公开的一些实施例，所述转向桥包括前桥和后桥，所述转向轮包括前轮和后轮，所述转向油缸包括前桥转向油缸和后桥转向油缸，所述前桥转向油缸与所述前轮驱动连接并被配置为驱动所述前轮相对于所述前桥左右偏转，所述后桥转向油缸与所述后轮驱动连接并被配置为驱动所述后轮相对于所述后桥左右偏转，所述全液压转向器具有第一工作油口和第二工作油口，所述马达响应于所述转向操纵机构的操纵动作，使所述第一工作油口和所述第二工作油口之一进油而另一回油，所述转向系统包括：

前轮偏转控制阀，设置于所述全液压转向器的两个工作油口与所述前桥转向油缸的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使所述全液压转向器的第一工作油口可选择地与所述前桥转向油缸的两个工作油口之一连接，且使所述全液压转向器的第二工作油口可选择地与所述前桥转向油缸的两个工作油口另一连接，以通过改变所述前桥转向油缸的活塞的移动方向改变所述前轮的偏转方向；和

后轮偏转控制阀，设置于所述全液压转向器的两个工作油口与所述后桥转向油缸的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使所述全液压转向器的第一工作油口可选择地与所述后桥转向油缸的两个工作油口之一连接，且使所述全液压转向器的第二工作油口可选择地与所述后桥转向油缸的两个工作油口另一连接，以通过改变所述后桥转向油缸的活塞的移动方向改变所述后轮的偏转方向。

根据本公开的一些实施例，

所述前轮偏转控制阀具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口，所述前轮偏转控制阀的第一油口和第二油口均与所述全液压转向器的第一工作油口流体连接，所述前轮偏转控制阀的第三油口与所述前桥转向油缸的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述前轮偏转控制阀的第四油口与所述前桥转向油缸的有杆腔和无杆腔另一流体连接；

所述前轮偏转控制阀具有第一阀位和第二阀位，在所述前轮偏转控制阀的第一阀位，所述前轮偏转控制阀的第一油口与所述前轮偏转控制阀的第五油口连通，在所述前轮偏转控制阀的第二阀位，所述前轮偏转控制阀的第二油口与所述前轮偏转控制阀的第三油口连通，所述前轮偏转控制阀的第四油口与所述前轮偏转控制阀的第五油口连通；

所述后轮偏转控制阀具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第五油口，所述后轮偏转控制阀的第一油口和第二油口均与所述全液压转向器的第二工作油口流体连接，所述后轮偏转控制阀的第三油口与所述后桥转向油缸的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述后轮偏转控制阀的第四油口与所述后桥转向油缸的有杆腔和无杆腔另一流体连接，所述后轮偏转控制阀的第五油口与所述的第五油口流体连接；

所述后轮偏转控制阀具有第一阀位、第二阀位和第三阀位，在所述后轮偏转控制阀的第一阀位，所述后轮偏转控制阀的第二油口与所述后轮偏转控制阀的第三油口连通，所述后轮偏转控制阀的第四油口与所述后轮偏转控制阀的第五油口连通，在所述后轮偏转控制阀的第二阀位，所述后轮偏转控制阀的第一油口与所述后轮偏转控制阀的第五油口连通，在所述后轮偏转控制阀的第三阀位，所述后轮偏转控制阀的第二油口与所述后轮偏转控制阀的第四油口连通，所述后轮偏转控制阀的第三油口与所述后轮偏转控制阀的第五油口连通。

根据本公开的一些实施例，所述第二转向模式包括第一子模式、第二子模式和第三子模式，

在所述第一子模式，所述前轮偏转控制阀处于第二阀位，所述后轮偏转控制阀处于第一阀位；

在所述第二子模式，所述前轮偏转控制阀处于第二阀位，所述后轮偏转控制阀处于第三阀位；

在所述第三子模式，所述前轮偏转控制阀处于第一阀位，所述后轮偏转控制阀处于第三阀位。

根据本公开的一些实施例，所述转向系统包括：

第二液压泵；和

应急控制阀，设置于所述第二液压泵的出口端的液压管路上，被配置为在所述第一转向模式，在所述第一液压泵的输出压力小于预设压力的状态，使所述第二液压泵与所述转向油缸流体连接，以使所述第二液压泵能够向所述转向油缸供油。

根据本公开的一些实施例，所述应急控制阀具有第一阀位和第二阀位，所述应急控制阀的控制端被配置为在所述第一液压泵的输出压力小于预设压力的状态，使所述应急控制阀由第一阀位切换至第二阀位，在所述应急控制阀的第一阀位，所述第二液压泵与回油管路流体连接，在所述应急控制阀的第二阀位，所述第二液压泵与所述转向油缸流体连接，所述第二液压泵向所述转向油缸供油。

根据本公开的一些实施例，

所述全液压转向器具有第一工作油口和第二工作油口，所述马达响应于所述转向操纵机构的操纵动作，使所述第一工作油口和所述第二工作油口之一进油而另一回油；

所述转向桥包括前桥和后桥，所述转向轮包括前轮和后轮，所述转向油缸包括前桥转向油缸和后桥转向油缸，所述前桥转向油缸与所述前轮驱动连接并被配置为驱动所述前轮相对于所述前桥左右偏转；

所述转向系统包括第一锁止阀，所述第一锁止阀包括第一液控单向阀和第二液控单向阀，所述第一液控单向阀的进油口和所述第二液控单向阀的控制口与所述第一液压泵流体连接，所述第二液控单向阀的进油口和所述第一液控单向阀的控制口与回油管路流体连接，所述第一液控单向阀的出油口与所述前桥转向油缸的有杆腔和无杆腔之一与所述第一工作油口之间的液压管路流体连接，所述第二液控单向阀的出油口与所述前桥转向油缸的有杆腔和无杆腔另一与所述第二工作油口之间的液压管路流体连接。

根据本公开的一些实施例，

所述全液压转向器具有第一工作油口和第二工作油口，所述马达响应于所述转向操纵机构的操纵动作，使所述第一工作油口和所述第二工作油口之一进油而另一回油；

在所述第一转向模式，所述第一液压泵与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵与所述全液压转向器断开，所述第一液压泵响应于所述转向轮的偏转，向所述转向油缸供油；

所述转向桥包括前桥和后桥，所述转向轮包括前轮和后轮，所述转向油缸包括前桥转向油缸和后桥转向油缸，所述前桥转向油缸与所述前轮驱动连接并被配置为驱动所述前轮相对于所述前桥左右偏转；

所述转向系统包括第二锁止阀，所述第二锁止阀包括第三液控单向阀和第四液控单向阀，所述第一工作油口和所述第二工作油口之一与所述第三液控单向阀的进油口和所述第四液控单向阀的控制口流体连接，所述第一工作油口和所述第二工作油口另一与所述第四液控单向阀的进油口和所述第三液控单向阀的控制口流体连接，所述第三液控单向阀的出油口与所述后桥转向油缸的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述第四液控单向阀的出油口与所述后桥转向油缸的有杆腔和无杆腔另一流体连接。

根据本公开的一些实施例，所述转向系统包括流量调节阀，所述流量调节阀设置于第一液压泵的出口端的液压管路上并被配置为调节所述转向油缸的流量。

根据本公开的一些实施例，

所述转向模式切换装置包括：

输入轴，与所述转向操纵机构传动连接；

第一输出轴，与所述传动机构传动连接；和

第二输出轴，与所述马达传动连接；

其中，在所述第一转向模式，所述输入轴与所述第一输出轴传动连接，以使所述转向操纵机构与所述传动机构传动连接，在所述第二转向模式，所述输入轴与所述第二输出轴传动连接，以使所述转向操纵机构与所述马达传动连接。

根据本公开的一些实施例，

所述转向模式切换装置包括：

输入齿轮，安装于所述输入轴上且能够随所述输入轴转动；

第一输出齿轮，安装于第一输出轴上且与所述输入齿轮啮合；和

第二输出齿轮，安装于第二输出轴上且与所述输入齿轮啮合；

其中，在所述第一转向模式，所述第一输出齿轮与所述第一输出轴保持固定，以使所述第一输出轴能够随所述第一输出齿轮同步转动，所述第二输出轴相对于所述第二输出齿轮可转动地设置，在所述第二转向模式，所述第二输出齿轮与所述第二输出轴保持固定，以使所述第二输出轴能够随所述第二输出齿轮同步转动，所述第二输出轴相对于所述第二输出齿轮可转动地设置。

根据本公开的一些实施例，所述转向模式切换装置包括：

第一限位部件，可动地安装于所述第一输出轴上，沿所述第一限位部件的运动方向，所述第一限位部件具有第一位置和第二位置，在所述第一限位部件的第一位置，所述第一限位部件与所述第一输出轴和所述第一输出齿轮保持配合，以限制所述第一输出轴相对于所述第一输出齿轮转动，在所述第一限位部件的第二位置，所述第一限位部件与所述第一输出齿轮解除配合，所述第一输出轴能够相对于所述第一输出齿轮转动；和

第二限位部件，可动地安装于所述第二输出轴上，沿所述第二限位部件的运动方向，所述第二限位部件具有第一位置和第二位置，在所述第二限位部件的第一位置，所述第二限位部件与所述第二输出轴和所述第二输出齿轮保持配合，以限制所述第二输出轴相对于所述第二输出齿轮转动，在所述第二限位部件的第二位置，所述第二限位部件与所述第二输出齿轮解除配合，所述第二输出轴能够相对于所述第二输出齿轮转动。

根据本公开的一些实施例，

所述第一限位部件与所述第一输出轴通过花键连接，和/或，所述第二限位部件与所述第二输出轴通过花键连接；和/或

所述第一限位部件上设置有第一外齿，所述第一输出齿轮上设置有与所述第一外齿适配的第一内齿，和/或，所述第二限位部件上设置有第二外齿，所述第二输出齿轮上设置有与所述第二外齿适配的第二内齿。

根据本公开的一些实施例，

所述第一输出轴的轴线与所述第二输出轴的轴线相互平行地设置，所述第一限位部件和所述第二限位部件沿所述第一输出轴的轴向可动地设置；

所述转向模式切换装置包括切换部件，所述切换部件与所述第一限位部件和所述第二限位部件驱动连接并被配置为驱动所述第一限位部件和所述第二限位部件沿所述第一输出轴的轴向同步移动，其中，在所述第一限位部件与所述第二限位部件之一处于第一位置的状态，所述第一限位部件与所述第二限位部件另一处于第二位置。

根据本公开的一些实施例，所述转向模式切换装置包括驱动装置，所述驱动装置与所述切换部件驱动连接并被配置为驱动所述切换部件沿所述第一输出轴的轴向移动。

本公开的第二方面提供一种工程车辆，包括本公开第一方面所述的转向系统。

本公开提供的转向系统中，转向模式切换装置能够使转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在第一转向模式，基于转向操纵机构、传动机构和转向机构，转向系统可以实现机械转向，使驾驶员能够获得路感，从而更加了解路况，提高转向操控的稳定性，降低了高速行驶时的安全风险，可以满足工程车辆在高速行驶工况下的转向需求；在第二转向模式，基于转向操纵机构、全液压转向器和转向机构，转向系统可以实现全液压转向，降低路面反馈冲击对驾驶员操作的影响，降低驾驶员的不适感，可以满足工程车辆在低速或恶劣环境行驶工况下减小冲击的转向需求。

本公开提供的工程车辆具有前述转向系统所具有的优点。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

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

图1为本公开的一些实施例的转向系统的结构示意图。

图2为本公开的一些实施例的转向系统的液压原理示意图。

图3为本公开的一些实施例的转向模式切换装置的结构示意图。

图1至图3中，各附图标记分别代表：

1、转向操纵机构；11、方向盘；12、转向柱；

2、转向模式切换装置；21、输入轴；22、输入齿轮；23a、第一输出轴；230a、第一花键；23b、第二输出轴；230b、第二花键；24a、第一输出齿轮；24b、第二输出齿轮；25a、第一轴承；25b、第二轴承；26a、第一限位部件；26b、第二限位部件；27、切换部件；28、支撑轴；29、驱动装置；

31、全液压转向器；311、马达；312、分配阀；321、第一液压泵；322、第二液压泵；33、转向模式控制阀；L、第一工作油口；R、第二工作油口；341、前轮偏转控制阀；A1、前轮偏转控制阀的第一油口；B1、前轮偏转控制阀的第二油口；C1、前轮偏转控制阀的第三油口；D1、前轮偏转控制阀的第四油口；E1、前轮偏转控制阀的第五油口；342、后轮偏转控制阀；A2、后轮偏转控制阀的第一油口；B2、后轮偏转控制阀的第二油口；C2、后轮偏转控制阀的第三油口；D2、后轮偏转控制阀的第四油口；E2、后轮偏转控制阀的第五油口；343、换向控制阀；35、应急控制阀；361、第一锁止阀；3611、第一液控单向阀；3612、第二液控单向阀；362、第二锁止阀；3621、第三液控单向阀；3622、第四液控单向阀；37、流量调节阀；

4、前桥转向机构；41、前桥转向油缸；41a、第一前桥转向油缸；41b、第二前桥转向油缸；42、前桥；43、前轮；43a、第一前轮；43b、第二前轮；

5、后桥转向机构；51、后桥转向油缸；51a、第一后桥转向油缸；51b、第二后桥转向油缸；52、后桥；53、后轮；53a、第一后轮；53b、第二后轮；

6、传动机构；611、第一传动轴；612、第一角传动器；613、第二传动轴；614、第二角传动器；615、第三传动轴；616、第三角传动器；621、第四角传动器；622、第四传动轴；623、第五角传动器；624、第五传动轴；625、第六角传动器；626、转向垂臂；627、转向拉杆；628、转向节臂；

7、中心回转体。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，这些技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，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公开保护范围的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

参考图1至图3，本公开的一些实施例提供一种转向系统，包括转向机构、转向操纵机构1、传动机构6、全液压转向器31和转向模式切换装置2。

转向机构包括转向桥、转向轮和转向油缸，转向油缸与转向轮驱动连接并被配置为驱动转向轮相对于转向桥左右偏转。传动机构6与转向轮传动连接并被配置为驱动转向轮相对于转向桥左右偏转。全液压转向器31包括马达311。转向模式切换装置2被配置为使转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在第一转向模式，转向模式切换装置2使转向操纵机构1与传动机构6传动连接，传动机构6响应于转向操纵机构1的操纵动作，驱动转向轮偏转，在第二转向模式，转向模式切换装置2使转向操纵机构1与马达311传动连接，马达311响应于转向操纵机构1的操纵动作，向转向油缸供油，以使转向油缸驱动转向轮偏转。

可选地，转向机构包括前桥转向机构4和后桥转向机构5。前桥转向机构4包括前桥42、前轮43和前桥转向油缸41，前桥转向油缸41与前轮43驱动连接并被配置为驱动前轮43相对于前桥42左右偏转。后桥转向机构5包括后桥52、后轮53和后桥转向油缸51，后桥转向油缸51与后轮53驱动连接并被配置为驱动后轮53相对于后桥52左右偏转。

可选地，参考图1和图2，前轮43包括分别设置于前桥42的左右两侧的第一前轮43a和第二前轮43b，前桥转向油缸41包括分别与第一前轮43a和第二前轮43b对应设置的第一前桥转向油缸41a和第二前桥转向油缸41b。后轮53包括分别设置于后桥52的左右两侧的第一后轮53a和第二后轮53b，后桥转向油缸51包括分别与第一后轮53a和第二后轮53b对应设置的第一后桥转向油缸51a和第二后桥转向油缸51b。前桥转向油缸41与后桥转向油缸51用于在转向过程中向对应的转向轮传递转向力，并起到缓冲作用。

可选地，转向操纵机构1包括方向盘和与方向盘传动连接的转向柱总成。

驾驶员通过转向操纵机构1将角度与扭矩传递给转向桥，以控制车辆转向，在第一转向模式，路面激励可通过转向操纵机构1反馈给驾驶员，驾驶员由此了解路况。

全液压转向器31根据方向盘的转动角度，液压油通过分配阀312进入马达311，推动马达311的转子随方向盘转动，将液压油定向定量地注入转向油缸。

可选地，传动机构6包括设置于上车结构且依次传动连接的第一传动轴611、第一角传动器612、第二传动轴613、第二角传动器614、第三传动轴615、第三角传动器616。可选地，传动机构6包括设置于下车结构且依次传动连接的第四角传动器621、第四传动轴622、第五角传动器623、第五传动轴624、第六角传动器625、转向垂臂626、转向拉杆627、转向节臂628。

其中，第一传动轴611、第二传动轴613、第三传动轴615、第四传动轴622、第五传动轴624用于传递方向盘旋转所产生的角度和扭矩。第一角传动器612、第二角传动器614、第三角传动器616、第四角传动器621、第五角传动器623、第六角传动器625用于改变方向盘旋转所产生的力矩和角度。

可选地，转向系统包括中心回转体7。中心回转体7用于可选择地连接位于上车结构与下车结构的转向机构，使方向盘旋转所产生的力矩和角度能够经中心回转体7的转动传递给转向轮。

可选地，转向垂臂626一端与第六角传动器625传动连接，一端与转向拉杆627传动连接。转向拉杆627用于将转向垂臂626的摆动转换为转向节臂628的转动。转向节臂628用于带动转向轮绕转向桥旋转。

在第一转向模式，方向盘与转向轮之间通过各传动轴、各角传动器、转向垂臂626、转向拉杆627、转向节臂628等建立机械连接，当驾驶员操作方向盘旋转，转向操纵机构1输入的转角和力矩通过各传动轴、各角传动器、中心回转体7的中心轴等传动机构，传递给转向拉杆627和转向节臂628，从而带动转向轮转向。

在第二转向模式，当驾驶员操作方向盘旋转，全液压转向器31在输入扭矩的作用下工作，使液压油进入转向油缸，从而带动转向轮转向。

在第二转向模式，中心回转体7能够切断转向操纵机构1与转向拉杆627之间的动力传递，在回转作业时，工程车辆的驾驶室可以随工作装置同步回转，因此不会引起方向盘的转动，利于降低驾驶员的不适感，提升转向系统的可靠性。

本公开的实施例提供的转向系统中，转向模式切换装置能够使转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在第一转向模式，基于转向操纵机构、传动机构和转向机构，转向系统可以实现机械转向，使驾驶员能够获得路感，从而更加了解路况，提高转向操控的稳定性，降低了高速行驶时的安全风险，可以满足工程车辆在高速行驶工况下的转向需求；在第二转向模式，基于转向操纵机构、全液压转向器和转向机构，转向系统可以实现全液压转向，降低路面反馈冲击对驾驶员操作的影响，降低驾驶员的不适感，可以满足工程车辆在低速或恶劣环境行驶工况下减小冲击的转向需求。

下面结合图2进一步说明本公开的实施例的转向系统的液压原理。

在一些实施例中，转向系统包括第一液压泵321，在第二转向模式，第一液压泵321与全液压转向器31流体连接，全液压转向器31与转向油缸流体连接，第一液压泵321通过全液压转向器31向转向油缸供油。

可选地，第一液压泵321安装于工程车辆的发动机上且由发动机驱动，在通常情况下，转向系统通过第一液压泵321提供转向所需的动力。

在一些实施例中，在第一转向模式，第一液压泵321与转向油缸流体连接，第一液压泵321与全液压转向器31断开，第一液压泵321响应于转向轮的偏转，向转向油缸供油。

上述实施例的转向系统中，在第一转向模式，第一液压泵321能够根据转向轮的偏转情况直接向转向油缸供油，当转向力传递至转向拉杆并使转向轮转向的同时，第一液压泵能够向转向油缸供油，产生辅助力带动转向拉杆助力转向轮转向，从而实现液压助力机械转向，利于提高转向系统的可操作性与轻便性。

在一些实施例中，转向桥包括前桥42，转向轮包括前轮43，转向油缸包括前桥转向油缸41，前桥转向油缸41与前轮43驱动连接并被配置为驱动前轮43相对于前桥42左右偏转。转向系统包括换向控制阀343，换向控制阀343设置于第一液压泵321与前桥转向油缸41之间的液压管路上并被配置为使第一液压泵321的出口可选择地与前桥转向油缸41的两个工作油口之一连接，以通过改变前桥转向油缸41的活塞的移动方向改变前轮43的偏转方向。

可选地，参考图2，换向控制阀343为电磁阀，例如复位状态为中位的三位四通电磁阀。在第一转向模式，换向控制阀343的阀位可随方向盘的转动方向而切换，例如可在方向盘左转时切换至图2中位于下侧的阀位，在方向盘右转时切换至图2中位于上侧的阀位，从而通过控制前桥转向油缸41的活塞的移动方向控制车辆转向的方向。

在一些实施例中，转向系统包括转向模式控制阀33，转向模式控制阀33设置于第一液压泵321的出口端的液压管路上，转向模式控制阀33具有第一阀位和第二阀位，在转向模式控制阀33的第一阀位，第一液压泵321与转向油缸流体连接，在转向模式控制阀33的第二阀位，第一液压泵321与全液压转向器31流体连接。

可选地，参考图2，转向模式控制阀33为电磁阀，例如二位二通电磁阀。转向模式控制阀33用于根据行驶或作业所需的转向模式切换阀位，以控制液压油是否经过全液压转向器31。在转向模式控制阀33的第一阀位(即图2中位于右侧的阀位)，第一液压泵321直接向转向油缸供油，第一液压泵321与全液压转向器31的液压回路被阻断，转向系统处于第一转向模式，在转向模式控制阀33的第二阀位(即图2中位于左侧的阀位)，第一液压泵321通过全液压转向器31向转向油缸供油，转向系统处于第二转向模式。

在一些实施例中，转向桥包括前桥42和后桥52，转向轮包括前轮43和后轮53，转向油缸包括前桥转向油缸41和后桥转向油缸51，前桥转向油缸41与前轮43驱动连接并被配置为驱动前轮43相对于前桥42左右偏转，后桥转向油缸51与后轮53驱动连接并被配置为驱动后轮53相对于后桥52左右偏转。全液压转向器31具有第一工作油口L和第二工作油口R，马达311响应于转向操纵机构1的操纵动作，使第一工作油口L和第二工作油口R之一进油而另一回油，转向系统包括前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342。

前轮偏转控制阀341设置于全液压转向器31的两个工作油口与前桥转向油缸41的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使全液压转向器31的第一工作油口L可选择地与前桥转向油缸41的两个工作油口之一连接，且使全液压转向器31的第二工作油口R可选择地与前桥转向油缸41的两个工作油口另一连接，以通过改变前桥转向油缸41的活塞的移动方向改变前轮43的偏转方向。

后轮偏转控制阀342设置于全液压转向器31的两个工作油口与后桥转向油缸51的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使全液压转向器31的第一工作油口L可选择地与后桥转向油缸51的两个工作油口之一连接，且使全液压转向器31的第二工作油口R可选择地与后桥转向油缸51的两个工作油口另一连接，以通过改变后桥转向油缸51的活塞的移动方向改变后轮53的偏转方向。

上述实施例的转向系统中，前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342分别用于控制前桥转向油缸41和后桥转向油缸51的不同工作腔进油或出油，进而通过控制活塞的移动方向控制前轮43和后轮53的偏转方向。在前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342的作用下，前轮43和后轮53能够偏转或不偏转，且前轮43和后轮53的偏转方向可以相同或不同，从而全液压转向的第二转向模式可以进一步划分为多个子模式，以满足多种地形下的转向需求。

在一些实施例中，前轮偏转控制阀341具有第一油口A1、第二油口B1、第三油口C1、第四油口D1、第五油口E1，前轮偏转控制阀341的第一油口A1和第二油口B1均与全液压转向器31的第一工作油口L流体连接，前轮偏转控制阀341的第三油口C1与前桥转向油缸41的有杆腔和无杆腔之一流体连接，前轮偏转控制阀341的第四油口D1与前桥转向油缸41的有杆腔和无杆腔另一流体连接。

前轮偏转控制阀341具有第一阀位和第二阀位，在前轮偏转控制阀341的第一阀位，前轮偏转控制阀341的第一油口A1与前轮偏转控制阀341的第五油口E1连通，在前轮偏转控制阀341的第二阀位，前轮偏转控制阀341的第二油口B1与前轮偏转控制阀341的第三油口C1连通，前轮偏转控制阀341的第四油口D1与前轮偏转控制阀341的第五油口E1连通。

后轮偏转控制阀342具有第一油口A2、第二油口B2、第三油口C2、第四油口D2、第五油口E2，后轮偏转控制阀342的第一油口A2和第二油口B2均与全液压转向器31的第二工作油口R流体连接，后轮偏转控制阀342的第三油口C2与后桥转向油缸51的有杆腔和无杆腔之一流体连接，后轮偏转控制阀342的第四油口D2与后桥转向油缸51的有杆腔和无杆腔另一流体连接，后轮偏转控制阀342的第五油口E2与的第五油口E1流体连接。

后轮偏转控制阀342具有第一阀位、第二阀位和第三阀位，在后轮偏转控制阀342的第一阀位，后轮偏转控制阀342的第二油口B2与后轮偏转控制阀342的第三油口C2连通，后轮偏转控制阀342的第四油口D2与后轮偏转控制阀342的第五油口E2连通，在后轮偏转控制阀342的第二阀位，后轮偏转控制阀342的第一油口A2与后轮偏转控制阀342的第五油口E2连通，在后轮偏转控制阀342的第三阀位，后轮偏转控制阀342的第二油口B2与后轮偏转控制阀342的第四油口D2连通，后轮偏转控制阀342的第三油口C2与后轮偏转控制阀342的第五油口E2连通。

可选地，前轮偏转控制阀341具有第三阀位，在前轮偏转控制阀341的第三阀位，前轮偏转控制阀341的第二油口B1与前轮偏转控制阀341的第四油口D1连通，前轮偏转控制阀341的第三油口C1与前轮偏转控制阀341的第五油口E1连通。

可选地，前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342集成为图2所示的多路换向阀，两者在复位状态处于图2所示的中位，即第二阀位。

在一些实施例中，第二转向模式包括第一子模式、第二子模式和第三子模式。在第一子模式，前轮偏转控制阀341处于第二阀位，后轮偏转控制阀342处于第一阀位。在第二子模式，前轮偏转控制阀341处于第二阀位，后轮偏转控制阀342处于第三阀位。在第三子模式，前轮偏转控制阀341处于第一阀位，后轮偏转控制阀342处于第三阀位。

下面基于上述实施例的前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342对第一转向模式以及第二转向模式的不同子模式下转向系统的工作原理作进一步说明。

在第一转向模式，转向模式控制阀33位于第一阀位(图2中位于右侧的阀位)，为液压助力机械转向。前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342均处于第二阀位(图2中位于中间的阀位)。来自第一液压泵321的液压油流向换向控制阀343。

当方向盘向左旋转，使换向控制阀343切换至图2中位于下侧的阀位，液压油经前轮偏转控制阀341进入第一前轮转向油缸41a的无杆腔和第二前轮转向油缸41b的有杆腔中，带动第一前轮43a和第二前轮43b一起向左偏转。

当方向盘向右旋转，使换向控制阀343切换至图2中位于上侧的阀位，液压油经前轮偏转控制阀341进入第一前轮转向油缸41a的有杆腔和第二前轮转向油缸41b的无杆腔中，带动第一前轮43a和第二前轮43b一起向右偏转。

在第一转向模式，转向系统可实现前轮偏转的两轮转向。

在第二转向模式的第一子模式，转向模式控制阀33位于第二阀位(图2中位于左侧的阀位)，为全液压转向。前轮偏转控制阀341处于第二阀位(图2中位于中间的阀位)，后轮偏转控制阀342处于第一阀位(图2中位于左侧的阀位)，来自第一液压泵321的液压油流向全液压转向器31。

当方向盘11左转时，液压油通过全液压转向器31的第一工作油口L经过中心回转体7进入前轮偏转控制阀341，从而进入第一前轮转向油缸41a的无杆腔和第二前轮转向油缸41b的有杆腔，带动第一前轮43a和第二前轮43b一起向左偏转。从第一前轮转向油缸41a和第二前轮转向油缸41b排出的液压油在依次通过前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342之后进入第一后轮转向油缸51a的有杆腔和第二后轮转向油缸51b的无杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向左偏转，也就是前后轮同时左转。

当方向盘11右转时，液压油通过全液压转向器31的第二工作油口R经过中心回转体7进入后轮偏转控制阀342，从而进入第一后轮转向油缸51a的无杆腔和第二后轮转向油缸51b的有杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向右偏转。从第一后轮转向油缸51a和第二后轮转向油缸51b排出的液压油在依次通过后轮偏转控制阀342和前轮偏转控制阀341之后进入第一前轮转向油缸41a的有杆腔和第二前轮转向油缸41b的无杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向右偏转，也就是前后轮同时右转。

在第二转向模式的第一子模式，转向系统可实现蟹行转向。

在第二转向模式的第二子模式，转向模式控制阀33位于第二阀位(图2中位于左侧的阀位)，为全液压转向。前轮偏转控制阀341处于第二阀位(图2中位于中间的阀位)，后轮偏转控制阀342处于第三阀位(图2中位于右侧的阀位)，来自第一液压泵321的液压油流向全液压转向器31，使液压油的流量与方向盘11的旋转角度成比例。

当方向盘11左转时，液压油通过全液压转向器31的第一工作油口L经过中心回转体7进入前轮偏转控制阀341，从而进入第一前轮转向油缸41a的无杆腔和第二前轮转向油缸41b的有杆腔中，带动第一前轮43a和第二前轮43b一起向左偏转。从第一前轮转向油缸41a和第二前轮转向油缸41b排出的液压油在依次通过前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342之后进入第一后轮转向油缸51a的无杆腔和第二后轮转向油缸51b的有杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向右偏转，也就是前轮左转，后轮右转。

当方向盘11右转时，液压油通过全液压转向器31的第二工作油口R经过中心回转体7进入后轮偏转控制阀342，从而进入第一前轮转向油缸41a的无杆腔和第二前轮转向油缸41b的有杆腔中，带动第一前轮43a和第二前轮43b一起向左偏转。从第一前轮转向油缸41a的有杆腔和第二前轮转向油缸41b的无杆腔排出的液压油在依次通过前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342之后进入第一后轮转向油缸51a的有杆腔和第二后轮转向油缸51b的无杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向右偏转，也就是前轮左转，后轮右转。

在第二转向模式的第二子模式，转向系统可实现四轮转向，且由于前轮与后轮偏转方向不同，转弯半径与其它转向方式相比更小。

在第二转向模式的第三子模式，转向模式控制阀33位于第二阀位(图2中位于左侧的阀位)，为全液压转向。前轮偏转控制阀341处于第一阀位(图2中位于左侧的阀位)，后轮偏转控制阀342处于第三阀位(图2中位于右侧的阀位)，来自第一液压泵321的液压油流向全液压转向器31，使液压油的流量与方向盘11的旋转角度成比例。

当方向盘11左转时，液压油通过全液压转向器31的第一工作油口L经过中心回转体7依次进入前轮偏转控制阀341和后轮偏转控制阀342，从而进入第一后轮转向油缸51a的有杆腔和第二后轮转向油缸51b的无杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向右偏转。

当方向盘11右转时，液压油通过全液压转向器31的第二工作油口R经过中心回转体7进入后轮偏转控制阀342，从而进入第一后轮转向油缸51a的无杆腔和第二后轮转向油缸51b的有杆腔，带动第一后轮53a和第二后轮53b一起向左偏转。

在第二转向模式的第三子模式，转向系统可实现后轮偏转的两轮转向。

由此可见，上面提到的转向系统能够适应多种地形的转向需求。

在一些实施例中，转向系统包括第二液压泵322和应急控制阀35。应急控制阀35设置于第二液压泵322的出口端的液压管路上，被配置为在第一转向模式，在第一液压泵321的输出压力小于预设压力的状态，使第二液压泵322与转向油缸流体连接，以使第二液压泵322能够向转向油缸供油。

预设压力可以设置为使转向油缸动作所需的最低压力，当第一液压泵321的输出压力小于预设压力，表明第一液压泵321可能失效。基于上述实施例的转向系统，在第一液压泵321失效的状态，应急控制阀35能够使第二液压泵322与转向油缸流体连接，第二液压泵322可作为转向的应急动力源，降低转向油缸卸荷的风险，从而降低转向过程中的安全风险。

在一些实施例中，应急控制阀35具有第一阀位和第二阀位，应急控制阀35的控制端K被配置为在第一液压泵321的输出压力小于预设压力的状态，使应急控制阀35由第一阀位切换至第二阀位，在应急控制阀35的第一阀位，第二液压泵322与回油管路流体连接，在应急控制阀35的第二阀位，第二液压泵322与转向油缸流体连接，第二液压泵322向转向油缸供油。

在一些实施例中，全液压转向器31具有第一工作油口L和第二工作油口R，马达311响应于转向操纵机构1的操纵动作，使第一工作油口L和第二工作油口R之一进油而另一回油。

转向桥包括前桥42和后桥52，转向轮包括前轮43和后轮53，转向油缸包括前桥转向油缸41和后桥转向油缸51，前桥转向油缸41与前轮43驱动连接并被配置为驱动前轮43相对于前桥42左右偏转。

转向系统包括第一锁止阀361，第一锁止阀361包括第一液控单向阀3611和第二液控单向阀3612，第一液控单向阀3611的进油口和第二液控单向阀3612的控制口与第一液压泵321流体连接，第二液控单向阀3612的进油口和第一液控单向阀3611的控制口与回油管路流体连接，第一液控单向阀3611的出油口与前桥转向油缸41的有杆腔和无杆腔之一与第一工作油口L之间的液压管路流体连接，第二液控单向阀3612的出油口与前桥转向油缸41的有杆腔和无杆腔另一与第二工作油口R之间的液压管路流体连接。

在第二转向模式，在第一锁止阀361的作用下，可以防止液压油通过换向控制阀343返回油箱，使第一转向模式和第二转向模式的转向油路互不干扰。

在一些实施例中，全液压转向器31具有第一工作油口L和第二工作油口R，马达311响应于转向操纵机构1的操纵动作，使第一工作油口L和第二工作油口R之一进油而另一回油。

在第一转向模式，第一液压泵321与转向油缸流体连接，第一液压泵321与全液压转向器31断开，第一液压泵321响应于转向轮的偏转，向转向油缸供油。

转向桥包括前桥42和后桥52，转向轮包括前轮43和后轮53，转向油缸包括前桥转向油缸41和后桥转向油缸51，前桥转向油缸41与前轮43驱动连接并被配置为驱动前轮43相对于前桥42左右偏转。

转向系统包括第二锁止阀362，第二锁止阀362包括第三液控单向阀3621和第四液控单向阀3622，第一工作油口L和第二工作油口R之一与第三液控单向阀3621的进油口和第四液控单向阀3622的控制口流体连接，第一工作油口L和第二工作油口R另一与第四液控单向阀3622的进油口和第三液控单向阀3621的控制口流体连接，第三液控单向阀3621的出油口与后桥转向油缸51的有杆腔和无杆腔之一流体连接，第四液控单向阀3622的出油口与后桥转向油缸51的有杆腔和无杆腔另一流体连接。

在第一转向模式，第二锁止阀362能够将后桥转向油缸51锁止，以使前轮43转向时，后轮53不发生偏转，始终保持直线行驶，提升转向系统的可靠性。

在一些实施例中，转向系统包括流量调节阀37，流量调节阀37设置于第一液压泵321的出口端的液压管路上并被配置为调节转向油缸的流量。

流量调节阀37可以对第一液压泵321泵送的液压油的流量进行标定和校准，从而使转向油缸的动作更加精准、平稳。

下面结合图3进一步说明本公开的实施例的转向模式切换装置的结构。

在一些实施例中，转向模式切换装置2包括输入轴21、第一输出轴23a和第二输出轴23b。输入轴21与转向操纵机构1传动连接。第一输出轴23a与传动机构6传动连接。第二输出轴23b与马达311传动连接。其中，在第一转向模式，输入轴21与第一输出轴23a传动连接，以使转向操纵机构1与传动机构6传动连接，在第二转向模式，输入轴21与第二输出轴23b传动连接，以使转向操纵机构1与马达311传动连接。

上述实施例的转向模式切换装置2能够使输入轴21可选择地与第一输出轴23a和第二输出轴23b传动连接，以将动力由转向操纵机构1可选择地传递至传动机构6或全液压转向器31，从而实现转向模式的切换。

在一些实施例中，转向模式切换装置2包括输入齿轮22、第一输出齿轮24a和第二输出齿轮24b。输入齿轮22安装于输入轴21上且能够随输入轴21转动。第一输出齿轮24a安装于第一输出轴23a上且与输入齿轮22啮合。第二输出齿轮24b安装于第二输出轴23b上且与输入齿轮22啮合。其中，在第一转向模式，第一输出齿轮24a与第一输出轴23a保持固定，以使第一输出轴23a能够随第一输出齿轮24a同步转动，第二输出轴23b相对于第二输出齿轮24b可转动地设置，在第二转向模式，第二输出齿轮24b与第二输出轴23b保持固定，以使第二输出轴23b能够随第二输出齿轮24b同步转动，第二输出轴23b相对于第二输出齿轮24b可转动地设置。

上述实施例中的转向模式切换装置2采用齿轮传动机构，承载能力较强，适用于恶劣的施工环境。可选地，转向模式切换装置2可以设置成齿轮箱的形式。可选地，输入齿轮22、第一输出齿轮24a和第二输出齿轮24b为锥齿轮，且输入轴21、第一输出轴23a和第二输出轴23b布置成图3所示的倒T形结构。

在一些实施例中，转向模式切换装置2包括第一限位部件26a和第二限位部件26b。第一限位部件26a可动地安装于第一输出轴23a上，沿第一限位部件26a的运动方向，第一限位部件26a具有第一位置和第二位置，在第一限位部件26a的第一位置，第一限位部件26a与第一输出轴23a和第一输出齿轮24a保持配合，以限制第一输出轴23a相对于第一输出齿轮24a转动，在第一限位部件26a的第二位置，第一限位部件26a与第一输出齿轮24a解除配合，第一输出轴23a能够相对于第一输出齿轮24a转动。第二限位部件26b可动地安装于第二输出轴23b上，沿第二限位部件26b的运动方向，第二限位部件26b具有第一位置和第二位置，在第二限位部件26b的第一位置，第二限位部件26b与第二输出轴23b和第二输出齿轮24b保持配合，以限制第二输出轴23b相对于第二输出齿轮24b转动，在第二限位部件26b的第二位置，第二限位部件26b与第二输出齿轮24b解除配合，第二输出轴23b能够相对于第二输出齿轮24b转动。

可选地，转向模式切换装置2包括第一轴承25a和第二轴承25b。第一轴承25a的内圈与第一输出轴23a配合，第一轴承25a的外圈与第一输出齿轮24a的轴孔配合，第二轴承25b的内圈与第一输出轴23b配合，第二轴承25b的外圈与第二输出齿轮24b的轴孔配合。

上述实施例的转向模式切换装置2中，第一输出轴23a能够相对于第一输出齿轮24a转动，或在第一限位部件26a的作用下随第一输出齿轮24a同步转动，第二输出轴23b能够相对于第二输出齿轮24b转动，或在第二限位部件26b的作用下随第一输出齿轮24b同步转动。通过改变第一限位部件26a和第二限位部件26b的位置，可以改变第一输出轴23a和第一输出齿轮24a的连接状态，以及第二输出轴23b和第二输出齿轮24b的连接状态，从而实现转向模式切换。其中，通过使第一限位部件26a处于第一位置而第二限位部件26b处于第二位置，动力由转向操纵机构1传递至传动机构6；通过使第一限位部件26a处于第二位置而第二限位部件26b处于第一位置，动力由转向操纵机构1传递至全液压转向器31。

在一些实施例中，第一限位部件26a与第一输出轴23a通过花键连接，和/或，第二限位部件26b与第二输出轴23b通过花键连接。

可选地，参考图3，第一输出轴23a的周向表面设置有第一花键230a，第一限位部件26a通过第一花键230a与第一输出轴23a连接，第二输出轴23b的周向表面设置有第二花键230b，第二限位部件26b通过第二花键230b与第二输出轴23b连接。可选地，第一限位部件26a和第二限位部件26b采用爪形离合器。

在一些实施例中，第一限位部件26a上设置有第一外齿，第一输出齿轮24a上设置有与第一外齿适配的第一内齿，和/或，第二限位部件26b上设置有第二外齿，第二输出齿轮24b上设置有与第二外齿适配的第二内齿。

上述通过花键连接或内外齿配合连接的连接方式能够限制两输出轴相对于对应的输出齿轮转动，这种限位方式易于加工，且沿第一输出轴的23a或第二输出轴23b的周向，承载较为均匀，承载能力较强。

在一些实施例中，第一输出轴23a的轴线与第二输出轴23b的轴线相互平行地设置，第一限位部件26a和第二限位部件26b沿第一输出轴23a的轴向可动地设置。转向模式切换装置2包括切换部件27，切换部件27与第一限位部件26a和第二限位部件26b驱动连接并被配置为驱动第一限位部件26a和第二限位部件26b沿第一输出轴23a的轴向同步移动，其中，在第一限位部件26a与第二限位部件26b之一处于第一位置的状态，第一限位部件26a与第二限位部件26b另一处于第二位置。

可选地，切换部件27为拨叉，拨叉端部的两个叉头分别与第一限位部件26a和第二限位部件26b连接，以使第一限位部件26a和第二限位部件26b能够随拨叉的移动而移动。

在一些实施例中，转向模式切换装置2包括驱动装置29，驱动装置29与切换部件27驱动连接并被配置为驱动切换部件27沿第一输出轴23a的轴向移动。

可选地，驱动装置29为气缸。可选地，第一输出轴23a与第二输出轴23b平行，转向模式切换装置2包括支撑轴28，支撑轴28的轴线与第一输出轴平行，切换部件27安装于支撑轴28上，支撑轴28与气缸的活动部件连接。

参考图3，当拨叉在图示位置向左移动，第一限位部件26a与第一输出轴23a和第一输出齿轮24a保持配合，而第二限位部件26b与第二输出齿轮24b解除配合，转向力从输入轴21传递至第一输出轴23a，使转向系统切换至第一转向模式；当拨叉在图示位置向右移动，第一限位部件26a与第一输出齿轮24a解除配合，第二限位部件26b与第二输出轴23b和第二输出齿轮24b保持配合，转向力从输入轴21传递至第二输出轴23b，使转向系统切换至第二转向模式。

本公开的一些实施例还提供一种工程车辆，包括前述转向系统。本公开的实施例提供的工程车辆具有前述转向系统所具有的优点。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开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，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (20)

1.一种转向系统，其特征在于，包括：

转向机构，包括转向桥、转向轮和转向油缸，所述转向油缸与所述转向轮驱动连接并被配置为驱动所述转向轮相对于所述转向桥左右偏转；

转向操纵机构(1)；

传动机构(6)，与所述转向轮传动连接并被配置为驱动所述转向轮相对于所述转向桥左右偏转；

全液压转向器(31)，包括马达(311)；和

转向模式切换装置(2)，被配置为使所述转向系统在第一转向模式和第二转向模式之间切换，在所述第一转向模式，所述转向模式切换装置(2)使所述转向操纵机构(1)与所述传动机构(6)传动连接，所述传动机构(6)响应于所述转向操纵机构(1)的操纵动作，驱动所述转向轮偏转，在所述第二转向模式，所述转向模式切换装置(2)使所述转向操纵机构(1)与所述马达(311)传动连接，所述马达(311)响应于所述转向操纵机构(1)的操纵动作，向所述转向油缸供油，以使所述转向油缸驱动所述转向轮偏转。

2.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统包括第一液压泵(321)，在所述第二转向模式，所述第一液压泵(321)与所述全液压转向器(31)流体连接，所述全液压转向器(31)与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵(321)通过所述全液压转向器(31)向所述转向油缸供油。

3.根据权利要求2所述的转向系统，其特征在于，在所述第一转向模式，所述第一液压泵(321)与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵(321)与所述全液压转向器(31)断开，所述第一液压泵(321)响应于所述转向轮的偏转，向所述转向油缸供油。

4.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，

所述转向桥包括前桥(42)，所述转向轮包括前轮(43)，所述转向油缸包括前桥转向油缸(41)，所述前桥转向油缸(41)与所述前轮(43)驱动连接并被配置为驱动所述前轮(43)相对于所述前桥(42)左右偏转；

所述转向系统包括换向控制阀(343)，所述换向控制阀(343)设置于所述第一液压泵(321)与所述前桥转向油缸(41)之间的液压管路上并被配置为使所述第一液压泵(321)的出口可选择地与所述前桥转向油缸(41)的两个工作油口之一连接，以通过改变所述前桥转向油缸(41)的活塞的移动方向改变所述前轮(43)的偏转方向。

5.根据权利要求3所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统包括转向模式控制阀(33)，所述转向模式控制阀(33)设置于所述第一液压泵(321)的出口端的液压管路上，所述转向模式控制阀(33)具有第一阀位和第二阀位，在所述转向模式控制阀(33)的第一阀位，所述第一液压泵(321)与所述转向油缸流体连接，在所述转向模式控制阀(33)的第二阀位，所述第一液压泵(321)与所述全液压转向器(31)流体连接。

6.根据权利要求2所述的转向系统，其特征在于，所述转向桥包括前桥(42)和后桥(52)，所述转向轮包括前轮(43)和后轮(53)，所述转向油缸包括前桥转向油缸(41)和后桥转向油缸(51)，所述前桥转向油缸(41)与所述前轮(43)驱动连接并被配置为驱动所述前轮(43)相对于所述前桥(42)左右偏转，所述后桥转向油缸(51)与所述后轮(53)驱动连接并被配置为驱动所述后轮(53)相对于所述后桥(52)左右偏转，所述全液压转向器(31)具有第一工作油口(L)和第二工作油口(R)，所述马达(311)响应于所述转向操纵机构(1)的操纵动作，使所述第一工作油口(L)和所述第二工作油口(R)之一进油而另一回油，所述转向系统包括：

前轮偏转控制阀(341)，设置于所述全液压转向器(31)的两个工作油口与所述前桥转向油缸(41)的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使所述全液压转向器(31)的第一工作油口(L)可选择地与所述前桥转向油缸(41)的两个工作油口之一连接，且使所述全液压转向器(31)的第二工作油口(R)可选择地与所述前桥转向油缸(41)的两个工作油口另一连接，以通过改变所述前桥转向油缸(41)的活塞的移动方向改变所述前轮(43)的偏转方向；和

后轮偏转控制阀(342)，设置于所述全液压转向器(31)的两个工作油口与所述后桥转向油缸(51)的两个工作油口之间的液压管路上，被配置为使所述全液压转向器(31)的第一工作油口(L)可选择地与所述后桥转向油缸(51)的两个工作油口之一连接，且使所述全液压转向器(31)的第二工作油口(R)可选择地与所述后桥转向油缸(51)的两个工作油口另一连接，以通过改变所述后桥转向油缸(51)的活塞的移动方向改变所述后轮(53)的偏转方向。

7.根据权利要求6所述的转向系统，其特征在于，

所述前轮偏转控制阀(341)具有第一油口(A1)、第二油口(B1)、第三油口(C1)、第四油口(D1)、第五油口(E1)，所述前轮偏转控制阀(341)的第一油口(A1)和第二油口(B1)均与所述全液压转向器(31)的第一工作油口(L)流体连接，所述前轮偏转控制阀(341)的第三油口(C1)与所述前桥转向油缸(41)的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述前轮偏转控制阀(341)的第四油口(D1)与所述前桥转向油缸(41)的有杆腔和无杆腔另一流体连接；

所述前轮偏转控制阀(341)具有第一阀位和第二阀位，在所述前轮偏转控制阀(341)的第一阀位，所述前轮偏转控制阀(341)的第一油口(A1)与所述前轮偏转控制阀(341)的第五油口(E1)连通，在所述前轮偏转控制阀(341)的第二阀位，所述前轮偏转控制阀(341)的第二油口(B1)与所述前轮偏转控制阀(341)的第三油口(C1)连通，所述前轮偏转控制阀(341)的第四油口(D1)与所述前轮偏转控制阀(341)的第五油口(E1)连通；

所述后轮偏转控制阀(342)具有第一油口(A2)、第二油口(B2)、第三油口(C2)、第四油口(D2)、第五油口(E2)，所述后轮偏转控制阀(342)的第一油口(A2)和第二油口(B2)均与所述全液压转向器(32)的第二工作油口(R)流体连接，所述后轮偏转控制阀(342)的第三油口(C2)与所述后桥转向油缸(51)的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述后轮偏转控制阀(342)的第四油口(D2)与所述后桥转向油缸(51)的有杆腔和无杆腔另一流体连接，所述后轮偏转控制阀(342)的第五油口(E2)与所述的第五油口(E1)流体连接；

所述后轮偏转控制阀(342)具有第一阀位、第二阀位和第三阀位，在所述后轮偏转控制阀(342)的第一阀位，所述后轮偏转控制阀(342)的第二油口(B2)与所述后轮偏转控制阀(342)的第三油口(C2)连通，所述后轮偏转控制阀(342)的第四油口(D2)与所述后轮偏转控制阀(342)的第五油口(E2)连通，在所述后轮偏转控制阀(342)的第二阀位，所述后轮偏转控制阀(342)的第一油口(A2)与所述后轮偏转控制阀(342)的第五油口(E2)连通，在所述后轮偏转控制阀(342)的第三阀位，所述后轮偏转控制阀(342)的第二油口(B2)与所述后轮偏转控制阀(342)的第四油口(D2)连通，所述后轮偏转控制阀(342)的第三油口(C2)与所述后轮偏转控制阀(342)的第五油口(E2)连通。

8.根据权利要求7所述的转向系统，其特征在于，所述第二转向模式包括第一子模式、第二子模式和第三子模式，

在所述第一子模式，所述前轮偏转控制阀(341)处于第二阀位，所述后轮偏转控制阀(342)处于第一阀位；

在所述第二子模式，所述前轮偏转控制阀(341)处于第二阀位，所述后轮偏转控制阀(342)处于第三阀位；

在所述第三子模式，所述前轮偏转控制阀(341)处于第一阀位，所述后轮偏转控制阀(342)处于第三阀位。

9.根据权利要求2至8中任一所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统包括：

第二液压泵(322)；和

应急控制阀(35)，设置于所述第二液压泵(322)的出口端的液压管路上，被配置为在所述第一转向模式，在所述第一液压泵(321)的输出压力小于预设压力的状态，使所述第二液压泵(322)与所述转向油缸流体连接，以使所述第二液压泵(322)能够向所述转向油缸供油。

10.根据权利要求9所述的转向系统，其特征在于，所述应急控制阀(35)具有第一阀位和第二阀位，所述应急控制阀(35)的控制端(K)被配置为在所述第一液压泵(321)的输出压力小于预设压力的状态，使所述应急控制阀(35)由第一阀位切换至第二阀位，在所述应急控制阀(35)的第一阀位，所述第二液压泵(322)与回油管路流体连接，在所述应急控制阀(35)的第二阀位，所述第二液压泵(322)与所述转向油缸流体连接，所述第二液压泵(322)向所述转向油缸供油。

11.根据权利要求2至8中任一所述的转向系统，其特征在于，

所述全液压转向器(31)具有第一工作油口(L)和第二工作油口(R)，所述马达(311)响应于所述转向操纵机构(1)的操纵动作，使所述第一工作油口(L)和所述第二工作油口(R)之一进油而另一回油；

所述转向桥包括前桥(42)和后桥(52)，所述转向轮包括前轮(43)和后轮(53)，所述转向油缸包括前桥转向油缸(41)和后桥转向油缸(51)，所述前桥转向油缸(41)与所述前轮(43)驱动连接并被配置为驱动所述前轮(43)相对于所述前桥(42)左右偏转；

所述转向系统包括第一锁止阀(361)，所述第一锁止阀(361)包括第一液控单向阀(3611)和第二液控单向阀(3612)，所述第一液控单向阀(3611)的进油口和所述第二液控单向阀(3612)的控制口与所述第一液压泵(321)流体连接，所述第二液控单向阀(3612)的进油口和所述第一液控单向阀(3611)的控制口与回油管路流体连接，所述第一液控单向阀(3611)的出油口与所述前桥转向油缸(41)的有杆腔和无杆腔之一与所述第一工作油口(L)之间的液压管路流体连接，所述第二液控单向阀(3612)的出油口与所述前桥转向油缸(41)的有杆腔和无杆腔另一与所述第二工作油口(R)之间的液压管路流体连接。

12.根据权利要求2至8中任一所述的转向系统，其特征在于，

所述全液压转向器(31)具有第一工作油口(L)和第二工作油口(R)，所述马达(311)响应于所述转向操纵机构(1)的操纵动作，使所述第一工作油口(L)和所述第二工作油口(R)之一进油而另一回油；

在所述第一转向模式，所述第一液压泵(321)与所述转向油缸流体连接，所述第一液压泵(321)与所述全液压转向器(31)断开，所述第一液压泵(321)响应于所述转向轮的偏转，向所述转向油缸供油；

所述转向桥包括前桥(42)和后桥(52)，所述转向轮包括前轮(43)和后轮(53)，所述转向油缸包括前桥转向油缸(41)和后桥转向油缸(51)，所述前桥转向油缸(41)与所述前轮(43)驱动连接并被配置为驱动所述前轮(43)相对于所述前桥(42)左右偏转；

所述转向系统包括第二锁止阀(362)，所述第二锁止阀(362)包括第三液控单向阀(3621)和第四液控单向阀(3622)，所述第一工作油口(L)和所述第二工作油口(R)之一与所述第三液控单向阀(3621)的进油口和所述第四液控单向阀(3622)的控制口流体连接，所述第一工作油口(L)和所述第二工作油口(R)另一与所述第四液控单向阀(3622)的进油口和所述第三液控单向阀(3621)的控制口流体连接，所述第三液控单向阀(3621)的出油口与所述后桥转向油缸(51)的有杆腔和无杆腔之一流体连接，所述第四液控单向阀(3622)的出油口与所述后桥转向油缸(51)的有杆腔和无杆腔另一流体连接。

13.根据权利要求2至8中任一所述的转向系统，其特征在于，所述转向系统包括流量调节阀(37)，所述流量调节阀(37)设置于第一液压泵(321)的出口端的液压管路上并被配置为调节所述转向油缸的流量。

14.根据权利要求1所述的转向系统，其特征在于，

所述转向模式切换装置(2)包括：

输入轴(21)，与所述转向操纵机构(1)传动连接；

第一输出轴(23a)，与所述传动机构(6)传动连接；和

第二输出轴(23b)，与所述马达(311)传动连接；

其中，在所述第一转向模式，所述输入轴(21)与所述第一输出轴(23a)传动连接，以使所述转向操纵机构(1)与所述传动机构(6)传动连接，在所述第二转向模式，所述输入轴(21)与所述第二输出轴(23b)传动连接，以使所述转向操纵机构(1)与所述马达(311)传动连接。

15.根据权利要求14所述的转向系统，其特征在于，

所述转向模式切换装置(2)包括：

输入齿轮(22)，安装于所述输入轴(21)上且能够随所述输入轴(21)转动；

第一输出齿轮(24a)，安装于第一输出轴(23a)上且与所述输入齿轮(22)啮合；和

第二输出齿轮(24b)，安装于第二输出轴(23b)上且与所述输入齿轮(22)啮合；

其中，在所述第一转向模式，所述第一输出齿轮(24a)与所述第一输出轴(23a)保持固定，以使所述第一输出轴(23a)能够随所述第一输出齿轮(24a)同步转动，所述第二输出轴(23b)相对于所述第二输出齿轮(24b)可转动地设置，在所述第二转向模式，所述第二输出齿轮(24b)与所述第二输出轴(23b)保持固定，以使所述第二输出轴(23b)能够随所述第二输出齿轮(24b)同步转动，所述第二输出轴(23b)相对于所述第二输出齿轮(24b)可转动地设置。

16.根据权利要求15所述的转向系统，其特征在于，所述转向模式切换装置(2)包括：

第一限位部件(26a)，可动地安装于所述第一输出轴(23a)上，沿所述第一限位部件(26a)的运动方向，所述第一限位部件(26a)具有第一位置和第二位置，在所述第一限位部件(26a)的第一位置，所述第一限位部件(26a)与所述第一输出轴(23a)和所述第一输出齿轮(24a)保持配合，以限制所述第一输出轴(23a)相对于所述第一输出齿轮(24a)转动，在所述第一限位部件(26a)的第二位置，所述第一限位部件(26a)与所述第一输出齿轮(24a)解除配合，所述第一输出轴(23a)能够相对于所述第一输出齿轮(24a)转动；和

第二限位部件(26b)，可动地安装于所述第二输出轴(23b)上，沿所述第二限位部件(26b)的运动方向，所述第二限位部件(26b)具有第一位置和第二位置，在所述第二限位部件(26b)的第一位置，所述第二限位部件(26b)与所述第二输出轴(23b)和所述第二输出齿轮(24b)保持配合，以限制所述第二输出轴(23b)相对于所述第二输出齿轮(24b)转动，在所述第二限位部件(26b)的第二位置，所述第二限位部件(26b)与所述第二输出齿轮(24b)解除配合，所述第二输出轴(23b)能够相对于所述第二输出齿轮(24b)转动。

17.根据权利要求16所述的转向系统，其特征在于，

所述第一限位部件(26a)与所述第一输出轴(23a)通过花键连接，和/或，所述第二限位部件(26b)与所述第二输出轴(23b)通过花键连接；和/或

所述第一限位部件(26a)上设置有第一外齿，所述第一输出齿轮(24a)上设置有与所述第一外齿适配的第一内齿，和/或，所述第二限位部件(26b)上设置有第二外齿，所述第二输出齿轮(24b)上设置有与所述第二外齿适配的第二内齿。

18.根据权利要求16所述的转向系统，其特征在于，

所述第一输出轴(23a)的轴线与所述第二输出轴(23b)的轴线相互平行地设置，所述第一限位部件(26a)和所述第二限位部件(26b)沿所述第一输出轴(23a)的轴向可动地设置；

所述转向模式切换装置(2)包括切换部件(27)，所述切换部件(27)与所述第一限位部件(26a)和所述第二限位部件(26b)驱动连接并被配置为驱动所述第一限位部件(26a)和所述第二限位部件(26b)沿所述第一输出轴(23a)的轴向同步移动，其中，在所述第一限位部件(26a)与所述第二限位部件(26b)之一处于第一位置的状态，所述第一限位部件(26a)与所述第二限位部件(26b)另一处于第二位置。

19.根据权利要求18所述的转向系统，其特征在于，所述转向模式切换装置(2)包括驱动装置(29)，所述驱动装置(29)与所述切换部件(27)驱动连接并被配置为驱动所述切换部件(27)沿所述第一输出轴(23a)的轴向移动。

20.一种工程车辆，其特征在于，包括根据权利要求1至19中任一项所述的转向系统。