CN202368639U - 工程车辆的随动转向系统和工程车辆 - Google Patents
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Abstract
一种工程车辆的随动转向系统以及工程车辆，包括：液压驱动机构(21)，该液压驱动机构安装在所述工程车辆的随动转向轴(12)上，用于驱动该随动转向轴上的车轮(122)的转向；电控液压阀(22)，该电控液压阀的进油路连接有压力油源(23)，所述电控液压阀的工作油路连接所述液压驱动机构；第一角度传感器(26)，该第一角度传感器用于检测所述随动转向轴上的车轮的转动角度；控制器(25)，该控制器分别与所述第一角度传感器和电控液压阀电连接；所述随动转向系统还包括蓄能器(241)，该蓄能器连接在所述电控液压阀的所述进油路上。通过上述技术方案，能够将随动转向轴的车轮的转向相对于主动转向轴的车轮的转向延迟程度控制在允许范围之内。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程车辆领域，具体地，涉及工程车辆的随动转向系统和包括该随动转向系统的工程车辆。
背景技术
目前，工程车辆的转向系统主要有两种形式：杆系液压助力转向方式和电液控制助力转向。液压助力转向方式通过方向机控制液压油进出转向助力油缸，并利用连接转向轮的转向轴杆来保证转向关系。电液控制助力转向能够对工程车辆的各个轴进行独立地控制转向。
体积较大的工程车辆通常具有多个轴，如图1所示，工程车辆包括(至少一根)主动转向轴11和(至少一根)随动转向轴12。当前常用的助力转向系统通常结合有电液控制助力转向系统与杆系液压助力系统，其中杆系液压助力系统用于控制工程车辆的主动转向轴11的车轮(转向轮)，而电液控制助力转向系统则通常用作随动转向系统来控制工程车辆的随动转向轴12的车轮，从而使工程车辆获得较小的转弯半径，以具有灵活机动性。
如图1所示，该随动转向系统包括：液压驱动机构21，该液压驱动机构21安装在所述工程车辆的随动转向轴12上，用于驱动该随动转向轴12上的车轮122的转向；电控液压阀22，该电控液压阀22的进油路连接有压力油源23，所述电控液压阀22的工作油路连接所对应的液压驱动机构21；第一角度传感器26，该第一角度传感器26用于检测所述随动转向轴12上的车轮122的转动角度；和控制器25，该控制器25分别与所述第一角度传感器26和电控液压阀22电连接。
当车辆进行转向时，工程车辆的主动转向轴11的车轮首先转向，安装 在各个主动转向轴11上的第二角度传感器27用于检测主动转向轴11的车轮的转动角度，并将表示主动转向轴11的车轮的转动角度的电信号发送给控制器25。控制器25根据主动转向轴11的车轮的转动角度计算出随动转向轴12的车轮需要转动的角度(即目标角度)，以使各轴的车轮位于以瞬时转向中心为圆心的同一圆弧上。控制器25(如单片机、PLC、微型计算机等)还接受来自于随动转向轴12上的第一角度传感器26发送来的表示随动转向轴12的车轮122的转动角度的电信号，从而获得随动转向轴12的车轮122的实际角度。在获得随动转向轴12的车轮的实际角度和目标角度后，控制器25对该实际角度和目标角度进行比较，并根据比较结果向电控液压阀22发出控制信号，以调整通过该电控液压阀22进入控制随动转向轴12的车轮122转向的液压驱动机构21，从而使随动转向轴12的车轮122的实际角度尽量接近于上述目标角度，实现随动转向轴12的车轮122的随动转向。
通过上述分析可知，对于上述随动转向系统来说，需要首先根据主动转向轴11的转向再对随动转向轴12的转向进行调整的过程，因而不可避免地造成随动转向轴12的车轮122的转向延迟于主动转向轴11的车轮的转向。如果该延迟程度过长，一方面可能会影响行驶安全性，另一方面会加剧轮胎的磨损。
为了限制上述延迟，需要随动转向系统具有较为迅速的动作，这就要求来自于压力油源的系统液压油能够迅速地进入上述液压驱动机构21，以使随动转向轴12的车轮122迅速接近上述目标角度。
通常，在工程车辆上，液压泵取力于工程车辆的发动机。当发动机转速相对较高时，液压泵能够提供充足流量的液压油。而当发动机转速相对较低(如怠速状态下)时，则液压泵不能提供充足流量的液压油。或者当工程车辆快速转向时，可能会出现液压泵不能提供充足流量的液压油的问题。
而如果液压泵提供的流量不能满足液压驱动机构21的要求，则随动转 向轴12的车轮122的转向相对于主动转向轴11的车轮的延迟程度则难以控制在允许范围之内。为此，使液压泵总是能够提供足够流量的系统液压油，通常设置较大排量的液压泵。
然而，设置较大排量的液压泵带来多个问题。首先，较大排量的液压泵通常具有较高的成本，而且体积也相对较大，给较大排量的安装造成困难。其次，工程车辆行驶时发动机的转速范围较大，当发动机的转速提高后，较大排量的液压泵所提供的流量多余，而且并不是经常遇到需要液压泵提供较大流量的系统液压油的情况，因此较大排量的液压泵的利用效率较低。
因此，如何在不需要设置较大排量的液压泵的前提下，使随动转向系统中总是能够有足够流量的液压油，成为本领域需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供工程车辆的随动转向系统，该随动转向系统能够在不需要设置较大排量液压泵的前提下将随动转向轴的车轮的转向相对于主动转向轴的车轮的转向延迟程度控制在允许范围之内。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种工程车辆的随动转向系统，该随动转向系统包括：液压驱动机构，该液压驱动机构安装在所述工程车辆的随动转向轴上，用于驱动该随动转向轴上的车轮的转向；电控液压阀，该电控液压阀的进油路连接有压力油源，所述电控液压阀的工作油路连接所述液压驱动机构；第一角度传感器，该第一角度传感器用于检测所述随动转向轴上的车轮的转动角度；控制器，该控制器分别与所述第一角度传感器和电控液压阀电连接；其中，所述随动转向系统还包括蓄能器，该蓄能器连接在所述电控液压阀的所述进油路上。
优选地，该蓄能器与所述电控液压阀的所述进油路之间连接有液压控制元件。
优选地，所述液压控制元件包括：单向阀，所述蓄能器通过该单向阀连接在所述电控液压阀的所述进油路上，所述单向阀仅允许蓄能器中的液压油流向所述电控液压阀的所述进油路；和节流阀，该节流阀与所述单向阀并联连接并且所述节流阀的阻尼大于所述单向阀的阻尼。
优选地，在所述电控液压阀与所述压力油源连接的进油路上设置有进油单向阀。
另外，本实用新型还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括至少一根主动转向轴和至少一根随动转向轴，所述至少一根主动转向轴上的车轮为转向轮，所述至少一根随动转向轴上的车轮为随动轮，所述工程车辆包括分别安装在所述至少一根主动转向轴上的第二角度传感器，其中，所述工程车辆具有用于控制所述至少一根随动转向轴上的车轮的转向角度的本实用新型所提供的上述随动转向系统，安装在所述至少一根主动转向轴上的第二角度传感器与所述控制器电连接。
通过上述技术方案，当工程车辆的发动机转速相对较低(如怠速状态下)时，或者当工程车辆快速转向时，该蓄能器中的压力液压油可以作为补充供应到液压驱动机构中，从而实现不需要设置较大排量的液压泵的前提下，也能够使随动转向系统中总是能够有足够流量的系统液压油，进而能够将随动转向轴的车轮的转向相对于主动转向轴的车轮的转向延迟程度控制在允许范围之内。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用 新型的限制。在附图中：
图1是表示传统的随动转向系统的示意图；
图2是表示根据本实用新型优选实施方式的随动转向系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
如图2所示，根据本实用新型的工程车辆的随动转向系统包括：液压驱动机构21，该液压驱动机构21安装在所述工程车辆的随动转向轴12上，用于驱动该随动转向轴12上的车轮122的转向；电控液压阀22，该电控液压阀22的进油路连接有压力油源23，所述电控液压阀22的工作油路连接所述液压驱动机构21；第一角度传感器26，该第一角度传感器26用于检测所述随动转向轴12上的车轮122的转动角度；控制器25，该控制器25分别与所述第一角度传感器26和电控液压阀22电连接；其中，所述随动转向系统还包括蓄能器241，该蓄能器241连接在所述电控液压阀22的所述进油路上。
液压驱动机构21安装在随动转向轴12上，用于驱动该随动转向轴上车轮122的转向，从而调整车轮122的转向角度。通常液压驱动机构21为各种合适的液压缸。电控液压阀22为电控方向控制阀，液力油源23的系统液压油在所述电控液压阀22的控制下流向所述液压驱动机构21，从而实现对车轮122的操控。第一角度传感器26用于(实时)检测随动转向轴12上车轮122的转动角度，并将表示该转动角度的电信号发送给与该第一角度传感器26电连接的控制器25，而控制器25与电控液压阀22电连接，从而根据来自于第一角度传感器26的表示车轮122的转向角度的电信号向电控液压阀22发送指令，以实现对车轮122的转向角度的调控，使车轮122的转向 角度尽可能接近于目标角度。由于在上文中已经对随动转向系统的运行原理和过程进行了详细地描述，这里仅做简要描述。
如图2所示，与传统的随动转向系统相比，根据本实用新型的的随动转向系统的改进之处在于：设置有蓄能器241，该蓄能器241连接在所述电控液压阀22的所述进油路上。
因而，当工程车辆的行驶速度相对较低(如怠速状态下)时，或者当工程车辆快速转向时，该蓄能器241中的压力液压油可以作为补充而通过电控液压阀22的进油路供应到液压驱动机构21中，从而实现不需要设置较大排量的液压泵的前提下，也能够使随动转向系统中泵送系统液压油的液压泵总是能够提供足够流量的系统液压油，进而解决了本实用新型所要解决的上述技术问题。
具体来说，如图2所示，当压力油源23的压力液压油富裕时，可以将部分压力液压油输送到蓄能器241中，而当压力油源23的压力液压油不足以驱使液压驱动机构21快速动作时，则蓄能器241中的压力液压油能够作为补充，而通过电控液压阀22的进油路供应到液压驱动机构21中，从而使液压驱动机构21迅速动作。
蓄能器241可以与电控液压阀22的进油路直接连通。
但优选情况下，在蓄能器241与所述电控液压阀22的所述进油路之间连接有液压控制元件。利用该液压控制元件对蓄能器241和所示进油路之间的连通关系的控制，能够更为可靠地保证蓄能器241中的压力液压油及时储存起来并输送出去。
例如，当需要将压力液压油储存到蓄能器241中时，液压控制元件可以允许压力液压油从所述进油路通过该液压控制元件进入蓄能器241中；当蓄能器241充满压力液压油后，液压控制元件则可以关闭蓄能器241与所述进油路之间的连通，或者对蓄能器241流向所述进油路的液压油进行阻尼作用。
所述液压控制元件包括电控开关阀，该电控开关阀与所述控制器电连接，从而在控制器25的控制下动作。当需要压力液压油储存到蓄能器241中时，则电控开关阀可以在控制器25的控制下处于接通状态；当需要将压力液压油储存在蓄能器241中时，则电控开关阀可以处于截止状态；而当需要蓄能器241中的压力液压油输送到所述进油路中时，电控开关阀可以处于接通状态。
优选地，如图2所示，所述液压控制元件包括：单向阀242，所述蓄能器241通过该单向阀242连接在所述电控液压阀22的所述进油路上，所述单向阀242仅允许蓄能器241中的液压油流向所述电控液压阀22的所述进油路；和节流阀243，该节流阀243与所述单向阀242并联连接并且所述节流阀243的阻尼大于所述单向阀242的阻尼。
当向蓄能器241注入压力液压油时，压力液压油能够通过节流阀243进入蓄能器241，而不能通过单向阀242。当完成向蓄能器241的注入压力液压油后，由于所述进油路中压力液压油的压力以及单向阀242和节流阀243的阻尼作用，蓄能器241中的压力液压油也不会从蓄能器241中流到所述进油路中。而当需要蓄能器241向所述进油路补充压力液压油时，蓄能器241中的压力液压油能够通过阻尼相对较小的单向阀242流到所述进油路，从而能够作为补充，通过电控液压阀22的进油路供应到液压驱动机构21中，使液压驱动机构21迅速动作。
优选地，在所述电控液压阀22与所述压力油源23连接的进油路上设置有进油单向阀(未图示)。由于该进油单向阀的存在，能够在电控液压阀22的进油路中封存部分的压力液压油，从而当需要电控液压阀22向液压驱动机构21供应压力液压油时，有助于实现快速动作。
以上对本实用新型所提供的工程车辆的随动转向系统进行了详细地描述，虽然在图2中主要以最后一根随动转向轴为例加以图示描述，但应该知道的是，在具有多根随动转向轴12的情况下，每根随动转向轴均可设置有根据本实用新型的随动转向系统，而且可以用集成的控制器实现对各个随动转向轴的随动转向系统进行控制。
根据本实用新型的另一方面，还提供了一种工程车辆，该工程车辆包括至少一根主动转向轴11和至少一根随动转向轴12，所述至少一根主动转向轴11上的车轮为转向轮，所述至少一根随动转向轴12上的车轮为随动轮，所述工程车辆包括分别安装在所述至少一根主动转向轴11上的第二角度传感器27，其中，所述工程车辆具有用于控制所述至少一根随动转向轴12上的车轮122的转向角度的本实用新型所提供的上述随动转向系统，安装在所述至少一根主动转向轴11上的第二角度传感器27与所述控制器25电连接。
因而，不需要设置较大排量的液压泵的前提下，也能够使随动转向系统中总是能够有足够流量的系统液压油，从而将随动转向轴12的车轮122的转向相对于主动转向轴11的车轮的转向延迟程度控制在允许范围之内。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，而不限于权利要求书中各项权利要求的引用关系。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (6)
1.工程车辆的随动转向系统，该随动转向系统包括：
液压驱动机构(21)，该液压驱动机构(21)安装在所述工程车辆的随动转向轴(12)上，用于驱动该随动转向轴(12)上的车轮(122)的转向；
电控液压阀(22)，该电控液压阀(22)的进油路连接有压力油源(23)，所述电控液压阀(22)的工作油路连接所述液压驱动机构(21)；
第一角度传感器(26)，该第一角度传感器(26)用于检测所述随动转向轴(12)上的车轮(122)的转动角度；
控制器(25)，该控制器(25)分别与所述第一角度传感器(26)和电控液压阀(22)电连接；
其特征在于，所述随动转向系统还包括蓄能器(241)，该蓄能器(241)连接在所述电控液压阀(22)的所述进油路上。
2.根据权利要求1所述的随动转向系统，其特征在于，该蓄能器(241)与所述电控液压阀(22)的所述进油路之间连接有液压控制元件。
3.根据权利要求2所述的随动转向系统，其特征在于，所述液压控制元件包括电控开关阀，该电控开关阀与所述控制器电连接。
4.根据权利要求2所述的随动转向系统，其特征在于，所述液压控制元件包括：
单向阀(242)，所述蓄能器(241)通过该单向阀(242)连接在所述电控液压阀(22)的所述进油路上，所述单向阀(242)仅允许蓄能器(241)中的液压油流向所述电控液压阀(22)的所述进油路；和
节流阀(243)，该节流阀(243)与所述单向阀(242)并联连接并且所述节流阀(243)的阻尼大于所述单向阀(242)的阻尼。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的随动转向系统，其特征在于，在所述电控液压阀(22)与所述压力油源(23)连接的进油路上设置有进油单向阀。
6.工程车辆，该工程车辆包括至少一根主动转向轴(11)和至少一根随动转向轴(12)，所述至少一根主动转向轴(11)上的车轮为转向轮，所述至少一根随动转向轴(12)上的车轮为随动轮，所述工程车辆包括分别安装在所述至少一根主动转向轴(11)上的第二角度传感器(27)，其特征在于，所述工程车辆具有用于控制所述至少一根随动转向轴(12)上的车轮的转向角度的根据权利要求1-5中任意一项所述的随动转向系统，安装在所述至少一根主动转向轴(11)上的第二角度传感器(27)与所述控制器(25)电连接。
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