CN209290484U - 一种换向阀电液动力转向器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换向阀电液动力转向器,包括伺服电机、换向阀、液压泵、助力油缸、反馈机构、弹性元件、输入轴、扭矩角度传感器以及控制器，本实用新型的有益效果：本实用新型通过采用伺服电机驱动液压泵直接推动转向器助力油缸进行助力，由电机本身的变速、变力矩的功能以满足转向系统的变速、变负载和变转向助力特性的功能要求，换向阀受人或ECU的控制负责转向的换向，该转向器不仅节能、结构简单紧凑、安全可靠、方便排气、具有自动回正能力和主动回正能力、适用范围广，而且还输出扭矩大，特别适用于转向力矩大的轻卡和重卡车，当然也适用于转向力矩小的轿车和微卡，该转向器兼顾液压动力转向器和电动转向器所有的优点。

Description

一种换向阀电液动力转向器

技术领域：

本实用新型涉及一种换向阀式直驱电液动力转向器，属于转向器技术领域。

背景技术：

传统液压动力转向器系统：发动机带动转向油泵为液压转向器供油，转动方向盘，转向液压分配阀工作，高压油进入转向油缸，推动转向桥进行转向，该转向系统的油泵一直都在高速运转，因此不节能。转向桥的转向力矩随着车提高反而降低，但转向油泵转速随车速增高而增高，转向泵的流量也随之增大，液压转向器的方向盘转动力矩随之反而降低，因此该转向系统存在着高速“发飘”的弱点。由于没有车速反馈，因此该转向系统的转向力矩特性不能随车速改变而改变。另外该系统不易控制，不能实现自动驾驶。电控液压动力转向系统：电控单元根据车速控制电机转速，电机带动液压泵为传动液压转向器供油，就够成了电控液压动力转向系统，为了保证转向系统的快速响应，该系统的电动机仍然在高速运转，因此该转向系统仍然具有不节能和不易控制的弱点，电动转向：电控单元根据方向盘的转动力矩、转动方向和车速共同决定电机的助力大小、转向方向和转速，电机通过蜗杆涡轮助力到输入轴上，输入轴再通过转向器本身的减速机构作用到转向器的输出轴上，由于转向器有两级减速，对转向器的机械强度要求非常高，因此电动转向器一般只用于前桥负荷小的轿车和微卡上，不适于轻卡和重卡上。由于受到减速机构的机械强度限制，电动转向器的结构尺寸大，不紧凑。

实用新型内容：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种换向阀电液动力转向器，解决了现有技术中的不足。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种技术方案：

一种换向阀电液动力转向器,包括伺服电机、换向阀、液压泵、助力油缸、反馈机构、弹性元件、输入轴、扭矩角度传感器以及控制器，其所述伺服电机驱动液压泵，所述液压泵为换向阀供油，所述换向阀通过液压油道直接为助力油缸供油，所述方向盘通过输入轴与换向阀一端相连，所述换向阀另一端与弹性元件连接，所述弹性元件和反馈机构相连，所述反馈机构与助力油缸相连，所述助力油缸与连杆机构相连，所述连杆机构与转向轮胎相连，所述弹性元件上设有扭矩角度传感器，所述扭矩角度传感器和伺服电机通过电缆与控制器相连。

作为优选，根据所述反馈机构的不同可分为多种形式的换向阀直动电液动力转向器例如：循环球式换向阀直动电液动力转向器、齿轮齿条式换向阀直动电液动力转向器、全液压式换向阀直动电液动力转向器等。

作为优选，所述伺服电机驱动液压泵直接推动助力油缸进行转向助力，且所述伺服电机可为异步交流电机、有刷直流电机、无刷电机或交流永磁同步电机等。

作为优选，所述液压泵可为齿轮液压泵、柱塞泵、叶片泵、螺旋泵、内曲线泵、摆线泵等。

作为优选，所述换向阀为电磁换向器或手动换向阀。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过采用伺服电机驱动液压泵直接推动转向器助力油缸进行助力，由电机本身的变速、变力矩的功能以满足转向系统的变速、变负载和变转向助力特性的功能要求，换向阀受人或ECU的控制负责转向的换向，该转向器不仅节能、结构简单紧凑、安全可靠、方便排气、具有自动回正能力和主动回正能力、适用范围广，而且还输出扭矩大，特别适用于转向力矩大的轻卡和重卡车，当然也适用于转向力矩小的轿车和微卡，该转向器兼顾液压动力转向器和电动转向器所有的优点，克服它们所有的缺点，是代替它们的新一代转向器。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的手动换向阀式直驱电液动力转向器原理图；

图2为本实用新型的电磁换向阀式直驱电液动力转向器原理图。

图中：1、伺服电机；2、液压泵；3、转向轮胎；4、连杆机构；5、助力油缸；6、反馈机构；7、弹性元件；8、输入轴；9、扭矩角度传感器；10、方向盘； 11、控制器12、换向阀。

具体实施方式：

如图1-2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种换向阀电液动力转向器,包括伺服电机1、换向阀12、液压泵2、助力油缸5、反馈机构6、弹性元件7、输入轴8、扭矩角度传感器9以及控制器11，所述伺服电机1驱动液压泵 2，所述液压泵2为换向阀(12)供油，所述换向阀(12)通过液压油道直接为助力油缸(5)供油，所述方向盘10通过输入轴8与换向阀(12)一端相连，所述换向阀 12另一端与弹性元件7连接，所述弹性元件7和反馈机构6相连，所述反馈机构6与助力油缸5相连，所述助力油缸5与连杆机构(4)相连，所述连杆机构4 与转向轮胎3相连，所述弹性元件7上设有扭矩角度传感器9，所述扭矩角度传感器9和伺服电机1通过电缆与控制器11相连。

其中，所述反馈机构6的不同可分为多种形式的换向阀直动电液动力转向器 (例如：循环球式换向阀直动电液动力转向器、齿轮齿条式换向阀直动电液动力转向器、全液压式换向阀直动电液动力转向器......)。使本实用新型的兼容性高，生产制作难度低。

其中，所述伺服电机1驱动液压泵2直接推动助力油缸5进行转向助力，且所述伺服电机1可为异步交流电机、有刷直流电机、无刷电机或交流永磁同步电机，方便驱动液压泵2来推动助力油缸5。

其中，所述液压泵2可为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺旋泵、摆线泵或内曲线泵，方便通过伺服电机1直接推动助力油缸5进行转向助力。

其中，所述换向阀12为电磁换向器或手动换向阀，方便更换不同的操作方式。

具体的：本实用新型通过伺服电机1驱动液压泵2直接推动助力油缸5进行转向助力，由伺服电机本身的变速和变力矩的功能以满足转向变速、变负载和变转向助力特性的功能要求，换向阀12受人或ECU的控制负责转向器换向，转动方向盘10使弹性元件7产生扭矩，输入轴8和反馈机构6上端发生相对转动，扭矩角度传感器9向控制器11传递扭矩和角度信号，且控制器11根据扭矩信号、转角信号和伺服电机1的电流反馈信号驱动伺服电机1，伺服电机1带动液压泵 2通过换向阀12推动助力油缸5的活塞移动，活塞推动连杆机构4使转向轮胎3 转动，助力油缸5活塞的移动通过反馈机构6，反馈到反馈机构6的上端跟随输入轴8一起转动，以实现转向器的连续转向。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种换向阀电液动力转向器,其特征在于，包括伺服电机(1)、换向阀(12)、液压泵(2)、助力油缸(5)、反馈机构(6)、弹性元件(7)、输入轴(8)、扭矩角度传感器(9)以及控制器(11)，所述伺服电机(1)驱动液压泵(2)，所述液压泵(2)为换向阀(12)供油，所述换向阀(12)通过液压油道直接为助力油缸(5)供油，方向盘(10)通过输入轴(8)与换向阀(12)一端相连，所述换向阀(12)另一端与弹性元件(7)连接，所述弹性元件(7)和反馈机构(6)相连，所述反馈机构(6)与助力油缸(5)相连，所述助力油缸(5)与连杆机构(4)相连，所述连杆机构(4)与转向轮胎(3)相连，所述弹性元件(7)上设有扭矩角度传感器(9)，所述扭矩角度传感器(9)和伺服电机(1)通过电缆与控制器(11)相连。

2.根据权利要求1所述的换向阀电液动力转向器，其特征在于，所述伺服电机(1)驱动所述液压泵(2)通过所述换向阀(12)直接推动所述助力油缸(5)进行转向助力，所述伺服电机(1)本身的变速和变力矩的功能以满足转向变速、变负载和变转向助力特性的功能要求，所述换向阀(12)受人或ECU的控制负责转向器换向。

3.根据权利要求2所述的换向阀电液动力转向器，其特征在于，转动方向盘(10)使弹性元件(7)变形产生扭矩，扭矩角度传感器(9)向控制器(11)传递扭矩和角度信号，控制器(11)根据扭矩信号、转角信号和伺服电机(1)的电流反馈信号驱动伺服电机(1)转动，伺服电机(1)驱动液压泵(2)通过换向阀(12)推动助力油缸(5)的活塞移动，活塞推动连杆机构(4)使转向轮胎(3)转动，助力油缸(5)活塞的移动通过反馈机构(6)，反馈到反馈机构(6)的上端跟随输入轴(8)一起转动，以实现转向器的连续转向。

4.根据权利要求1所述的一种换向阀电液动力转向器，其特征在于：所述伺服电机(1)驱动液压泵(2)通过换向阀(12)直接推动助力油缸(5)进行转向助力，且所述伺服电机(1)为异步交流电机、有刷直流电机、无刷电机或交流永磁同步电机中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种换向阀电液动力转向器，其特征在于：所述液压泵(2)为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、螺旋泵、摆线泵、内曲线泵中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种换向阀电液动力转向器，其特征在于：所述换向阀(12)为电磁换向器或手动换向阀。