CN209336810U - 车辆转向系统及工程车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车辆转向系统及工程车辆。车辆转向系统包括：第一类型转向机构、第二类型转向机构、转向扭矩输入机构和离合机构，所述离合机构被配置为切换所述转向扭矩输入机构分别与所述第一类型转向机构和所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，并在第一转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，以及在第二转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构的扭矩传递关系。本公开能够满足更复杂的作业性能要求。

Description

车辆转向系统及工程车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆转向系统及工程车辆。

背景技术

对于车辆，转向系统是其非常重要的组成部分。现有的转向系统有以下几个种类，例如机械转向系统、助力转向系统、全液压转向系统等。对于工程车辆来说，一般只在车辆内布置一套转向系统。当工程车辆有比较复杂的作业性能要求时，一套转向系统往往不能兼顾到多方面的要求，从而使得工程车辆的性能受到限制。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种车辆转向系统及工程车辆，能够满足更复杂的作业性能要求。

在本公开的一个方面，提供一种车辆转向系统，包括：第一类型转向机构、第二类型转向机构、转向扭矩输入机构和离合机构，所述离合机构被配置为切换所述转向扭矩输入机构分别与所述第一类型转向机构和所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，并在第一转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，以及在第二转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构的扭矩传递关系。

在一些实施例中，所述离合机构包括：第一电磁离合器和第二电磁离合器，所述第一电磁离合器设置在所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构之间，第二电磁离合器设置在所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构之间。

在一些实施例中，所述第一类型转向机构包括液压助力转向器和万向节，所述万向节的一端联接所述液压助力转向器，另一端与所述第一电磁离合器通过传动轴连接。

在一些实施例中，所述第二类型转向机构包括全液压转向器，所述全液压转向器的输入端通过传动轴与所述第二电磁离合器连接。

在一些实施例中，所述车辆转向系统还包括：分动机构，所述转向扭矩输入机构与所述分动机构的扭矩输入端连接，所述第一类型转向机构和所述第二类型转向机构通过所述离合机构分别与所述分动机构的两个扭矩输出端连接。

在一些实施例中，所述分动机构包括：分动箱体、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮设置在所述分动箱体内，所述分动箱体固定设置在所述车辆的车架上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合。

在一些实施例中，所述转向扭矩输入机构的扭矩输出轴为第一花键轴，所述第一类型转向机构的扭矩输入轴为第二花键轴，所述第一花键轴穿过所述分动箱体和所述第一齿轮，通过键槽与所述第一齿轮连接，所述第一花键轴还通过所述离合机构与所述第二花键轴形成可操作的连接。

在一些实施例中，所述分动机构还包括：第三花键轴，所述第三花键轴穿过所述第二齿轮并通过键槽与所述第二齿轮连接，所述第二类型转向机构的扭矩输入轴为第四花键轴，所述第三花键轴通过所述离合机构与所述第四花键轴形成可操作的连接。

在一些实施例中，所述第一类型转向机构还包括：第一液压泵和第一转向油缸，所述第一液压泵经由所述液压助力转向器与所述第一转向油缸连接，在所述第一转向模式下，使所述第一电磁离合器吸合，并使所述第二电磁离合器断开，所述液压助力转向器在所述转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通所述第一液压泵和所述第一转向油缸，从而实现车辆转向。

在一些实施例中，所述第二类型转向机构还包括：第二液压泵、流量放大阀和第二转向油缸，所述第二液压泵经由所述全液压转向器和所述流量放大阀与所述第二转向油缸连接，在所述第二转向模式下，使所述第二电磁离合器吸合，并使所述第一电磁离合器断开，所述全液压转向器在所述转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通所述第二液压泵和所述流量放大阀，以调整所述流量放大阀的阀芯位置，从而使所述第二液压泵的液压油流入所述第二转向油缸，进而实现车辆转向。

在本公开的一个方面，提供一种工程车辆，包括前述的车辆转向系统。

因此，根据本公开实施例，通过设置离合机构切换不同的转向模式下转向扭矩输入机构与两种类型的转向机构的扭矩传递关系，使得车辆转向系统能够在不同的转向模式下采用对应类型的转向系统，从而满足更复杂的作业性能要求。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开车辆转向系统的一些实施例的结构示意图；

图2是根据本公开车辆转向系统的一些实施例中转向扭矩输入机构和液压助力转向机构的传动结构示意图；

图3是根据本公开车辆转向系统的一些实施例中转向扭矩输入机构和全液压转向机构的传动结构示意图；

图4是根据本公开车辆转向系统的一些实施例的液压原理示意图。

应当明白，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。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：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应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

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，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，是根据本公开车辆转向系统的一些实施例的结构示意图。参考图1和图2-图4，在一些实施例中，车辆转向系统包括：第一类型转向机构、第二类型转向机构、转向扭矩输入机构和离合机构。转向扭矩输入机构可以包括万向节30，万向节30可通过传动轴与方向盘连接，以接收司机扭转方向盘时施加给方向盘的扭矩。

离合机构可以切换转向扭矩输入机构分别与第一类型转向机构和第二类型转向机构的扭矩传递关系。车辆转向系统可实现多种转向模式，包括第一转向模式和第二转向模式。在第一转向模式下，离合机构可以使转向扭矩输入机构与第一类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开转向扭矩输入机构与第二类型转向机构的扭矩传递关系。在第二转向模式下，离合机构可以使转向扭矩输入机构与第二类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开转向扭矩输入机构与第一类型转向机构的扭矩传递关系。

这样，本实施例通过将不同类型的转向机构合并设置在车辆转向系统中，并通过离合机构进行转向模式选择，从而使得车辆转向系统能够在不同的转向模式下采用对应类型的转向系统，从而满足更复杂的作业性能要求。举例来说，适合于机动车高速行驶时的转向模式和适合于工程车低速作业时的灵活转向模式可二合一的集中在本公开的车辆转向系统中，通过同一个方向盘来实现两种转向模式，从而满足整车高速行驶时的稳定性和低速作业时的机动灵活性的不同要求。

在一些实施例中，离合机构可以包括第一电磁离合器41和第二电磁离合器42。第一电磁离合器41设置在转向扭矩输入机构与第一类型转向机构之间，第二电磁离合器42设置在转向扭矩输入机构与第二类型转向机构之间。电磁离合器可与电气控制回路中的电气控制器及一些电磁阀门耦合，以便根据电气控制要求实现转向模式的切换。这样可将两个电磁离合器与操作面板或操作手柄电连接，以方便操作员进行操作。并且，电磁离合器控制精准、反应迅速。当通过电磁离合器断开转向器与转向输入机构之间的扭矩传递关系时，可避免转向器对应的液压油路空转时造成的能量消耗，从而使车辆转向系统更加节能高效。

参考图2，在一些实施例中，第一类型转向机构包括液压助力转向器11和万向节12，万向节12的一端联接液压助力转向器11，另一端与第一电磁离合器41通过传动轴连接。通过液压助力转向器11可实现液压助力转向功能，万向节12可使来自传动轴的扭矩传递到与传动轴存在夹角的液压助力转向器11。

参考图3，在一些实施例中，第二类型转向机构包括全液压转向器21，全液压转向器21的输入端通过传动轴与第二电磁离合器42连接。通过全液压转向器21可实现全液压转向功能。

参考图1，在一些实施例中，车辆转向系统还包括：分动机构50，转向扭矩输入机构与分动机构50的扭矩输入端连接，第一类型转向机构和第二类型转向机构通过离合机构分别与分动机构50的两个扭矩输出端连接。通过分动机构来并行布置两种转向回路，可节省车辆转向系统所占用的空间。

在图3中，分动机构50可具体包括：分动箱体51、第一齿轮52和第二齿轮53。第一齿轮52和第二齿轮53设置在分动箱体51内，分动箱体51固定设置在车辆的车架上，第一齿轮52与第二齿轮53啮合。

参考图2，在一些实施例中，转向扭矩输入机构的扭矩输出轴为第一花键轴31，第一类型转向机构的扭矩输入轴为第二花键轴13，第一花键轴31穿过分动箱体51和第一齿轮52，通过键槽与第一齿轮52连接，第一花键轴31还通过离合机构与第二花键轴13形成可操作的连接。

参考图3，在一些实施例中，分动机构50还包括：第三花键轴54，第三花键轴54穿过第二齿轮53并通过键槽与第二齿轮53连接，第二类型转向机构的扭矩输入轴为第四花键轴22，第三花键轴54通过离合机构与第四花键轴22形成可操作的连接。

参考图4，在一些实施例中，第一类型转向机构还包括：第一液压泵14和第一转向油缸15。第一液压泵14经由液压助力转向器11与第一转向油缸15连接。在第一转向模式下，可使第一电磁离合器41吸合，并使第二电磁离合器42断开。这样，液压助力转向器11在转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通第一液压泵14和第一转向油缸15，第一液压泵14输出的液压油经过液压助力转向器11流向左侧或右侧的第一转向油缸15，从而实现车辆转向。

在图4中，第二类型转向机构还可包括：第二液压泵23、流量放大阀24和第二转向油缸25。第二液压泵23经由全液压转向器21和流量放大阀24与第二转向油缸25连接。在第二转向模式下，可使第二电磁离合器42吸合，并使第一电磁离合器41断开。这样，全液压转向器21在转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通第二液压泵23和流量放大阀24，以调整流量放大阀24的阀芯位置，从而使第二液压泵23的液压油流入第二转向油缸25，进而实现车辆转向。

上述车辆转向系统的各实施例适用于各类车辆，尤其适用于作业性能要求比较复杂的工程车辆。因此，本公开还提供了一种包括前述车辆转向系统任一实施例的工程车辆。

下面通过一个轮式车辆的转向控制实例对转向切换过程进行说明。

对于轮车车辆来说，整体式车架通过液压助力转向模式可提高整机行驶的稳定性。参考图1-图4，在操作人员操作控制面板输入对应的转向模式指令时，控制器可根据该指令控制第一电磁离合器41失电吸合，使得第一花键轴31与第二花键轴13连接，这样驾驶者对方向盘施加的扭矩可经万向节30、第一花键轴31、第二花键轴13和万向节12传递至液压助力转向器11，液压助力转向器11连接机械推杆进行工作，同时液压助力转向器11使第一液压泵14与第一转向油缸15连通，从而使第一液压泵14的液压油经由液压助力转向器11流入第一转向油缸15。

控制器还控制第二电磁离合器24得电断开，使连接于分动机构的全液压转向器21断开扭矩输入，这样全液压转向器21的阀芯保持在中位而不工作，避免了空转造成的能量消耗。通过上述过程就实现液压助力转向模式下的车辆转向。

对于轮车车辆来说，前后车架铰接全液压转向可以使整机低速作业时转向灵活。参考图1-图4，在操作人员操作控制面板输入对应的转向模式指令时，控制器可根据该指令控制第一电磁离合器41得电断开，使得第一花键轴31与第二花键轴13的连接断开，控制器还控制第二电磁离合器42失电吸合，使得第三花键轴31与第二花键轴13连接，这样分动机构可将扭矩传递至全液压转向器21。第二液压泵23提供的液压油可经过全液压转向器21流向流量放大阀24，使得第二液压泵23与第二转向油缸25连通，从而使液压油流入第二转向油缸25。此时液压助力转向器11没有动力输入不工作，从而通过上述过程就实现全液压转向模式下的车辆转向。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种车辆转向系统，其特征在于，包括：第一类型转向机构、第二类型转向机构、转向扭矩输入机构和离合机构，所述离合机构被配置为切换所述转向扭矩输入机构分别与所述第一类型转向机构和所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，并在第一转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构的扭矩传递关系，以及在第二转向模式下使所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构形成扭矩传递关系，并断开所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构的扭矩传递关系。

2.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，所述离合机构包括：第一电磁离合器(41)和第二电磁离合器(42)，所述第一电磁离合器(41)设置在所述转向扭矩输入机构与所述第一类型转向机构之间，第二电磁离合器(42)设置在所述转向扭矩输入机构与所述第二类型转向机构之间。

3.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第一类型转向机构包括液压助力转向器(11)和万向节(12)，所述万向节(12)的一端联接所述液压助力转向器(11)，另一端与所述第一电磁离合器(41)通过传动轴连接。

4.根据权利要求2所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第二类型转向机构包括全液压转向器(21)，所述全液压转向器(21)的输入端通过传动轴与所述第二电磁离合器(42)连接。

5.根据权利要求1所述的车辆转向系统，其特征在于，还包括：分动机构(50)，所述转向扭矩输入机构与所述分动机构(50)的扭矩输入端连接，所述第一类型转向机构和所述第二类型转向机构通过所述离合机构分别与所述分动机构(50)的两个扭矩输出端连接。

6.根据权利要求5所述的车辆转向系统，其特征在于，所述分动机构(50)包括：分动箱体(51)、第一齿轮(52)和第二齿轮(53)，所述第一齿轮(52)和所述第二齿轮(53)设置在所述分动箱体(51)内，所述分动箱体(51)固定设置在所述车辆的车架上，所述第一齿轮(52)与所述第二齿轮(53)啮合。

7.根据权利要求6所述的车辆转向系统，其特征在于，所述转向扭矩输入机构的扭矩输出轴为第一花键轴(31)，所述第一类型转向机构的扭矩输入轴为第二花键轴(13)，所述第一花键轴(31)穿过所述分动箱体(51)和所述第一齿轮(52)，通过键槽与所述第一齿轮(52)连接，所述第一花键轴(31)还通过所述离合机构与所述第二花键轴(13)形成可操作的连接。

8.根据权利要求6所述的车辆转向系统，其特征在于，所述分动机构(50)还包括：第三花键轴(54)，所述第三花键轴(54)穿过所述第二齿轮(53)并通过键槽与所述第二齿轮(53)连接，所述第二类型转向机构的扭矩输入轴为第四花键轴(22)，所述第三花键轴(54)通过所述离合机构与所述第四花键轴(22)形成可操作的连接。

9.根据权利要求3所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第一类型转向机构还包括：第一液压泵(14)和第一转向油缸(15)，所述第一液压泵(14)经由所述液压助力转向器(11)与所述第一转向油缸(15)连接，在所述第一转向模式下，使所述第一电磁离合器(41)吸合，并使所述第二电磁离合器(42)断开，所述液压助力转向器(11)在所述转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通所述第一液压泵(14)和所述第一转向油缸(15)，从而实现车辆转向。

10.根据权利要求4所述的车辆转向系统，其特征在于，所述第二类型转向机构还包括：第二液压泵(23)、流量放大阀(24)和第二转向油缸(25)，所述第二液压泵(23)经由所述全液压转向器(21)和所述流量放大阀(24)与所述第二转向油缸(25)连接，在所述第二转向模式下，使所述第二电磁离合器(42)吸合，并使所述第一电磁离合器(41)断开，所述全液压转向器(21)在所述转向扭矩输入机构输入的扭矩作用下连通所述第二液压泵(23)和所述流量放大阀(24)，以调整所述流量放大阀(24)的阀芯位置，从而使所述第二液压泵(23)的液压油流入所述第二转向油缸(25)，进而实现车辆转向。

11.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求1～10任一所述的车辆转向系统。