專利名稱：一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程車輛領(lǐng)域，具體 是一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種工程車輛，例如裝載機(jī)、叉車、平地機(jī)、大型礦用卡車等，這類工程車輛轉(zhuǎn)向阻力大，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離駕駛室，難以采用機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向裝置，而使用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以通過液壓管路長距離輸送轉(zhuǎn)向動力實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，操作力小，安裝方便。如圖4所示，為最簡單的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其組成包括粗濾器I、油泵2、轉(zhuǎn)向油缸3、過載補(bǔ)油組閥4、轉(zhuǎn)向器5、方向盤6、安全閥7、回油過濾器8、蓄能器9。其中轉(zhuǎn)向器由一個轉(zhuǎn)閥和一個擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)組成，方向盤6與轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)閥的閥芯連接，轉(zhuǎn)動方向盤時閥芯與閥套之間的閥口打開，油泵2的油經(jīng)閥口進(jìn)入擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)推動馬達(dá)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，同時進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸3執(zhí)行轉(zhuǎn)向，馬達(dá)的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)閥的閥套連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時同時帶動閥套旋轉(zhuǎn)關(guān)閉閥口，因而通過擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)的流量與方向盤轉(zhuǎn)角成比例。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個缺點是，由于液壓元件存在泄露，轉(zhuǎn)向阻力變化大，導(dǎo)致使用一定時間后方向盤不能對中，即方向盤相對于車輪轉(zhuǎn)向角發(fā)生錯位。例如裝載機(jī)在實際使用中，為了使駕駛員對這種錯位不敏感，多采用等角度的三筋方向盤，但方向盤上不能安裝控制按鈕，因為轉(zhuǎn)角的錯位使得控制按鈕無法正常操作。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，本實用新型提供一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，解決自動調(diào)整和補(bǔ)償轉(zhuǎn)向操縱中出現(xiàn)的左右轉(zhuǎn)向流量不對稱的誤差的問題，使方向盤保持其對中性能。本實用新型技術(shù)方案如下一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、及與其連接的轉(zhuǎn)向油缸、油泵、方向盤，方向轉(zhuǎn)閥、隨動轉(zhuǎn)閥；所述方向轉(zhuǎn)閥為開式三位二通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有進(jìn)油口和出油口，所述閥芯上設(shè)有油道，油道用于對進(jìn)油口與出油口之間的連通或者關(guān)閉；所述隨動轉(zhuǎn)閥為閉式三位三通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有一個進(jìn)油口和2個對稱設(shè)置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當(dāng)閥芯中位時閥體的進(jìn)油口被閥芯封住，當(dāng)閥芯不在中位時，所述進(jìn)油口打開并與其中一個油槽及出油口連通；所述方向轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接油泵的出口管路，方向轉(zhuǎn)閥的出油口通過管路與隨動轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接；隨動轉(zhuǎn)閥的2個出油口分別與轉(zhuǎn)向油缸的兩腔油路接通，方向轉(zhuǎn)閥的閥芯與方向盤連接。方向盤也可通過一個傳動機(jī)構(gòu)與方向轉(zhuǎn)閥的閥芯連接。[0010]該方向轉(zhuǎn)閥與方向盤之間的傳動機(jī)構(gòu)包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸上的太陽輪、行星輪、齒圈；所述方向轉(zhuǎn)閥的閥芯與行星架聯(lián)接；所述的隨動轉(zhuǎn)閥的閥芯和閥體分別連接在車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置上，使閥芯相對于閥體的轉(zhuǎn)角隨車輪轉(zhuǎn)向角變化，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向角零度時閥芯處于中位。所述液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器以及與其連接的過載補(bǔ)油組閥，所述過載補(bǔ)油組閥還與轉(zhuǎn)向油缸及隨動轉(zhuǎn)閥的出油口連接。工作時，當(dāng)方向盤處于中位時，如果與車輪轉(zhuǎn)向角是對正的，隨動轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口是封閉的(見圖1)，油泵經(jīng)隨動轉(zhuǎn)閥到轉(zhuǎn)向油缸之間通路 斷開，對正裝置不起作用；如果方向盤不在中位(見圖2a)，即閥芯旋轉(zhuǎn)了一個角度，方向轉(zhuǎn)閥的的油道通路被斷開，油泵與轉(zhuǎn)向油缸之間仍然不能相通；如果方向盤與車輪轉(zhuǎn)角是不對正的，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤到達(dá)中位時(見圖2b)，方向轉(zhuǎn)閥打開，隨動轉(zhuǎn)閥也打開，如果此時是在轉(zhuǎn)向操作過程中，即轉(zhuǎn)向器的閥口處于打開狀態(tài)，油泵的一小部分油流經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥和隨動轉(zhuǎn)閥與轉(zhuǎn)向器來的油合流進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸，起到補(bǔ)油調(diào)整對中的作用；當(dāng)方向盤中位但靜止不動時，轉(zhuǎn)向器關(guān)閉，即使油泵經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥和隨動轉(zhuǎn)閥與轉(zhuǎn)向油缸導(dǎo)通，由于轉(zhuǎn)向油缸不能回油，因此轉(zhuǎn)向油缸不會動作，保證操作的穩(wěn)定性；方向轉(zhuǎn)閥和隨動轉(zhuǎn)閥的通道很小以起到阻尼作用，限制通過的流量只有轉(zhuǎn)向泵流量的10%左右，起到控制穩(wěn)定作用，同時當(dāng)補(bǔ)油經(jīng)合流后沒有進(jìn)入油缸而是進(jìn)入另一路直接經(jīng)轉(zhuǎn)向器回油箱時，也不會影響轉(zhuǎn)向驅(qū)動。本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果(I)性能可靠，可不改變原有的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。(2)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，實際中的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般需要經(jīng)過一定時間使用后，由于累積誤差才導(dǎo)致方向盤不對中的，因此需要補(bǔ)償?shù)牧髁繕O小，方向轉(zhuǎn)閥和隨動轉(zhuǎn)閥的流道截面積尺寸很小，一般為I 3毫米，因此閥體的尺寸可很小，因而成本低。(3)本裝置起到調(diào)整作用只有在如下條件下方向盤在轉(zhuǎn)向過程中(即轉(zhuǎn)向器打開狀態(tài))，方向盤在中位時，方向盤與車輪轉(zhuǎn)角不對正時。因此有很好的可靠性，不影響原有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能。(4)由于方向盤保持始終對正，可減少司機(jī)的誤操作，減少事故發(fā)生。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2a是本實用新型轉(zhuǎn)向操作時方向轉(zhuǎn)閥與隨動轉(zhuǎn)閥之間的配合關(guān)系示意圖。圖2b是本實用新型轉(zhuǎn)向操作時方向轉(zhuǎn)閥與隨動轉(zhuǎn)閥之間的配合關(guān)系示意圖。圖3a是本實用新型直接套裝在轉(zhuǎn)向軸上時的應(yīng)用實例示意圖。圖3b是圖3a的閥芯22的示意圖。圖3c是圖3a的“C-C”的截面示意圖。圖4為現(xiàn)有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實用新型的實施方式不限于此。[0027]圖I所示，本實用新型全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、及與其連接的轉(zhuǎn)向油缸4、油泵I、方向盤6。本裝置還包括方向轉(zhuǎn)閥2、隨動轉(zhuǎn)閥3 ；所述方向轉(zhuǎn)閥2為開式三位二通轉(zhuǎn)閥，包括閥體21、閥芯22，所述閥體21的外壁上設(shè)有進(jìn)油口 21-1和出油口 21-2，所述閥芯22上設(shè)有油道22-1，油道22-1用于對進(jìn)油口 21_1與出油口 21-2之間的連通或者關(guān)閉；所述隨動轉(zhuǎn)閥3為閉式三位三通轉(zhuǎn)閥，包括閥體31、閥芯32，所述閥體31的外壁上設(shè)有一個進(jìn)油口 31-1和2個對稱設(shè)置的出油口 31-2，閥芯32的圓周上開有2條互不相通的油槽32-1 ;當(dāng)閥芯32中位時閥體31的進(jìn)油口 31-1被閥芯32封住，當(dāng)閥芯32不在中位時，所述進(jìn)油口 31-1打開并與其中一個油槽32-1及出油口 31-2 連通；所述方向轉(zhuǎn)閥2的進(jìn)油口 21-1連接油泵I的出口管路，方向轉(zhuǎn)閥2的出油口 21-2通過管路與隨動轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口 31-1連接；隨動轉(zhuǎn)閥3的2個出油口 31-2分別與轉(zhuǎn)向油缸4的兩腔油路接通，方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22連接；所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與方向盤6的連接可以通過一個傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)；當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動圈數(shù)小于I時，方向盤6可直接通過轉(zhuǎn)向傳動軸與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22聯(lián)接；當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動圈數(shù)大于I時，如圖3a所示，傳動機(jī)構(gòu)還包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25 ;所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與行星架聯(lián)接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動軸聯(lián)接，或者通過轉(zhuǎn)向器8由轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)子與太陽輪軸23聯(lián)接；所述的隨動轉(zhuǎn)閥3的閥芯32和閥體31分別聯(lián)接在車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置上，使閥芯32相對于閥體31的轉(zhuǎn)角隨車輪轉(zhuǎn)向角變化，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向角零度時閥芯32處于中位。所述液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器8以及與其連接的過載補(bǔ)油組閥9，所述過載補(bǔ)油組閥9還與轉(zhuǎn)向油缸4及隨動轉(zhuǎn)閥3的出油口 31-2連接。為便于理解，作如下描述圖I所示。在原液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從油泵I的輸出管路上引出一條油路與方向轉(zhuǎn)閥2的進(jìn)油口 21-2連接，在連接的管路上設(shè)置單向閥5，當(dāng)油泵I卸荷時防止轉(zhuǎn)向油缸4的油反流，方向轉(zhuǎn)閥2的出油口 21-2與隨動轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口 31-1連接管路，隨動轉(zhuǎn)閥3的兩個出油口 31-2分別連接轉(zhuǎn)向油缸4的兩腔管路，方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22連接，該連接通過一個傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動圈數(shù)小于I時，該傳動機(jī)構(gòu)可以是一個傳動軸，將方向盤6與轉(zhuǎn)閥2的閥芯22直接連接起來，或?qū)⑥D(zhuǎn)向器8作為傳動機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器8轉(zhuǎn)子與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22聯(lián)接；方向轉(zhuǎn)閥2的閥體21與轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向器8殼體聯(lián)接；隨動轉(zhuǎn)閥3可安裝在車架鉸接點處，閥芯32與前車架聯(lián)接，閥體31固定在后車架上，其軸心與車架鉸點同心。當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤6時，方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22同時轉(zhuǎn)動，當(dāng)方向盤6不在對中位置時，方向轉(zhuǎn)閥2處于關(guān)閉狀態(tài)，不論方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角是否對正，本專利均不起作用；當(dāng)方向盤6處于靜止?fàn)顟B(tài)時，由于轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)閥關(guān)閉，不論方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角是否對正，本專利均不起作用；只有當(dāng)方向盤6轉(zhuǎn)動過程中(此時轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)閥打開)、方向盤6到達(dá)中位、并且方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角不對正時，油泵I的油才經(jīng)過方向轉(zhuǎn)閥2、隨動轉(zhuǎn)閥3進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸4進(jìn)行補(bǔ)油。需要說明的是，只有當(dāng)隨動轉(zhuǎn)閥3輸出的油進(jìn)入轉(zhuǎn)向器8的供油管路時才可以補(bǔ)油，如果進(jìn)入轉(zhuǎn)向器8的回油管路則一起返回油箱，由于補(bǔ)油量很小，所以對轉(zhuǎn)向驅(qū)動沒有影響。具體說，如圖2a、2b所示。工作時，當(dāng)方向盤6處于中位時，如果與車輪轉(zhuǎn)向角是對正的，如圖I所示，隨動轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口是封閉的，油泵I與轉(zhuǎn)向油缸4之間通路斷開，對正裝置不起作用；如果轉(zhuǎn)動方向盤6，如圖2a所示，閥芯22旋轉(zhuǎn)，方向轉(zhuǎn)閥2的的油道通路被斷開，油泵I與轉(zhuǎn)向油缸4之間仍然不能相通；如果方向盤6與車輪轉(zhuǎn)角是不對正的，如圖2b，即方向盤6對中時隨動轉(zhuǎn)閥3的閥芯32與閥體31之間存在一個相對轉(zhuǎn)角，那么隨動轉(zhuǎn)閥3被打開，在轉(zhuǎn)動方向盤6到達(dá)中位的過程中油泵的油流經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥2和隨動轉(zhuǎn)閥3補(bǔ)油進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸4，增大了轉(zhuǎn)向流量，起到調(diào)整對中的作用；當(dāng)方向盤6中位不動時，SP使出現(xiàn)油泵I經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥2和隨動轉(zhuǎn)閥3與轉(zhuǎn)向油缸4導(dǎo)通情況，如圖2b，但轉(zhuǎn)向油缸4不能回油，因此轉(zhuǎn)向油缸4不會動作，保證操作的穩(wěn)定性。 當(dāng)方向盤6的單向轉(zhuǎn)動圈數(shù)大于I時，所述方向轉(zhuǎn)閥2需要一個減速機(jī)構(gòu)，使得方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22的轉(zhuǎn)動圈數(shù)小于1，因此方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22相連接的傳動機(jī)構(gòu)還包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，圖3a、3b、3c所示,該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25 ;所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與行星架聯(lián)接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動軸聯(lián)接，或者通過轉(zhuǎn)向器8由轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)子與太陽輪軸23聯(lián)接；作為實施例之一，若將太陽輪軸23作為轉(zhuǎn)向傳動軸，則一端可直接與方向盤6聯(lián)接，另一端與轉(zhuǎn)向器8閥芯連接，由于太陽輪軸23穿過閥芯22，所以將閥芯22上的油道布置在圓周表面，如圖3b所示，由一條環(huán)槽和兩個軸向橫槽相連構(gòu)成，中位時閥體21的2個油口分別與閥芯22上的兩條橫槽對正，若將閥芯22轉(zhuǎn)過一個角度，閥體21的油口與閥芯22表面上的橫槽錯過，油口被閥芯22外圓表面封住，油路切斷。假定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動比為3，方向盤6的單向轉(zhuǎn)動圈數(shù)為2. 5，那么方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22的最大轉(zhuǎn)動角為360X2. 5/3 = 300°，在閥芯22的整個±300°轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)只有在O度時閥打開。如上所述便可較好地實現(xiàn)本專利。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、及與其連接的轉(zhuǎn)向油缸、油泵、方向盤，其特征在于還包括方向轉(zhuǎn)閥、隨動轉(zhuǎn)閥；所述方向轉(zhuǎn)閥為開式三位二通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有進(jìn)油口和出油口，所述閥芯上設(shè)有油道，油道用于對進(jìn)油口與出油口之間的連通或者關(guān)閉； 所述隨動轉(zhuǎn)閥為閉式三位三通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有一個進(jìn)油口和2個對稱設(shè)置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當(dāng)閥芯中位時閥體的進(jìn)油口被閥芯封住，當(dāng)閥芯不在中位時，所述進(jìn)油口打開并與其中一個油槽及出油口連通； 所述方向轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接油泵的出口管路，方向轉(zhuǎn)閥的出油口通過管路與隨動轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接；隨動轉(zhuǎn)閥的2個出油口分別與轉(zhuǎn)向油缸的兩腔油路接通，方向盤與方向轉(zhuǎn)閥的閥芯連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，其特征在于:方向盤通過一個傳動機(jī)構(gòu)與方向轉(zhuǎn)閥的閥芯連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，其特征在于傳動機(jī)構(gòu)包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸上的太陽輪、行星輪、齒圈；所述方向轉(zhuǎn)閥的閥芯與行星架聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，其特征在于所述的隨動轉(zhuǎn)閥的閥芯和閥體分別連接在車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置上，使閥芯相對于閥體的轉(zhuǎn)角隨車輪轉(zhuǎn)向角變化，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向角零度時閥芯處于中位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，其特征在于所述液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器以及與其連接的過載補(bǔ)油組閥，所述過載補(bǔ)油組閥還與轉(zhuǎn)向油 缸及隨動轉(zhuǎn)閥的出油口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括方向轉(zhuǎn)閥、隨動轉(zhuǎn)閥；方向轉(zhuǎn)閥包括閥體、閥芯，閥體的外壁上設(shè)有進(jìn)油口和出油口，閥芯上設(shè)有油道，油道用于對進(jìn)油口和出油口之間的連通或者關(guān)閉；隨動轉(zhuǎn)閥包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有一個進(jìn)油口和2個對稱設(shè)置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當(dāng)閥芯中位時閥體的進(jìn)油口被閥芯封住，當(dāng)閥芯不在中位時，所述進(jìn)油口與其中一個油槽及出油口連通；本裝置起到調(diào)整作用只有在方向盤在轉(zhuǎn)向過程中、方向盤在中位時、方向盤與車輪轉(zhuǎn)角不對正時。因此有很好的可靠性，不影響原有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能。由于方向盤保持始終對中，可減少司機(jī)的誤操作，減少事故發(fā)生。
文檔編號B62D5/06GK202574354SQ20122016944
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者遲永濱 申請人:華南理工大學(xué)