CN114312994A - 一种多轴车用液压转向助力装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多轴车用液压转向助力装置及***，涉及车辆技术领域，采用的方案是：包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，储油装置、转向油泵、转向阀组、执行装置通过连接油管组成转向回路，本发明并联前后桥的两套转向回路，通过转向阀组控制四组转向桥运动；储油装置、转向应急泵、分流阀、溢流阀一、转向阀组与执行装置通过连接油管组成应急转向回路。转向回路故障时，转向阀组将自动切换到应急转向回路，保证转向***供油平稳顺畅，有效地保证了转向***的安全、可靠。

Description

一种多轴车用液压转向助力装置及***

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种多轴车用液压转向助力装置及***。

背景技术

目前多轴重型汽车主要采用前桥转向或前双桥转向的形式，随着全轮转向技术的进一步发展，具有全轮转向功能的重型汽车已初步崭露头角，而现有的转向助力***已不能很好地适配全轮转向的车型，这大大限制了全轮转向技术在多轴重型汽车的发展。另外，应急转向功能也受到越来越多的关注，很多国家也将安装应急转向***作为标准中的的强制指标项，可见其重要性。

其中，全轮转向重型汽车的液压助力***极为重要，在长轴距、大吨位的特征下，管路布置、阀组设计及机械配合方面都存在难点，由于重型汽车载重量大导致转向不便，且存在整车动力失效的问题，严重影响安全性。这就是现有技术的不足。

因此，针对上述现有技术的不足，研发一种能够实现多轴重型车全轮转向功能、应急转向功能的液压转向助力装置及***是急需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种多轴车用液压转向助力装置及***，以解决目前多轴重型汽车存在转向不便、整车动力易失效的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多轴车用液压转向助力装置，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，其中，储油装置为双转向油罐的配置，储油装置包括转向油罐一、转向油罐二、吸油连接胶管，转向油罐一与转向油罐二通过吸油连接胶管连通。转向油罐一、转向油罐二侧面各有一带起鼓的油口，吸油连接胶管套在带起鼓的油口上，然后通过卡箍将其固定，因而我们得到了由转向油罐一、转向油罐二和吸油连接胶管组成的连通器结构的储油装置，在布置空间紧张的车辆前部可灵活配置，可将转向油罐分开布置在合适的位置，共同为供能***提供液压油，并且，双转向油罐的结构增大了油液与空气的接触面积，便于油液与空气进行热交换，有效降低了转向***的油温，防止密封圈等零件的高温氧化，延长了关键零部件的使用寿命。转向油罐内集成了可更换阀芯的滤油器，可用于过滤油液内混入的水锈、铁屑等杂质，保护转向***中的阀组、泵等精密元件。储油装置起保存液压油的作用，还具有散热的功能。

进一步的，所述供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组，正常供油管路上设置有转向油泵，转向油泵安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵、溢流阀一、分流阀，转向应急泵安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，转向阀组与执行装置连接。分流阀将转向应急泵提供的高压油平均分成两部分，分别供给前后桥的转向回路，溢流阀一起高压溢流的作用，有效地保护了转向应急泵。

进一步的，所述转向阀组包括换向阀一、节流阀、单向阀、换向阀二、溢流阀二、应急灯集成电路，正常供油管路和应急供油管路连接到换向阀一上，节流阀并联在换向阀一上，换向阀二与换向阀一连接，应急灯集成电路与换向阀二连接，溢流阀二连接在换向阀一和换向阀二的下游管路上，换向阀一和换向阀二的下游管路与执行装置连接。控制回路和主回路中均安装有单向阀，使油液只能正向输送，不可逆流。转向阀组根据控制液路中流经节流阀的液压油流量大小控制换向阀一所处的位置，实现转向回路与应急回路的快速切换。应急灯集成电路由流经换向阀二的油液流量控制电路的开闭，转向***故障时应急灯点亮，便于整车维护和检修。

储油装置、转向油泵、转向阀组、执行装置通过连接油管组成转向回路，本发明并联前后桥的两套转向回路，通过转向阀组控制四组转向桥运动；储油装置、转向应急泵、分流阀、溢流阀一、转向阀组与执行装置通过连接油管组成应急转向回路。转向回路故障时，转向阀组将自动切换到应急转向回路，保证转向***供油平稳顺畅，有效地保证了转向***的安全、可靠。

另外，本发明还提供了一种多轴车用液压转向助力***，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组，正常工作时通过正常供油管路进行供油，故障时应急供油管路进行供油；正常供油管路上设置有转向油泵，转向油泵安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵、溢流阀一、分流阀，转向应急泵安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，转向阀组与执行装置连接。转向油泵一从储油装置中吸油，将高压油输送到转向阀组，转向阀组通过流过油液压力判断应急回路是否开启，并将高压油输送到执行装置。转向油泵安装在发动机的空压机上，发动机工作时空压机带动转向油泵进行供油，转向应急泵安装在变速箱上，转向油泵故障时，可由变速箱带动转向应急泵进行供油。转向阀组主要通过换向阀一、节流阀、单向阀、换向阀二、溢流阀二、应急灯集成电路集成，转向装置正常工作时，转向油泵将液压油从储油装置中吸出，得到的高压油进入转向阀组中换向阀一，控制液路中液压油流经节流阀后，若转向油泵输出流量大于节流阀的调定流量，将在节流阀的两端形成压降，且当该压降大于调节弹簧的弹力时，换向阀一的调节弹簧将在压降的作用下被压缩，换向阀一处于左位，转向油泵压油口与执行装置连接，使得转向回路正常工作，此时转向***动力源只有转向油泵；若转向油泵输出流量不大于节流阀的调定流量，节流阀两端形成的压降不足以克服换向阀一调节弹簧的弹力，换向阀一处于右位，转向应急泵压油口与执行装置连接，使得应急转向回路正常工作，转向油泵通过节流阀与应急回路连通，此时转向装置动力源主要是转向应急泵。

进一步的，转向阀组中应急灯集成电路可显示转向装置是否存在故障，如转向回路正常工作，所述换向阀一处于左位，转向应急泵的高压油将通过换向阀二，若控制回路中换向阀二进出油口两端形成的压降大于弹簧弹力，则换向阀二的调节弹簧在压降的作用下被压缩，换向阀二处于右位，带动应急灯集成电路开关断开，指示灯不亮，此时应急泵卸荷，不带负载；若控制回路中换向阀二进出油口两端形成的压降不大于弹簧弹力，则该压降不足以克服换向阀二调节弹簧的弹力，调节弹簧在自身弹性的作用下弹出，换向阀二处于左位，应急灯集成电路开关闭合，指示灯亮，此时转向应急泵带负载工作，同时显示转向***故障。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

1、本发明为多轴重型车提供了全轮转向的功能，采用合理的液压控制原理，通过转向回路分别为前双桥、后双桥执行***提供转向助力，有效地解决了重型汽车载重量大、转向不便的难点，在满足整车转向力矩要求的同时实现全轮转向功能。

2、本发明具有应急转向的功能，转向***正常工作时，转向应急泵不带负载，液压油直接回油箱，不影响主动转向助力***的工作，而当整车动力失效时，会根据回路压力自动切换到应急转向的状态，应急泵正常工作，保证车辆转向***在发动机怠速或熄火时仍能正常工作，该***反应灵敏，且安全可靠。

3、本发明应用成本较低，使用了液压控制的各种元件而没有选择昂贵的电控元件，本转向***液控元件具有体积小、反应速度块、运动惯性小的特点，不受环境影响，不受控制信号的影响。

4、本发明具有模块化的发展方向，理论上，在后续开发中增加转向回路即可增加两轴的转向液压助力，这样，无需更多成本即可实现多轴车辆的全轮转向液压助力，在民用、军用领域均有指导作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的液压原理图；

图2是本发明具体实施方式中转向阀组的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式正常工作时转向回路中油液流向示意图；

图4是本发明具体实施方式转向***故障时应急回路中油液流向示意图；

图5是本发明具体实施方式中双转向油罐结构示意图。

图中，1、转向油罐一，2、转向油罐二，3、吸油连接胶管，4、滤油器，5、转向油泵，6、转向应急泵，7、溢流阀一，8、分流阀，10、转向阀组，101、换向阀一，102、节流阀，103、单向阀，104、换向阀二，105、溢流阀二，106、应急灯集成电路。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

具体实施方式1

如图1至图5所示，本具体实施方式提供了一种多轴车用液压转向助力装置，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，其中，储油装置为双转向油罐的配置，储油装置包括转向油罐一1、转向油罐二2、吸油连接胶管3，转向油罐一1与转向油罐二2通过吸油连接胶管3连通。转向油罐一1、转向油罐二2侧面各有一带起鼓的油口，吸油连接胶管3套在带起鼓的油口上，然后通过卡箍将其固定，因而我们得到了由转向油罐一1、转向油罐二2和吸油连接胶管3组成的连通器结构的储油装置，在布置空间紧张的车辆前部可灵活配置，可将转向油罐分开布置在合适的位置，共同为供能***提供液压油，并且，双转向油罐的结构增大了油液与空气的接触面积，便于油液与空气进行热交换，有效降低了转向***的油温，防止密封圈等零件的高温氧化，延长了关键零部件的使用寿命。转向油罐内集成了可更换阀芯的滤油器4，可用于过滤油液内混入的水锈、铁屑等杂质，保护转向***中的阀组、泵等精密元件。储油装置起保存液压油的作用，还具有散热的功能。供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组10，正常供油管路上设置有转向油泵5，转向油泵5安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵6、溢流阀一7、分流阀8，转向应急泵6安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组10之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组10之间，转向阀组10与执行装置连接。分流阀8将转向应急泵6提供的高压油平均分成两部分，分别供给前后桥的转向回路，溢流阀一7起高压溢流的作用，有效地保护了转向应急泵6。转向阀组10包括换向阀一101、节流阀102、单向阀103、换向阀二104、溢流阀二105、应急灯集成电路106，正常供油管路和应急供油管路连接到换向阀一101上，节流阀102并联在换向阀一101上，换向阀二104与换向阀一101连接，应急灯集成电路106与换向阀二104连接，溢流阀二105连接在换向阀一101和换向阀二104的下游管路上，换向阀一101和换向阀二104的下游管路与执行装置连接。控制回路和主回路中均安装有单向阀103，使油液只能正向输送，不可逆流。转向阀组10根据控制液路中流经节流阀102的液压油流量大小控制换向阀一101所处的位置，实现转向回路与应急回路的快速切换。应急灯集成电路106由流经换向阀二104的油液流量控制电路的开闭，转向***故障时应急灯点亮，便于整车维护和检修。

本方案中，储油装置、转向油泵5、转向阀组10、执行装置通过连接油管组成转向回路，本发明并联前后桥的两套转向回路，通过转向阀组10控制四组转向桥运动；储油装置、转向应急泵6、分流阀8、溢流阀一7、转向阀组10与执行装置通过连接油管组成应急转向回路。转向回路故障时，转向阀组10将自动切换到应急转向回路，保证转向装置供油平稳顺畅，有效地保证了转向***的安全、可靠。

具体实施方式2

如图1至图5所示，本具体实施方式提供了一种多轴车用液压转向助力***，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组10，正常工作时通过正常供油管路进行供油，故障时应急供油管路进行供油；转向阀组10主要通过换向阀一101、节流阀102、单向阀103、换向阀二104、溢流阀二105、应急灯集成电路106集成，转向装置正常工作时，转向油泵5将液压油从储油装置中吸出，得到的高压油进入转向阀组10中换向阀一101，控制液路中液压油流经节流阀102后，若转向油泵5输出流量大于节流阀102的调定流量，将在节流阀102的两端形成压降，且当该压降大于调节弹簧的弹力时，换向阀一101的调节弹簧将在压降的作用下被压缩，换向阀一101处于左位，转向油泵5压油口与执行装置连接，使得转向回路正常工作，此时转向***动力源只有转向油泵5；若转向油泵5输出流量不大于节流阀102的调定流量，节流阀102两端形成的压降不足以克服换向阀一101调节弹簧的弹力，换向阀一101处于右位，转向应急泵6压油口与执行装置连接，使得应急转向回路正常工作，转向油泵5通过节流阀102与应急回路连通，此时转向装置动力源主要是转向应急泵6。转向阀组10中应急灯集成电路106可显示转向装置是否存在故障，如转向回路正常工作，换向阀一101处于左位，转向应急泵6的高压油将通过换向阀二104，若控制回路中换向阀二104进出油口两端形成的压降大于弹簧弹力，则换向阀二104的调节弹簧在压降的作用下被压缩，换向阀二104处于右位，带动应急灯集成电路106开关断开，指示灯不亮，此时应急泵卸荷，不带负载；若控制回路中换向阀二104进出油口两端形成的压降不大于弹簧弹力，则该压降不足以克服换向阀二104调节弹簧的弹力，调节弹簧在自身弹性的作用下弹出，换向阀二104处于左位，应急灯集成电路106开关闭合，指示灯亮，此时转向应急泵6带负载工作，同时显示转向***故障。正常供油管路上设置有转向油泵5，转向油泵5安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵6、溢流阀一7、分流阀8，转向应急泵6安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组10之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组10之间，转向阀组10与执行装置连接。转向油泵5一从储油装置中吸油，将高压油输送到转向阀组10，转向阀组10通过流过油液压力判断应急回路是否开启，并将高压油输送到执行装置。转向油泵5安装在发动机的空压机上，发动机工作时空压机带动转向油泵5进行供油，转向应急泵6安装在变速箱上，转向油泵5故障时，可由变速箱带动转向应急泵6进行供油。

本具体实施方式以四轴车为例，整车共包含两个完全相同的转向回路和应急转向回路，这些回路均由储油***提供油源，供油***中转向阀组10根据油液压力的高低控制转向油泵5或者转向应急泵6工作，以此进入正常转向状态或应急转向状态。根据本发明的原理，一个转向回路可控制两个转向桥转向，因此，增加转向回路，理论上可实现更多转向桥转向，从而实现多轴车型的全轮转向。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”、“内侧”等（如果存在）是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种多轴车用液压转向助力装置，其特征在于，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，所述供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组，正常供油管路上设置有转向油泵，转向油泵安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵、溢流阀一、分流阀，转向应急泵安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，转向阀组与执行装置连接。

2.如权利要求1所述的多轴车用液压转向助力装置，其特征在于，转向阀组包括换向阀一、节流阀、单向阀、换向阀二、溢流阀二、应急灯集成电路，正常供油管路和应急供油管路连接到换向阀一上，节流阀并联在换向阀一上，换向阀二与换向阀一连接，应急灯集成电路与换向阀二连接，溢流阀二连接在换向阀一和换向阀二的下游管路上，换向阀一和换向阀二的下游管路与执行装置连接。

3.如权利要求1或2所述的多轴车用液压转向助力装置，其特征在于，储油装置包括转向油罐一、转向油罐二、吸油连接胶管，转向油罐一与转向油罐二通过吸油连接胶管连通。

4.如权利要求1或2所述的多轴车用液压转向助力装置，其特征在于，储油装置、转向油泵、转向阀组、执行装置通过连接油管组成转向回路，储油装置、转向应急泵、分流阀、溢流阀一、转向阀组与执行装置通过连接油管组成应急转向回路。

5.如权利要求1所述的多轴车用液压转向助力装置，其特征在于，液压管路上设置有单向阀。

6.一种多轴车用液压转向助力***，其特征在于，包括通过液压管路连接在一起的储油装置、供油装置和执行装置，供油装置包括正常供油管路、应急供油管路和转向阀组，正常工作时通过正常供油管路进行供油，故障时应急供油管路进行供油；转向阀组主要通过换向阀一、节流阀、单向阀、换向阀二、溢流阀二、应急灯集成电路集成，转向装置正常工作时，正常供油管路将液压油从储油装置中吸出，得到的高压油进入转向阀组中换向阀一，控制液路中液压油流经节流阀后，若正常供油管路输出流量大于节流阀的调定流量，将在节流阀的两端形成压降，且当该压降大于调节弹簧的弹力时，换向阀一的调节弹簧将在压降的作用下被压缩，换向阀一处于左位，使得转向回路正常工作；若正常供油管路输出流量不大于节流阀的调定流量，节流阀两端形成的压降不足以克服换向阀一调节弹簧的弹力，换向阀一处于右位，使得应急转向回路正常工作，此时转向装置动力源主要是转向应急泵。

7.如权利要求6所述的多轴车用液压转向助力***，其特征在于，正常供油管路上设置有转向油泵，转向油泵安装在发动机的空压机上，应急供油管路上设置有转向应急泵、溢流阀一、分流阀，转向应急泵安装在变速箱上，正常供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，应急供油管路连接在储油装置和转向阀组之间，转向阀组与执行装置连接，转向油泵一从储油装置中吸油，将高压油输送到转向阀组，转向阀组通过流过油液压力判断应急回路是否开启，并将高压油输送到执行装置，发动机工作时空压机带动转向油泵进行供油，转向油泵故障时，可由变速箱带动转向应急泵进行供油。

8.如权利要求7所述的多轴车用液压转向助力***，其特征在于，转向阀组中应急灯集成电路可显示转向装置是否存在故障，如转向回路正常工作，换向阀一处于左位，转向应急泵的高压油将通过换向阀二，若控制回路中换向阀二进出油口两端形成的压降大于弹簧弹力，则换向阀二的调节弹簧在压降的作用下被压缩，换向阀二处于右位，带动应急灯集成电路开关断开，指示灯不亮，此时应急泵卸荷，不带负载；若控制回路中换向阀二进出油口两端形成的压降不大于弹簧弹力，则该压降不足以克服换向阀二调节弹簧的弹力，调节弹簧在自身弹性的作用下弹出，换向阀二处于左位，应急灯集成电路开关闭合，指示灯亮，此时转向应急泵带负载工作，同时显示转向***故障。

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