一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统的制作方法

本发明涉液压转向控制领域，尤其是涉及一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统。

背景技术：

传统的车桥液压转向系统常采用阀控液压缸系统，其中，执行器(液压缸)、液压源(液压泵站)、以及液压控制装置(如比例液压阀)采用分布式独立布局，各单元之间通过液压油管连接，具有成本高、占用空间大，不易集成、能源利用效率低等问题；该发明直驱式容积控制的车桥液压转向系统采用步进电机直接驱动双向定量齿轮泵，双向定量齿轮泵直接与单出杆对称液压缸连接，所述组成的液压闭式回路具有溢流损失和节流损失少，成本低、功率效率高的特点。此外，传统的直驱式容积控制系统常独立配置由补油泵和补油阀组成的小流量恒压油源，不利于系统集成；该发明系统采用自增压油箱与补油单向阀组成作为补油单元，具有体积小、成本低，便于集成特点。此外，该发明中的转向控制单元采用外置式角位移传感器来采集转角位移信号，并将该转角位移作为车桥液压转向系统的控制信号，省缺了单出杆对称液压缸中的内置直线位移传感器，从而降低了单出杆对称液压缸的加工难度和成本。

技术实现要素：

针对上述存在问题，本发明旨在弥补现有技术的缺陷，提供一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统，采用步进电机直接驱动双向定量泵控制单出杆对称液压缸的闭式液压系统，将自增压油箱与补油单向阀组相结合组成补油单元，并以角位移传感器作为车桥液压转向系统的闭环控制的检测元件。该车桥液压转向系统具有体积小、效率高，成本低、易集成于车桥转向连杆机构中。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统，包括：步进电机(1)、双向定量齿轮泵(2)、自增压油箱(3)、补油单向阀组、双向液压锁(5)、二位二通阀(6)、压力检测传感器组、安全溢流阀组、单出杆对称液压缸(9)、车轮转向连杆机构(10)、车轮组(11)、角位移传感器(12)、以及控制器(13)，其中所述步进电机(1)与所述双向定量齿轮泵(2)连接，所述双向定量齿轮泵(2)经由所述双向液压锁(5)与所述单出杆对称液压缸(9)构成液压主回路，所述二位二通阀(6)、所述安全溢流阀组并联在所述双向液压锁(5)与所述单出杆对称液压缸(9)之间并联合组成液压动力单元，所述自增压油箱(3)经所述单向阀组连接于所述双向定量齿轮泵(2)与所述双向液压锁(5)之间组成自增压油箱补油单元；所述角位移传感器(12)与车轮转向连杆机构及所述车桥(10)刚性连接，所述单出杆对称液压缸(9)铰接于车轮转向连杆机构(10)中，所述角位移传感器(12)和所述压力检测传感器组分别测量转角位移和压力信号，并反馈至所述控制器(13)并驱动所述步进电机(1)与所述双向定量齿轮泵(2)工作。

上述技术方案中，所述补油单向阀组包括通向单出杆对称液压缸(9)的有杆腔的第一单向阀(4-1)与通向单出杆对称液压缸(9)的无杆腔的第二单向阀(4-2)并联组成，自增压油箱(3)分别经过第一单向阀(4-1)或第二单向阀(4-2)，连接于液压系统回路，组成自增压油箱补油单元。

上述技术方案中，所述压力检测传感器组包括检测单出杆对称液压缸(9)有杆腔压力第一压力检测传感器(7-1)与检测单出杆对称液压缸(9)无杆腔压力的第二压力检测传感器(7-2)。

上述技术方案中，所述安全溢流阀组包括由单出杆对称液压缸(9)的有杆腔通向单出杆对称液压缸(9)的无杆腔的第一安全溢流阀(8-1)，和单出杆对称液压缸(9)的无杆腔通向单出杆对称液压缸(9)的有杆腔的第二安全溢流阀组(8-2)。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明采用的直驱式容积控制液压系统，简化了系统的液压回路，减少了控制元件的数量，并使用价格较低步进电机直接驱动双向定量齿轮泵，和采用自增压油箱和补油单向阀组成系统补油单元代替独立的小流量恒压油源，有效降低了系统的投资成本。

(2)本发明将双向定量齿轮泵的两端与单出杆对称液压缸两腔相连，油液根据需求从液压缸的一腔经过双向定量齿轮泵直接流入另一腔，油液在系统的管路中进行封闭循环，油液消耗量少。此外，该系统中没有溢流损失和节流损失，能量转换效率高，整个系统的能量损失小，节能降耗效果好。

(3)本发明液压回路简捷，涉及的元器件数量少，能够组成结构较为紧凑的整体式的液压动力单元，方便于集成在车桥转向机构中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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它附图。

图1是本发明的一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统工作原理图。

图中：1-步进电机，2-双向定量齿轮泵，3-自增压油箱，4-1第一单向阀组，4-2第二单向阀组，5-双向液压锁，6-二位二通阀，7-1第一压力检测传感器，7-2第二压力检测传感器，8-1第一安全溢流阀，8-2第二安全溢流阀，9-单出杆对称液压缸，10-转向连杆机构，11-车轮组，12-角位移传感器，13-控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本发明的一种直驱式容积控制的车桥液压转向系统，包括：步进电机(1)、双向定量齿轮泵(2)、自增压油箱(3)、单向阀组、双向液压锁(5)、二位二通阀(6)、压力检测传感器组、安全溢流阀组、单出杆对称液压缸(9)、车轮转向连杆机构(10)、车轮组(11)、角位移传感器(12)、以及控制器(13)，其中所述步进电机(1)与所述双向定量齿轮泵(2)连接，所述双向定量齿轮泵(2)经由所述双向液压锁(5)与所述单出杆对称液压缸(9)构成液压主回路，所述二位二通阀(6)、所述安全溢流阀组并联在所述双向液压锁(5)与所述单出杆对称液压缸(9)之间并联合组成液压动力单元，所述自增压油箱(3)经所述单向阀组连接于所述双向定量齿轮泵(2)与所述双向液压锁(5)之间组成自增压油箱补油单元；所述角位移传感器(12)与车轮转向连杆机构及所述车桥(10)刚性连接，所述单出杆对称液压缸(9)铰接于车轮转向连杆机构(10)中，所述角位移传感器(12)和所述压力检测传感器组分别测量转角位移和压力信号，并反馈至所述控制器(13)并驱动所述步进电机(1)与所述双向定量齿轮泵(2)工作。其中，本发明的转角位移传感器(12)、压力检测传感器组、控制器(13)、步进电机(1)、双向定量齿轮泵(2)组成车桥转向控制单元。

本发明的单向阀组包括通向单出杆对称液压缸(9)的有杆腔的第一单向阀(4-1)与通向单出杆对称液压缸(9)的无杆腔的第二单向阀(4-2)并联组成，自增压油箱(3)分别经过第一单向阀(4-1)或第二单向阀(4-2)，连接于液压系统回路，组成自增压油箱补油单元。本发明的压力检测传感器组包括检测单出杆对称液压缸(9)有杆腔压力第一压力检测传感器(7-1)与检测单出杆对称液压缸(9)无杆腔压力的第二压力检测传感器(7-2)。本发明的安全溢流阀组包括由单出杆对称液压缸(9)的有杆腔通向单出杆对称液压缸(9)的无杆腔的第一安全溢流阀(8-1)，和单出杆对称液压缸(9)的无杆腔通向单出杆对称液压缸(9)的有杆腔的第二安全溢流阀组(8-2)。

本发明的工作原理如下：当指令要求单出杆对称液压缸(9)伸长，推动车轮组向一侧转向时，则步进电机(1)驱动双向定量齿轮泵(2)，液压系统中油液的经由双向液压锁(5)进入单出杆对称液压缸(9)无杆腔，而单出杆对称液压缸(9)有杆腔油液则经由双向液压锁(5)流向双向定量齿轮泵(2)；当指令要求单出杆对称液压缸(9)缩回时推动车轮组向另一侧转向时，则步进电机(1)驱动双向定量齿轮泵(2)反方向转动，液压系统中油液的经由双向液压锁(5)进入单出杆对称液压缸(9)有杆腔，而单出杆对称液压缸(9)无杆腔油液则经由双向液压锁(5)流回双向定量齿轮泵(2)；当系统中有油液泄露，则自增压油箱补油单元自动对液压系统补充油液，保证液压系统中的油液容积恒定。

构成液压主回路，二位二通阀(6)、安全溢流阀组并联在双向液压锁(5)与单出杆对称液压缸(9)之间，所述组成液压动力单元；自增压油箱(3)经补油单向阀组连接于双向定量齿轮泵(2)与双向液压锁(5)之间组成自增压油箱补油单元；转角位移传感器(12)刚性连接在车轮转向连杆机构及车桥(10)上，单出杆对称液压缸(9)铰接于车轮转向连杆机构及车桥(10)中，转角位移传感器(12)与液压回路压力传感器所采集的信号反馈至控制器(13)，驱动步进电机(1)与双向定量齿轮泵(2)组成角位移测量转向控制单元。

本发明的液压转向系统可组成整体式液压动力单元，便于集成于车桥的转向机构中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。