一种新型工程机械线控转向系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型工程机械线控转向系统，特别是一种应用在工程机械中有效节能的转向系统。
【背景技术】
[0002]随着工程机械领域内液压和电子技术的发展，人们对工程机械的驾驶条件和工作要求越来越高，能够显著降低驾驶员劳动强度和降低能源消耗的产品才更加容易赢得市场；传统的工程机械转向系统主要采用液压转向器和流量放大阀的联动实现工程机械的转向，这种转向设备机械和液压连接复杂，操作麻烦，因此操作轻便，结构简单，工作效率高的工程机械产品成为市场的迫切需要。
[0003]驾驶员在驾驶工程机械实现转向需要实现以下几个过程:驾驶员操作方向盘转向、转向器动作控制流量放大阀通断和方向，定量泵输出油液控制转向油缸伸缩。由于系统采用定量泵，系统节流和溢流损失非常大。
[0004]目前市面上常见的工程机械转向系统采用的是如图1的结构，其结构包括1-定量泵、2-优先阀、3-液压转向器、4-转向油缸、5-流量放大阀构成。方向盘在没有转动时，转向器的出口关闭，先导油液经过转向器泄油口流回油箱，流量放大阀的阀芯在复位弹簧作用下处于中位，系统不转向；当驾驶员转动方向盘时，方向盘控制转向器向流量放大阀的两端充油，此时在先导油液作用下，流量放大阀阀芯移动，阀芯打开，定量泵与转向油缸接通，系统开始转向。当系统停止转向时，进入流量放大阀阀芯一端的先导压力油则通过流量放大阀的节流口流回油箱，阀芯两端的压力接近平衡，在复位弹簧作用下流量放大阀阀芯处于中位，系统停止转向。在以上转向过程中多处存在节流损失和溢流损失，例如:在系统未工作时，液压油经溢流阀直接流回油箱，具有非常大的溢流损失；在控制转向时，由于是控制流量放大阀的节流口的开度大小来控制流量大小，节流损失较大；在转向时，驾驶员缺乏对路况的感知。
【发明内容】
[0005]为了克服以上工程机械转向系统在转向中的问题，本发明意在设计一种能够有效降低能耗，使驾驶员操作简单轻便，系统结构简单，驾驶员具有路感的转向系统。
[0006]本发明所提供的技术方案为:一种新型工程机械线控转向系统，主要结构包括:1-变量泵方向盘，2-变量油缸，3-比例三通阀，4-电磁通断阀，5-蓄能器，6-ECU(电控单元)，7-角位移传感器，8-方向盘，9-力反馈电机，10-转向油缸，11-液控单向阀，12-压力传感器，13-补油阀，14-梭阀，15-液控单向阀，16-溢流阀，17-电磁换向阀，18-单向阀，19-溢流阀，20-过滤器，21-油箱。
[0007]所述新型工程机械线控转向系统，角位移传感器输入端连接方向盘，输出端连接ECU，力反馈电机输出端连接方向盘，输入端连接ECU，方向盘转动，通过角位移传感器将转向信号输出到ECU ；ECU通过输出端与比例三通阀的电信号输入端连接，向比例三通阀发出动作信号，比例三通阀控制变量油缸，随着活塞杆伸缩的变化控制变量泵斜盘倾角的变化；ECU通过输出端与电磁换向阀的两个控制端连接，通过ECU的控制来实现转向油路的换向和通断；补油阀连接在电磁换向阀与转向油缸之间的回路上，一端连接在进油路，另一端连接在回油路；梭阀连接在电磁换向阀与转向油缸之间的回路上，一端连接在进油路，另一端连接在回油路；在梭阀的出油口连接溢流阀和压力传感器；在转向油缸的活塞杆上安装位移传感器；在变量泵与电磁换向阀之间的油路上设置单向阀；在单向阀与电磁换向阀之间设置蓄能器，在蓄能器的输入(出)端安装电磁通断阀和压力传感器，电磁通断阀的控制端连接在E⑶的输出口。
[0008]所述的新型工程机械线控转向系统，在工程机械没有转向时即方向盘没有转动时，ECU没有接收到方向盘发出的转向信号，此时比例三通阀不动作，变量油缸的无杆腔直接通过比例三通阀的右位工作位置与油箱相连，活塞杆处于最右位，此时，变量泵的斜盘倾角最小，亦即变量泵出油口关闭，系统无液压油输出。
[0009]所述的新型工程机械线控转向系统，在工程机械刚快速转向时，角位移传感器将转角信号传递给ECU，ECU将信号转换为转速信号，ECU将控制信号输出到比例三通阀，阀芯右移，变量油缸活塞杆向右移动，推动变量泵排量增大；ECU同时将转向信号传递给电磁换向阀，电磁换向阀动作到工作位置，通过变量泵和电磁换向阀的同时动作，实现工程机械的快速转向。方向盘转速越快，比例三通阀的阀芯右移的位移越大，活塞杆右移越大，变量泵排量越大，转向越快。在转向的同时，由位移传感器采集液压缸活塞杆的伸缩量，并将其与方向盘输出的转角比较来确定是否停止转向；变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。
[0010]所述的新型工程机械线控转向系统，在工程机械刚慢速转向时，角位移传感器将转角信号传递给ECU，ECU将信号转换为转速信号，ECU将控制信号输出到比例三通阀，慢速时，ECU发给比例三通阀的电信号较小，此时比例电磁铁出力较小，原有的阀芯力平衡打破，在复位弹簧作用下左移，此时，变量油缸活塞杆向左移动，推动变量泵排量减小；ECU将转向信号传递给电磁换向阀，电磁换向阀动作到工作位置，通过变量泵和电磁换向阀的同时动作，实现工程机械的慢速转向。方向盘转速越慢，比例三通阀的阀芯左移的位移越大，通过变量油缸的油液越少，变量泵排量越小，转向越慢。变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。在转向的同时，由位移传感器采集液压缸的伸缩量，并将其与方向盘出的转角比较确定是否停止转向；变量油缸的活塞杆与比例三通阀的阀套相连，当活塞杆到达一定位置时，比例三通阀关闭处于中位状态，此时活塞杆位置固定，变量泵处于定量供油。
[0011]所述的新型工程机械转向系统，在工程机械转向的过程中，由液压缸位移传感器采集的数据和角位移传感器采集的数据在ECU处进行实时对比，以确定轮胎的转向角度是否和方向盘转角相对应，若不对应则由ECU发出指令进行纠正。
[0012]所述的新型工程机械转向系统，在工程机械转向时，如出现转向动力不足时，由ECU向蓄能器发出指令，电磁通断阀打开，蓄能器向转向系统充油；当蓄能器压力较低时，E⑶控制电磁通断阀，系统向蓄能器充油。
[0013]所述的新型工程机械转向系统，在工程机械转向的过程中，如若出现路面不好或者转向不动时，梭阀处的压力传感器探测压力，若探测压力高于变量泵最大输出压力，此时系统不能转向，此时E⑶向比例三