用于多轴车辆的多轴转向系统和多轴车辆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程机械，具体地，涉及一种用于多轴车辆的多轴转向系统和多轴车 辆。
【背景技术】
[0002] 随着工程建设和生产施工的需要，具有大功率和大承载能力的大型重载车辆得到 了广泛应用。但是由于受到路面条件以及政策法规的限制，仅依靠增加车桥的承载能力和 降低整车重量已经不能满足使用要求。同时，为了加强车辆的机动性、转向灵活性、操纵稳 定性和通用性，多轴转向技术日益受到大型重载车辆厂商的青睐。
[0003] 多轴重型车辆在转向时，为了减少轮胎的滑动磨损和降低行驶阻力，要求参与转 向的所有车轮都能做纯滚动而无滑动的转动，即使有滑动，也只是极小的滑移。目前，多轴 转向主要采用机械式液压助力转向和电控液压转向两种方式。
[0004] 机械式液压助力转向通常采用机械拉杆式或机械摇臂式的定传动比转向机构来 实现不同车桥车轮之间的转角关系，采用双回路液压助力转向系统来实现操作助力，以克 服转向过程中较大的转向阻力。
[0005] 机械式液压助力多轴转向系统具有较好的耐用性和稳定性，受外部因素影响小， 安全可靠且成本低，但是转向杆系设计难度大、结构复杂、空间布局困难，并且四杆机构本 身无法保证各轴转角完全符合阿克曼转向关系，控制精度难以保证，容易因受力过大而引 发杆件弯曲或扭断等故障。
[0006] 电控液压转向是目前最先进的多轴电液控制转向技术，一般为电液比例闭环反馈 控制系统，其各转向轴与前转向轴没有机械连接，而是通过传感器与电子控制技术实现各 轴的协调随动转向。主要由电控单元ECU、电磁比例换向阀、转向液压缸、电子转向操纵控制 装置、车速传感器、位移传感器等组成。
[0007] 如图1所示，其工作原理为：驾驶员转动方向盘给前轮一个转角输入，位移传感器 将采集到的轴位移信号输入到转向控制器ECU中，转向控制器ECU将位移值转换为转角值， 并根据转向控制算法计算出各后轴车轮的理论转角，然后将理论转角分别与各后轴位移传 感器换算出的实际转角进行比较得出偏差，进而通过控制算法实时将偏差的变化转换为电 压值的变化输入到伺服放大器中。伺服放大器则将电压信号转换为伺服阀可以识别的电流 信号，控制伺服阀阀芯的开度变化，从而驱动各后轴上的油缸运动并将运动传递给车轮，最 终使车轮实现所期望的转角。但是由于需要控制的车轮较多，闭环控制算法复杂，因此较难 实现。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种用于多轴车辆的多轴转向系统，该多轴转向系统能够通 过简单的结构更加准确地控制多轴车辆转弯。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种用于多轴车辆的多轴转向系统，该多轴车辆 从前到后包括N个车桥，N为大于2的整数，其中，该多轴转向系统包括电子控制单元、电控 液压转向装置和主油泵，所述多轴车辆的每个车轮上分别安装有一个该电控液压转向装置 以控制该车轮的转向，
[0010] 该电控液压转向装置包括电机、换向阀和转向液压缸，该电子控制单元分别向每 个所述电控液压转向装置的电机发送控制信号并根据该控制信号控制所述电机的旋转和 停止，所述电机能够带动该换向阀的阀芯在第一位置和第二位置之间运动，所述转向液压 缸的活塞与所述阀芯连接，
[0011] 当所述电机带动所述阀芯运动到所述第一位置时，所述主油泵通过进油管路与所 述转向液压缸的无杆腔之间导通，所述转向液压缸的活塞带动所述阀芯朝向所述第二位置 的方向运动直至所述主油泵与所述转向液压缸的无杆腔之间截止；
[0012] 当所述电机1带动所述阀芯运动到所述第二位置时，所述主油泵通过该进油管路 与所述转向液压缸的有杆腔之间导通，所述转向液压缸的活塞带动所述阀芯朝向所述第一 位置的方向运动直至所述主油泵与所述转向液压缸的有杆腔之间截止。
[0013] 优选地，所述电控液压转向装置还包括螺杆，该螺杆能够绕所述螺杆的中心轴线 旋转且沿该中心轴线的长度方向固定，
[0014] 所述螺杆的一端固定地连接有第一螺母并与该第一螺母共同旋转，所述换向阀设 置在所述转向液压缸的无杆腔的一侧，且所述阀芯包括螺杆部，该螺杆部与所述第一螺母 螺纹配合，
[0015] 所述转向液压缸的活塞上形成有通孔，所述转向液压缸的活塞杆上形成有空腔， 该通孔与该空腔相连通，所述活塞的通孔中设置有第二螺母，该第二螺母与所述活塞共同 做直线运动，
[0016] 所述螺杆的另一端穿入所述活塞的通孔中的所述第二螺母并延伸到所述活塞杆 的空腔中，且所述螺杆与所述第二螺母之间螺纹配合。
[0017] 优选地，所述第一螺母、所述螺杆、所述第二螺母和所述阀芯的螺杆部的螺纹设置 为：
[0018] 当所述电机带动所述阀芯远离所述转向液压缸运动到所述第一位置时，所述转向 液压缸的活塞和所述第二螺母向有杆腔一侧运动，所述螺杆旋转并带动所述第一螺母旋 转，所述阀芯的螺杆部相对于所述第一螺母旋入以带动所述阀芯向所述转向液压缸运动直 至使所述主油泵与所述转向液压缸的无杆腔不连通；
[0019] 当所述电机带动所述阀芯朝向所述转向液压缸运动到所述第二位置时，所述转向 液压缸的活塞和所述第二螺母向无杆腔一侧运动，所述螺杆旋转并带动所述第一螺母旋 转，所述阀芯的螺杆部相对于所述第一螺母旋出以带动所述阀芯远离所述转向液压缸运动 直至使所述主油泵与所述转向液压缸的有杆腔不连通。
[0020] 优选地，所述多轴转向系统还包括限流阀，所述主油泵通过该限流阀连接至所述 转向液压缸。
[0021] 优选地，所述多轴转向系统还包括高压过滤器，所述主油泵通过该高压过滤器连 接至所述转向液压缸。
[0022] 优选地，所述多轴转向系统还包括应急阀和应急泵，该应急阀包括两个进油口和 一个出油口，该两个进油口分别与所述主油泵和该应急泵连接，该出油口与所述转向液压 缸连接，所述主油泵包括相互串联的两个。
[0023] 优选地，所述多轴转向系统还包括与所述电子控制单元连接的电子转向盘和模式 选择装置，所述模式选择装置用于选择所述多轴车辆的行驶模式并传送到所述电子控制单 J Ll 〇
【主权项】
1. 一种用于多轴车辆的多轴转向系统，该多轴车辆从前到后包括N个车桥，N为大于2 的整数，其特征在于，该多轴转向系统包括电子控制单元（1)、电控液压转向装置和主油泵 (2)，所述多轴车辆的每个车轮上分别安装有一个该电控液压转向装置以控制该车轮的转 向， 该电控液压转向装置包括电机（31)、换向阀（32)和转向液压缸（33)，该电子控制单元 (1)分别向每个所述电控液压转向装置的电机（31)发送控制信号并根据该控制信号控制 所述电机（31)的旋转和停止，所述电机（31)能够带动该换向阀（32)的阀芯（321)在第一 位置和第二位置之间运动，所述转向液压缸（33)的活塞（335)与所述阀芯（321)连接， 当所述电机（31)带动所述阀芯（321)运动到所述第一位置时，所述主油泵（2)通过 进油管路与所述转向液压缸（33)的无杆腔（331)之间导通，所述转向液压缸（33)的活塞 (335)带动所述阀