专利名称：液压助力转向系统和工程车辆的底盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程车辆领域，具体地，涉及一种液压助力转向系统和工程车辆的底盘。
背景技术：
工程车辆的液压助力转向系统通常还会采用线控或者电控对其进行辅助控制，而在大吨位汽车起重机或全路面起重机等流动式起重机的多转向桥的底盘的转向控制中，多采用伺服控制的液压助力转向系统，以保证控制的精度和可靠性。在液压助力转向系统中，当工程车辆在行驶的过程中车轮转向时，需要对车轮实现瞬时定位，以保证转向的准确和可靠，使得工程车辆的转向操作容易控制和操作；当工程车辆停车或熄火时，需要对车轮的·方向进行锁定并且保持，防止工程车辆在熄火状态下的转向误操作，保证停车状态下的车辆锁定，避免事故的发生。如图I所示，现有的液压助力转向系统中，通过液压泵I输出压力油给转向助力缸4、14，使得转向助力缸4、14动作来驱动与之连接的车桥20的转动，以实现车轮的转向，其中，在伺服转向控制阀3和转向助力缸4、14之间的管路上设置双向液压锁15。其中，为了稳定系统的压力，在伺服转向控制阀3和液压泵I之间设置有蓄能器13，双向液压锁15本身的开启和关闭由伺服转向控制阀3输入的压力油控制，即由伺服转向控制阀3的工作油口 A、B的压力控制，因此双向液压锁15为内控式。当伺服转向控制阀3处于中位时，利用其Y型锁止机能使得双向液压锁15双向锁定来实现对转向助力缸4、14的封闭和锁定，从而对车轮转向进行锁定。但是，当工程车辆停车或熄火时，由于整车断电，伺服转向控制阀3会由中位返回到零位，由于伺服转向控制阀3在中位时回油口 T与油箱连通，工作油口 A、B的压力减小为0，而伺服转向控制阀3返回零位时，蓄能器13给进油口 P提供一定的压力，导致伺服转向控制阀3由中位返回零位的过程中伺服转向控制阀3的阀芯运动而引起双向液压锁15频繁地打开和关闭，进而造成转向助力缸4、14的锁定不可靠，其内部的压力油通过伺服转向控制阀3泄漏出去，使得车轮的转向锁定会失效，车轮会发生滑移而产生误转向，造成轮胎的不必要的磨损。因此，上述液压助力转向系统不能实现对车轮转向的有效锁定，容易出现车轮转向的误操作，造成轮胎的非必要磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压助力转向系统和工程车辆的底盘，该液压助力转向系统能够在不需要转向的任何工况下对车轮转向进行有效地锁定，提高系统的操作可靠性，防止车轮转向的误操作，避免轮胎的磨损。为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种液压助力转向系统，该液压助力转向系统包括液压泵、单向阀、蓄能器、伺服转向控制阀、第一转向助力缸和油箱，所述伺服转向控制阀包括进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，所述液压泵通过进油管与所述伺服转向控制阀的进油口连接，所述伺服转向控制阀的回油口通过回油管与所述油箱连接，所述伺服转向控制阀的第一工作油口和第二工作油口分别连接所述第一转向助力缸的有杆腔和无杆腔，所述伺服转向控制阀选择性地连通所述进油管与所述第一转向助力缸的有杆腔或者无杆腔，所述单向阀连接在所述进油管上，所述蓄能器旁接在所述单向阀和所述伺服转向控制阀之间，所述第一转向助力缸与车桥连接，其中，所述液压助力转向系统还包括第一方向控制阀、第二方向控制阀和第三方向控制阀，所述第一方向控制阀连接在所述伺服转向控制阀的第一工作油口和所述第一转向助力缸的有杆腔之间，所述第二方向控制阀连接在所述伺服转向控制阀的第二工作油口和所述第一转向助力缸的无杆腔之间，所述第一方向控制阀的控制口和所述第二方向控制阀的控制口均通过控制油路与所述液压泵连通，所述第三方向控制阀连接在所述控制油路与所述油箱之间，以选择性地连通所述控制油路和所述油箱。优选地，所述第一方向控制阀和所述第二方向控制阀为液控单向阀。
优选地，所述第三方向控制阀为电磁换向阀。优选地，所述液压助力转向系统还包括第二转向助力缸，该第二转向助力缸与所述第一转向助力缸并排设置并且与所述车桥连接，所述第二转向助力缸的无杆腔与所述第一转向助力缸的有杆腔连通，所述第二转向助力缸的有杆腔与所述第一转向助力缸的无杆腔连通。根据本发明的另一方面，提供一种工程车辆的底盘，该底盘包括多个车桥和液压助力转向系统，所述多个车桥分别与所述液压助力转向系统连接，其中，所述液压助力转向系统为上面所述的液压助力转向系统。通过上述技术方案，本发明的液压助力转向系统的第一方向控制阀和第二方向控制阀通过单独的控制油路控制其开闭，使得两者的控制方式独立，第一方向控制阀和第二方向控制阀的工作状态不受伺服转向控制阀的工作状态的影响，以保证液压助力转向系统能够在任何工况下对车轮的转向进行有效地锁定，提高液压助力转向系统的操作可靠性，防止车轮转向的误操作，避免轮胎的磨损。另外，由于第三方向控制阀能够在停车熄火后对控制油路和液压泵进行低压卸荷，特别是对于液压泵，从而使得液压泵在工程车辆初始发动时，即发动机输出动力到液压泵，液压泵能够低压启动，避免液压泵高压启动而造成磨损，延长液压泵的使用寿命。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图I是现有技术的工程车辆的底盘的液压助力转向系统的原理图；以及图2是本发明的工程车辆的底盘的液压助力转向系统的原理图。附图标记说明I液压泵2单向阀3伺服转向控制阀 4第一转向助力缸
5油箱6进油管7回油管8第一方向控制阀9第二方向控制阀11第三方向控制阀12控制油路13蓄能器14第二转向助力缸15双向液压锁10液压助力转向系统20车桥P进油口T回油口A、B 工作油口
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。如图2所示，根据本发明的一方面，提供一种液压助力转向系统10，该液压助力转向系统10包括液压泵I、单向阀2、蓄能器13、伺服转向控制阀3、第一转向助力缸4和油箱5，所述伺服转向控制阀3包括进油口 P、回油口 T、第一工作油口 A和第二工作油口 B，所述液压泵I通过进油管6与所述伺服转向控制阀3的进油口 P连接，所述伺服转向控制阀3的回油口 T通过回油管7与所述油箱5连接，所述伺服转向控制阀3的第一工作油口 A和第二工作油口 B分别连接所述第一转向助力缸4的有杆腔和无杆腔，所述伺服转向控制阀3选择性地连通所述进油管6与所述第一转向助力缸4的有杆腔或者无杆腔。当伺服转向控制阀3在第一工作状态下时，液压泵I通过伺服转向控制阀3与第一转向助力缸4的有杆腔连通,油箱5通过伺服转向控制阀3与第一转向助力缸4的无杆腔连通，第一转向助力缸4的活塞杆缩回，车桥20受到逆时针方向的力矩，车轮沿逆时针方向转动；当伺服转向控制阀3在第二工作状态下时，液压泵I通过伺服转向控制阀3与第一转向助力缸4的无杆腔连通，油箱5通过伺服转向控制阀3与第一转向助力缸4的有杆腔连通，第一转向助力缸4的活塞杆伸出，车桥20受到顺时针方向的力矩，车轮沿顺时针方向转动。所述单向阀2连接在所述进油管6上，位于所述液压泵I和所述伺服转向控制阀3之间，防止液压泵I输出的压力油因为突然失压等原因倒流对液压泵I造成损坏，所述第一转向助力缸4与车桥20连接，通常通过连接臂与车桥20铰接，以方便车桥20和车轮的转动。如图2所示，为了稳定液压助力转向系统10的压力，所述蓄能器13旁接在所述单向阀2和所述伺服转向控制阀3之间。由于液压助力转向系统10的压力波动不大，并且液压泵I的动力较足，可以采用容量较小的蓄能器，该蓄能器13能够用于消除液压助力转向系统10中的压力波动并且储存一定的压力油，以在系统瞬时压力油不足的情况下进行补充。其中，所述液压助力转向系统10还包括第一方向控制阀8、第二方向控制阀9和第三方向控制阀11，所述第一方向控制阀8连接在所述伺服转向控制阀3的第一工作油口 A和所述第一转向助力缸4的有杆腔之间，所述第二方向控制阀9连接在所述伺服转向控制阀3的第二工作油口 B和所述第一转向助力缸4的无杆腔之间，所述第一方向控制阀8的控制口和所述第二方向控制阀9的控制口均通过控制油路12与所述液压泵I连通，所述第三方向控制阀11连接在所述控制油路12与所述油箱5之间，以选择性地连通所述控制油路12和所述油箱5。第一方向控制阀8和第二方向控制阀9分别连接在伺服转向控制阀3和第一转向助力缸4的有杆腔以及伺服转向控制阀3和第一转向助力缸4的无杆腔之间，从而分别控制伺服转向控制阀3和第一转向助力缸4之间的管路的通断，以达到对第一转向助力缸4的动作的控制，使得液压助力转向系统10能够实现对车桥20转向的有效锁定。具体地，当需要对车轮的转向进行锁定时，即在工程车辆行驶的过程中对车轮转向的瞬时锁定或者在工程车辆停车熄火后的较长时间段的锁定，第三方向控制阀11动作，使得控制油路12通过第三方向控制阀11与油箱5连通，以对控制油路12和液压泵I泄压，进而第一方向控制阀8的控制口和第二方向控制阀9的控制口失压使得第一方向控制阀8和第二方向控制阀9关闭，进而将压力油封闭在第一转向助力缸4中，以保持第一转向助力缸4的动作状态，最终实现对车桥20转向的锁定。当车轮需要自由转向时，即在工程车辆行驶的过程中进行转向操作时，第三方向控制阀11动作，使得控制油路12不与油箱5 连通，液压泵I输出的压力油通过控制油路12作用在第一方向控制阀8的控制口和第二方向控制阀9的控制口上，使得第一方向控制阀8和第二方向控制阀9打开，进而液压泵I输出的压力油进而第一转向助力缸4中，使得第一转向助力缸4的活塞杆动作，最终实现车桥20的转向操作。本发明的液压助力转向系统10的第一方向控制阀8和第二方向控制阀9通过单独的控制油路12控制其开闭，使得第一方向控制阀8和第二方向控制阀9各自的控制方式独立，仅由控制油路12来控制，第一方向控制阀8和第二方向控制阀9的工作状态不受伺服转向控制阀3的工作状态的影响，以保证液压助力转向系统10能够在任何工况下对车轮的转向进行有效地锁定，提高液压助力转向系统10的操作可靠性，防止车轮转向的误操作，避免轮胎的磨损。特别地，控制油路12直接与液压泵I连接，单向阀2设置在进油管6上而将液压泵I和蓄能器13分开。在液压泵I没有输出液压油或者输出的液压油压力较低时，防止蓄能器13的液压油倒流到控制油路12中而将第一方向控制阀8和第二方向控制阀9打开，避免引起车轮的锁定失效。另外，由于第三方向控制阀11能够在停车熄火后对控制油路12和液压泵I进行低压卸荷，特别是对于液压泵1，从而使得液压泵I在工程车辆初始发动时，即发动机输出动力到液压泵I，液压泵I能够低压启动，避免液压泵I高压启动而造成磨损，从而延长液压泵I的使用寿命。如图2所示，作为本发明的优选实施方式，所述第一方向控制阀8和所述第二方向控制阀9为液控单向阀。液控单向阀方便进行外控，即方便液压泵I通过控制油路12对其进行控制，并且液控单向阀的密闭性较好，其关闭状态下不会发生泄漏，以保证第一转向助力缸4的锁定的稳定性和可靠性。因此，采用液控单向阀来控制伺服转向控制阀3和第一转向助力缸4之间的管路的通断，进一步提高液压助力转向系统10的操作可靠性，防止车轮转向的误操作。 为了方便对第三方向控制阀11进行操作和控制，如图2所示，优选地，所述第三方向控制阀11为电磁换向阀，本实施方式中采用二位二通电磁换向阀。当需要对车轮转向进行锁定时，电磁铁Yl得电，电磁换向阀处于左位而处于导通状态，控制油路12泄压，液控单向阀关闭，车轮转向锁定；当车轮需要自由转向时，电磁铁Yl失电，电磁换向阀处于右位而处于截止状态，控制油路12具有一定油压,液控单向阀打开,第一转向助力缸4可以动作对车轮进行转向。如图2所示，作为本发明的优选实施方式，所述液压助力转向系统10还包括第二转向助力缸14，该第二转向助力缸14与所述第一转向助力缸4并排设置并且与所述车桥20连接，所述第二转向助力缸14的无杆腔与所述第一转向助力缸4的有杆腔连通，所述第二转向助力缸14的有杆腔与所述第一转向助力缸4的无杆腔连通。第一转向助力缸4连接在车桥20的左侧，第二转向助力缸14连接在车桥20的右侧，并且第一转向助力缸4和第二转向助力缸14的动作相反，即第一转向助力缸4的活塞杆伸出的同时第二转向助力缸14的活塞杆缩回，反之亦然，从而第一转向助力缸4和第二转向助力缸14均对车桥20产生顺时针方向的力矩或者逆时针方向的力矩，使得车桥20往一个方向转动。由于车桥20连接有两个转向助力缸，使得转向操作更加方便和省力。
如图2所示，根据本发明的另一方面，提供一种工程车辆的底盘，该底盘包括多个车桥20和液压助力转向系统10，所述多个车桥20分别与所述液压助力转向系统10连接，其中，所述液压助力转向系统10为上面所述的液压助力转向系统。该底盘具有多个车桥20，并且每个车桥20可以连接一个转向助力缸或者多个转向助力缸，本发明的实施方式中采用两个转向助力缸，液压助力转向系统10同样可以包括与多个车桥20对应的多个转向助力缸，与每个车桥20对应的转向助力缸之间采用并联的方式连接，以实现对各个车桥20的相对应的独立控制。由于采用了上述的液压助力转向系统10，该底盘能够在任何工况下对车轮转向进行有效地锁定，提高系统的操作可靠性，防止车轮转向的误操作，避免轮胎的磨损。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种液压助力转向系统，该液压助力转向系统包括液压泵(I)、单向阀(2)、蓄能器(13)、伺服转向控制阀(3)、第一转向助力缸(4)和油箱(5)，所述伺服转向控制阀(3)包括进油口(P)、回油口(T)、第一工作油口(A)和第二工作油口(B)，所述液压泵(I)通过进油管(6)与所述伺服转向控制阀(3)的进油口(P)连接，所述伺服转向控制阀(3)的回油口(T)通过回油管(7)与所述油箱(5)连接，所述伺服转向控制阀(3)的第一工作油口(A)和第二工作油口(B)分别连接所述第一转向助力缸(4)的有杆腔和无杆腔，所述伺服转向控制阀(3)选择性地连通所述进油管(6)与所述第一转向助 力缸(4)的有杆腔或者无杆腔，所述单向阀(2 )连接在所述进油管(6 )上，所述蓄能器(13 )旁接在所述单向阀(2 )和所述伺服转向控制阀(3)之间，所述第一转向助力缸(4)与车桥(20)连接，其特征在于，所述液压助力转向系统还包括第一方向控制阀(8)、第二方向控制阀(9)和第三方向控制阀(11)，所述第一方向控制阀(8)连接在所述伺服转向控制阀(3)的第一工作油口(A)和所述第一转向助力缸(4)的有杆腔之间，所述第二方向控制阀(9)连接在所述伺服转向控制阀(3)的第二工作油口(B)和所述第一转向助力缸(4)的无杆腔之间，所述第一方向控制阀(8)的控制口和所述第二方向控制阀(9)的控制口均通过控制油路(12)与所述液压泵(I)连通，所述第三方向控制阀(11)连接在所述控制油路(12 )与所述油箱(5 )之间，以选择性地连通所述控制油路(12)和所述油箱(5)。
2.根据权利要求I所述的液压助力转向系统，其特征在于，所述第一方向控制阀(8)和所述第二方向控制阀(9)为液控单向阀。
3.根据权利要求I或2所述的液压助力转向系统，其特征在于，所述第三方向控制阀(11)为电磁换向阀。
4.根据权利要求I所述的液压助力转向系统，其特征在于，该液压助力转向系统还包括第二转向助力缸(14)，该第二转向助力缸(14)与所述第一转向助力缸(4)并排设置并且与所述车桥(20)连接，所述第二转向助力缸(14)的无杆腔与所述第一转向助力缸(4)的有杆腔连通，所述第二转向助力缸(14)的有杆腔与所述第一转向助力缸(4)的无杆腔连通。
5.一种工程车辆的底盘，该底盘包括多个车桥(20)和液压助力转向系统(10)，所述多个车桥(20)分别与所述液压助力转向系统(10)连接，其特征在于，所述液压助力转向系统(10)为根据权利要求1-4中任意一项所述的液压助力转向系统。
全文摘要
公开了一种液压助力转向系统包括液压泵、单向阀、蓄能器、伺服转向控制阀、第一转向助力缸和油箱，伺服转向控制阀通过进油管与液压泵连接并通过回油管与油箱连接，伺服转向控制阀选择性地连通进油管与第一转向助力缸的有杆腔或无杆腔，单向阀和蓄能器连接在液压泵和伺服转向控制阀之间，该系统还包括第一、第二和第三方向控制阀，第一和第二方向控制阀连接在伺服转向控制阀和有杆腔以及伺服转向控制阀和无杆腔之间，且两者的控制口均通过控制油路与液压泵连通，第三方向控制阀连接在控制油路与油箱之间，以选择性地连通控制油路和油箱。还公开了一种工程车辆的底盘。该系统能够在不需要转向时有效地锁定车轮转向，提高系统的可靠性。
文档编号B62D5/06GK102897211SQ20121038311
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者詹纯新, 刘权, 李义 申请人:中联重科股份有限公司