液压助力转向系统及其主转向器以及车辆的制作方法

本实用新型涉及一种液压助力转向系统及其主转向器以及车辆。

背景技术：

大型商用车辆采液压助力转向系统，液压助力转向系统包括转向油泵、循坏球转向器助力缸、转向器输出轴等，在实际的工作过程中，驾驶员操纵方向盘旋转，通过转向管柱、转向输入轴等机构的旋转，带动转向油泵上的转阀动作，高压转向油进入对应的循环球转向器助力缸，转向器助力缸进行活塞运动，转向器输出轴通过转向直拉杆、转向节臂等转向杆系将转向力矩输入至转向轮进行转向。

整车空车或轻载时，驾驶员可以轻松的操纵方向盘打方向进行转弯，而由于大型商用车的载荷量较大，虽然转向油泵、转向器、转向杆系等转向零件都已经按照最大规格匹配，大型商用车载重后的最大总重量却远远超过其空车整车重量，甚至可能超载，由此在大型商用车满载或超载时，驾驶员打方向盘对整车转弯时则显得相当吃力，甚至打不动方向盘，原因是由于整车重量太重，在工况较差的路面如类似搓板的石块路面、泥泞道路等粗糙路面上行驶时，转向轮的阻尼力增大，不利于打动方向盘对整车进行轻松转弯。同时，很多重载的矿用车在长下坡路段时，整车的重心前移，转向轮的载荷变大，此时整车拐弯时则需要更大的转向力才能打动方向盘，这就导致驾驶整车时舒适性变差，增加操纵强度，驾驶员打方向盘需要付出更多的体力劳动，甚至出现交通事故，同时也会导致原有的液压助力转向系统的转向执行机构受力强度增加，即转向直拉杆、转向节臂、转向节等传统转向输出结构所需要承受的力较大，长期处于超载疲劳状态，导致使用寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液压助力转向系统，以解决现有技术中的液压转向器驱动转向轮操纵强度较高，转向困难的问题；本实用新型的目的还在于提供一种该液压助力转向系统的主转向器；本实用新型的目的还在于提供一种具有该液压助力转向系统的车辆。

为实现上述目的，本实用新型液压助力转向系统的技术方案是：

1、液压助力转向系统，包括油泵和与油泵连通的主转向器，所述主转向器的助力缸内穿装有主活塞杆，主活塞杆将助力缸分为主有杆腔和主无杆腔，主活塞杆连接有用于与对应的转向轮配合的主转向杆系，其特征在于：所述液压助力转向系统还包括随动转向器，随动转向器包括随动缸，所述随动缸上设有与主转向器的助力缸的主有杆腔连通的第一通液口、与主无杆腔连通的第二通液口，所述随动缸内还具有受液压推力在第一通液口和第二通液口之间往复动作以与对应的转向轮传动配合使转向轮转向的随动活塞杆，所述随动活塞杆的输出端连接有用于与对应的转向轮连接的随动转向杆系。

2、在1的基础上，所述第一通液口设在随动缸的随动无杆腔的侧壁上，第二通液口设在随动缸的随动有杆腔的侧壁上。

3、在1或2的基础上，所述主转向杆系具有用于与第一转向轮配合的主输出端，所述随动转向杆系具有用于与第二转向轮配合的随动输出端。

4、在1或2的基础上，所述主转向器为循环球式转向器。

本实用新型车辆的技术方案是：

1、车辆，包括车体和设置在车体上的液压助力转向系统，液压助力转向系统包括油泵和与油泵连通的主转向器，所述主转向器的助力缸内穿装有主活塞杆，主活塞杆将助力缸分为主有杆腔和主无杆腔，主活塞杆连接有用于与对应的转向轮配合的主转向杆系，其特征在于：所述液压助力转向系统还包括随动转向器，随动转向器包括随动缸，所述随动缸上设有与主转向器的助力缸的主有杆腔连通的第一通液口、与主无杆腔连通的第二通液口，所述随动缸内还具有受液压推力在第一通液口和第二通液口之间往复动作以与对应的转向轮传动配合使转向轮转向的随动活塞杆，所述随动活塞杆的输出端连接有用于与对应的转向轮连接的随动转向杆系。

2、在1的基础上，所述第一通液口设在随动缸的随动无杆腔的侧壁上，第二通液口设在随动缸的随动有杆腔的侧壁上。

3、在1或2的基础上，所述车体上设有第一转向轮和第二转向轮，所述主转向杆系的主输出端与第一转向轮传动配合，所述随动杆系的随动输出端与第二转向轮传动配合。

4、在1或2的基础上，所述主转向器为循环球式转向器。

本实用新型主转向器的技术方案是：

1、主转向器，包括助力缸，所述助力缸内穿装有主活塞杆，主活塞杆将助力缸分为主有杆腔和主无杆腔，其特征在于：所述助力缸的侧壁上设有用于连通随动转向器的第一通液口和主有杆腔的第一随动液口，还设有用于连通随动转向器的第二通液口和主无杆腔的第二随动液口。

2、在1的基础上，所述主换向器为循环球式换向器。

本实用新型的有益效果是：相比于现有技术，本实用新型所涉及的液压助力转向系统，通过在主转向器上连接随动转向器，随动转向器包括与主转向器的助力缸的有杆腔连通的第一通液口、与无杆腔连通的第二通液口，所述随动转向器内还具有受液压推力在第一通液口和第二通液口之间往复动作的随动活塞杆，随动活塞杆在往复行程中可与转向轮配合而驱动转向轮转向，从而能够实现在实际的工作过程中，在驱动转向轮转向时，通过转向油泵向主转向器中供高压油，然后供入的高压油在驱动主活塞杆动作，主活塞杆通过转向杆系带动转向轮转向，在此过程中，高压油一部分进入随动转向器，并由第一通液口和第二通液口的其中一个中流入，另一个中流出，从而能够带动随动活塞杆动作，随动活塞杆通过随动杆系带动对应的转向轮转向，从而能够实现在整车拐弯需要更大的转向力才能转动方向盘时，主转向器与随动转向器能够在液压带动下实现联动，并共同作用于对应的转向轮上，能够使转向更为轻便，有效的解决大型商用车方向盘转动沉重的问题，减轻方向盘操作力，降低驾驶员转动方向盘所付出的体力劳动。能够有效的提升整车的操纵轻便型，有效的改善驾驶员转动方向盘的舒适性，降低驾驶员打方向盘的劳动强度。同时，这样能够降低单独的主转向器单独工作时的受力强度，降低主转向杆系所需要承受的载荷，不至于长期处于超疲劳状态，提高其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的液压助力转向系统的实施例1的结构示意图；

图2为转向系统驱动整车右转时的状态图；

图3为转向系统驱动整车左转时的状态图；

图4为本实用新型的液压助力转向系统的实施例2的结构示意图；

图5为本实用新型的液压助力转向系统的实施例3的结构示意图。

附图标记说明：1-转向油罐；2-转向油泵；3-方向盘；4-转向输入机构；5-循环球式转向器；6-主转向杆系；P1-第一进油口；P2-第二进油口；T-回油口；51-主活塞杆；52-主有杆腔；53-主无杆腔；61-转向垂臂；62-转向直拉杆；63-转向节臂；7-随动缸；71-随动活塞杆；10-随动转向杆系； A-第一通液口；B-第二通液口；72-随动无杆腔；73-随动有杆腔；8-左转向轮；9-右转向轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的液压助力转向系统的实施例1，如图1所示，该液压助力转向系统可应用于大型重载车辆的转向控制中，在本实施例中，该液压助力转向系统包括主助力转向组件和随动转向组件，其中主助力转向组件包括转向油罐1、转向油泵2、方向盘3、转向输入机构4、主转向器、主转向杆系6等，随动转向组件包括随动转向器7。在实际的工作过程中，通过随动转向组件和主助力转向组件共同作用于车体上的转向轮，从而能够降低单独的主转向器单独工作时的受力强度，降低主转向杆系6所需要承受的载荷，不至于长期处于超疲劳状态，提高其使用寿命。

对于主助力转向组件来说，主转向器为循环球式转向器5，采用循环球式转向器5进行油路换向控制，而循环球式转向器5包括两个进油口，分别定义为第一进油口P1、第二进油口P2，还包括回油口T，在循环球式转向器5的助力缸中穿装有主活塞杆51，主活塞杆51具有延伸出助力缸的主输出端。同时主活塞杆51受高压油的推力可在助力缸中位于第一进油口P1和第二进油口P2之间的位置往复动作而将助力缸分为主有杆腔52和主无杆腔53，且第一进油口P1设置在主无杆腔53的侧壁上，第二进油口P2设置在主有杆腔52的侧壁上。同时，在高压油通过第一进油口P1进入主无杆腔53时，回油口T与主有杆腔52连通；在高压油通过第二进油口P2进入主有杆腔52时，回油口T与主无杆腔53连通（此处为循环球式转向器5的基本结构原理，不再详细介绍）。在实际的装配过程中，上述的转向油罐1与转向油泵2连接，通过转向油泵2的增压向循环球式转向器5中供入高压油，而后通过主活塞杆51与主转向杆系6的配合实现对转向轮的转向控制。

具体为在需要对转向轮进行转向时，驾驶员操作方向盘3动作，方向盘3通过转向输入机构4（即转向管柱、转向万向节及转向传动轴等）连接到循环球式转向器5的输入轴上，并通过输入轴带动循环球式转向器5中的转阀转动，同时驱动转向油泵2工作，在此过程中，转向油泵2向循环球式转向器中打入高压油，在高压油的推动下，主活塞杆51在助力缸中沿轴线方向移动，进而带动主转向杆系6（即转向垂臂61、转向直拉杆62、转向节臂63以及转向节等）进行动作，通过主转向杆系6带动转向轮转向，实现转向控制。

上述的转向油泵2可以根据整车的动力源选择驱动方式，如内燃机车的转向油泵2由发动机联合驱动；电动车的转向油泵2由转向电机驱动，并增加相应的电机控制器等电动零部件即可。

对于随动助力组件来说，在本实施例中，其包括随动转向器，随动转向器包括随动缸7和随动转向杆系10等，随动缸7内穿装有随动活塞杆71，在本实施例中，为了实现转向时随动转向器的随动作用，在循环球式转向器5的主有杆腔52的侧壁上设有第一随动液口，在主无杆腔53的侧壁上设有第二随动液口，同时在随动缸7的侧壁上开设有与主有杆腔52的第一随动液口连通的第一通液口A，还设有与主无杆腔53的第二随动液口连通的第二通液口B，上述的随动活塞杆71在随动缸7中位于第一通液口A和第二通液口B之间的位置受液压推动可往复移动，同时，随动活塞杆71的输出端通过随动杆系来控制对应的转向轮转向。其中，活塞杆的在随动缸7中的往复动作将随动缸7中分成随动无杆腔72和随动有杆腔73，上述的随动无杆腔72与主动有杆腔连通、随动有杆腔73与主动无杆腔连通，从而能够实现在需要将转向轮转向时，主助力转向组件和随动转向组件对转向轮的转向作用。

该液压助力转向系统的工作原理为：在本实施例中，该液压助力转向系统作用的车体上的驾驶室位于车体的左侧，主助力转向组件作用于位于车体前底部的左转向轮8上，随动转向组件联动性的作用于右转向轮9上，同时，主转向杆系6的输出端作用于左转向轮8的内侧，随动转向杆系10的输出端作用于右转向轮9的右侧，在杆系对转向轮的作用效果一致的情况下，在需要左转向轮8和右转向轮9同步同向转动时，主转向杆系6对左转向轮8的作用力与随动转向杆系10对右转向轮9的作用力相反，即左转向轮8受推力时，右转向轮9受拉力，这样才能够实现左转向轮8和右转向轮9的同向转动。在实际的工作过程中，转向油泵2向循环球式转向器5中提供高压油，当循环球式转向器5中的其中一个腔中充满高压油而使活塞杆进行活塞运动时，主转向杆系6带动左转向轮8转向，同时高压油通过对应的第一通液口A或第二通液口B进入随动转向器的对应腔中，高压油对随动转向器中的随动活塞杆71做功，随动转向杆系10作用于右转向轮9，使得右转向轮9沿着与左转向轮8的同一个方向一起转动，达到共同驱动转向轮的目的。提高了实际转向时所需的转向力矩，降低了需要作用于方向盘3上的作用力。

具体的为，在驾驶员向右打方向盘3时，如图2所示，高压油通过第一进油口P1进入循环球式转向器5的助力缸中，在本实施例中为进入主无杆腔53中，高压油对主活塞杆51做工，迫使主活塞杆51向外顶伸，而主活塞杆51上连接的转向垂臂61带动转向直拉杆62向整车后方推动，通过转向节臂63、转向节等传动部件驱动左转向轮8向右旋转，上述的转向垂臂61、转向直拉杆62、转向节臂63等即为主转向杆系6；与此同时，高压油通过主无杆腔53的侧壁上的开口进入到随动缸7的随动有杆腔73中，高压油对随动转向器中的随动活塞杆71做功， 迫使随动活塞杆71向无杆腔的方向移动，并拉动随动杆系向整车的前方移动，进而带动右转向轮9向右旋转，循环球式转向器5和随动转向器分别驱动左转向轮8和右转向轮9转动，实现整车轻松向右转向。

在驾驶员向左打方向盘3时，如图3所示，高压油通过第二进油口P2进入循环球时转向器的助力缸中，在本实施例中为进入主有杆腔52中，高压油对主活塞杆51做功，迫使主活塞杆51向主无杆腔53的方向移动，而主活塞杆51上连接的转向垂臂61带动转向直拉杆62向整车前方拉动，通过转向节臂63、转向节等传动部件驱动左转向轮8向左旋转；与此同时，高压油通过主有杆腔52的侧壁上的开口进入到随动缸7的随动无杆腔72中，高压油对随动转向器中的随动活塞杆71做功，迫使随动活塞杆71向外顶伸，并推动随动杆系向整车的后方移动，进而带动右转向轮9向左旋转，循环球式转向器5和随动转向器分别驱动左转向轮8和右转向轮9转动，实现整车轻松向左转向。

上述的主转向组件和随动转向组件一起联动并共同作用于转向轮上，降低单独一套转向组件的受力强度，提高其使用寿命，其次提升整车的转向轻便性。

本实用新型的液压助力转向系统，可应用于转向只有一级，有两个车轮担当转向轮，整车的长度补不长，但是载重很大的大型商用车辆上，如载荷大型客车、重卡、重型工程车辆等。例如转向轮承载重量较大的重型矿用车辆则采用该系统，大大降低了驾驶员操纵整车的转向手力，确保整车随驾驶员打动方向盘3更容易转向。

本实用新型所涉及液压助力转向系统，也可应用于电动乘用车、电动轻客车上，可有效的提升整车的制动效果，有效改善驾驶员制动舒适性，降低驾驶员踩制动的劳动强度，可以产生较大的经济效益，其次具有可实施性，可批量推广。

本实用新型的液压助力转向系统的实施例2：与实施例1的不同之处在于，如图4所示，随动转向组件的随动杆系可作用于右转向轮9的后侧，这样设置时，主有杆腔52与随动有杆腔73连通，主无杆腔53与随动无杆腔72连通。

本实用新型的液压助力转向系统的实施例3：与实施例1的不同之处在于，如图5所示，随动转向组件与主转向组件可以共同作用于同一个转向轮，在实际的工作过程中，主转向组件的结构不变，将随动转向组件设置在转向轮的与主转向组件的向背的一侧即可。

本实用新型的液压助力转向系统的实施例4：与实施例1的不同之处在于，在整车上的驾驶位处于右侧时，方向盘3位于驾驶室的右侧，该系统的布置结构与上述的转向系统的布置相反，转向的工作原理恰好与上述的相反。

在其他实施例中，上述的主转向器也可以采用其他可以实现控制油路换向的转向器。

本实用新型所涉及的主转向器的实施例，其结构与上述的液压助力转向系统的任一实施例中的主转向器的结构一致，不再详细展开。

本实用新型所涉及的车辆的实施例，包括车体和设置在车体上的液压助力转向系统，液压助力转向系统的结构与上述的液压助力转向系统的任一实施例中的结构一致，不再详细展开。