[发明专利]一种基于全液压转向器的电机驱动转向系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种非公路车辆的转向系统，尤其涉及一种基于全液压转向器的电机驱动转向系统。

背景技术

全液压转向器是由随动转阀和摆线转定子副组成的一种摆线转阀式转向器。它与供油泵、溢流阀（或分流阀）、转向油缸及其它连接附件组成的全液压转向系统，广泛应用于农业机械、园林机械、道路养护机械、林业机械、工程机械和矿山机械等低速重载车辆上。

现有的全液压转向系统是依靠驾驶人员转动方向盘提供旋转力，方向盘带动一根长轴，长轴直接插入联接着全液压转向器的转向柱，与方向盘一起转动。转动全液压转向器的转向柱，即开启了全液压转向器内的油道，使得液压泵供出的液压油经过全液压转向器输入到油缸，使油缸伸缩运动，从而实现动力转向。由于方向盘、长轴、转向柱及全液压转向器之间的相对刚性的联接关系，全液压转向器通常必须放置在驾驶室下方，以便于驾驶人员的转向操作，同时进行其它的驾驶、作业操作等。但当全液压转向器在驾驶室下方布置相对困难，或需要远距离转向操作时，这种依靠驾驶人员直接操作全液压转向器的方式不易实现。

工程机械机体沉重、轮胎尺寸大、经常在施工现场较差的路况下行驶，转向阻力矩大。在使用全液压转向系统时，转动方向盘的操纵力只是驱动全液压转向器工作的力，而迫使车轮偏转的力是转向油缸提供的，故驾驶人员通过它可以用较小的操纵力实现较大的转向力控制。又由于工程机械工作期间转向频繁，要求能够灵活地改变车辆行驶方向；驾驶人员转向时，全液压转向器起随动转阀的作用，转向反馈迅速，滞后时间短，能够达到方向盘偏转，车轮即时偏转的效果。故采用全液压转向系统可实现车辆转向性能安全、可靠，操纵轻便、灵活，其中的核心转向控制元件是全液压转向器。

基于这种需求，在继续以全液压转向器作为液压动力转向的前提下，发明一种较远距离操控全液压转向器的转向系统。驾驶人员可在驾驶室内（或与之较远距离的位置），无需直接转动方向盘，即可进行转向操作。本发明可实现驾驶人员与全液压转向器之间远距离转向操作，使得全液压转向器的安装位置相对灵活，有利于机器的整体协调布置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全液压转向器的电机驱动转向系统，在实现与原来液压转向系统相同转向功能的基础上，具有更加轻巧（由电力代替转向人力），更远距离，甚至无线远程操控转向的优点。同时，本发明还可增强驾驶室结构设计的灵活性和活动空间。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种基于全液压转向器的电机驱动转向系统，由终端执行模块、全液压转向器模块、动力模块和操作与控制模块组成，其中：

终端执行模块包括左转向油缸27、右转向油缸23、转向四连杆28及车轮26，转向四连杆28由转向横拉杆22、前桥25、左转向臂29和右转向臂24组成，左转向油缸27、右转向油缸23的活塞杆分别与左转向臂29、右转向臂24铰接，左转向臂29和右转向臂24一端分别通过转向横拉杆22铰接相连；左转向臂和右转向臂另一端分别与位于两侧车轮26共同铰接在前桥25上，通过左转向油缸27或右转向油缸23的活塞杆的伸缩可拉动左转向臂29和右转向臂24，从而实现车轮26的偏转，完成车辆转向；转向四连杆28使车辆转向时，位于两侧的车轮26得到合理的偏转角匹配，从而使车轮26绕同一瞬时转向中心，在不同的圆周上作纯滚动；根据车辆具体转向需求合理调整，通常车辆外前轮最大转角为35°~40°；

全液压转向器模块即为全液压转向器20，所述全液压转向器20由阀套18、阀芯16、回位弹簧17、计量马达19和单向阀15等组成，计量马达19为由定子和转子组成的一对内啮合齿轮，转子和阀套18通过联动轴及拔销相连，在转向时保证阀套18与转子同步；阀芯16与蜗轮轴7通过花键相连，转动蜗轮轴7，通过改变其旋向及旋速，可使得全液压转向器20控制进入左转向油缸27及右转向油缸23的液压油，进而改变油缸的伸、缩速度；转向停止时，回位弹簧17与阀芯16及阀套18相连，可确保阀芯16和阀套18能够回到中位状态。阀套18的P口、T口分别与动力模块的液压泵14出油口及油箱11相连，阀套18的L口、R口分别与终端执行模块的左转向油缸27、右转向油缸23相连；所述阀芯16相对阀套18转动一圈，输出油量即为全液压转向器20的排量，供油量的多少与全液压转向器20的转角成正比；