一种多桥转向系统和多桥转向车辆[发明专利]

*CN103171620A*

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103171620 A(43)申请公布日 2013.06.26

(12)发明专利申请

(21)申请号 201110432124.3(22)申请日 2011.12.21

(71)申请人北京市三一重机有限公司

地址102206 北京市昌平区回龙观镇北清路

8号三一产业园(72)发明人董新建 蒋于伟 胡颖

(74)专利代理机构北京鑫媛睿博知识产权代理

有限公司 11297

代理人龚家骅(51)Int.Cl.

B62D 5/06(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图3页权利要求书2页 说明书6页 附图3页

()发明名称

一种多桥转向系统和多桥转向车辆(57)摘要

本发明公开了一种多桥转向系统，包括方向盘(1)，与方向盘(1)连接的液压转向器(2)，以及至少两个转向桥，第一转向桥(3)包括第一转向油缸(4)，第二转向桥(19)包括第二转向油缸(20)，其中：液压转向器(2)通过油路驱动第一转向油缸(4)的活塞(7)运动；第一转向油缸(4)通过油路驱动第二转向油缸(20)的活塞(7)运动。采用本发明，可以使多桥转向系统在结构简单布置简洁的同时具有较高的可靠性。

CN 103171620 ACN 103171620 A

权 利 要 求 书

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1.一种多桥转向系统，包括方向盘(1)，与方向盘(1)连接的液压转向器(2)，以及至少两个转向桥，其特征在于，第一转向桥(3)包括第一转向油缸(4)，第二转向桥(19)包括第二转向油缸(20)，其中：

液压转向器(2)通过油路驱动第一转向油缸(4)的活塞(7)运动；第一转向油缸(4)通过油路驱动第二转向油缸(20)的活塞(7)运动；液压转向器(2)和第一转向油缸(4)驱动第一转向桥(3)转向；第二转向油缸(20)驱动第二转向桥(19)转向。2.如权利要求1所述多桥转向系统，其特征在于，第一转向油缸(4)具体为四油腔油缸，包括：

隔离壁(5)，固定于所述四油腔油缸的内部；活塞杆(6)，穿过隔离壁(5)；两个活塞(7)，固定于活塞杆(6)上，并分别位于隔离壁(5)的两侧；隔离壁(5)和两个活塞(7)将所述四油腔油缸分为四个相互密闭隔离的油腔。

3.如权利要求2所述多桥转向系统，其特征在于，

液压转向器(2)的两个油腔分别与第一转向油缸(4)中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通，第一转向油缸(4)中的另外两个油腔与第二转向油缸(20)中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通。

4.如权利要求3所述多桥转向系统，其特征在于，

第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间的两根液压上设置有阀门(8)，用于控制第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路的通断，并在油路断开时，将第一转向油缸(4)中的所述另外两个油腔连通。

5.如权利要求4所述多桥转向系统，其特征在于，阀门(8)具体为两个分别设置在两根液压上的二位三通阀；

所述二位三通阀置于第一阀位时，第一油口(9)与第二油口(10)导通；所述二位三通阀置于第二阀位时，第一油口(9)与第三油口(11)导通；

所述两个二位三通阀的第一油口(9)分别与第一转向油缸(4)连通，第二油口(10)分别与第二转向油缸(20)连通，所述两个二位三通阀的第三油口(11)通过液压连通。

6.如权利要求4所述多桥转向系统，其特征在于，第一转向桥(3)之外的转向桥上设置有锁止装置(12)。

7.如权利要求6所述多桥转向系统，其特征在于，还包括：电控装置(13)，用于对阀门(8)和锁止装置(12)进行控制。8.如权利要求7所述多桥转向系统，其特征在于，所述电控装置(13)具体用于：检测车辆行驶的速度，以及第一转向油缸(4)中与第二转向油缸(20)连通的两个油腔之间的压力差；

当所述行驶速度小于速度阈值，且所述压力差大于压力差阈值时，所述电控装置(13)控制阀门(8)将第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路导通，且将所述锁止装置(12)解锁；

当所述行驶速度大于速度阈值，或所述压力差小于压力差阈值时，所述电控装置(13)控制阀门(8)将第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路断开，且将所述锁止装置(12)锁止。

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权 利 要 求 书

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9.如权利要求1所述多桥转向系统，其特征在于，

在连通第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)的液压上设置补油分支；还包括蓄能器(14)，通过单向阀(15)与所述补油分支相连接。10.如权利要求1所述多桥转向系统，其特征在于，

液压转向器(2)的摇臂输出轴(16)与转向摇臂(17)的一端固定连接；第一转向油缸(4)的固定端与车体铰接，活动端与转向摇臂(17)铰接；转向摇臂(17)的另一端与转向拉杆(18)的一端铰接；转向拉杆(18)的另一端与第一转向桥(3)的转向节臂铰接；

第二转向油缸(20)的固定端与车体铰接，活动端与第二转向桥(19)的转向节臂铰接。11.如权利要求1所述多桥转向系统，其特征在于，第一转向桥(3)和第二转向桥(19)的转向方向相反。

12.一种多桥转向车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的多桥转向系统。

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说 明 书

一种多桥转向系统和多桥转向车辆

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技术领域

[0001]

本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种多桥转向系统和多桥转向车辆。

背景技术

随着工程建设和生产发展的需要，不断出现各种长车身的工程车辆，而且负重往

往非常大，相应的车身较长的工程车辆的转向能力就会较差，为了提高车辆的转向能力，多桥转向系统便应运而生。随着对车辆灵活性要求越来越高，相应的多桥转向车辆的应用也越来越广泛。

[0003] 传统的多桥转向系统的控制模式一般采用机械液压助力模式或电控液压转向模式。机械液压助力模式，是在前桥转向时，通过摇臂和纵向的拉杆传动后桥转向，此模式的优点在于整个系统的可靠性非常高。电控液压转向模式，是通过电器系统控制油缸运动带动各桥进行转向，此模式的优点在于结构简单、控制精度高。 [0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：机械液压助力模式的多桥转向系统，随着转向轴数的增加，转向摇臂和纵拉杆的空间布置非常困难，以至转向杆系的结构复杂，各杆件受力不均衡等问题；电控液压转向模式的多桥转向系统，由于电器系统可靠性差的固有弊端，导致整个系统的可靠性低下。

[0002]

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种多桥转向系统和多桥转向车辆，以使多桥转向系统在结构简单布置简洁的同时具有较高的可靠性，为此，本发明实施例采用如下技术方案： [0006] 一种多桥转向系统，包括方向盘(1)，与方向盘(1)连接的液压转向器(2)，以及至少两个转向桥，第一转向桥(3)包括第一转向油缸(4)，第二转向桥(19)包括第二转向油缸(20)，其中：

[0007] 液压转向器(2)通过油路驱动第一转向油缸(4)的活塞(7)运动； [0008] 第一转向油缸(4)通过油路驱动第二转向油缸(20)的活塞(7)运动； [0009] 液压转向器(2)和第一转向油缸(4)驱动第一转向桥(3)转向； [0010] 第二转向油缸(20)驱动第二转向桥(19)转向。 [0011] 优选的，第一转向油缸(4)具体为四油腔油缸，包括： [0012] 隔离壁(5)，固定于所述四油腔油缸的内部；活塞杆(6)，穿过隔离壁(5)；两个活塞(7)，固定于活塞杆(6)上，并分别位于隔离壁(5)的两侧；隔离壁(5)和两个活塞(7)将所述四油腔油缸分为四个相互密闭隔离的油腔。 [0013] 优选的，

[0014] 液压转向器(2)的两个油腔分别与第一转向油缸(4)中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通，第一转向油缸(4)中的另外两个油腔与第二转向油缸(20)中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通。 [0015] 优选的，第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间的两根液压上设置有阀

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说 明 书

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门(8)，用于控制第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路的通断，并在油路断开时，将第一转向油缸(4)中的所述另外两个油腔连通。 [0016] 优选的，

[0017] 阀门(8)具体为两个分别设置在两根液压上的二位三通阀； [0018] 所述二位三通阀置于第一阀位时，第一油口(9)与第二油口(10)导通；所述二位三通阀置于第二阀位时，第一油口(9)与第三油口(11)导通；

[0019] 所述两个二位三通阀的第一油口(9)分别与第一转向油缸(4)连通，第二油口(10)分别与第二转向油缸(20)连通，所述两个二位三通阀的第三油口(11)通过液压连通。

[0020] 优选的，第一转向桥(3)之外的转向桥上设置有锁止装置(12)。 [0021] 优选的，还包括： [0022] 电控装置(13)，用于对阀门(8)和锁止装置(12)进行控制。 [0023] 优选的，所述电控装置(13)具体用于： [0024] 检测车辆行驶的速度，以及第一转向油缸(4)中与第二转向油缸(20)连通的两个油腔之间的压力差；

[0025] 当所述行驶速度小于速度阈值，且所述压力差大于压力差阈值时，所述电控装置(13)控制阀门(8)将第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路导通，且将所述锁止装置(12)解锁；

[0026] 当所述行驶速度大于速度阈值，或所述压力差小于压力差阈值时，所述电控装置(13)控制阀门(8)将第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)之间油路断开，且将所述锁止装置(12)锁止。 [0027] 优选的，

[0028] 在连通第一转向油缸(4)与第二转向油缸(20)的液压上设置补油分支； [0029] 还包括蓄能器(14)，通过单向阀(15)与所述补油分支相连接。 [0030] 优选的，

[0031] 液压转向器(2)的摇臂输出轴(16)与转向摇臂(17)的一端固定连接；第一转向油缸(4)的固定端与车体铰接，活动端与转向摇臂(17)铰接；转向摇臂(17)的另一端与转向拉杆(18)的一端铰接；转向拉杆(18)的另一端与第一转向桥(3)的转向节臂铰接； [0032] 第二转向油缸(20)的固定端与车体铰接，活动端与第二转向桥(19)的转向节臂铰接。

[0033] 优选的，第一转向桥(3)和第二转向桥(19)的转向方向相反。 [0034] 一种多桥转向车辆，包括如上所述的多桥转向系统。 [0035] 本发明的实施例具有以下优点，第一转向桥包括第一转向油缸，第二转向 桥包括第二转向油缸，液压转向器通过油路驱动第一转向油缸的活塞运动，第一转向油缸通过油路驱动第二转向油缸的活塞运动，液压转向器和第一转向油缸驱动第一转向桥转向，第二转向油缸驱动第二转向桥转向，通过这种结构可以使多桥转向系统在结构简单布置简洁的同时具有较高的可靠性。当然，实施本发明的实施例的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

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附图说明

图1为本发明实施例提供的多桥转向系统的系统结构示意图；

[0037] 图2为本发明实施例提供的多桥转向系统中的转向油缸的结构示意图之一； [0038] 图3为本发明实施例提供的多桥转向系统中的转向油缸的结构示意图之二； [0039] 图4为本发明实施例提供的多桥转向系统中转向油缸的连接示意图之一；

[0036] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051]

图5为本发明实施例提供的多桥转向系统中转向油缸的连接示意图之二。

图例说明 1、方向盘 2、液压转向器 3、第一转向桥 4、第一转向油缸 5、隔离壁 6、活塞杆 7、活塞 8、阀门 9、第一油口 10、第二油口 11、第三油口 12、锁止装置 13、电控装置 14、蓄能器 15、单向阀 16、摇臂输出轴 17、转向摇臂 18、转向拉杆 19、第二转向桥 20、第二转向油缸

具体实施方式

[0052] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0053] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种多桥转向系统(本发明的方法可以应用于任意个转向桥的系统中，图1只是以两个转向桥的系统为例)，包括方向盘1，与方向盘1连接的液压转向器2，以及至少两个转向桥，第一转向桥3包括第一转向油缸4，第二转向桥19包括第二转向油缸20，该系统的结构可以如下：

[00] 液压转向器2通过油路驱动第一转向油缸4的活塞7运动；第一转向油缸4通过油路驱动第二转向油缸20的活塞7运动；液压转向器2和第一转向油缸4驱动第一转向桥3转向；第二转向油缸20驱动第二转向桥19转向。如果是三个转向桥的系统，则可以采用类似的方法，用第二转向油缸20通过油路驱动第三转向油缸的活塞运动，转向桥的数目更多时，可以依此类推。 具体的，液压转向器2和第一转向油缸4通过相应的连接机构与第一转向桥3的转向节臂连接，用于控制第一转向桥3的转向节臂的转动；第二转向油缸20通过相应的连接机构与第二转向桥19的转向节臂连接，用于控制第二转向桥19的转向节臂的转动；第一转向桥3和第二转向桥19的转向方向相反。 [0056] 具体的，第一转向油缸4，可以为四油腔油缸，如图2所示，具体结构可以包括：隔离壁5，固定于四油腔油缸的内部；活塞杆6，穿过隔离壁5；两个活塞7，固定于活塞杆6上，并分别位于隔离壁5的两侧；隔离壁5和两个活塞7将四油腔油缸分为四个相互密闭隔离

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的油腔。为了方便阐述，将四个油腔分别记作油腔a、油腔b、油腔c、油腔d，在活塞杆6运动的过程中油腔a与油腔c的容积变化趋势相同，油腔b与油腔d的容积变化趋势相同且与油腔a、油腔c的容积变化趋势相反，即当油腔a的容积变大的过程中，油腔c的容积 也随之变大，而油腔b与油腔d的容积则会相应的变小。 [0057] 具体的，第二转向油缸20，可以为双油腔油缸。如图3所示，双油腔油缸的结构可以包括一个活塞杆6和一个固定于活塞杆6上的活塞7，该活塞7将双油腔油缸分为两个相互密闭隔离的油腔。为了方便阐述，将其中的无杆腔记作油腔e，有杆腔记作油腔f。可见，在活塞杆6运动的过程中，油腔e和油腔f的容积变化趋势相反。 [0058] 如果是三个转向桥的系统，则第一转向油缸和第二转向油缸都可以采用上述的四油腔油缸，而第三转向油缸则可以采用上述的双油腔油缸；如果是四个转向桥的系统，则第四转向油缸可以采用上述的双油腔油缸，其他转向油缸采用上述的四油腔油缸；转向桥的数目更多时，可以依此类推。 [0059] 具体的，各转向油缸以及液压转向器2之间通过液压连通的方式可以如下： [0060] 液压转向器2的两个油腔(为了方便阐述分别记作油腔g、油腔h)分别与第一转向油缸4中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通，第一转向油缸4中的另外两个油腔与第二转向油缸20中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通。以图1中的两个转向桥的系统为例，可以如图将油腔g与油腔a连通，将油腔h与油腔d连通，将油腔b与油腔e连通，将油腔c与油腔f连通；另外，也可以将油腔g与油腔a连通，将油腔h与油腔b连通，将油腔c与油腔e连通，将油腔d与油腔f连通。还有其他的连通方式，在此不一一例举。

[0061] 如果是三个转向桥的系统，那么，第二转向油缸20采用上述四油腔油缸，第二转向油缸20中的另外两个油腔则与第三转向油缸中两个容积变化趋势相反的油腔通过液压连通。多个(大于三个)转向桥的系统，各转向油缸的连通方式则可以依上述连接方式而推知。例如，如图4所示，假设图示从左至右分别为第三转向油缸、第四转向油缸、第五转向油缸，可以将油腔i与油腔n连通，将油腔l与油腔o连通，将油腔m与油腔r连通，将油腔p与油腔s 连通；另外，也可以按照图5中的连接方式，将油腔k与油腔n连通，将油腔l与油腔m连通，将油腔o与油腔r连通，将油腔p与油腔q连通。还有其他的连通方式，在此不一一例举。

[0062] 需要注意的一点是，在设置油腔的连通关系时，要注意活塞杆的运动方向，保证第一转向桥3的转向方向与其他转向桥的转向方向相反。 [0063] 基于上述的连通方式，优选的，可以在第一转向油缸4与第二转向油缸20之间的两根液压上设置阀门8，用于控制第一转向油缸4与第二转向油缸20之间油路的通断，并在油路断开时，将第一转向油缸4中的所述另外两个油腔连通。 [00] 具体的，阀门8可以是两个分别设置在两根液压上的二位三通阀；二位三通阀置于第一阀位时，第一油口9与第二油口10导通；二位三通阀置于第二阀位时，第一油口9与第三油口11导通；两个二位三通阀的第一油口9分别与第一转向油缸4连通，第二油口10分别与第二转向油缸20连通，两个二位三通阀的第三油口11通过液压连通。如图1所示，当两个二位三通阀置于第一阀位时，油腔b与油腔e连通，油腔c与油腔f连通，此时第一转向桥3的转动可以通过液压系统带动其他转向桥3转动，以实现多桥转向。当两

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个二位三通阀置于第二阀位时，通过两个二位三通阀之间的液压将油腔b和油腔c连通，此时关闭第一转向桥3与其他转向桥3的连动，只由第一转向桥3完成转向。 [0065] 优选的，还可以在第一转向桥3之外的转向桥上设置锁止装置12(如图1中在第二转向桥19上设置锁止装置12)，用以对转向桥3进行锁止和解锁。 [0066] 优选的，还可以包括电控装置13，用于对两个阀门8和锁止装置12进行控制。具体的，电控装置13可以检测车辆行驶的速度，以及第一转向油缸4中与第二转向油缸20连通的两个油腔(如图1中的油腔b和油腔c)之间的压力差；当行驶速度小于速度阈值(如30km/h)，且压力差大于压力差阈值时，电控装置13可以控制阀门8将第一转向油缸4与第二转向油缸20之间油路导 通(对于上述采用二位三通阀的结构，具体可以将两个二位三通阀置于第一阀位)，且将锁止装置12解锁；当行驶速度大于速度阈值，或压力差小于压力差阈值时，电控装置13可以控制阀门8将第一转向油缸4与第二转向油缸20之间油路断开(对于上述采用二位三通阀的结构，具体可以将两个二位三通阀置于第二阀位)，且将锁止装置12锁止。在行驶速度过大时，如果进行多桥转向，可能会导致翻车，所以在速度过大时，可以通过上述方式使第一转向桥3之外的转向桥不发生转向。另外，在转向较缓的情况下(即转向加速度较小，可以通过油腔b和油腔c的压力差来反映)，无需进行多桥转向，只需通过第一转向桥3进行转向，可以通过上述方式使第一转向桥3之外的转向桥不发生转向。

[0067] 优选的，在连通第一转向油缸4与第二转向油缸20的液压上设置补油分支；并设置蓄能器14，通过单向阀15与补油分支相连接。在车辆正常状态下(液压系统没有出现液压油渗漏)进行急转弯时，液压中可能会出现低压的情况，设置蓄能器的初始压力值时，应低于或等于此低压值。在工作过程中，正常状态下液压中的液压是高于蓄能器的，这时单向阀15处于关闭状态；如果液压系统出现渗漏，则会导致液压系统中的压力下降，当液压中的液压低于蓄能器14的时候，单向阀15则会打开，使蓄能器中的液压油流入液压中，达到新的液压平衡后，单向阀15再次关闭。 [0068] 具体的，液压转向器2的摇臂输出轴16与转向摇臂17的一端固定连接(具体可以通过花键的连接方式连接)；第一转向油缸4的固定端与车体铰接，活动端与转向摇臂17铰接；转向摇臂17的另一端与转向拉杆18的一端铰接；转向拉杆18的另一端与第一转向桥3的转向节臂铰接。 [0069] 具体的，第二转向油缸20的固定端与车体铰接，活动端与第二转向桥19的转向节臂铰接。

[0070] 通过转向节臂的长度和角度的设置，以及转向摇臂17和转向拉杆18、转向油缸铰接位置的设置，可以调节各转向桥的转向角度与第一转向桥3转向角度之间的对应关系。 [0071] 本发明的另一实施例还提供了一种多桥转向车辆，包括上述实施例中所述的多桥转向系统。

[0072] 本发明实施例，第一转向桥包括第一转向油缸，第二转向桥包括第二转向油缸，液压转向器通过油路驱动第一转向油缸的活塞运动，第一转向油缸通过油路驱动第二转向油缸的活塞运动，液压转向器和第一转向油缸驱动第一转向桥转向，第二转向油缸驱动第二转向桥转向，可以使多桥转向系统在结构简单布置简洁的同时具有较高的可靠性。 [0073] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人

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员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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