一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统技术方案

一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，包括前、后轮组两组独立的液压系统、防偏摆装置以及转向机械结构；两组液压系统组成结构形式相同；每组液压系统包括互为冗余的两组转向控制回路；一组转向控制回路包括一个转向信号油缸、转向油缸、蓄能器和安全阀组；转向信号油缸的油腔通过管路连接转向油缸的油腔，管路上依次安装蓄能器和安全阀组，蓄能器的开启压力大于半挂车正常转向时的额定工作压力；当液压系统的压力超过蓄能器的压力保护范围并达到安全阀组的保护压力时，安全阀组溢流并报警；转向时，通过鹅颈的取力机构带动液压系统中的转向油缸伸长或缩短，由液压系统带动安装在前后轮组上的转向机械机构，进而实现车轮的转动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，属于特种车辆领域。
技术介绍
某多轴半挂车结构尺寸大，长×宽为40m×6.4m、左右轮距为5.32m、轴距为30m，为了保证车辆转向时各车轮转角符合阿克曼原理(各车轮围绕同一中心转动)，车辆行必须采用全轮转向方式。并且，由于所运输产品的重要性，转向系统需具有较高的可靠性和安全性，避免单点故障引起转向功能失效。国内现有的半挂车采用的液压机械转向系统，未充考虑冗余设计，当液压管路、机械连杆等发生故障时，将导致转向系统功能失效，影响车辆行驶和所运输产品的安全，因此液压机械转向系统的可靠性和安全性有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，提高了系统的稳定性和安全性。本专利技术的技术解决方案是：一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，所述的多轴半挂车采用带有液压鹅颈的半挂车方式，其液压机械转向系统包括前、后轮组两组独立的液压系统、防偏摆装置以及转向机械结构；其中，两组液压系统组成结构形式相同；每组液压系统包括互为冗余的两组转向控制回路；一组转向控制回路包括一个转向信号油缸、转向油缸、蓄能器和安全阀组；转向信号油缸的油腔通过管路连接转向油缸的油腔，管路上依次安装蓄能器和安全阀组，蓄能器的开启压力大于半挂车正常转向时的额定工作压力；当液压系统的压力超过蓄能器的压力保护范围并达到安全阀组的保护压力时，安全阀组溢流并报警；所述的防偏摆装置包括液控单向阀、节流阀和溢流阀；液控单向阀、节流阀和溢流阀并联后，连接液控单向阀出口端方向的一端通过管路连接一个转向油缸的无杆腔，另一端连接一个转向信号油缸的无杆腔；转向时，通过鹅颈的取力机构带动液压系统中的转向油缸伸长或缩短，由液压系统带动安装在前后轮组上的转向机械机构，进而实现车轮的转动。还包括液压泵站、多路阀和20个截止阀；其中，10个截止阀五个一组组成两组结构形式相同的逻辑控制单元，每个逻辑控制单元控制一组互为冗余的转向控制回路；8个截止阀中四个截止阀一组组成两组结构形式相同的转换控制单元；剩余的两个截止阀记为K1、K2；逻辑控制单元中一个截止阀连接互为冗余的一组转向信号油缸的有杆腔；两个截止阀分别连接一组转向信号油缸的有杆腔和转向油缸有杆腔；一个截止阀连接互为冗余的一组转向油缸的有杆腔；连接一组互为冗余的转向信号油缸、一组互为冗余的转向油缸的无杆腔；一组转换控制单元中的两个截止阀分别沟通液压泵站和多路阀与一组互为冗余的转向油缸的有杆腔，两个截止阀分别沟通液压泵站和多路阀与该组转向油缸的无杆腔；K2通过转向控制单元沟通一组或者两组转向信号油缸与对应的转向油缸的无杆腔；K1通过与其并联的建压阀配合，通过关闭K1实现上述一组或两组转向信号油缸与对应的转向油缸的无杆腔的建压。所述的转向机械结构包括转向支承轴、转向臂、边拉杆、横拉杆和纵拉杆；横拉杆通过拉杆臂与纵拉杆铰接，纵拉杆通过转向臂与边拉杆铰接；拉杆臂、转向臂均绕安装在车架上的转向支承轴转动；转向油缸的活塞杆通过拉杆臂带动横拉杆水平方向横向摆动，横拉杆通过拉杆臂带动纵拉杆前后运动，通过纵拉杆推动转向臂最终带动边拉杆运动，边拉杆与车轮上方的回转臂铰接，进而带动车轮转向。所述的纵拉杆和横拉杆采用双排布置型式。本专利技术与现有技术相比有益效果为：1)通过采用前、后轮组独立式液压系统和双回路冗余设计，提高了转向液压系统的安全性和可靠性。2)通过采用多层次液压系统压力安全保护措施，形成了多级压力保护。3)通过采用防偏摆控制技术和双排拉杆布置，提高了半挂车直线行驶的稳定性，解决了路面干扰引起的车轮异常摆动问题。附图说明图1为本专利技术液压系统部分原理图；图2为本专利技术前、后轮组独立式液压控制回路示意图；图3为本专利技术液压系统控制回路采用多层次安全保护示意图；图4为本专利技术液压系统控制回路设置温度补偿装置示意图；图5为本专利技术防偏摆装置原理图；图6为本专利技术转向机械结构组成简图。具体实施方式多轴半挂车采用带有液压鹅颈的半挂车方式，通过鹅颈的取力机构带动转向油缸伸长或缩短，再通过静液系统(液压系统+防偏摆装置)带动转向机械结构，最终实现车轮按照规定的转角关系转动。如图1所示，半挂车采用静液系统带动转向机械结构实现车轮转向。转向液压系统由液压泵站1、转向信号油缸2-5、多路阀6、蓄能器7、安全阀组8(11)、防偏摆装置10(12)、温度补偿装置9(13)、前转向油缸14、15、后转向油缸16、17以及阀件(K1-K20为截止阀)和管路等组成，如图1所示。前转向油缸用于前轮组转向，后转向油缸用于后轮组转向。其中，液压泵站1和多路阀6用于手动调整车轮转向角度，在正常转向时不参与工作。其中，K11-K15五个截止阀、K16-K20五个截止阀组成两组结构形式相同的逻辑控制单元，每个逻辑控制单元控制一组互为冗余的转向控制回路；K7-K10四个截止阀、K3-K6四个截止阀组成两组结构形式相同的转换控制单元；K11连接一组转向信号油缸(转向信号油缸2、3)的有杆腔；K12分别为沟通、断开一组对应转向信号油缸3有杆腔和转向油缸17有杆腔；K13分别为沟通、断开一组对应转向信号油缸2有杆腔和转向油缸16有杆腔；K14连接一组转向油缸16、17的有杆腔；K15连接一组转向信号油缸2、3和转向油缸16、17的无杆腔；K16连接一组转向信号油缸(转向信号油缸4、5)的有杆腔；K17分别为沟通、断开一组对应转向信号油缸5有杆腔和转向油缸15有杆腔；K18分别为沟通、断开一组对应转向信号油缸4有杆腔和转向油缸14有杆腔；K19连接一组转向油缸14、15的有杆腔；K20连接一组转向信号油缸4、5和转向油缸14、15的无杆腔；第一组转换控制单元中的K7、K8分别沟通液压泵站1和多路阀6与后转向油缸16、17的有杆腔，K9、K10分别沟通液压泵站1和多路阀6与后转向油缸16、17的无杆腔；第二组转换控制单元中的K3、K4分别沟通液压泵站1和多路阀6与前转向油缸14、15的有杆腔，K9、K10分别沟通液压泵站1和多路阀6与前转向油缸14、15的无杆腔；K2通过第一组转向控制单元沟通一组或者转向信号油缸与对应的转向油缸的无杆腔；K1通过与其并联的建压阀配合，通过关闭K1实现上述一组或两组转向信号油缸与对应的转向油缸的无杆腔的建压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，其特征在于：所述的多轴半挂车采用带有液压鹅颈的半挂车方式，其液压机械转向系统包括前、后轮组两组独立的液压系统、防偏摆装置以及转向机械结构；其中，两组液压系统组成结构形式相同；每组液压系统包括互为冗余的两组转向控制回路；一组转向控制回路包括一个转向信号油缸、转向油缸、蓄能器和安全阀组；转向信号油缸的油腔通过管路连接转向油缸的油腔，管路上依次安装蓄能器和安全阀组，蓄能器的开启压力大于半挂车正常转向时的额定工作压力；当液压系统的压力超过蓄能器的压力保护范围并达到安全阀组的保护压力时，安全阀组溢流并报警；所述的防偏摆装置包括液控单向阀、节流阀和溢流阀；液控单向阀、节流阀和溢流阀并联后，连接液控单向阀出口端方向的一端通过管路连接一个转向油缸的无杆腔，另一端连接一个转向信号油缸的无杆腔；转向时，通过鹅颈的取力机构带动液压系统中的转向油缸伸长或缩短，由液压系统带动安装在前后轮组上的转向机械机构，进而实现车轮的转动。

【技术特征摘要】
1.一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，其特征在于：所述的多轴半
挂车采用带有液压鹅颈的半挂车方式，其液压机械转向系统包括前、后轮组两
组独立的液压系统、防偏摆装置以及转向机械结构；其中，两组液压系统组成
结构形式相同；每组液压系统包括互为冗余的两组转向控制回路；一组转向控
制回路包括一个转向信号油缸、转向油缸、蓄能器和安全阀组；
转向信号油缸的油腔通过管路连接转向油缸的油腔，管路上依次安装蓄能
器和安全阀组，蓄能器的开启压力大于半挂车正常转向时的额定工作压力；当
液压系统的压力超过蓄能器的压力保护范围并达到安全阀组的保护压力时，安
全阀组溢流并报警；所述的防偏摆装置包括液控单向阀、节流阀和溢流阀；液
控单向阀、节流阀和溢流阀并联后，连接液控单向阀出口端方向的一端通过管
路连接一个转向油缸的无杆腔，另一端连接一个转向信号油缸的无杆腔；
转向时，通过鹅颈的取力机构带动液压系统中的转向油缸伸长或缩短，由
液压系统带动安装在前后轮组上的转向机械机构，进而实现车轮的转动。
2.根据权利要求1所述的一种用于多轴半挂车的液压机械转向系统，其特
征在于：还包括液压泵站、多路阀和20个截止阀；其中，10个截止阀五个一
组组成两组结构形式相同的逻辑控制单元，每个逻辑控制单元控制一组互为冗
余的转向控制回路；8个截止阀中四个截止阀一组组成两组结构形式相同的转
换控制单元；剩余的两个截止阀记为K1、K2；
逻辑控制单元中一个截止阀连接互为冗余的一组转向信号油缸的有杆腔；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东，段培勇，谢业波，谷捷，徐轶群，代东颖，李洪彪，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11