用于重型载重汽车的转向控制系统技术方案

一种用于重型载重汽车的转向控制系统，第一和第二梯形转向系统均主要由车桥、铰接于车桥两端的两个梯形臂、连接两个梯形臂的拉杆单元、设置在梯形臂与车桥铰接点处的转角传感器和设置在车桥和梯形臂之间的转向液压缸组成；第一梯形转向系统中的转向液压缸与液压转向器连接；第一和第二梯形转向系统中的拉杆单元均包括第一拉杆、第二拉杆和电动机；第二拉杆的右端与右侧的梯形臂铰接，其左部轴心处开设有容纳凹槽；大齿轮通过轴承连接在第二拉杆左端的左侧；第一拉杆的左端与左侧的梯形臂铰接，其右部的外侧设置有外螺纹结构，并通过螺纹配合穿过轮毂后到达容纳凹槽的内部。该系统能有效缩小转向误差，使轮胎在转向过程纯滚动无滑动的状态。

【技术实现步骤摘要】
用于重型载重汽车的转向控制系统
本技术涉及重型汽车转向控制
，具体是一种用于重型载重汽车的转向控制系统。
技术介绍
现有的重型载重汽车大多都设计多个车轴，一般至少具有3个车轴，以便于能够承载更多的重量。在全地面起重机和军用超重型越野车上，其车轴的数量甚至可以达到8-10个。为了满足车辆在小范围场地转移或者低速转弯时对机动灵活性、弯道通过能力的要求，现有的重型载重汽车底盘的车轴大部分都具有转向能力。现阶段，为了提高车辆的机动灵活性和弯道通过能力，底盘转向已经由原始的机械拉杆单元转向逐渐地向机械加电控或者液控的方向发展，即：采用方向盘直接控制前轴车轮的转向、其余各车轴车轮采用电液系统控制转向。方向盘一般通过液压转向器装置和机械拉杆单元装置仅与第一车轴车轮的转向装置连接，以直接控制前轴车轮的转向，其余车轴的转向通过电液控制系统来完成。理想情况下，车辆不论是在直线行驶或是转向行驶过程中，各桥内外车轮的运动轨迹关系必须符合所谓的“阿克曼原理”，才能保证轮胎与地面处于纯滚动而无滑动现象。然而，实际上，无论是纯机械拉杆单元转向系统还是机械加电液复合转向系统，均因为使用传统的梯形转向结构而无法使所有的轮胎同时满足汽车的纯滚动转向的要求。因为传统的梯形结构中的梯形臂和横拉杆单元的杆长不能调节，导致各轮胎的垂线在实际转向过程中并不能交于一点，即各个轮胎的实际转向角度与理想角度存在较大的误差，这种情况在大角度转弯时最为明显。图1以前轮转向的两轴车辆为例示意性地给出了轮胎转向时的误差。对于重载车辆而言，这样会造成轮胎的过度磨损，且增大了车辆的行驶阻力，浪费燃油。图2为理想情况下该类型车辆的转向示意图。此情况下，所有轮胎具有相同的转动中心，保证了轮胎的纯滚动，可以有效避免轮胎的过度磨损。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种用于重型载重汽车的转向控制系统，该系统能有效缩小转向角误差，能使轮胎在转向过程纯滚动无滑动的状态，可有效减少轮胎的异常磨损和燃油消耗量。为了实现上述目的，本技术提供一种用于重型载重汽车的转向控制系统，包括方向盘、与方向盘连接的液压转向器、对液压转向器进行供油的液压油源、第一梯形转向系统、至少一个第二梯形转向系统和电液控制系统；所述第一梯形转向系统和第二梯形转向系统均主要由车桥、后端或前端内侧对称地铰接于车桥两端部的两个梯形臂、连接两个梯形臂前端或后端之间的拉杆单元、设置在左侧或右侧的梯形臂与车桥之间铰接点处的转角传感器和设置在车桥和左侧或右侧的梯形臂之间的转向液压缸组成，两个梯形臂后端或前端的外侧分别与两个轮胎连接；所述转向液压缸活塞杆端与左侧或右侧的梯形臂中部的内侧铰接，转向液压缸的缸筒底座铰接在车桥左部或右部的前侧；所述第一梯形转向系统中的转向液压缸通过油路与液压转向器连接；第一梯形转向系统和第二梯形转向系统中的拉杆单元均由位于左侧的第一拉杆、位于右侧的第二拉杆、安装在第二拉杆左端外侧的电动机、安装在电动机的输出轴上的小齿轮和轴心处轮毂设置有内螺纹结构的大齿轮；第二拉杆的右端与右侧的梯形臂前端或后端铰接，其左部轴心处开设有开口位于其左端面的容纳凹槽；所述大齿轮设置在第二拉杆左端的左侧，并通过轴承与第二拉杆的左端连接，并且与小齿轮相啮合；第一拉杆的左端与左侧的梯形臂前端或后端铰接，其右部的外侧设置有外螺纹结构，并通过螺纹配合穿过轮毂后到达容纳凹槽的内部；容纳凹槽中安装有用于检测第一拉杆的右端与容纳凹槽底部之间距离的位移检测装置；所述电液控制系统包括电源、换向阀、电控单元和液压油源，换向阀的P口和T口分别与液压油源和油箱连接，其A口和B口分别与第二梯形转向系统中的转向液压缸的无杆腔和有杆腔连接，电控单元分别与电源和换向阀连接，还分别与第一梯形转向系统中的转角传感器、电动机和位移检测装置连接，还分别与第二梯形转向系统中的转角传感器、电动机和位移检测装置连接。作为一种优选，所述换向阀为三位四通电磁换向阀，在电磁铁Y1b得电时工作在左位，其A口和P口之间的油路连通，其B口和T口之间的油路连通，在不得电时工作在中位，其A口、B口、C口和D口均截止，在电磁铁Y1a得电时工作在右位，其A口与T口之间的油路连通，其B口与P口之间的油路连通。作为一种优选，第一梯形转向系统和第二梯形转向系统中的第二拉杆的左端外侧均固定连接有突出部,所述电动机固定连接在突出部上。作为一种优选，所述第二梯形转向系统为两个。作为一种优选，所述位移检测装置为激光测距仪。进一步，为了方便安装和拆卸，所述轴承分别通过第一螺栓和第二螺栓与第二拉杆的左端和大齿轮的右端面连接。进一步，为了增加承载强度，所述轮毂在左右方向的宽度大于大齿轮的齿宽。作为一种优选，所述位移检测装置安装在第一拉杆的右端或容纳凹槽底部。进一步，为了使拉杆单元稳定地保持在某一个长度，所述第一拉杆上的螺纹和轮毂中的螺纹具有自锁性能。本专利技术还提供了一种用于重型载重汽车的电液转向控制系统，包括方向盘、与方向盘连接的液压转向器、对液压转向器进行供油的液压油源、第一梯形转向系统、至少一个第二梯形转向系统和电液控制系统；所述第一梯形转向系统和第二梯形转向系统均主要由车桥、后端或前端内侧对称地铰接于车桥两端部的两个梯形臂、连接两个梯形臂前端或后端之间的拉杆单元、分别设置在左侧和右侧的梯形臂与车桥之间铰接点处的转角传感器和设置在车桥和左侧或右侧的梯形臂之间的转向液压缸组成，两个梯形臂后端或前端的外侧分别与两个轮胎连接；所述转向液压缸活塞杆端与左侧或右侧的梯形臂中部的内侧铰接，转向液压缸的缸筒底座铰接在车桥左部或右部的前侧；所述第一梯形转向系统中的转向液压缸通过油路与液压转向器连接；第一梯形转向系统和第二梯形转向系统中的拉杆单元均由位于左侧的第一拉杆、位于右侧的第二拉杆、安装在第二拉杆左端外侧的电动机、安装在电动机的输出轴a上的小齿轮和轴心处轮毂a设置有内螺纹结构的大齿轮；第二拉杆的右端与右侧的梯形臂前端或后端铰接，其左部轴心处开设有开口位于其左端面的容纳凹槽a；所述大齿轮设置在第二拉杆左端的左侧，并通过轴承与第二拉杆的左端连接，并且与小齿轮相啮合；第一拉杆的左端与左侧的梯形臂前端或后端铰接，其右部的外侧设置有外螺纹结构，并通过螺纹配合穿过轮毂a后到达容纳凹槽a的内部；所述电液控制系统包括电源、换向阀、电控单元和液压油源，换向阀的P口和T口分别与液压油源和油箱连接，其A口和B口分别与第二梯形转向系统中的转向液压缸的无杆腔和有杆腔连接，电控单元分别与电源和换向阀连接，还分别与第一梯形转向系统中的转角传感器和电动机连接，还分别与第二梯形转向系统中的转角传感器和电动机连接。本技术中，第二拉杆通过轴承与大齿轮连接，且第一拉杆通过螺纹配合与大齿轮中心的轮毂配合，这样，可以通过电动机驱动大齿轮来改变第一拉杆相对第二拉杆的距离，进而可以对拉杆单元整体的长度进行动态改变。这样，可以在由车桥、梯形臂、转向液压缸和转角传感器所组成的传统的梯形转向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于重型载重汽车的转向控制系统，包括方向盘(1)、与方向盘(1)连接的液压转向器(2)、对液压转向器(2)进行供油的液压油源(9)、第一梯形转向系统(6)、至少一个第二梯形转向系统(7)和电液控制系统(16)；/n所述第一梯形转向系统(6)和第二梯形转向系统(7)均主要由车桥(15)、后端或前端内侧对称地铰接于车桥(15)两端部的两个梯形臂(13)、连接两个梯形臂(13)前端或后端之间的拉杆单元(14)、设置在左侧或右侧的梯形臂(13)与车桥(15)之间铰接点处的转角传感器(5)和设置在车桥(15)和左侧或右侧的梯形臂(13)之间的转向液压缸(12)组成，两个梯形臂(13)后端或前端的外侧分别与两个轮胎(11)连接；所述转向液压缸(12)活塞杆端与左侧或右侧的梯形臂(13)中部的内侧铰接，转向液压缸(12)的缸筒底座铰接在车桥(15)左部或右部的前侧；/n所述第一梯形转向系统(6)中的转向液压缸(12)通过油路与液压转向器(2)连接；/n其特征在于，第一梯形转向系统(6)和第二梯形转向系统(7)中的拉杆单元(14)均由位于左侧的第一拉杆(1401)、位于右侧的第二拉杆(1402)、安装在第二拉杆(1402)左端外侧的电动机(1403)、安装在电动机(1403)的输出轴(1403a)上的小齿轮(1404)和轴心处轮毂(1405a)设置有内螺纹结构的大齿轮(1405)；第二拉杆(1402)的右端与右侧的梯形臂(13)前端或后端铰接，其左部轴心处开设有开口位于其左端面的容纳凹槽(1402a)；所述大齿轮(1405)设置在第二拉杆(1402)左端的左侧，并通过轴承(1408)与第二拉杆(1402)的左端连接，并且与小齿轮(1404)相啮合；第一拉杆(1401)的左端与左侧的梯形臂(13)前端或后端铰接，其右部的外侧设置有外螺纹结构，并通过螺纹配合穿过轮毂(1405a)后到达容纳凹槽(1402a)的内部；容纳凹槽(1402a)中安装有用于检测第一拉杆(1401)的右端与容纳凹槽(1402a)底部之间距离的位移检测装置(1409)；/n所述电液控制系统(16)包括电源(3)、换向阀(4)、电控单元(8)和液压油源(9)，换向阀(4)的P口和T口分别与液压油源(9)和油箱连接，其A口和B口分别与第二梯形转向系统(7)中的转向液压缸(12)的无杆腔和有杆腔连接，电控单元(8)分别与电源(3)和换向阀(4)连接，还分别与第一梯形转向系统(6)中的转角传感器(5)、电动机(1403)和位移检测装置(1409)连接，还分别与第二梯形转向系统(7)中的转角传感器(5)、电动机(1403)和位移检测装置(1409)连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于重型载重汽车的转向控制系统，包括方向盘(1)、与方向盘(1)连接的液压转向器(2)、对液压转向器(2)进行供油的液压油源(9)、第一梯形转向系统(6)、至少一个第二梯形转向系统(7)和电液控制系统(16)；
所述第一梯形转向系统(6)和第二梯形转向系统(7)均主要由车桥(15)、后端或前端内侧对称地铰接于车桥(15)两端部的两个梯形臂(13)、连接两个梯形臂(13)前端或后端之间的拉杆单元(14)、设置在左侧或右侧的梯形臂(13)与车桥(15)之间铰接点处的转角传感器(5)和设置在车桥(15)和左侧或右侧的梯形臂(13)之间的转向液压缸(12)组成，两个梯形臂(13)后端或前端的外侧分别与两个轮胎(11)连接；所述转向液压缸(12)活塞杆端与左侧或右侧的梯形臂(13)中部的内侧铰接，转向液压缸(12)的缸筒底座铰接在车桥(15)左部或右部的前侧；
所述第一梯形转向系统(6)中的转向液压缸(12)通过油路与液压转向器(2)连接；
其特征在于，第一梯形转向系统(6)和第二梯形转向系统(7)中的拉杆单元(14)均由位于左侧的第一拉杆(1401)、位于右侧的第二拉杆(1402)、安装在第二拉杆(1402)左端外侧的电动机(1403)、安装在电动机(1403)的输出轴(1403a)上的小齿轮(1404)和轴心处轮毂(1405a)设置有内螺纹结构的大齿轮(1405)；第二拉杆(1402)的右端与右侧的梯形臂(13)前端或后端铰接，其左部轴心处开设有开口位于其左端面的容纳凹槽(1402a)；所述大齿轮(1405)设置在第二拉杆(1402)左端的左侧，并通过轴承(1408)与第二拉杆(1402)的左端连接，并且与小齿轮(1404)相啮合；第一拉杆(1401)的左端与左侧的梯形臂(13)前端或后端铰接，其右部的外侧设置有外螺纹结构，并通过螺纹配合穿过轮毂(1405a)后到达容纳凹槽(1402a)的内部；容纳凹槽(1402a)中安装有用于检测第一拉杆(1401)的右端与容纳凹槽(1402a)底部之间距离的位移检测装置(1409)；
所述电液控制系统(16)包括电源(3)、换向阀(4)、电控单元(8)和液压油源(9)，换向阀(4)的P口和T口分别与液压油源(9)和油箱连接，其A口和B口分别与第二梯形转向系统(7)中的转向液压缸(12)的无杆腔和有杆腔连接，电控单元(8)分别与电源(3)和换向阀(4)连接，还分别与第一梯形转向系统(6)中的转角传感器(5)、电动机(1403)和位移检测装置(1409)连接，还分别与第二梯形转向系统(7)中的转角传感器(5)、电动机(1403)和位移检测装置(1409)连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于重型载重汽车的转向控制系统，其特征在于，所述换向阀(4)为三位四通电磁换向阀，在电磁铁Y1b得电时工作在左位，其A口和P口之间的油路连通，其B口和T口之间的油路连通，在不得电时工作在中位，其A口、B口、C口和D口均截止，在电磁铁Y1a得电时工作在右位，其A口与T口之间的油路连通，其B口与P口之间的油路连通。


3.根据权利要求1或2所述的一种用于重型载重汽车的转向控制系统，其特征在于，第一梯形转向系统(6)和第二梯形转向系统(7)中的第二拉杆(1402)的左端外侧均固定连接有突出部(1402b),所述电动机(1403)固定连接在突出部(1402b)上。


4.根据权利要求3所述的一种用于重型载重汽车的转向控制系统，其特征在于，所述第二梯形转向系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：许大华，李建松，
申请(专利权)人：徐州工业职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32