CN112623026B - 转向和悬架调节复合系统和工程车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种转向和悬架调节复合系统和工程车辆，其中，转向和悬架调节复合系统包括：方向盘；全液压转向器，与方向盘可传扭地连接，并设有右转工作油口和左转工作油口；转向系统，包括转向轮和控制转向轮转角的转向油缸；以及悬挂系统，包括至少两个悬挂油缸和至少两个蓄能器，蓄能器可控通断地与右转工作油口和左转工作油口连通，且每个悬挂油缸的有杆腔和无杆腔分别连通于不同的两个蓄能器。本公开实施例实现的悬架调节系统和转向系统均通过同一全液压转向器提供动力油液，实现液压油源的共用，又相互独立，互不干涉，从而降低液压系统的复杂度，降低车辆的使用成本，并降低了故障率。

Description

转向和悬架调节复合系统和工程车辆

技术领域

本公开涉及一种转向和悬架调节复合系统和工程车辆。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

在工程车辆中，转向系统通常由全液压转向器连接在方向盘和转向桥之间，助力驾驶员的转向操作，其中的全液压转向器通过液压对转向桥里的转向油缸进行驱动。而悬架系统则支撑于车体和车架之间，用于传递车轮和车架的力和力矩，缓和车轮行驶所产生的冲击，衰减承载系统的振动。

对于工程车辆而言，由于载重较大、行驶路况复杂，其悬架系统多使用油气悬架，以利用其良好的缓冲能力、减振作用和可调节车架高度等优点。油气悬架具有变刚度特性，可以保证车辆具有良好的行驶平顺性，特别是工地和矿山用车，其道路条件和装载条件都很恶劣，采用油气悬架后，可显著地缓和冲击，减少颠簸，从而改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速。而改变缸筒工作腔的油量和气室的充气压力，可以得到不同的变刚度特性，从而使油气弹簧的主要部件可以在不同吨位的汽车上通用。

传统的工程车辆的转向系统和悬架系统需要通过不同的液压泵提供动力，转向系统和悬架系统相对独立，其结构较为复杂，且使用成本较高。

发明内容

本公开所要解决的一个技术问题是：提供一种转向和悬架调节复合系统和工程车辆，能够简化结构，降低使用成本和故障率。

根据本公开的一些实施例提供的一种转向和悬架调节复合系统，包括：方向盘；全液压转向器，与方向盘可传扭地连接，并设有右转工作油口和左转工作油口，方向盘的转向被配置为控制右转工作油口和左转工作油口的液压油流向；转向系统，包括转向轮和控制转向轮转角的转向油缸，转向油缸的有杆腔和无杆腔分别与右转工作油口和左转工作油口连通；以及悬挂系统，包括至少两个悬挂油缸和至少两个蓄能器，蓄能器可控通断地与右转工作油口和左转工作油口连通，且每个悬挂油缸的有杆腔和无杆腔分别连通于不同的两个蓄能器。

在一些实施例中，至少两个蓄能器包括第一蓄能器和第二蓄能器，至少两个悬挂油缸包括：第一悬挂油缸，其有杆腔连通于第一蓄能器，无杆腔连通于第二蓄能器；以及第二悬挂油缸，其有杆腔连通于第二蓄能器，无杆腔连通于第一蓄能器。

在一些实施例中，悬挂系统还包括：第一电控阀，可控通断地设置于第一蓄能器与右转工作油口之间；第二电控阀，可控通断地设置于第一蓄能器与左转工作油口之间；第三电控阀，可控通断地设置于第二蓄能器与右转工作油口之间；以及第四电控阀，可控通断地设置于第二蓄能器与左转工作油口之间。

在一些实施例中，至少两个蓄能器还包括第三蓄能器和第四蓄能器，至少两个悬挂油缸还包括：第三悬挂油缸，其有杆腔连通于第三蓄能器，无杆腔连通于第四蓄能器；以及第四悬挂油缸，其有杆腔连通于第四蓄能器，无杆腔连通于第三蓄能器。

在一些实施例中，悬挂系统还包括：第五电控阀，可控通断地设置于第三蓄能器与左转工作油口之间；第六电控阀，可控通断地设置于第三蓄能器与右转工作油口之间；第七电控阀，可控通断地设置于第四蓄能器与左转工作油口之间；以及第八电控阀，可控通断地设置于第四蓄能器与右转工作油口之间。

在一些实施例中，转向系统还包括：转向桥；第一转向油缸，其有杆腔与右转工作油口连通，无杆腔与左转工作油口连通；以及第二转向油缸，其无杆腔与右转工作油口连通，有杆腔与左转工作油口连通；其中，第一转向油缸和第二转向油缸的缸筒固定设置于转向桥，缸杆用于驱动转向轮转向。

在一些实施例中，转向系统还包括：第一转向控制阀，可控通断地设置于左转工作油口的出口，用于同步地控制向第一转向油缸的无杆腔和第二转向油缸的有杆腔的供油的通断；以及第二转向控制阀，可控通断地设置于右转工作油口的出口，用于同步地控制向第一转向油缸的有杆腔和第二转向油缸的无杆腔的供油的通断。

在一些实施例中，全液压转向器还设有回油口和压力油口，转向和悬架调节复合系统还包括：油箱；过滤器，设置于回油口与油箱之间；以及液压泵，由马达驱动，设置于压力油口与油箱之间。

在一些实施例中，右转工作油口和左转工作油口两者之一与回油口相连通。

根据本公开的一些实施例提供的一种工程车辆，包括前述转向和悬架调节复合系统。

因此，根据本公开实施例，其中的悬架调节系统和转向系统均通过同一全液压转向器提供动力油液，实现液压油源的共用，又相互独立，互不干涉，从而降低液压系统的复杂度，降低车辆的使用成本和故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开转向和悬架调节复合系统的一些实施例的结构原理示意图。

附图标记说明

1、方向盘；2、齿轮齿条机构；3、全液压转向器；4、第一转向控制阀；41、第二转向控制阀；5、转向桥；51、第一转向油缸；52、第二转向油缸；53、转向轮；6、第一蓄能器；61、第二蓄能器；62、第三蓄能器；63、第四蓄能器；7、第一悬挂油缸；71、第二悬挂油缸；72、第三悬挂油缸；73、第四悬挂油缸；8、第一电控阀；81、第二电控阀；82、第三电控阀；83、第四电控阀；84、第五电控阀；85、第六电控阀；86、第七电控阀；87、第八电控阀；9、过滤器；10、油箱；11、马达；12、液压泵。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

为降低车辆的使用成本，本公开提供了一种全液压助力转向和悬架调节复合系统，在此系统中，油气悬架系统升降和转向系统工作均通过全液压转向器提供动力。

如图1所示，根据本公开的一些实施例提供的全液压助力转向和悬架调节复合系统，包括方向盘1、齿轮齿条机构2、全液压转向器3、转向系统和悬挂系统。其中，全液压转向器3通过齿轮齿条机构2与方向盘1可传扭地连接，并设有右转工作油口R和左转工作油口L，方向盘1的转向被配置为控制右转工作油口R和左转工作油口L的液压油流向。

以全液压转向器3为供油基础，转向系统包括转向轮53和控制转向轮53转角的转向油缸，转向油缸的有杆腔和无杆腔分别与右转工作油口和左转工作油口连通；悬挂系统则包括至少两个悬挂油缸和至少两个蓄能器，蓄能器可控通断地与右转工作油口R和左转工作油口L连通，且每个悬挂油缸的有杆腔和无杆腔分别连通于不同的两个蓄能器。

由此，本公开实施例让转向和悬架系统共用油源，并均通过全液压转向器3提供动力，不再需要独立给悬架提供油源，极大的降低了车辆的使用成本。

在一些实施例中，当本公开中的悬挂油缸仅需要设置两个时，例如仅需要对前轮的车桥设置两个悬挂油缸，或是仅需要对后轮的车桥设置两个悬挂油缸时，蓄能器的数量也对应的为两个，并包括第一蓄能器6和第二蓄能器61。而至少两个悬挂油缸包括第一悬挂油缸7和第二悬挂油缸71，其中第一悬挂油缸7的有杆腔连通于第一蓄能器6，无杆腔连通于第二蓄能器61；而第二悬挂油缸71的有杆腔连通于第二蓄能器61，无杆腔连通于第一蓄能器6。

为了对第一蓄能器6和第二蓄能器61的充油和放油过程进行控制，在一些实施例中，如图1所示，悬挂系统还包括第一电控阀8、第二电控阀81、第三电控阀82和第四电控阀83。

其中，第一电控阀8可控通断地设置于第一蓄能器6与右转工作油口R之间；而第二电控阀81可控通断地设置于第一蓄能器6与左转工作油口L之间；第三电控阀82可控通断地设置于第二蓄能器61与右转工作油口R之间；而第四电控阀83则可控通断地设置于第二蓄能器61与左转工作油口L之间。

由此，对于第一蓄能器6而言：

第一电控阀8得电，第一蓄能器6与全液转向器的右转工作油口R连通，同时第二电控阀81断电，第一蓄能器6与全液转向器的左转工作油口L断开。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的右转工作油口R产生高压，此高压油通过第一电控阀8进入第一蓄能器6，实现第一蓄能器6充油；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的右转工作油口L产生低压，第一蓄能器6的高压油经过第一电控阀8、全液压转向器3回油箱10，从而实现第一蓄能器6放油功能。

第一电控阀8断电，第一蓄能器6与全液转向器的右转工作油口R断开，同时第二电控阀81得电，第一蓄能器6与全液转向器的左转工作油口L连通。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生低压，第一蓄能器6的高压油经过第二电控阀81、全液压转向器3回油箱10，从而实现第一蓄能器6放油功能；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生高压，此高压油通过第二电控阀81进入第一蓄能器6，实现第一蓄能器6充油。

对于第二蓄能器61而言：

第三电控阀82得电，第二蓄能器61与全液转向器的右转工作油口R连通，同时第四电控阀83断电，第二蓄能器61与全液转向器的左转工作油口L断开。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的右转工作油口产生高压，此高压油通过第三电控阀82进入第二蓄能器61，实现第二蓄能器61充油；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的右转工作油口R产生低压，第二蓄能器61的高压油通过第三电控阀82、全液压转向器3回油箱10，从而实现第二蓄能器61放油功能。

第三电控阀82断电，第二蓄能器61与全液转向器的右转工作油口R断开，同时第四电控阀83得电，第二蓄能器61与全液转向器的左转工作油口L连通。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生低压，第二蓄能器61的高压油经过第四电控阀83、全液压转向器3回油箱10，从而实现第二蓄能器61放油功能；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生高压，此高压油通过第四电控阀83进入第二蓄能器61，实现第二蓄能器61充油。

在一些实施例中，当本公开中的悬挂油缸仅需要设置四个时，除了上述的第一悬挂油缸7和第二悬挂油缸71，还包括第三悬挂油缸72和第四悬挂油缸73，以分别设置于车辆的前后两个车桥。此时，至少两个蓄能器还包括第三蓄能器62和第四蓄能器63。

其中第三悬挂油缸72的有杆腔连通于第三蓄能器62，无杆腔连通于第四蓄能器63；而第四悬挂油缸73的有杆腔连通于第四蓄能器63，无杆腔连通于第三蓄能器62。

为了对第三蓄能器62和第四蓄能器63的充油和放油过程进行控制，在一些实施例中，如图1所示，悬挂系统还包括第五电控阀84、第六电控阀85、第七电控阀86和第八电控阀87。

其中，第五电控阀84可控通断地设置于第三蓄能器62与左转工作油口L之间；第六电控阀85可控通断地设置于第三蓄能器62与右转工作油口R之间；第七电控阀86可控通断地设置于第四蓄能器63与左转工作油口L之间；而第八电控阀87则可控通断地设置于第四蓄能器63与右转工作油口R之间。

对于第三蓄能器62而言：

第六电控阀85得电，第三蓄能器62与全液转向器的右转工作油口R连通，同时第五电控阀84断电，第三蓄能器62与全液转向器的左转工作油口L断开。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的右转工作油口产生高压，此高压油通过第六电控阀85进入第三蓄能器62，实现第三蓄能器62充油；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的右转工作油口R产生低压，第三蓄能器62的高压油通过第六电控阀85、全液压转向器3回油箱10，从而实现第三蓄能器62放油功能。

第六电控阀85断电，第三蓄能器62与全液转向器的右转工作油口R断开，同时第五电控阀84得电，第三蓄能器62与全液转向器的左转工作油口L连通。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生低压，第三蓄能器62的高压油经过第五电控阀84、全液压转向器3回油箱10，从而实现第三蓄能器62放油功能；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生高压，此高压油通过第五电控阀84进入第三蓄能器62，实现第三蓄能器62充油。

对于第四蓄能器63而言：

第八电控阀87得电，第四蓄能器63与全液转向器的右转工作油口R连通，同时第七电控阀86断电，第四蓄能器63与全液转向器的左转工作油口L断开。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的右转工作油口R产生高压，此高压油通过第八电控阀87进入第四蓄能器63，实现第四蓄能器63充油；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的右转工作油口R产生低压，第四蓄能器63的高压油经过第八电控阀87、全液压转向器3回油箱10，从而实现第四蓄能器63放油功能。

第八电控阀87断电，第四蓄能器63与全液转向器的右转工作油口R断开，同时第七电控阀86得电，第四蓄能器63与全液转向器的左转工作油口L连通。此时当方向盘1右转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生低压，第四蓄能器63的高压油经过第七电控阀86、全液压转向器3回油箱10，从而实现第四蓄能器63放油功能；此时当方向盘1左转时，全液压转向器3的左转工作油口L产生高压，此高压油通过第七电控阀86进入第四蓄能器63，实现第四蓄能器63充油。

基于上述第一电控阀8到第八电控阀87的控制作用，可以使转向和悬架共用油源，又相互独立，互不干涉。在其它一些实施例中，电控阀包括两位两通电磁阀、两位三通电磁阀、三位两通电磁阀、三位三通电磁阀、三位四通电磁阀或手动切换阀。

在一些实施例中，如图1所示，转向系统包括转向桥5、第一转向油缸51和第二转向油缸52。其中第一转向油缸51的有杆腔与右转工作油口R连通，无杆腔与左转工作油口L连通；而第二转向油缸52的无杆腔与右转工作油口R连通，有杆腔与左转工作油口L连通；并且，第一转向油缸51和第二转向油缸52的缸筒固定设置于转向桥5，缸杆用于驱动转向轮53转向。

为了控制向第一转向油缸51和第二转向油缸52供油的通断，在一些实施例中，如图1所示，转向系统还包括第一转向控制阀4和第二转向控制阀41。

其中，第一转向控制阀4可控通断地设置于左转工作油口L的出口，用于同步地控制向第一转向油缸51的无杆腔和第二转向油缸52的有杆腔的供油的通断；而第二转向控制阀41则可控通断地设置于右转工作油口R的出口，用于同步地控制向第一转向油缸51的有杆腔和第二转向油缸52的无杆腔的供油的通断。

由此，在悬架系统工作时，通过控制第一转向控制阀4和第二转向控制阀41断开油路，可以由全液压转向器3的旋转速度来控制悬架系统升降速度，可以使悬架控制更加精准。在其它一些实施例中，第一转向控制阀4和第二转向控制阀41由两位四通电磁阀或其他电磁阀替代。

为了向全液压转向器3供油，在一些实施例中，如图1所示，全液压转向器3还设有回油口T和压力油口P，转向和悬架调节复合系统还包括油箱10、过滤器9和液压泵12。其中的过滤器9设置于回油口T与油箱10之间；而液压泵12则由马达11驱动，设置于压力油口P与油箱10之间。

在一些实施例中，如图1所示，右转工作油口R和左转工作油口L两者之一与回油口T相连通。也就是使得悬挂系统与右转工作油口R或左转工作油口L相连的工作油口M或工作油口N直接与全液压转向器3的回油口T连通。

根据本公开的一些实施例提供的一种工程车辆，包括前述任一转向和悬架调节复合系统。工程车辆相应地也具有上述有益技术效果。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种转向和悬架调节复合系统，其特征在于，包括：

方向盘(1)；

全液压转向器(3)，与所述方向盘(1)可传扭地连接，并设有右转工作油口和左转工作油口，所述方向盘(1)的转向被配置为控制所述右转工作油口(R)和所述左转工作油口(L)的液压油流向；

转向系统，包括转向轮(53)和控制所述转向轮(53)转角的转向油缸，所述转向油缸的有杆腔和无杆腔分别与所述右转工作油口(R)和所述左转工作油口(L)连通；以及

悬挂系统，包括至少两个悬挂油缸和至少两个蓄能器，所述蓄能器可控通断地与所述右转工作油口(R)和所述左转工作油口(L)连通，且每个所述悬挂油缸的有杆腔和无杆腔分别连通于不同的两个所述蓄能器。

2.根据权利要求1所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，至少两个所述蓄能器包括第一蓄能器(6)和第二蓄能器(61)，至少两个所述悬挂油缸包括：

第一悬挂油缸(7)，其有杆腔连通于所述第一蓄能器(6)，无杆腔连通于所述第二蓄能器(61)；以及

第二悬挂油缸(71)，其有杆腔连通于所述第二蓄能器(61)，无杆腔连通于所述第一蓄能器(6)。

3.根据权利要求2所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述悬挂系统还包括：

第一电控阀(8)，可控通断地设置于所述第一蓄能器(6)与所述右转工作油口(R)之间；

第二电控阀(81)，可控通断地设置于所述第一蓄能器(6)与所述左转工作油口(L)之间；

第三电控阀(82)，可控通断地设置于所述第二蓄能器(61)与所述右转工作油口(R)之间；以及

第四电控阀(83)，可控通断地设置于所述第二蓄能器(61)与所述左转工作油口(L)之间。

4.根据权利要求2所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，至少两个所述蓄能器还包括第三蓄能器(62)和第四蓄能器(63)，至少两个所述悬挂油缸还包括：

第三悬挂油缸(72)，其有杆腔连通于所述第三蓄能器(62)，无杆腔连通于所述第四蓄能器(63)；以及

第四悬挂油缸(73)，其有杆腔连通于所述第四蓄能器(63)，无杆腔连通于所述第三蓄能器(62)。

5.根据权利要求4所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述悬挂系统还包括：

第五电控阀(84)，可控通断地设置于所述第三蓄能器(62)与所述左转工作油口(L)之间；

第六电控阀(85)，可控通断地设置于所述第三蓄能器(62)与所述右转工作油口(R)之间；

第七电控阀(86)，可控通断地设置于所述第四蓄能器(63)与所述左转工作油口(L)之间；以及

第八电控阀(87)，可控通断地设置于所述第四蓄能器(63)与所述右转工作油口(R)之间。

6.根据权利要求1所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述转向系统还包括：

转向桥(5)；

第一转向油缸(51)，其有杆腔与所述右转工作油口(R)连通，无杆腔与所述左转工作油口(L)连通；以及

第二转向油缸(52)，其无杆腔与所述右转工作油口(R)连通，有杆腔与所述左转工作油口(L)连通；

其中，所述第一转向油缸(51)和所述第二转向油缸(52)的缸筒固定设置于所述转向桥(5)，缸杆用于驱动所述转向轮(53)转向。

7.根据权利要求6所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述转向系统还包括：

第一转向控制阀(4)，可控通断地设置于所述左转工作油口(L)的出口，用于同步地控制向所述第一转向油缸(51)的无杆腔和所述第二转向油缸(52)的有杆腔的供油的通断；以及

第二转向控制阀(41)，可控通断地设置于所述右转工作油口(R)的出口，用于同步地控制向所述第一转向油缸(51)的有杆腔和所述第二转向油缸(52)的无杆腔的供油的通断。

8.根据权利要求1所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述全液压转向器(3)还设有回油口(T)和压力油口(P)，所述转向和悬架调节复合系统还包括：

油箱(10)；

过滤器(9)，设置于所述回油口(T)与所述油箱(10)之间；以及

液压泵(12)，由马达(11)驱动，设置于所述压力油口(P)与所述油箱(10)之间。

9.根据权利要求8所述的转向和悬架调节复合系统，其特征在于，所述右转工作油口(R)和所述左转工作油口(L)两者之一与所述回油口(T)相连通。

10.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的转向和悬架调节复合系统。

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