[发明专利]一种自卸车液压动力转向系统

说明书

一种自卸车液压动力转向系统，包括用于控制左车轮转角的左转向动力缸和用于控制右车轮转角的右转向动力缸；转向系统的控制方法包括以下步骤：(1)方向盘转角传感器采集方向盘的转角信号；(2)计算不同方向盘转角下满足阿克曼转向几何关系的左、右车轮的转角；(3)通过转向机构杆件间的运动学关系计算出左、右转向动力缸中活塞杆的位移；(4)根据转向动力缸和活塞杆的横截面积，确定转向液压系统需要输出到左、右转向动力缸中的液压油流量。取消了转向横拉杆，前悬架间车架之下不再有阻挡，提高了车辆的通过性。

技术领域

本发明涉及转向系统，尤其是一种自卸车液压动力转向系统。

背景技术

现有的自卸车液压动力转向系统结构包含左(右)转向助力缸、左(右)转向节、左(右)转向节臂、转向横拉杆等部件。右转时，高压油进入左转向油缸的无杆腔，右转向油缸的有杆腔；左转时，高压油进入左转向油缸的有杆腔，右转向油缸的无杆腔，转向油缸在高压油的推动下，使车轮转向。直线行驶时，转向油缸两腔油压相等。

两侧的转向节臂、转向横拉杆和车架构成了四连杆机构，使车辆转向时左、右车轮的转角满足阿克曼转向几何的要求，即转向时内、外侧车轮绕同一个瞬时转动中心旋转。同时，左、右两侧转向油缸采用双缸交叉的方式连接，如图2所示。当车辆转向时，转向液压油进入其中一条转向油路，推动转向活塞运动。两个油腔之间的油量通过油路中压强平衡自动分配。

现有转向系统存在以下缺陷：

(1)现有的转向机构为整体式转向，一般适用于非独立前悬架。而自卸车由于采用独立式前悬架，转向横拉杆的存在，会使得一侧转向轮的跳动影响到另一侧转向轮；

(2)转向横拉杆的位置处于前悬架间、车架之下，降低了车辆的最小离地间隙，影响车辆的通过性；

(3)转向横拉杆增大了车辆的簧下质量，影响整车的平顺性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自卸车液压动力转向系统，解决原有的液压动力转向系统由于转向横拉杆而带来的诸多问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自卸车液压动力转向系统，包括用于控制左车轮转角的左转向动力缸和用于控制右车轮转角的右转向动力缸；转向系统的控制方法包括以下步骤：

(1)方向盘转角传感器采集方向盘的转角信号；

(2)计算不同方向盘转角下满足阿克曼转向几何关系的左、右车轮的转角；

(3)通过转向机构杆件间的运动学关系计算出左、右转向动力缸中活塞杆的位移；

(4)根据转向动力缸和活塞杆的横截面积，确定转向液压系统需要输出到左、右转向动力缸中的液压油流量。

作为改进，在控制过程中，通过车轮转角传感器不断检测左右车轮的转角，由左、右转向动力缸中的液压油的增减来控制修正左、右车轮转角间的关系，以满足转向需求。

作为改进，所述步骤(4)中，输出的液压油经由流量放大器放大后，进入对应的转向动力缸。

作为改进，所述转向机构杆件包括转向动力缸、转向节臂和主销，输入到转向动力缸中的液压油推动活塞杆运动，并通过活塞杆推动转向节臂绕主销转动，从而带动车轮的偏转。

作为改进，活塞将转向动力缸分为有杆腔和无杆腔两个腔体；左、右两个转向动力缸共四个腔体，分别连接液压系统的四条管路。

作为改进，输出到左、右转向动力缸的油液体积V_l、V_r关系如下：

D为活塞直径，d为杆直径。