一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用在工程機(jī)械中有效節(jié)能的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)液壓和電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)工程機(jī)械的駕駛條件和工作要求越來越高，能夠顯著降低駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度和降低能源消耗的產(chǎn)品才更加容易贏得市場(chǎng)；傳統(tǒng)的工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要采用液壓轉(zhuǎn)向器和流量放大閥的聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的轉(zhuǎn)向，這種轉(zhuǎn)向設(shè)備機(jī)械和液壓連接復(fù)雜，操作麻煩，因此操作輕便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作效率高的工程機(jī)械產(chǎn)品成為市場(chǎng)的迫切需要。
[0003]駕駛員在駕駛工程機(jī)械實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向需要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)過程:駕駛員操作方向盤轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向器動(dòng)作控制流量放大閥通斷和方向，定量泵輸出油液控制轉(zhuǎn)向油缸伸縮。由于系統(tǒng)采用定量泵，系統(tǒng)節(jié)流和溢流損失非常大。
[0004]目前市面上常見的工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的是如圖1的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)包括1-定量泵、2-優(yōu)先閥、3-液壓轉(zhuǎn)向器、4-轉(zhuǎn)向油缸、5-流量放大閥構(gòu)成。方向盤在沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向器的出口關(guān)閉，先導(dǎo)油液經(jīng)過轉(zhuǎn)向器泄油口流回油箱，流量放大閥的閥芯在復(fù)位彈簧作用下處于中位，系統(tǒng)不轉(zhuǎn)向；當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，方向盤控制轉(zhuǎn)向器向流量放大閥的兩端充油，此時(shí)在先導(dǎo)油液作用下，流量放大閥閥芯移動(dòng)，閥芯打開，定量泵與轉(zhuǎn)向油缸接通，系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向。當(dāng)系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)向時(shí)，進(jìn)入流量放大閥閥芯一端的先導(dǎo)壓力油則通過流量放大閥的節(jié)流口流回油箱，閥芯兩端的壓力接近平衡，在復(fù)位彈簧作用下流量放大閥閥芯處于中位，系統(tǒng)停止轉(zhuǎn)向。在以上轉(zhuǎn)向過程中多處存在節(jié)流損失和溢流損失，例如:在系統(tǒng)未工作時(shí)，液壓油經(jīng)溢流閥直接流回油箱，具有非常大的溢流損失；在控制轉(zhuǎn)向時(shí)，由于是控制流量放大閥的節(jié)流口的開度大小來控制流量大小，節(jié)流損失較大；在轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員缺乏對(duì)路況的感知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服以上工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向中的問題，本發(fā)明意在設(shè)計(jì)一種能夠有效降低能耗，使駕駛員操作簡(jiǎn)單輕便，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，駕駛員具有路感的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)包括:1-變量泵方向盤，2-變量油缸，3-比例三通閥，4-電磁通斷閥，5-蓄能器，6-ECU(電控單元)，7-角位移傳感器，8-方向盤，9-力反饋電機(jī)，10-轉(zhuǎn)向油缸，11-液控單向閥，12-壓力傳感器，13-補(bǔ)油閥，14-梭閥，15-液控單向閥，16-溢流閥，17-電磁換向閥，18-單向閥，19-溢流閥，20-過濾器，21-油箱。
[0007]所述新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，角位移傳感器輸入端連接方向盤，輸出端連接ECU，力反饋電機(jī)輸出端連接方向盤，輸入端連接ECU，方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)，通過角位移傳感器將轉(zhuǎn)向信號(hào)輸出到ECU ；ECU通過輸出端與比例三通閥的電信號(hào)輸入端連接，向比例三通閥發(fā)出動(dòng)作信號(hào)，比例三通閥控制變量油缸，隨著活塞桿伸縮的變化控制變量泵斜盤傾角的變化；ECU通過輸出端與電磁換向閥的兩個(gè)控制端連接，通過ECU的控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向油路的換向和通斷；補(bǔ)油閥連接在電磁換向閥與轉(zhuǎn)向油缸之間的回路上，一端連接在進(jìn)油路，另一端連接在回油路；梭閥連接在電磁換向閥與轉(zhuǎn)向油缸之間的回路上，一端連接在進(jìn)油路，另一端連接在回油路；在梭閥的出油口連接溢流閥和壓力傳感器；在轉(zhuǎn)向油缸的活塞桿上安裝位移傳感器；在變量泵與電磁換向閥之間的油路上設(shè)置單向閥；在單向閥與電磁換向閥之間設(shè)置蓄能器，在蓄能器的輸入(出)端安裝電磁通斷閥和壓力傳感器，電磁通斷閥的控制端連接在E⑶的輸出口。
[0008]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械沒有轉(zhuǎn)向時(shí)即方向盤沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，ECU沒有接收到方向盤發(fā)出的轉(zhuǎn)向信號(hào)，此時(shí)比例三通閥不動(dòng)作，變量油缸的無桿腔直接通過比例三通閥的右位工作位置與油箱相連，活塞桿處于最右位，此時(shí)，變量泵的斜盤傾角最小，亦即變量泵出油口關(guān)閉，系統(tǒng)無液壓油輸出。
[0009]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械剛快速轉(zhuǎn)向時(shí)，角位移傳感器將轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給ECU，ECU將信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào)，ECU將控制信號(hào)輸出到比例三通閥，閥芯右移，變量油缸活塞桿向右移動(dòng)，推動(dòng)變量泵排量增大；ECU同時(shí)將轉(zhuǎn)向信號(hào)傳遞給電磁換向閥，電磁換向閥動(dòng)作到工作位置，通過變量泵和電磁換向閥的同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的快速轉(zhuǎn)向。方向盤轉(zhuǎn)速越快，比例三通閥的閥芯右移的位移越大，活塞桿右移越大，變量泵排量越大，轉(zhuǎn)向越快。在轉(zhuǎn)向的同時(shí)，由位移傳感器采集液壓缸活塞桿的伸縮量，并將其與方向盤輸出的轉(zhuǎn)角比較來確定是否停止轉(zhuǎn)向；變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連，當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí)，比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài)，此時(shí)活塞桿位置固定，變量泵處于定量供油。
[0010]所述的新型工程機(jī)械線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械剛慢速轉(zhuǎn)向時(shí)，角位移傳感器將轉(zhuǎn)角信號(hào)傳遞給ECU，ECU將信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速信號(hào)，ECU將控制信號(hào)輸出到比例三通閥，慢速時(shí)，ECU發(fā)給比例三通閥的電信號(hào)較小，此時(shí)比例電磁鐵出力較小，原有的閥芯力平衡打破，在復(fù)位彈簧作用下左移，此時(shí)，變量油缸活塞桿向左移動(dòng)，推動(dòng)變量泵排量減小；ECU將轉(zhuǎn)向信號(hào)傳遞給電磁換向閥，電磁換向閥動(dòng)作到工作位置，通過變量泵和電磁換向閥的同時(shí)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的慢速轉(zhuǎn)向。方向盤轉(zhuǎn)速越慢，比例三通閥的閥芯左移的位移越大，通過變量油缸的油液越少，變量泵排量越小，轉(zhuǎn)向越慢。變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連，當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí)，比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài)，此時(shí)活塞桿位置固定，變量泵處于定量供油。在轉(zhuǎn)向的同時(shí)，由位移傳感器采集液壓缸的伸縮量，并將其與方向盤出的轉(zhuǎn)角比較確定是否停止轉(zhuǎn)向；變量油缸的活塞桿與比例三通閥的閥套相連，當(dāng)活塞桿到達(dá)一定位置時(shí)，比例三通閥關(guān)閉處于中位狀態(tài)，此時(shí)活塞桿位置固定，變量泵處于定量供油。
[0011]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向的過程中，由液壓缸位移傳感器采集的數(shù)據(jù)和角位移傳感器采集的數(shù)據(jù)在ECU處進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，以確定輪胎的轉(zhuǎn)向角度是否和方向盤轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)，若不對(duì)應(yīng)則由ECU發(fā)出指令進(jìn)行糾正。
[0012]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向時(shí)，如出現(xiàn)轉(zhuǎn)向動(dòng)力不足時(shí)，由ECU向蓄能器發(fā)出指令，電磁通斷閥打開，蓄能器向轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充油；當(dāng)蓄能器壓力較低時(shí)，E⑶控制電磁通斷閥，系統(tǒng)向蓄能器充油。
[0013]所述的新型工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在工程機(jī)械轉(zhuǎn)向的過程中，如若出現(xiàn)路面不好或者轉(zhuǎn)向不動(dòng)時(shí)，梭閥處的壓力傳感器探測(cè)壓力，若探測(cè)壓力高于變量泵最大輸出壓力，此時(shí)系統(tǒng)不能轉(zhuǎn)向，此時(shí)E⑶向比例三