一种转向助力系统卸荷方法、转向助力系统及工程机械与流程

本申请涉及工程机械转向的技术领域，具体涉及一种转向助力系统卸荷方法、转向助力系统及工程机械。

背景技术：

工程机械在运行过程中需要转向运行方向时，需要驱动前后轮同步发生转动，而转向器一般设置在前轮，因此通常在后轮附件设置与转向器连接的助力系统，助力系统可以随着转向器的动作来驱动后轮转动，后轮从而保持与前轮同步转动。

公开号为cn111731378a的中国发明专利公开了一种具有行程卸荷阀的转向助力缸总成，包括缸体、活塞、活塞杆和行程卸荷阀。在车辆发生右转而需要卸荷时，缸体内不同油腔内的压力差通过活塞杆和行程卸荷阀配合完成卸荷，但是上述卸荷过程中仅能针对车辆右转时卸荷，适用范围较小，车辆转向系统的安全性较差。

申请内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种转向助力系统卸荷方法、转向助力系统及工程机械，解决了或改善了车辆只能在右转时对液压系统进行卸荷而导致车辆转向系统的安全性较差的问题。

第一方面，本申请提供的一种转向助力系统卸荷方法，用于对转向系统液压的辅助卸荷，所述转向助力系统卸荷方法包括：获取左转油路内的左转液压值；获取右转油路内的右转液压值；将所述左转液压值与所述右转液压值进行对比而获取压力差值；将所述压力差值与液压额定值进行对比而对应调节所述左转液压值或者所述右转液压值以实现卸荷；其中，所述左转油路为车辆相对于前进方向左转时油液流经的油路；所述右转油路为所述车辆相对于前进方向右转时油液流经的油路。

结合第一方面，本申请提供的一种转向助力系统卸荷方法，当车辆左转时，油液对应流入左转油路内，再获取左转油路内的左转液压值和右转油路内的右转液压值，将左转液压值与右转液压值进行对比而获取压力差值，将压力差值与液压额定值对比，根据对比结果对应调节对应左转油路内的左转液压值以实现左转油路的卸荷。当车辆右转时，对右转油路的卸荷原理与左转油路的卸荷原理相同，不再赘述。以此实现对车辆左转或者右转过程中液压的卸荷。同时还可以在车辆转向过程中任一转向角度进行液压的卸荷，提高车辆转向的安全性。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述将所述压力差值与液压额定值进行对比而对应调节所述左转液压值或者所述右转液压值以实现卸荷，具体包括：当所述压力差值大于所述液压额定值时，对应调节所述左转液压值或者所述右转液压值以实现卸荷；当所述夜压力差值小于等于所述液压额定值时，停止对所述左转液压值或者所述右转液压值的调节。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述当所述压力差值大于所述液压额定值时，对应调节所述左转液压值或者所述右转液压值以实现卸荷，具体包括：当所述左转液压值大于所述右转液压值而产生所述压力差值时，所述左转油路内的油液流向所述右转油路以实现所述左转油路的卸荷；当所述右转液压值大于所述左转液压值而产生所述压力差值时，所述右转油路内的油液流向所述左转油路内以实现所述右转油路的卸荷。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述转向助力系统卸荷方法还包括：当所述压力差值大于所述液压额定值时，控制所述转向系统内油液的输入量。

第二方面，本申请提供一种转向助力系统，用于实施上述所述的转向助力系统卸荷方法，所述转向助力系统包括：助力油缸；左转油路，与所述助力油缸连接；右转油路，与所述助力油缸连接；检测组件，构造为获取所述左转油路内的所述左转液压值，并获取所述右转油路内的所述右转液压值；控制部，与所述检测组件通讯连接，以获取所述检测组件检测到的所述左转液压值和所述右转液压值并将两者进行比较而获取压力差值，将所述压力差值与所述液压额定值进行对比而获取并输出控制信号；卸荷组件，与所述左转油路连接，所述卸荷组件与所述右转油路连接，所述卸荷组件与所述控制部通讯连接以接收所述控制部输出的所述控制信号，所述卸荷组件构造为根据所述控制信号而调节所述左转液压值或者右转液压值。

结合第二方面，本申请提供一种转向助力系统，通过设置卸荷组件，在车辆左转时，油液经过左转油路流向助力油缸，助力油缸从而产生相应的转向助力辅助转向。转向过程中，检测组件同时检测左转液压值和右转液压值，并将两者传输至控制部，控制部将两者进行比较而获取压力差值，压力差值与液压额定值对比而获取并输出控制信号，卸荷组件在接收控制信号，并根据控制信号，对左转油路内的左转液压值进行调节以完成对左转油路的卸荷；当车辆右转时，对右转油路的卸荷原理与左转油路的卸荷原理相同，不再赘述。以此实现对车辆左转或者右转过程中的卸荷，同时还可以实现车辆在转向至任一角度时的卸荷，提高对车辆转向的安全性。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述助力油缸包括：缸体，所述缸体内具有油腔；活塞，滑动连接在所述油腔内，所述活塞将所述油腔分隔为左转油腔和右转油腔，所述左转油腔与所述左转油路连通，所述右转油腔与所述右转油路连通；其中，所述卸荷组件设于所述活塞内，以单向导通或隔断所述右转油腔和所述左转油腔。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述卸荷组件包括：左转单向卸荷阀，所述活塞上具有左通孔，所述左转单向卸荷阀设置在所述左通孔内，所述左转单向卸荷阀与所述控制部通讯连接，以根据所述控制部输出的所述控制信号单向导通或隔断所述左转油腔和所述右转油腔；右转单向卸荷阀，所述活塞上具有右通孔，所述右转单向卸荷阀设置在所述右通孔内，所述右转单向卸荷阀与所述控制部通讯连接，以根据所述控制部输出的所述控制信号单向导通或隔断所述右转油腔和所述左转油腔；其中，所述左转单向卸荷阀和所述右转单向卸荷阀反向安装。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述检测组件包括：左转检测部，设置在所述左转油路上以获取所述左转液压值；右转检测部，设置在所述右转油路上以获取所述右转液压值。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述控制部与转向油泵通讯连接，所述转向油泵构造为根据所述控制部输出的所述控制信号来调节向所述转向系统输入油液的排量。

第三方面，本申请还提供一种工程机械，所述工程机械包括：车轮；转向助力系统；转向机构，与所述车轮和所述转向助力系统分别连接，所述转向机构构造为与所述转向助力系统配合而驱动对应的所述车轮同步转动以实现转向。

结合第三方面，本申请还提供一种工程机械，当工程机械在运行过程中需要转向时，通过转向机构和转向助力系统同步驱动对应车轮转动，以顺利改变工程机械的运行方向。

结合第三方面，在一种可能的实现方式中，所述转向机构包括：转向油罐；转向油泵，所述转向油泵具有抽油口和输油口，所述抽油口与所述转向油罐相连接；动力转向器，所述动力转向器具有进油口、左转出油口、右转出油口以及输出端，所述进油口与所述输油口相连通，所述左转油路与所述左转出油口连通，所述右转油路与所述右转出油口连通，所述动力转向器具有压力卸荷阀以对所述动力转向器内的液压进行卸荷；传动组件，与所述输出端相连接，所述活塞上具有活塞杆，所述传动组件与所述活塞杆相连接，所述传动组件与所述车轮相连接，以将所述动力转向器和所述转向助力系统的转向动力向所述车轮传递。

附图说明

图1所示为本申请一些实施例中转向助力系统卸荷方法的流程示意图。

图2所示为本申请一些实施例中将压力差值与液压额定值进行对比而对应调整左转液压值或者右转液压值以实现卸荷的流程示意图。

图3所示为本申请一些实施例中当压力差值大于液压额定值时液压卸荷流程示意图。

图4所示为本申请一些实施例中一种转向助力系统的液压原理图。

图5所示为本申请一些实施例中助力油缸的结构示意图。

图6所示为本申请一些实施例中助力油缸的卸荷组件的剖面结构示意图。

图7所示为图6所示的实现方式中的a部放大图。

图8所示为本申请一些实施例中工程机械的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

申请概述

工程机械在运行过程中需要改变运行方向时，需要利用液压来实现车轮的转动，从而实现工程机械的转向；相关技术中，工程机械在转向时，当缸体内油液压力较大而需要卸荷时，卸荷流程只能针对车辆右转而进行卸荷，且能在右转的极限位置处进行卸荷，适用范围较小，安全性能较差。

示例性转向助力系统卸荷方法

图1所示为本申请一些实施例中转向助力系统卸荷方法的流程示意图。参照图1所示，该转向助力系统卸荷方法包括：

步骤s100，获取左转油路内的左转液压值，以了解左转油路内液压的强度；

步骤s110，获取右转油路内的右转液压值，以了解右转油路内的液压的强度；

步骤s200，将左转液压值与右转液压值进行对比而获取压力差值，以了解左转油路与右转油路之间的压力差；

步骤s210，将压力差值与液压额定值进行对比而对应调节左转液压值或者右转液压值以实现卸荷；

其中，左转油路为车辆相对于前进方向左转时油液流经的油路；右转油路为车辆相对于前进方向右转时油液流经的油路；上述左转或右转而产生的车辆转向角度在本申请中不做限定，车辆转向角度可以为0度至180度之间任一角度，任一角度均可以通过上述方法来进行卸荷。

当车辆左转时，油液流向左转油路，通过获取左转液压值和右转液压值，并将二者进行对比而产生压力差值，再将压力差值与液压额定值进行对比，根据对比结果来调节左转液压值而实现对左转油路的卸荷；当车辆右转时，对右转油路进行卸荷时，与左转油路的卸荷原理相同，在此不再赘述。以此实现对车辆左转或者右转过程中任一角度的液压的卸荷，避免车辆转向过程中液压偏高，从而提高车辆转向的安全性。

图2所示为本申请一些实施例中将压力差值与液压额定值进行对比而对应调整左转液压值或者右转液压值以实现卸荷的流程示意图。参照图2，将压力差值与液压额定值进行对比而对应调整左转液压值或者右转液压值以实现卸荷，具体包括：

步骤s211，当压力差值大于液压额定值时，对应调节左转液压值以实现左转油路的卸荷，或对应调节右转液压值以实现右转油路的卸荷；

步骤s212，当压力差值小于等于液压额定值时，停止对左转液压值或者右转液压值的调节。

液压额定值可以为一个具体数值，也可以为一个范围值，当液压额定值为一个范围值时，当压力差值位于范围值之间时或小于范围值的最小值时，均可认为压力差值小于液压额定值。

图3所示为本申请一些实施例中当压力差值大于液压额定值时液压卸荷流程示意图。参照图3所示，在本申请一些实施例中，步骤s211，当压力差值与大于液压额定值时，对应调节左转液压值以实现左转油路的卸荷，或对应调节右转液压值以实现右转油路的卸荷，具体包括：

s2111，当左转液压值大于右转液压值而产生压力差值时，左转油路内的油液流向右转油路内以实现左转油路的卸荷；

s2112，当右转液压值大于左转液压值而产生压力差值时，右转油路内的油液流向左转油路内以实现右转油路的卸荷。

当左转油路内的液压大于右转油路内的液压时，左转油路内的油液逐渐向右转油路内流入，从而减少左转油路内油液的流量，以降低左转油路内的左转液压值，从而顺利完成对左转油路的卸荷；当右转油路内的液压大于左转油路内的液压时，右转油路的卸荷方法与左转油路的卸荷方法相同，在此不再赘述。

参照图1所示，在本申请一些实施例中，转向助力系统卸荷方法还包括：

s213，当压力差值大于液压额定值时，控制转向系统内油液的输入量。

当车辆在转向时，当压力差值大于液压额定值时，通过控制转向系统内油液的输入量而限制进入对应的左转油路或者右转油路内的油液的流量，以此进一步提高对左转油路或者右转油路的卸荷效果。

示例性转向助力系统

本申请实施例还提供一种转向助力系统，用于实施上述任一实施例中的转向助力系统卸荷方法。

图4所示为本申请一些实施例中一种转向助力系统的液压原理图。图5所示为本申请一些实施例中助力油缸的结构示意图。参照图4和图5所示，该转向助力系统包括：助力油缸300、左转油路400、右转油路500、检测组件600、控制部700以及卸荷组件800。助力油缸300具有左转进油口310和右转进油口320，左转油路400与左转进油口310连接，右转油路500与右转进油口320连接。

参照图4所示，检测组件600构造为获取左转油路400内的左转液压值，同时获取右转油路500内的右转液压值。控制部700与检测组件600通讯连接以将左转液压值和右转液压值进行对比而产生压力差值，将压力差值与液压额定值对比而获取并输出控制信号。卸荷组件800与控制部700通讯连接以获取控制信号，卸荷组件800与左转油路400和右转油路500分别连接，卸荷组件800构造为根据控制信号来调节左转液压值来实现左转油路400的卸荷，或者调节右转液压值来实现右转油路500的卸荷。

当车辆在运行过程中进行左转时，油液通过左转油路400而经过左转进油口310进入助力油缸300内，助力油缸300从而利用油液的液压产生动力以辅助车辆左转。在车辆左转时，检测组件600获取左转油路400内的左转液压值和右转油路500内的右转液压值，并将左转液压值和右转液压值传输至控制部700，控制部700再将左转液压值与右转液压值进行对比而产生压力差值，将压力差值与液压额定值进行对比而获取并输出控制信号，卸荷组件800再接收控制部700输出的控制信号，根据控制信号来对应调节左转液压值以实现对左转油路400的卸荷。

上述为车辆左转时的对左转油路400的卸荷，当车辆右转时，右转油路500的卸荷原理与左转油路400的卸荷原理相同，在此不再赘述。以此实现车辆在左转或者右转时的任一角度的卸荷，提高车辆转向的安全性。

图6所示为本申请一些实施例中助力油缸的卸荷组件的剖面结构示意图。图7所示为图6所示的实现方式中的a部放大图。参照图6和图7所示，在本申请一些实施例中，助力油缸300包括缸体330和活塞340。缸体330内具有油腔，活塞340滑动连接在油腔内，活塞340将油腔分隔为左转油腔350和右转油腔360，左转油腔350通过左转进油口310与左转油路400连通，右转油腔360通过右转进油口320与右转油腔360连通。其中，卸荷组件800设置在活塞340内以单向导通或者隔断右转油腔360和左转油腔350。

当车辆在左转时，油液通过左转油路400进入左转油腔350内，左转油腔350内的液压增大而推动活塞340在油腔内移动，活塞340在移动时产生相对应的转向辅助动力。当需要对左转油路400进行卸荷时，卸荷组件800根据控制信号单向导通左转油腔350和右转油腔360，左转油腔350内的油液进入右转油腔360内，从而顺利降低左转油路400内的左转液压值以实现对左转油路400的卸荷；车辆右转时右转油路500的卸荷原理与左转油路400的卸荷原理类似，在此不再赘述。

参照图4和7所示，在本申请一些实施例中，卸荷组件800包括左转单向卸荷阀810和右转单向卸荷阀820。在活塞340上具有左通孔341和右通孔342。左转单向卸荷阀810设置在左通孔341内，左转单向卸荷阀810与控制部700通讯连接以根据控制信号单向导通或隔断左转油腔350和右转油腔360。右转单向卸荷阀820设置在右通孔342内，右转单向卸荷阀820与控制部700通讯连接以根据控制信号单向导通或隔断右转油腔360和左转油腔350。其中，左转单向卸荷阀810和右转单向阀卸荷阀反向安装。

当需要对左转油路400的液压进行卸荷时，控制部700向左转单向卸荷阀810输入控制信号，左转单向卸荷阀810将左转油腔350和右转油腔360单向导通，从而只允许左转油腔350内的油液向右转油腔360内流动，同时右转单向卸荷阀820保持关闭状态；当需要对右转油路500的液压进行卸荷时，控制部700向右转单向卸荷阀820输入控制信号，右转单向卸荷阀820单向导通右转油腔360和左转油腔350，从而只允许右转油腔360内的油液相左转油腔350内流动，同时左转单向卸荷阀810保持关闭状态。

参照图7所示，在本申请一些实施例中，左转单向卸荷阀810与右转单向卸荷阀820均通过螺纹连接内置于活塞340中，螺纹连接可以有效封闭左转单向卸荷阀810与左通孔341之间的间隙以及右转单向卸荷阀820和右通孔342之间的间隙，从而保持左通孔341和右通孔342的密封性；在其他实施例中，左转单向卸荷阀810也可以直接放入左通孔341内，再通过密封胶等方式进行密封。

在本申请一些实施例中，卸荷组件800也可以采用单个整体式双向压力卸荷阀或其他形式具有单向导通或隔断左转油腔350和油腔的压力卸荷阀。

在本申请一些实施例，检测组件600包括左转检测部610和右转检测部620。左转检测部610与左转油路400连接以检测左转油路400内的左转液压值，左转检测部610和控制部700通讯连接以将左转液压值传输至控制部700。右转检测部620与右转油路500连接以检测右转油路500的右转液压值，右转检测部620和控制部700通讯连接以将右转液压值传输至控制部700。

在本申请一些实施例中，左转检测部610与右转检测部620均可以采用压力传感器。

参照图4所示，在本申请一些实施例中，转向油泵940与控制部700通讯连接以接收控制部700输出的控制信号，转向油泵940构造为根据控制信号来调节向转向系统输入油液的排量。

当压力差值大于液压额定值时，通过控制部700来控制转向油泵940的排量，从而限制输入转向系统的油液的流量，以此提高对左转油路400或者右转油路500的卸荷效果。

示例性工程机械

本申请实施例还提供一种工程机械。

图8所示为本申请一些实施例中工程机械的结构示意图。参照图4和图8所示，该工程机械包括车轮、上述任一实施例中描述的转向助力系统以及转向机构900。转向机构900分别与车轮和转向助力系统连接，转向机构900构造为与转向助力系统配合而驱动对应的车轮转动以实现车辆转向。

在工程机械运行过程中需要转向时，利用转向机构900和转向助力系统向对应车轮传递转向动力，从而驱动对应车轮同步转动，以此顺利实现工程机械的转向。

由于上述的工程机械设有上述的转向助力系统，因而上述的工程机械具有上述的转向助力系统的全部技术效果，在此不在赘述。

其中，工程机械可以为压路机、平地机、铣刨机或者摊铺机，也可以为其他在运行过程中需要进行转向的工程机械，本申请不对工程机械的种类做出限制。

在本申请一些实施例中，车轮包括两个一桥车轮910和两个二桥车轮920，转向机构900可以靠近一桥车轮910设置以直接驱动一桥车轮910转动，转向助力系统靠近二桥车轮920设置以对二桥车轮920的转动提供辅助转向动力。

转向机构900包括转向油罐930、转向油泵940、动力转向器950以及传动组件960。转向油罐930用于存储油液，转向油罐930上具有出油口和回油口，转向油泵940具有抽油口和输油口，转向油泵940的抽油口与转向油罐930的出油口连通，转向油泵940与工程机械的发动机相连接。动力转向器950具有进油口、左转出油口、右转出油口以及排油口。转向油泵940的输油口与动力转向器950的进油口连通，动力转向器950的排油口与转向油罐930的回油口连通。左转油路400远离左转进油口310的一端与左转出油口连通，右转油路500远离右转进油口320的一端与右转出油口连通。

参照图8所示，动力转向器950上还具有输出端用于输出转向动力，传动组件960与动力转向的输出端相连接以获取转向动力，传动组件960分别与一桥车轮910和二桥车轮920连接，转向助力系统的活塞340上具有活塞杆343的端壁伸出油腔并与传动组件960相连接，传动组件960构造为将动力转向器950和转向助力系统的转向动力传递至车轮。

当工程机械需要左转时，转向油泵940将转向油罐930内的油液抽出而输入动力转向器950内，动力转向器950从而通过输出端输出转向动力，转向动力通过传动组件960向车轮传递动力；同时进入动力转向器950的油液会进入左转油路400内，再经过左转油路400进入左转油腔350内，左转油腔350内的液压增大而推动活塞340移动，活塞340从而拉动活塞杆343移动而产生左转辅助动力，活塞杆343在移动时拉动传动组件960转动，以此顺利提供左转辅助动力。流入动力转向器950的油液再通过排油口流向转向油罐930以实现油液的循环。当工程机械需要右转时，与工程机械左转时的原理相同，在此不再赘述。

本申请一些实施例中，动力转向器950中具有压力卸荷阀，当转向过程中，液压偏高时，压力卸荷阀可主动对液压进行调节以实现卸荷，从而确保转向系统的安全性。同时，动力转向器950中的压力卸荷阀可以与助力油缸300内的卸荷组件800同时运作，以提高卸荷效果。当动力转向器950中的压力卸荷阀出现故障时，与动力转向器950并联的助力油缸300内的卸荷组件800可继续运行卸荷功能，以确保转向系统压力正常。以此进一步提高车辆转向的安全性。

在本申请一些实施例中，转向油泵940可以采用电控变量油泵。

参照图8所示，本申请一些实施例中，传动组件960包括转向锤臂961、转向直拉杆962、转向摇臂963、一桥直拉杆964以及二桥直拉杆965。一桥直拉杆964的一端与动力转向器950连接，一桥直拉杆964的另一端与一桥车轮910连接。

转向锤臂961与动力转向器950连接，转向锤臂961远离动力转向器950的一端与转向直拉杆962连接，转向直拉杆962远离转向锤臂961的一端与转向摇臂963连接，转向摇臂963远离转向直拉杆962的一端与活塞杆343连接，二桥直拉杆965的一端与转向摇臂963连接，二桥直拉杆965的另一端与二桥车轮920连接。

当动力转向器950输出转向动力时，转向动力直接通过一桥直拉杆964向一桥车轮910传递，同时转向动力通过转向锤臂961、转向直拉杆962、转向摇臂963以及二桥直拉杆965向二桥车轮920传递，同时活塞杆343对应发生变化，从而直接驱动转向摇臂963和二桥直拉杆965转动，以快速向二桥车轮920传递转向动力，以此提高二桥车轮920与一桥车轮910的同步性。

参照图4所示，在本申请一些实施例中，在转向油罐930的回油口与动力转向器950的排油口直接设有散热管966，动力转向器950排油口排出的油液先流经散热管966散热后再通过回油口回流至转向油罐930内，以减少油液温度升高的可能性。在转向油罐930与转向油泵940之间可以设置过滤器967以对离开转向油罐930的油液进行过滤。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。