一种主动转向系统用液压缸及阀组系统的制作方法

1.本发明涉及车辆转向技术领域，具体为一种主动转向系统用液压缸及阀组系统。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，对商用车需求不断增加，同时对商用车的机动性能要求也不断提高。商用车一般轴数多、吨位大、车体长、质心高、使用环境较为恶劣，通常是前桥转向，转弯半径很大，后轮轮胎磨损严重，高速转向易甩尾，有侧倾风险。在除前桥以外的其他桥转向时，采用“主动转向技术”可以减小车辆最小转弯直径，提高车辆机动性、操纵稳定性、通过性，是改善车辆机动性的重要手段。
3.随着对车辆在转弯半径及承载要求上的不断提升，近几年来后桥应用主动转向技术的车型越来越多。
4.目前，车辆主动转向系统中的执行机构一般采用液压缸，由于主动转向系统中的液压管众多，在安装时需要占用底盘较大的空间，从而压缩了底盘其他装置的安装空间，布置不便。并且，众多的液压管，增大了管路破损导致转向失效的风险，降低了转向安全。


技术实现要素：

5.本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种主动转向系统用液压缸及阀组系统，本发明采用集成式设计，结构紧凑，减少了液压管路，一方面极大的提高了空间利用率，避免压缩底盘其他装置的安装空间，方便布置；另一方面，降低了管路破损导致转向失效的风险，提高了转向安全。
6.为实现上述目的，发明提供如下技术方案：
7.一种主动转向系统用液压缸及阀组系统，包括液压缸、阀组总成，阀组总成包括阀体和阀门，阀体设于所述液压缸上，阀体上设有用于供液压油流动的流道和用于控制流道内的液压油让液压缸动作的阀门。
8.进一步的，所述液压缸上设有左端油口、中位回油口、右端油口，所述阀门包括梭阀、单向阀一、单向阀二、平衡阀一、平衡阀二、液控单向阀，平衡阀一包括溢流阀一和单向阀三，平衡阀二包括溢流阀二和单向阀四；
9.左端油口通过液压管连接到单向阀一的出液口，单向阀一的进液口通过液压管连接到油泵，油泵用于泵送油箱内的液压油；
10.右端油口通过液压管连接到单向阀二的出液口，单向阀二的进液口通过液压管也连接到油泵；
11.所述中位回油口通过液压管连接到液控单向阀的进液口，液控单向阀的出液口通过液压管连接到油箱，液控单向阀的控制口通过所述流道连接到梭阀的出液口；
12.梭阀的一个进液口通过流道连接到单向阀一的进液口，梭阀的另一个进液口通过流道连接到单向阀二的进液口；
13.溢流阀一的进液口通过流道连接到单向阀一的出液口，溢流阀一的出液口通过流
道连接到油箱，溢流阀一的控制口通过流道连接到单向阀二的进液口；
14.单向阀三的进液口通过流道连接到溢流阀一的出液口，单向阀三的出液口通过流道连接到溢流阀一的进液口；
15.溢流阀二的进液口通过流道连接到单向阀二的出液口，溢流阀二的出液口通过流道连接到溢流阀一的出液口，溢流阀二的控制口通过流道连接到单向阀一的进液口；
16.单向阀四的进液口通过流道连接到溢流阀二的出液口，单向阀四的出液口通过流道连接到溢流阀二的进液口。
17.进一步的，所述油泵采用双向泵，所述单向阀一的进液口通过所述液压管连接到双向泵的一个出口，所述单向阀二的进液口通过液压管连接到双向泵的另一个出口。
18.进一步的，所述阀体为六面体结构，阀体包括端面一、端面二、侧面一、侧面二、侧面三、侧面四，端面一和端面二相对设置，侧面一至侧面四都设置在端面一和端面二之间，侧面一和侧面三相对设置，侧面二和侧面四相对设置，
19.在从左到右的方向上：侧面一上设有所述梭阀；侧面二上依次设有所述液控单向阀、所述单向阀一、所述平衡阀二；侧面四上依次设有所述平衡阀一、所述单向阀二，且平衡阀一对应单向阀一设置，单向阀二对应平衡阀二设置。
20.进一步的，所述液压缸包括缸筒、底座、缸盖、活塞、活塞杆，缸筒的左端依次设有所述阀体和底座，缸筒的右端设有缸盖，缸筒内部设有活塞，活塞上设有贯穿缸盖的活塞杆，活塞把缸筒的内部分隔为左油腔和右油腔，左油腔位于活塞的左侧，右油腔位于活塞的右侧，所述左端油口与左油腔连通，所述右端油口与右油腔连通。
21.进一步的，所述液压缸还包括用于检测所述活塞杆位移的位移传感器。
22.进一步的，所述位移传感器采用磁致伸缩传感器。
23.与现有技术相比，发明的有益效果是：
24.1、在本发明的液压缸总成中：液压缸与阀组总成集成为一体，且阀组总成在阀体内集成了各路阀门，还利用阀体内部流道连接各路阀门，减少了液压管的使用，使得结构紧凑。从而，一方面减小了在车辆底盘上的占用空间，极大的提高了空间利用率，方便在车辆底盘上布置其他装置；另一方面，降低了液压管破损导致转向失效的风险，提高了转向安全。
25.2、在本发明的液压缸总成中，梭阀能够液压缸伸出或缩进时关闭液控单向阀，以便保持中位回油口关闭；梭阀还能在液压缸维持中位状态时，打开液控单向阀，以便打开中位回油口起到泄油作用。单向阀一能够保证液压油单向进入液压缸的左端油口，防止回流。单向阀二能够保证液压油单向进入液压缸的右端油口，防止回流。平衡阀一和平衡阀二都用于平衡阀体内的流道和液压管内的压力，使阀组总成保持稳定，进一步提高了转向安全。
附图说明
26.图1为一种主动转向系统用液压缸及阀组系统的结构示意图一；
27.图2为一种主动转向系统用液压缸及阀组系统的结构示意图二；
28.图3为阀组总成的整体结构示意图；
29.图4为阀组总成的前视示意图；
30.图5为阀组总成的俯视示意图；
31.图6为平衡阀一的结构示意图；
32.图7为平衡阀二的结构示意图；
33.图8为一种主动转向系统用液压缸及阀组系统的液压原理图。
34.图中：
35.具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例1：
38.如图1-2所示，一种主动转向系统用液压缸及阀组系统，包括液压缸、阀组总成。
39.如图1-2所示，液压缸为主动转向系统中的执行机构。液压缸包括缸筒、底座、缸盖、活塞、活塞杆、位移传感器。
40.如图1-2所示，缸筒的左端依次安装有阀组总成和底座。缸筒的右端安装有缸盖。
41.如图2所示，缸筒内部安装有活塞，活塞把缸筒内部分隔为左油腔a和右油腔b，左油腔a位于活塞的左侧，右油腔b位于活塞的右侧。
42.如图2所示，缸筒的左端设有左端油口，左端油口与左油腔a连通。缸筒的右端设有右端油口，右端油口与右油腔b连通。缸筒的中部设有中位回油口，在左油腔a的空间增大时，中位回油口与左油腔a连通，在右油腔b的空间增大时，中位回油口与右油腔b连通。
43.如图2所示，活塞上安装有贯穿缸盖的活塞杆。
44.如图2所示，位移传感器用于检测活塞杆的位移。在本实施例中，感器采用磁致伸缩传感器。磁致伸缩传感器为当前现有成熟产品。
45.如图2所示，磁致伸缩传感器的传感器头部固定安装在缸筒内部，活塞杆内部设有用于容纳磁致伸缩传感器的探测杆和活动浮子的容纳腔c，活动浮子固定安装在容纳腔c内。在活塞杆伸出或缩进时，活塞杆携带活动浮子一起移动，使得套设在探测杆上的活动浮子在探测杆上发生位移，使得磁致伸缩传感器将相应位移信号传递给ecu控制器，ecu控制器接收磁致伸缩传感器发出的信号后，ecu控制器控制活塞杆做出下一步动作。
46.如图1-7所示，阀组总成包括阀体和阀门。阀门包括梭阀、单向阀一、单向阀二、平衡阀一、平衡阀二、液控单向阀。
47.如图3-5所示，阀体为六面体结构，包括端面一、端面二、侧面一、侧面二、侧面三、侧面四。端面一和端面二相对设置，且端面一设于端面二的右侧。侧面一至侧面四都设置在端面一和端面二之间，侧面一和侧面三相对设置，侧面二和侧面四相对设置。
48.如图1-2所示，缸筒的左端安装在端面一上，底座安装在端面二上。
49.如图3-5所示，在从左到右的方向上：侧面一上依次安装有梭阀、传感器接口；侧面二上依次安装有液控单向阀、单向阀一、平衡阀二；侧面四上依次安装有平衡阀一、单向阀二，且，平衡阀一对应单向阀一设置，单向阀二对应平衡阀二设置。
50.传感器接口连接磁致伸缩传感器和ecu控制器。
51.如图8所示，梭阀设有两个进液口和一个出液口，分别记为进液口p1、进液口p2、出液口p3。
52.如图8所示，单向阀一设有一个进液口和一个出液口，分别记为进液口p4、出液口p5。
53.如图8所示，单向阀二设有一个进液口和一个出液口，分别记为进液口p6、出液口p7。
54.如图6所示，平衡阀一包括溢流阀一和单向阀三。
55.如图8所示，溢流阀一采用先导型溢流阀。溢流阀一设有一个进液口和一个出液口以及一个控制口，分别记为进液口p8、出液口p9、控制口p10。此溢流阀一中的先导阀调定压力为18mpa。
56.如图8所示，单向阀三设有一个进液口和一个出液口，分别记为进液口p11、出液口p12。
57.如图7所示，平衡阀二包括溢流阀二和单向阀四。
58.如图8所示，溢流阀二采用先导型溢流阀。溢流阀二设有一个进液口和一个出液口以及一个控制口，分别记为进液口p13、出液口p14、控制口p15。此溢流阀二中的先导阀调定
压力为18mpa。
59.如图8所示，单向阀四设有一个进液口和一个出液口，分别记为进液口p16、出液口p17。
60.如图8所示，液控单向阀设有一个进液口和一个出液口以及一个控制口，分别记为进液口p18、出液口p19、控制口p20。
61.上述各个阀门的连接关系如下：
62.如图8所示，液压缸缸筒上的左端油口通过液压管连接到单向阀一的出液口p5，单向阀一的进液口p4通过液压管连接到双向泵的一个出口，双向泵用于将油箱内的液压油输送给液压缸缸筒内的左油腔a。
63.如图8所示，液压缸缸筒上的右端油口通过液压管连接到单向阀二的出液口p7，单向阀二的进液口p6通过液压管连接到双向泵的另一个出口，双向泵用于将邮箱内的液压油输送给液压缸缸筒内的右油腔b。
64.如图8所示，液压缸缸筒上的中位回油口通过液压管连接到液控单向阀的进液口p18，液控单向阀的出液口p19通过液压管连接到油箱，液控单向阀的控制口p20通过阀体内的流道连接到梭阀的出液口p3。
65.如图8所示，梭阀的进液口p1通过阀体内的流道连接到单向阀一的进液口p4，梭阀的进液口p2通过阀体内的流道连接到单向阀二的进液口p6。
66.如图8所示，溢流阀一的进液口p8通过阀体内的流道连接到单向阀一的出液口p5，溢流阀一的出液口p9通过阀体内的流道连接到油箱，溢流阀一的控制口p10通过阀体内的流道连接到单向阀二的进液口p6。
67.如图8所示，单向阀三的进液口p11通过阀体内的流道连接到溢流阀一的出液口p9，单向阀三的出液口p12通过阀体内的流道连接到溢流阀一的进液口p8。
68.如图8所示，溢流阀二的进液口p13通过阀体内的流道连接到单向阀二的出液口p7，溢流阀二的出液口p14通过阀体内的流道连接到溢流阀一的出液口p9，溢流阀二的控制口p15通过阀体内的流道连接到单向阀一的进液口p4。
69.如图8所示，单向阀四的进液口p16通过阀体内的流道连接到溢流阀二的出液口p14，单向阀四的出液口p17通过阀体内的流道连接到溢流阀二的进液口p13。
70.如图8所示，控制单元包括ecu控制器、伺服电机、双向泵。ecu控制器用于接收磁致伸缩传感器检测出的活塞杆的位移信息，并控制伺服电机运行，伺服电机用于驱动双向泵运行，双向泵用于往液压缸内泵送油箱内的液压油。
71.(1)工作过程一：当活塞向右移动时，左油腔a处于进油状态，右油腔b处于回油状态，活塞杆逐渐伸出。
72.在进油过程中，来自油箱的第一部分液压油经过单向阀一的进液口p4、单向阀一、单向阀一的出液口p5、左端油口进入左油腔a。
73.并且，在进油过程中，来自油箱的第二部分液压油经过梭阀的进液口p1、梭阀、梭阀的出液口p3、液控单向阀的控制口p20进入液控单向阀，让液控单向阀内的阀芯堵住液控单向阀的进液口p18，从而保证中位回油口保持关闭状态。
74.还有，在进油过程中，来自油箱的第三部分液压油进入溢流阀二的控制口p15，此时溢流阀二控制口p15的压力大于溢流阀二中的先导阀调定压力18mpa，以便于在溢流阀二
进液口p13的压力增大到足以克服先导阀调定压力18mpa时，溢流阀二进液口p13处进入的液压油能够从溢流阀二的出液口p14流出。
75.另外，在进油过程中，溢流阀一的控制口p10因为连接到单向阀二的进液口p6，且单向阀二进液口p6连接到双向泵的一个出口，此出口没有往单向阀二泵出液压油，所以溢流阀一控制口p10处于封闭状态，封闭状态的溢流阀一控制口p10的压力大于溢流阀一中的先导阀调定压力18mpa，以便于在溢流阀一进液口p8的压力增大到足以克服先导阀调定压力18mpa时，溢流阀一进液口p8处进入的液压油能够从溢流阀一的出液口p9流出。
76.在回油过程中，来自右油腔b的液压油经过出右端油口、溢流阀二的进液口p13、溢流阀二、溢流阀二的出液口p14回到油箱。
77.并且，在回油过程中，从溢流阀二的出液口p14流向油箱的液压油中的一部分经过单向阀三的进液口p11、单向阀三、单向阀三的出液口p12、溢流阀一的进液口p8、溢流阀一、溢流阀一的出液口p9回到油箱。
78.在持续进油过程中下，进油压力过大，从单向阀一出液口p5流向左端油口的一部分液压油继续进入左油腔a，从单向阀一出液口p5流向左端油口的另一部分液压油将经过溢流阀一的进液口p8、溢流阀一、溢流阀一的出液口p9回到油箱。
79.并且，在持续进油过程中下，从溢流阀一的出液口p9流向油箱的液压油中的一部分经过单向阀四的进液口p16、单向阀四、单向阀四的出液口p17、溢流阀二的进液口p13、溢流阀二、溢流阀二的出液口p14回到油箱。
80.(2)工作过程二：当活塞向左移动时，左油腔a处于回油状态，右油腔b处于进油状态，活塞杆逐渐缩进。
81.在进油过程中，来自油箱的第一部分液压油经过单向阀二的进液口p6、单向阀二、单向阀二出液口p7、右端油口进入右油腔b。
82.并且，在进油过程中，来自油箱的第二部分液压油经过梭阀的进液口p2、梭阀、梭阀的出液口p3、液控单向阀的控制口p20进入液控单向阀，让液控单向阀内的阀芯堵住液控单向阀的进液口p18，从而保证中位回油口保持关闭状态。
83.还有，在进油过程中，来自油箱的第三部分液压油进入溢流阀一的控制口p10，此时溢流阀一控制口p10的压力大于溢流阀一中的先导阀调定压力18mpa，以便于在溢流阀一进液口p8增大到足以克服先导阀调定压力18mpa时，溢流阀一进液口p8处进入的液压油能够从溢流阀一的出液口p9流出。
84.另外，在进油过程中，溢流阀二的控制口p15因为连接到单向阀一的进液口p4，且单向阀一进液口p4连接到双向泵的一个出口，此出口没有往单向阀一泵出液压油，所以溢流阀二控制口p15处于封闭状态，封闭状态的溢流阀二控制口p15的压力大于溢流阀二中的先导阀调定压力18mpa，以便于在溢流阀二进液口p13的压力增大到足以克服先导阀调定压力18mpa时，溢流阀二进液口p13处进入的液压油能够从溢流阀二的出液口p14流出。
85.在回油过程中，来自左油腔a的液压油经过左端油口、溢流阀一的进液口p8、溢流阀一、溢流阀一的出液口p9回到油箱。
86.并且，在回油过程中，从溢流阀一的出液口p14流向油箱的液压油中的一部分经过单向阀四的进液口p16、单向阀四、单向阀四的出液口p17、溢流阀二的进液口p13、溢流阀二、溢流阀二的出液口p14回到油箱。
87.在持续进油过程中下，进油压力过大，从单向阀二出液口p6流向右端油口的一部分液压油继续进入右油腔b，从单向阀二出液口p6流向右端油口的另一部分液压油将经过溢流阀二的进液口p13、溢流阀二、溢流阀二的出液口p14回到油箱。
88.并且，在持续进油过程中下，从溢流阀二的出液口p14流向油箱的液压油中的一部分经过单向阀三的进液口p11、单向阀三、单向阀三的出液口p12、溢流阀一的进液口p8、溢流阀一、溢流阀一的出液口p9回到油箱。
89.(3)工作过程三：当液压缸内的活塞和活塞杆处于中位不移动时，梭阀控制液控单向阀打开，液压缸中的液压油通过中位回油口、液控单向阀的进液口18、液控单向阀、液控单向阀的出液口19回到油箱。
90.通过上述介绍可知，在本实施例的液压缸总成中：液压缸与阀组总成集成为一体，且阀组总成在阀体内集成了各路阀门，还利用阀体内部流道连接各路阀门，只有单向阀一、单向阀二、液压单向阀通过液压管连接液压缸和油箱，减少了液压管的使用，使得结构紧凑。从而，一方面减小了在车辆底盘上的占用空间，方便在车辆底盘上布置其他装置；另一方面，降低了液压管破损导致转向失效的风险，提高了转向安全。
91.并且，在本实施例的液压缸总成中，梭阀能够液压缸伸出或缩进时关闭液控单向阀，以便保持中位回油口关闭；梭阀还能在液压缸维持中位状态时，打开液控单向阀，以便打开中位回油口起到泄油作用。单向阀一能够保证液压油单向进入液压缸的左端油口，防止回流。单向阀二能够保证液压油单向进入液压缸的右端油口，防止回流。平衡阀一和平衡阀二都用于平衡阀体内的流道和液压管内的压力，使阀组总成保持稳定，进一步提高了转向安全。
92.对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。