转向系统及作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种转向系统及作业机械。


背景技术：

2.在驾驶操作的过程中，驾驶员通常通过转向系统控制作业机械的行驶方向。随着驾驶员对转向操控性能要求的越来越高，为减小操作强度，确保驾驶操作的安全性，驾驶员在对作业机械原地转向的情况下，对方向盘要求轻便的转向手力，而在作业机械高速行驶的情况下，为防止方向盘的转向发飘，需要较稳的转向保舵力。
3.目前，在作业机械领域，通常采用液压助力转向系统执行对作业机械的转向辅助控制。液压助力转向系统包括液压泵、转向器及转向油缸，液压泵将液压油泵送给转向器，由转向器控制转向油缸的伸缩，以辅助驾驶员执行对作业机械的转向。
4.然而，现有的液压助力转向系统在工作时，主要由发动机驱动液压泵的运转，液压助力转向系统的油路的流量完全由发动机的转速确定，不能满足驾驶员在不同车速及对方向盘不同操作状态下所需要的手力，导致驾驶操作体验感差，也不利于确保驾驶安全。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种转向系统及作业机械，用以解决或改善现有的液压助力转向系统不能满足驾驶员在不同车速及对方向盘的不同操作状态下所需要的手力的问题。
6.本实用新型提供一种转向系统，包括：压力油源与转向器，所述压力油源用于向所述转向器输送液压油，所述转向器用于控制转向油缸的伸缩；还包括：传感器组件、控制模块及流量控制阀；所述传感器组件与所述控制模块连接，所述控制模块与所述流量控制阀连接；所述流量控制阀设于所述压力油源与所述转向器之间的油路上，所述流量控制阀与所述压力油源连接；其中，所述传感器组件用于检测作业机械的行驶信息与所述作业机械上的方向盘的转动信息；所述控制模块用于根据所述行驶信息与所述转动信息，通过所述流量控制阀控制所述压力油源输送至所述转向器的流量。
7.根据本实用新型提供的一种转向系统，所述压力油源包括油罐与液压泵；所述流量控制阀具有第一端口、第二端口及第三端口；所述油罐与所述液压泵的进油端连接，所述液压泵的出油端与所述第一端口连接，所述第二端口与所述转向器的进油口连接，所述第三端口与所述油罐连接；所述控制模块用于有选择性地对所述第二端口和/或所述第三端口的开度大小进行控制。
8.根据本实用新型提供的一种转向系统，在所述控制模块同时对所述第二端口及所述第三端口进行开度调节的情况下，所述控制模块用于控制所述第二端口与所述第三端口当中一者的开度增大，以及控制所述第二端口与所述第三端口当中另一者的开度减小。
9.根据本实用新型提供的一种转向系统，还包括：压力传感器；所述压力传感器用于检测所述流量控制阀与所述转向器之间油路的油压，所述压力传感器与所述控制模块连接；所述控制模块用于根据所述压力传感器反馈的油压，通过所述流量控制阀控制所述压
力油源输送至所述转向器的流量。
10.根据本实用新型提供的一种转向系统，还包括：散热管；所述流量控制阀的第三端口及所述转向器的回油口分别与所述散热管的一端连接，所述散热管的另一端与所述油罐连接。
11.根据本实用新型提供的一种转向系统，所述散热管包括管体部与翅片部；所述管体部呈蛇形排布，所述翅片部设于所述管体部的外侧壁上；和/或，所述散热管的一侧设有风送装置，所述风送装置用于朝向所述散热管送风。
12.根据本实用新型提供的一种转向系统，所述传感器组件包括车速传感器与转速传感器；所述车速传感器用于检测所述作业机械的行驶速度，所述转速传感器用于检测所述作业机械上的发动机的转速。
13.根据本实用新型提供的一种转向系统，所述传感器组件包括角度传感器与扭矩传感器；所述角度传感器用于检测所述方向盘的旋转角度，所述扭矩传感器用于检测所述方向盘的旋转扭矩。
14.根据本实用新型提供的一种转向系统，所述控制模块包括所述作业机械上的车载控制器，所述流量控制阀包括电磁溢流阀。
15.本实用新型还提供一种作业机械，包括：如上任一项所述的转向系统。
16.本实用新型提供的一种转向系统及作业机械，通过在现有的液压助力系统的基础上设置传感器组件、控制模块及流量控制阀，在检测到作业机械行驶速度较大时，通过流量控制阀减小压力油源输送至转向器的流量，可使得方向盘上具有较稳的转向保舵力，以确保行驶安全，而在作业机械行驶速度较小时，通过流量控制阀增大压力油源输送至转向器的流量，可减小驾驶员对方向盘的操作力；相应地，在检测到方向盘的转动角度或转动力矩较大时，通过流量控制阀增大压力油源输送至转向器的流量，可减小驾驶员对方向盘的操作力，确保大角度转向操作的便捷性，而在方向盘的转动角度或转动力矩较小时，通过流量控制阀减小压力油源输送至转向器的流量，可使得方向盘上具有一定的转向保舵力，确保了方向盘的稳定性。
17.由此可见，本实用新型满足了驾驶员在不同车速及对方向盘的不同操作状态下所需要的手力，实现了采用电控的方式对方向盘进行液压助力转向控制，提高了驾驶员的驾驶操作体验，有利于确保驾驶安全。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
19.图1是本实用新型提供的转向系统的控制结构框图；
20.附图标记：
21.1：油罐；
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2：液压泵；
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3：流量控制阀；
22.4：转向器；
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5：转向油缸；
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6：散热管；
23.11：控制模块；
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12：车速传感器；
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13：转速传感器；
24.14：角度传感器；
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15：扭矩传感器；
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16：压力传感器。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.当前，在采用液压助力转向系统对作业机械进行转向辅助控制时，液压助力转向系统设置有压力油源、转向器及转向油缸；压力油源包括油罐与液压泵，液压泵用于将油罐的液压油泵送给转向器，由转向器控制转向油缸的伸缩，以辅助驾驶员执行对作业机械的转向操作。
27.其中，液压泵的进油端与油罐连接，液压泵的出油端与转向器的进油口连接，转向器的其中一个工作油口与转向油缸的其中一个油腔连接，转向器的另一个工作油口与转向油缸的另一个油腔连接，转向器的回油口与油罐连接。
28.相关技术中，在液压泵至转向器之间的油路上依次设有蓄能器与比例调节阀，基于蓄能器对液压油的临时存储作用，可通过车载控制器对比例调节阀的开度进行调节，以实现对输入至转向器的流量进行控制。
29.然而，在采用蓄能器的应用场景下，液压泵主要通过电动机提供驱动力，基于蓄能器对液压能的收集，可在关闭电动机的情况下，将蓄能器内存储的液压油输送至转向器，以到节约电能的效果。但是，在实际应用中，作业机械上的储电装置的储能有限，而液压泵通常与作业机械上的发动机连接，上述基于蓄能器与比例调节阀的流量控制方案，增加了整个液压助力转向系统油路的复杂性。同时，在实际控制中，该液压助力转向系统不能满足驾驶员在不同车速及对方向盘的不同操作状态下所需要的手力，驾驶员操作体验感较差。
30.为解决上述问题，本实施例在现有的液压助力转向系统的基础上提供了一种转向系统及作业机械。
31.如图1所示，本实施例提供一种转向系统，包括：压力油源与转向器4，压力油源用于向转向器4输送液压油，转向器4用于控制转向油缸5的伸缩；其中，压力油源包括油罐1与液压泵2，液压泵2将油罐1的液压油泵送至转向器4。
32.进一步地，本实施例所示的转向系统还包括：传感器组件、控制模块11及流量控制阀3；传感器组件与控制模块11连接，控制模块11与流量控制阀3连接；流量控制阀3设于压力油源与转向器4之间的油路上，流量控制阀3与压力油源连接。
33.在此，本实施例所示的传感器组件用于检测作业机械的行驶信息与作业机械上的方向盘的转动信息；控制模块11用于根据行驶信息与转动信息，通过流量控制阀3控制压力油源输送至转向器4的流量。
34.具体地，本实施例通过在现有的液压助力系统的基础上设置传感器组件、控制模块11及流量控制阀3，在检测到作业机械行驶速度较大时，控制模块11通过流量控制阀3减小压力油源输送至转向器4的流量，可使得方向盘上具有较稳的转向保舵力，以确保行驶安全，而在作业机械行驶速度较小时，控制模块11通过流量控制阀3增大压力油源输送至转向
器4的流量，可减小驾驶员对方向盘的操作力；相应地，在检测到方向盘的转动角度或转动力矩较大时，通过流量控制阀3增大压力油源输送至转向器4的流量，可减小驾驶员对方向盘的操作力，确保大角度转向操作的便捷性，而在方向盘的转动角度或转动力矩较小时，控制模块11通过流量控制阀3减小压力油源输送至转向器4的流量，可使得方向盘上具有一定的转向保舵力，确保了方向盘的稳定性。
35.由此可见，本实用新型满足了驾驶员在不同车速及对方向盘的不同操作状态下所需要的手力，实现了采用电控的方式对方向盘进行液压助力转向控制，提高了驾驶员的驾驶操作体验，有利于确保驾驶安全。
36.在此应指出的是，本实施例所示的传感器组件包括车速传感器12与转速传感器13。车速传感器12用于检测作业机械的行驶速度，其中，车速传感器12既可以为设于作业机械上的码表，也可以为接近开关，接近开关与作业机械的车轮的一侧的码盘相对应。与此同时，转速传感器13用于检测作业机械上的发动机的转速，其中，转速传感器13既可以为用于检测发动机的曲轴的位置的曲轴位置传感器，也可以为与发动机的主轴连接的编码器。
37.本实施例所示的传感器组件还包括角度传感器14与扭矩传感器15；角度传感器14用于检测方向盘的旋转角度，扭矩传感器15用于检测方向盘的旋转扭矩。当然，传感器组件也可以为角度扭矩传感器15，以同时实现方向盘的旋转角度与旋转扭矩的检测。
38.进一步地，在对压力油源输送至转向器4的流量进行控制时，本实施例所示的流量控制阀3将液压泵2泵送的当中第一部分液压油输送至转向器4，并将当中的第二部分液压油返回至油罐1。由此，本实施例实质上是通过对第一部分液压油和/或第二部分液压油对应的流量的调节，实现对压力油源输送至转向器4的流量的控制。
39.具体而言，本实施例所示的流量控制阀3具有第一端口、第二端口及第三端口；油罐1与液压泵2的进油端连接，液压泵2的出油端与第一端口连接，第二端口与转向器4的进油口连接，第三端口与油罐1连接；控制模块11用于有选择性地对第二端口和/或第三端口的开度大小进行控制。
40.其中，在对压力油源输送至转向器4的流量进行控制时，本实施例既可以保持第二端口的开度不变，对第三端口的开度大小进行控制，也可以保持第三端口的开度不变，对第二端口的开度大小进行控制，还可以同时对第二端口与第三端口的开度大小进行控制。
41.在此，为了提高对压力油源输送至转向器4的流量的调控效率，本实施例在控制模块11同时对第二端口及第三端口进行开度调节的情况下，可选择控制模块11控制第二端口与第三端口当中一者的开度增大，以及控制第二端口与第三端口当中另一者的开度减小。
42.具体地，当作业机械的行驶速度越大时，为了确保方向盘上具有较稳的转向保舵力，本实施例在控制流量控制阀3的第二端口的开启程度越小的同时，还控制流量控制阀3的第三端口的开度越大，以使得压力油源输送至转向器4的流量迅速减小，从而转向油缸5进行辅助转向的驱动力减小，以使得方向盘上具有较稳的转向保舵力。
43.当作业机械的发动机的转速越大时，作业机械的行驶速度越大，为了确保方向盘上具有较稳的转向保舵力，本实施例在控制流量控制阀3的第二端口的开启程度越小的同时，还控制流量控制阀3的第三端口的开度越大，以使得压力油源输送至转向器4的流量迅速减小，从而转向油缸5进行辅助转向的驱动力减小，以使得方向盘上具有较稳的转向保舵力。
44.当方向盘的转动角度或转动力矩越大时，本实施例在控制流量控制阀3的第二端口的开启程度越大的同时，还控制流量控制阀3的第三端口的开度越小，以使得压力油源输送至转向器4的流量迅速增大，从而转向油缸5进行辅助转向的驱动力增大，可减小驾驶员对方向盘的操作力，确保驾驶员在进行大角度或大力矩转向时操作的便捷性。
45.在此应指出的是，当驾驶员在原地发动机怠速状态下进行大角度转向时，由于转向系统在此状态下的转向阻力矩较大，本实施例可控制第二端口的开度达到最大，第三端口的开度达到最小，即控制第二端口完全导通，第三端口完全关闭，以使得液压泵2泵送的液压油全部输送至转向器4的进油端。
46.相应地，在作业机械高速行驶时，本实施例可控制第二端口的开度达到最小，第三端口的开度达到最大，即控制第二端口完全关闭，第三端口完全开启，以使得液压泵2泵送的液压油全部返回至油罐1。
47.如图1所示，本实施例所示的转向系统还包括：压力传感器16；压力传感器16用于检测流量控制阀3与转向器4之间油路的油压，压力传感器16与控制模块11连接，控制模块11用于根据压力传感器16反馈的油压，通过流量控制阀3控制压力油源输送至所述转向器4的流量。
48.具体地，由于转向系统的转向阻力矩与系统油路上的油压呈正相关关系，当转向阻力矩越大时，压力传感器16检测到油压也会越大，本实施例所示的控制模块11可在油压较大的情况下，控制流量控制阀3的第二端口的开启程度增大的同时，还控制流量控制阀3的第三端口的开度减小，以使得压力油源输送至转向器4的流量迅速增大，从而转向油缸5进行辅助转向的驱动力增大，可减小驾驶员对方向盘的操作力，确保驾驶员对方向盘操作的便捷性。
49.在此应指出的是，本实施例所示的控制模块11优选为作业机械上的车载控制器(electronic control unit，ecu)，流量控制阀3优选为电磁溢流阀。
50.基于上述实施例所示的方案，本实施例所示的转向系统还包括：散热管6；流量控制阀3的第三端口及转向器4的回油口分别与散热管6的一端连接，散热管6的另一端与油罐1连接。
51.在此，本实施例通过散热管6收集从流量控制阀3及转向器4排出的液压油，液压油经过散热管6的散热处理后，回流至油罐1。如此，本实施例基于散热管6的散热作用，可有效降低整个转向系统的油温，确保了系统执行转向辅助的可靠性。
52.在此，本实施例所示的散热管6包括管体部与翅片部；管体部呈蛇形排布，翅片部设于管体部的外侧壁上。其中，管体部具体可采用换热铜管，翅片部可采用铝翅片。
53.与此同时，为了确保散热管6的散热效果，本实施例还可在散热管6的一侧设有风送装置，风送装置用于朝向散热管6送风。其中，风送装置可以为本领域公知的电风扇。
54.优选地，本实施例还提供一种作业机械，包括：如上任一项所述的转向系统。
55.具体地，由于作业机械包括上述实施例所示的转向系统，转向系统的具体结构可参照上述实施例，则本实施例所示的作业机械包括了上述实施例的全部技术方案，因此，至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
56.在此应指出的是，本实施例所示的作业机械可以为本领域公知的起重机、挖掘机、泵车、消防车等，在此不做具体限定。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。