306-09-转向控制-吴琦

9转向控制自卸车的转向控制采用的是内部液压反馈技术，通过反馈的液压数值大小进行控制。

系统包括与转向柱以万向轴连接的液压转向装置A1（图9.1）、流量放大器A2、止回阀KO1、集流器A4、两个转向助力油缸Ц1 和Ц2、变量柱塞泵 H2、两个过滤器Ф1 和Ф2、四个气动液压储能器АК1 –АК4，以及输油管。

图 9.1为转向控制液压系统图。

图9.1 - 转向控制液压系统图:А1 –液压转向装置; А2 –流量放大器; А3 –应急驱动调压阀;А4 –集流器; А5 –带电动机的应急驱动泵; АК1 - АК4 –气动液压储能器; К1 –增压阀; КО1 - КО8 –止回阀; КП1 - КП4 –保险阀; М1 –应急驱动泵电动机; МН1 –压力传感器; Н1 –应急驱动泵; Н2 –液压系统泵组; НМ1 –转向装置液压马达; Р1 –转向装置液压分配器; Р2 –转向选择液压分配器; Р3, Р4 –流量放大器的液压分配器; Р5 –压力顺序阀; Р6 –应急驱动调压阀; Р7 –用于启动液压储能器的液压分配器; Ф1, Ф2 –过滤器; Ц1, Ц2 –转向液压油缸另外，液压转向装置还包括应急驱动А5和带保险阀КП4的调压阀А3。

应急驱动泵与液压转向控制系统相连，并通过蓄电池供电的直流电机驱动。

电动机在发动机意外停止运行时自动启动，或通过仪表板上的开关启动。

9.1 液压驱动装置的操作发动机在起动后，工作液从泵H2经过全通式过滤器Ф2和止回阀KO1流向集流器A4和流量放大器。

从集流器开始，工作液对液压转向装置和行车制动系统的气动液压储能器进行充液。

气动液压储能器用于在一定压力情况下对工作液的压力进行补充和储备，以便在液压转向装置的满负荷运转时对压力进行补偿；另外当出现泵停止输送工作液时，也可使用储能器工作。

当出现发动机的突然熄火或泵发生故障时，要在系统中使用气动液压储能器，以便迅速将方向盘从中间位置转到另一端，将自卸车开至一安全地点停下来。

流向液压转向装置的液压分配器Р1的工作液，是通过流量放大器流过来的，流量放大器由液压分配器控制。

发动机运转，方向盘在中间位置时（没有转动），气动液压储能器和泵中的工作液通过集流器А4沿着管路HP流向压力顺序阀Р5，并且继续沿着管路流向流量放大器А2的分配器Р3和液压转向装置А1的分配器Р1。

将方向盘向左转，从而转动液压转向装置的液压分配器Р1，使油能够流经液压转向装置的分配器从而启动转子。

在转子的另一侧，油流经液压转向装置的液压分配器上的孔，进入液压管路L，并进而流入流量放大器的转向分配器Р2。

随着液压管路 L的压力加大，油流入液压分配器Р2阀芯的弹簧腔中。

在油压的作用下，液压分配器Р2向右侧移动（按图），这个移动促使油通过分配器Р2的管路进入液压分配器Р3。

在油压的作用下，分配器Р3向左移动（按图），并在套筒上开启足够大孔径的孔使油顺利通过。

随着液压分配器Р3的移动，液压分配器上的孔打开，来自压力顺序阀P5的油流入分配器P3中。

在压力作用下，液压分配器Р4的弹簧发生相对移动，并将多余的油通过分配器P3的预备孔注入到P3中。

流经流量放大器的分配器P3的全部油量通过压力管路输送到左转向液压油缸Ц1的活塞腔以及右转向液压油缸Ц2的活塞杆腔中。

转向控制车轮向左转动。

从液压油缸的相反方向，油被压向流量放大器，并通过分配器Р2沿着液压管路НТ流入液压油箱。

当向右转动方向盘时，油流经液压转向装置的液压分配器Р1进入液压管路R，并进而流入流量放大器的选择液压分配器Р2。

在压力的作用下，分配器Р2向左移动（按图）。

像向左转动方向盘时一样，通过流量放大器，油以同样的方式进行流动。

沿着液压管路，通过流量放大器的液压分配器Р3，全部的油被注入到右转向液压油缸Ц2的活塞腔和左转向液压油缸Ц1的活塞杆腔。

转向控制车轮向右转动，从液压油缸的相反方向，油被压向流量放大器，并通过分配器Р2沿着液压管路НТ流入液压油箱。

在流量放大器中，还安装了保险阀КП1 和КП2，用于在出现液压油缸压力过大的极端情况时，进行降压。

方向盘不转动时，转向选择液压分配器Р2处于中间位置，并关闭通向液压油缸的通道。

这将在出现液压油缸动作时，建立一个液压“锁”，阻止任何动作发生。

当车辆快速行使遇到障碍物，造成很大冲击，力图向左转动方向盘时，液压油缸的反压腔的压力也随之增加。

对保险阀进行调节，使其达到24,0 МPа的工作压力，这时阀打开并通过压力管路与相应的液压油缸腔进行互连。

同时，油缸的反压腔的压力将开始低于大气压。

为了对液压油缸腔的压力进行补偿，在流量放大器上安装了止回阀KO3 和KO4，它们通过液压回油管路把油输入到液压油缸。

对液压转向系统工作液的压力进行调节，可以通过安装在泵上的调整阀进行；正常的压力为16,0 - 16,5 MPа。

9.2转向控制装置转向柱为便于驾驶员操作，转向柱（图9.2）设计为角度和高度可调的结构。

通过手柄5向下转动来实现角度的变化。

高度调整通过手柄6的向里拉实现。

图9.2 –液压转向装置的驱动机构:1-液压转向装置；2-万向轴；3-转向柱；4- 方向盘；5- 角度调整手柄；6-高度调整手柄万向传动轴（图9.3）通过螺栓9、平键与转向柱和液压转向机构轴相连。

传动轴由两个万向节1、套管2和花键轴5构成。

花键接头用保护套4进行封盖，再用钢丝销3固定在轴和套管上。

万向节由万向节叉6以及带保险阀8和四个滚针轴承13的十字轴10构成。

十字轴被压进万向节叉并用卡环12固定。

端密封件11保护对轴承进行润滑的润滑油，并阻止灰尘进入。

万向节叉同套管和花键轴连接安装时，应当在一个平面上进行。

自卸车在行使过程中，直到车辆进行大修为止，花键接头和滚针轴承里的润滑油能确保其轴的正常转动。

液压转向机构（计量泵）（图9.4）由两个部件构成：分配器组1和反馈式液压马达2。

分配器1由机体、轴筒12、套筒9、橡胶环和护圈构成的组合密封4、止推轴承5以及安装在机体顶部的防尘环13构成。

轴筒通过轴筒和套筒的凹槽用销10和板簧11固定在套筒里，这样能传递一定的力矩，使轴筒相对于套筒从两个方向能转动150。

分配器组的压力和回油管路通过止回阀16进行隔离。

反馈式液压马达2由齿圈5、转子6、盖4以及分配盘7构成。

转子到“轴筒-套筒”副的回转扭矩或反方向的回转扭矩是由万向轴8传递的。

所有的液压马达部件都用七个螺钉3组合在机体上。

橡胶密封环17和18对液压马达和分配器组的接合面进行密封。

图 9.3 –万向传动轴结构:1 –万向节；2 – 套管；3 – 钢丝销;4 – 保护套;5 –花键轴; 6 – 万向节叉; 7 – 螺母; 8 – 保险阀; 9 – 半圆键; 10 – 十字轴; 11 –端密封; 12 –卡环; 13 –滚针轴承图9.4 –液压控制机构:1-分配器组；2- 反馈式液压马达；3-螺栓；4-盖；5- 齿圈；6- 转子；7- 分配盘；8-轴；9- 套筒； 10- 销； 11- 板簧；12- 轴筒；13- 防尘环；14- 组合密封； 15- 止推轴承；16- 止回阀；17、18- 密封环计量泵和转向控制液压系统的连接是通过分配器1的机体上的五个螺纹孔实现的：P –压力管路；T –回油管路；LS –控制管路；L 和 R –对应左右转向的管路；计量泵的工作按以下步骤进行：在轴筒12处于中间位置时，压力管关闭，工作液停止流过套筒9的孔和套筒的凹槽。

和流量放大器连接的控制液压管路与液压回油管路接通。

随着方向盘的转动，注入管路的工作液通过套筒和轴筒进行流动，然后进入液压马达对转子6进行驱动。

从液压马达出来，工作液流入与由泵到液压缸相应腔体液压管路连接的流量放大器对应端腔体，于是方向轮开始转动。

从流量放大器的相反腔体压出的工作液，流过转向控制机构的套筒副的回油管回油。

同时，通过轴8和销10，液压马达转子开始通过轴套12转动套筒9，使之回到中间位置。

在转向控制机构的压力管路里，装有全通式过滤器，用于隔离大小为0,063 mm以上的机械杂质。

流量放大器用于传送通过液压转向助力缸以确保转向控制操作的转向控制机构所需要的大量油。

流量放大器是一种液压控制机构。

流量放大器（图9.5）包括压力顺序阀10、流量放大器套筒8、选择套6、用于调节液压系统最大压力的转向控制保险阀11、防撞击保险阀1和5，以及止回阀。

在方向盘处于中间位置时，泵中的工作液进入压力顺序阀10的腔体HP，并沿着管路Р流入套筒处于关闭状态的转向控制机构。

此外工作液还流入放大器的套筒8上的闭合区域，并通过节流孔进入压力顺序阀的腔体РР。

当腔体РР中的工作液压增加时，套筒开始移动并压缩其弹簧。

当该区域的压力达到0,0034 Мpа时，套筒关闭区域A。

工作液留在区域A里，相应地在腔体РР和管路Р里维持一个恒定的工作液压力。

在转向控制图中，流量放大器的管路РР 和LS用高压软管相连，而且压力顺序阀的套筒不发生作用。

随着方向盘的转动，工作液在液压转向机构的压力作用下，流向腔体L 或R（取决于转向）的套筒6。

当在这些腔体中的压力增大时，工作液通过节流孔С进入液压分配器弹簧的腔体。

在工作液的压力作用下，液压分配器的套筒6开始移动，工作液从套筒6的腔体В进入放大器套筒的腔体D。

从腔体D，工作液从套筒8上的孔，经过套筒和套筒9之间的管路，进入孔G，在这里工作液首次被阻滞而停止流动。

此外，工作液通过套筒8的外部凹槽进入腔体Н，并穿过阻塞孔J进入套筒8。

在工作液的压力作用下，套筒8开始移动并打开孔G，通过该孔，来自液压转向机构的工作液进入阀门6的控制腔Q。

由于套筒8的移动，孔E被打开，使工作液能通过该孔从压力顺序阀10流到套筒8的内腔。

在流入套筒8内腔的工作液的压力作用下，套筒9开始移动并打开孔К。

从套筒8的内腔流出的工作液流量由孔К控制。

套筒上的孔К的数量为7个。

通过这些孔，工作液以及来自液压转向机构的工作液流入阀6的控制腔Q。

通过管路CL 或 CR流入腔体Q的工作液全部进入液压缸，驱动转向轮左右转动。

当车轮转动时，从反方向液压缸腔流出的工作液进入放大器的腔体М，然后通过止回阀3和出口HT回流到液压油箱里。

保险阀1和5用于在压力达到顶点的极端情况下，对液压缸进行减压。

自卸车在行使过程中不需要转弯，此时阀套筒6处于中间位置，并阻止油从转向液压缸流出。

这将在液压缸上建立一把“锁”，阻止任何转动动作的发生。

当车辆快速行使遇到障碍物，造成很大冲击，力图向左转动方向盘时，液压油缸的反压腔的压力也随之增加。

将保险阀的压力调整到24,0 МPа，阀将打开并与连接着左转弯管路和回油管路的液压缸的相应腔体相连，与此同时液压缸中的压力将减小至大气压。

为了对液压缸腔体中的油压进行补偿，在流量放大器上安装了止回阀2和4。