[發明專利]一種集成式電液轉向作動單元及控制方法

有效

• 申請號: 201811270772.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109131547B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 程斐;趙黎明;周燕;謝文建;吳建勝;劉相新;何劉宇;徐鶴元
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B62D5/06
• 分類號: B62D5/06;B62D5/09
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

一種集成式電液轉向作動單元及控制方法，外部輸入的控制信號控制雙向伺服電機的旋向與轉速，雙向伺服電機驅動執行油缸的伸出方向及伸出速度。控制閥塊總成，用于雙向伺服電機停止工作時，執行油缸的運動位置保持，并能夠用于執行油缸伸出動作時，回油側油液回到閉式油箱散熱，降低油液的溫度；控制閥塊總成能夠在執行油缸溫度或負載突變時，限制執行油缸工作壓力，并用于設定雙向齒輪泵最高工作壓力，限定雙向齒輪泵的輸出功率，防止雙向伺服電機超載；控制閥塊總成能夠實現執行油缸兩腔連通處于浮動工作狀態，提高了集成式電液轉向作動單元應急工況轉向工作的安全性。

技術領域

本發明涉及一種集成式電液轉向作動單元及控制方法，屬于液壓傳動與控制技術領域。

背景技術

目前，新一代智能化特種車輛采用全電驅動，轉向系統具備全轉向功能，并且能夠實現多種轉向模式與故障監控等功能，以滿足各種復雜工況下的轉向需求，現有的轉向液壓系統結構龐大復雜，轉向模式單一，不能根據使用要求，實現多轉向模式的切換，不能采用電驅動模式，已經不能滿足新一代智能化特種車輛轉向需求。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術不足，提供一種集成式電液轉向作動單元及控制方法，采用電驅動模式，每個車軸的左右車輪依靠單個電液作動單元獨立驅動，實現智能化特種車輛全輪獨立驅動轉向，解決多模式轉向的難題；同時將復雜的轉向系統簡化成“新型電液集成轉向作動單元”的模塊搭建，實現智能化特種車輛任意軸系轉向功能的模塊化和快速化設計。

本發明解決的技術方案為：一種集成式電液轉向作動單元，包括：雙向伺服電機、雙向齒輪泵、執行油缸(優選雙出桿液壓缸)、傳動軸、閉式油箱、控制閥塊總成；

外部輸入的控制信號控制雙向伺服電機的旋向與轉速，雙向伺服電機通過傳動軸驅動雙向齒輪泵輸出油液流量，從而驅動執行油缸(雙出桿液壓缸)的伸出方向及伸出速度。

控制閥塊總成，用于雙向伺服電機停止工作時，執行油缸的運動位置保持，并能夠用于執行油缸伸收動作時，回油側油液回到閉式油箱散熱，降低油液的溫度；控制閥塊總成能夠在執行油缸溫度升高或負載突變時，限制執行油缸工作壓力，并用于設定雙向齒輪泵最高工作壓力，限定雙向齒輪泵的輸出功率，防止雙向伺服電機超載；控制閥塊總成能夠實現執行油缸兩腔連通處于浮動工作狀態，提高工作的可靠性。

控制閥塊總成，包括：閥體、單向閥、溢流閥、液控單向閥、電磁換向閥；

單向閥、溢流閥、液控單向閥、電磁換向閥安裝在閥體內；

雙向齒輪泵的兩個油口設置了溢流閥，用于設定油源最高工作壓力，限定雙向齒輪泵的輸出功率，防止雙向伺服電機超載；

執行油缸的兩個油口設置了溢流閥，能夠在執行油缸溫度升高或負載突變時，限制執行油缸工作壓力；

閉式油箱至雙向齒輪泵兩油口分別設置了單向閥，實現雙向齒輪泵單向建壓與吸油功能的正常切換。

執行油缸的兩個腔分別設置了液控單向閥，用于執行油缸伸收動作時，回油側油液回到閉式油箱散熱，降低循環工作油液的溫度。

執行油缸的兩個腔之間設置了電磁換向閥，不得電時，斷開執行油缸的兩個工作腔；得電時，將執行油缸的兩個工作腔連通，用于在應急工況下，實現執行油缸兩腔連通處于浮動工作狀態。

浮動工作狀態為：在控制閥塊總成中電磁換向閥得電時，執行油缸在負載作用下能夠跟隨運動。

應急工況，包括：雙向伺服電機失效或雙向齒輪泵失效。

雙向伺服電機輸出的電能通過雙向齒輪泵轉化成油源的壓力能，通過油源控制執行油缸的伸出和縮回運動。

執行油缸采用雙出桿液壓缸，包括兩個油腔，通過一腔進油另一腔回油實現雙出桿液壓缸內活塞桿單向運動。