本發(fā)明涉及工程車輛領(lǐng)域，具體是一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置。

背景技術(shù)：
液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種工程車輛，例如裝載機(jī)、叉車、平地機(jī)、大型礦用卡車等，這類工程車輛轉(zhuǎn)向阻力大，轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離駕駛室，難以采用機(jī)械連接的轉(zhuǎn)向裝置，而使用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以通過液壓管路長距離輸送轉(zhuǎn)向動(dòng)力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，操作力小，安裝方便。如圖4所示，為最簡單的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其組成包括：粗濾器1、油泵2、轉(zhuǎn)向油缸3、過載補(bǔ)油組閥4、轉(zhuǎn)向器5、方向盤6、安全閥7、回油過濾器8、蓄能器9。其中轉(zhuǎn)向器由一個(gè)轉(zhuǎn)閥和一個(gè)擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)組成，方向盤6與轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)閥的閥芯連接，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)閥芯與閥套之間的閥口打開，油泵2的油經(jīng)閥口進(jìn)入擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)推動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸3執(zhí)行轉(zhuǎn)向，馬達(dá)的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)閥的閥套連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)帶動(dòng)閥套旋轉(zhuǎn)關(guān)閉閥口，因而通過擺線轉(zhuǎn)子馬達(dá)的流量與方向盤轉(zhuǎn)角成比例。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是，由于液壓元件存在泄露，轉(zhuǎn)向阻力變化大，導(dǎo)致使用一定時(shí)間后方向盤不能對(duì)中，即方向盤相對(duì)于車輪轉(zhuǎn)向角發(fā)生錯(cuò)位。例如裝載機(jī)在實(shí)際使用中，為了使駕駛員對(duì)這種錯(cuò)位不敏感，多采用等角度的三筋方向盤，但方向盤上不能安裝控制按鈕，因?yàn)檗D(zhuǎn)角的錯(cuò)位使得控制按鈕無法正常操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，解決自動(dòng)調(diào)整和補(bǔ)償轉(zhuǎn)向操縱中出現(xiàn)的左右轉(zhuǎn)向流量不對(duì)稱的誤差的問題，使方向盤保持其對(duì)中性能。本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、及與其連接的轉(zhuǎn)向油缸、油泵、方向盤，方向轉(zhuǎn)閥、隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥；所述方向轉(zhuǎn)閥為開式三位二通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有進(jìn)油口和出油口，所述閥芯上設(shè)有油道，油道用于對(duì)進(jìn)油口與出油口之間的連通或者關(guān)閉；所述隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥為閉式三位三通轉(zhuǎn)閥，包括閥體、閥芯，所述閥體的外壁上設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口和2個(gè)對(duì)稱設(shè)置的出油口，閥芯的圓周上開有2條互不相通的油槽；當(dāng)閥芯中位時(shí)閥體的進(jìn)油口被閥芯封住，當(dāng)閥芯不在中位時(shí)，所述進(jìn)油口打開并與其中一個(gè)油槽及出油口連通；所述方向轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接油泵的出口管路，方向轉(zhuǎn)閥的出油口通過管路與隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口連接；隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的2個(gè)出油口分別與轉(zhuǎn)向油缸的兩腔油路接通，方向轉(zhuǎn)閥的閥芯與方向盤連接。方向盤也可通過一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與方向轉(zhuǎn)閥的閥芯連接。該方向轉(zhuǎn)閥與方向盤之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸上的太陽輪、行星輪、齒圈；所述方向轉(zhuǎn)閥的閥芯與行星架聯(lián)接；所述的隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的閥芯和閥體分別連接在車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置上，使閥芯相對(duì)于閥體的轉(zhuǎn)角隨車輪轉(zhuǎn)向角變化，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向角零度時(shí)閥芯處于中位。所述液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器以及與其連接的過載補(bǔ)油組閥，所述過載補(bǔ)油組閥還與轉(zhuǎn)向油缸及隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的出油口連接。工作時(shí)，當(dāng)方向盤處于中位時(shí)，如果與車輪轉(zhuǎn)向角是對(duì)正的，隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的進(jìn)油口是封閉的(見圖1)，油泵經(jīng)隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥到轉(zhuǎn)向油缸之間通路斷開，對(duì)正裝置不起作用；如果方向盤不在中位(見圖2a)，即閥芯旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，方向轉(zhuǎn)閥的的油道通路被斷開，油泵與轉(zhuǎn)向油缸之間仍然不能相通；如果方向盤與車輪轉(zhuǎn)角是不對(duì)正的，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤到達(dá)中位時(shí)(見圖2b)，方向轉(zhuǎn)閥打開，隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥也打開，如果此時(shí)是在轉(zhuǎn)向操作過程中，即轉(zhuǎn)向器的閥口處于打開狀態(tài)，油泵的一小部分油流經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥與轉(zhuǎn)向器來的油合流進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸，起到補(bǔ)油調(diào)整對(duì)中的作用；當(dāng)方向盤中位但靜止不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向器關(guān)閉，即使油泵經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥與轉(zhuǎn)向油缸導(dǎo)通，由于轉(zhuǎn)向油缸不能回油，因此轉(zhuǎn)向油缸不會(huì)動(dòng)作，保證操作的穩(wěn)定性；方向轉(zhuǎn)閥和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的通道很小以起到阻尼作用，限制通過的流量只有轉(zhuǎn)向泵流量的10％左右，起到控制穩(wěn)定作用，同時(shí)當(dāng)補(bǔ)油經(jīng)合流后沒有進(jìn)入油缸而是進(jìn)入另一路直接經(jīng)轉(zhuǎn)向器回油箱時(shí)，也不會(huì)影響轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：(1)性能可靠，可不改變?cè)械囊簤恨D(zhuǎn)向系統(tǒng)。(2)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，實(shí)際中的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般需要經(jīng)過一定時(shí)間使用后，由于累積誤差才導(dǎo)致方向盤不對(duì)中的，因此需要補(bǔ)償?shù)牧髁繕O小，方向轉(zhuǎn)閥和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥的流道截面直徑很小，一般為1～3毫米，因此閥體的尺寸可很小，因而成本低。(3)本裝置起到調(diào)整作用只有在如下條件下:方向盤在轉(zhuǎn)向過程中(即轉(zhuǎn)向器打開狀態(tài))，方向盤在中位時(shí)，方向盤與車輪轉(zhuǎn)角不對(duì)正時(shí)。因此有很好 的可靠性，不影響原有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能。(4)由于方向盤保持始終對(duì)正，可減少司機(jī)的誤操作，減少事故發(fā)生。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2a是本發(fā)明轉(zhuǎn)向操作時(shí)方向轉(zhuǎn)閥與隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥之間的配合關(guān)系示意圖1。圖2b是本發(fā)明轉(zhuǎn)向操作時(shí)方向轉(zhuǎn)閥與隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥之間的配合關(guān)系示意圖2。圖3a是本發(fā)明直接套裝在轉(zhuǎn)向軸上時(shí)的應(yīng)用實(shí)例示意圖。圖3b是圖3a的閥芯22的示意圖。圖3c是圖3a的“C-C”的截面示意圖。圖4為現(xiàn)有液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。圖1所示，本發(fā)明全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤轉(zhuǎn)角定位控制裝置，包括液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、及與其連接的轉(zhuǎn)向油缸4、油泵1、方向盤6。本裝置還包括方向轉(zhuǎn)閥2、隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3；所述方向轉(zhuǎn)閥2為開式三位二通轉(zhuǎn)閥，包括閥體21、閥芯22，所述閥體21的外壁上設(shè)有進(jìn)油口21-1和出油口21-2，所述閥芯22上設(shè)有油道22-1，油道22-1用于對(duì)進(jìn)油口21-1與出油口21-2之間的連通或者關(guān)閉；所述隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3為閉式三位三通轉(zhuǎn)閥，包括閥體31、閥芯32，所述閥體31的外壁上設(shè)有一個(gè)進(jìn)油口31-1和2個(gè)對(duì)稱設(shè)置的出油口31-2，閥芯32的圓周上開有2條互不相通的油槽32-1；當(dāng)閥芯32中位時(shí)閥體31的進(jìn)油口31-1被閥芯32封住，當(dāng)閥芯32不在中位時(shí)，所述進(jìn)油口31-1打開并與其中一個(gè)油槽32-1及出 油口31-2連通；所述方向轉(zhuǎn)閥2的進(jìn)油口21-1連接油泵1的出口管路，方向轉(zhuǎn)閥2的出油口21-2通過管路與隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口31-1連接；隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的2個(gè)出油口31-2分別與轉(zhuǎn)向油缸4的兩腔油路接通，方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22連接；所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與方向盤6的連接可以通過一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)小于1時(shí)，方向盤6可直接通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22聯(lián)接；當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)大于1時(shí)，如圖3a所示，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25；所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與行星架聯(lián)接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動(dòng)軸聯(lián)接，或者通過轉(zhuǎn)向器8由轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)子與太陽輪軸23聯(lián)接；所述的隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的閥芯32和閥體31分別聯(lián)接在車輛轉(zhuǎn)向執(zhí)行裝置上，使閥芯32相對(duì)于閥體31的轉(zhuǎn)角隨車輪轉(zhuǎn)向角變化，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向角零度時(shí)閥芯32處于中位。所述液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器8以及與其連接的過載補(bǔ)油組閥9，所述過載補(bǔ)油組閥9還與轉(zhuǎn)向油缸4及隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的出油口31-2連接。為便于理解，作如下描述：圖1所示。在原液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從油泵1的輸出管路上引出一條油路與方向轉(zhuǎn)閥2的進(jìn)油口21-2連接，在連接的管路上設(shè)置單向閥5，當(dāng)油泵1卸荷時(shí)防止轉(zhuǎn)向油缸4的油反流，方向轉(zhuǎn)閥2的出油口21-2與隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口31-1連接管路，隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的兩個(gè)出油口31-2分別連接轉(zhuǎn)向油缸4的兩腔管路，方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22連接，該連接通過一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)方向盤6單向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)小于1時(shí)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是一個(gè)傳動(dòng)軸，將方向盤6與轉(zhuǎn)閥 2的閥芯22直接連接起來，或?qū)⑥D(zhuǎn)向器8作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器8轉(zhuǎn)子與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22聯(lián)接；方向轉(zhuǎn)閥2的閥體21與轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向器8殼體聯(lián)接；隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3可安裝在車架鉸接點(diǎn)處，閥芯32與前車架聯(lián)接，閥體31固定在后車架上，其軸心與車架鉸點(diǎn)同心。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤6時(shí)，方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)方向盤6不在對(duì)中位置時(shí)，方向轉(zhuǎn)閥2處于關(guān)閉狀態(tài)，不論方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角是否對(duì)正，本專利均不起作用；當(dāng)方向盤6處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，由于轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)閥關(guān)閉，不論方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角是否對(duì)正，本專利均不起作用；只有當(dāng)方向盤6轉(zhuǎn)動(dòng)過程中(此時(shí)轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)閥打開)、方向盤6到達(dá)中位、并且方向盤6與車輪的轉(zhuǎn)角不對(duì)正時(shí)，油泵1的油才經(jīng)過方向轉(zhuǎn)閥2、隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸4進(jìn)行補(bǔ)油。需要說明的是，只有當(dāng)隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3輸出的油進(jìn)入轉(zhuǎn)向器8的供油管路時(shí)才可以補(bǔ)油，如果進(jìn)入轉(zhuǎn)向器8的回油管路則一起返回油箱，由于補(bǔ)油量很小，所以對(duì)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)沒有影響。具體說，如圖2a、2b所示。工作時(shí)，當(dāng)方向盤6處于中位時(shí)，如果與車輪轉(zhuǎn)向角是對(duì)正的，如圖1所示，隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的進(jìn)油口是封閉的，油泵1與轉(zhuǎn)向油缸4之間通路斷開，對(duì)正裝置不起作用；如果轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤6，如圖2a所示，閥芯22旋轉(zhuǎn)，方向轉(zhuǎn)閥2的的油道通路被斷開，油泵1與轉(zhuǎn)向油缸4之間仍然不能相通；如果方向盤6與車輪轉(zhuǎn)角是不對(duì)正的，如圖2b,即方向盤6對(duì)中時(shí)隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3的閥芯32與閥體31之間存在一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)角，那么隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3被打開，在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤6到達(dá)中位的過程中油泵的油流經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥2和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3補(bǔ)油進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸4，增大了轉(zhuǎn)向流量，起到調(diào)整對(duì)中的作用；當(dāng)方向盤6中位不動(dòng)時(shí)，即使出現(xiàn)油泵1經(jīng)方向轉(zhuǎn)閥2和隨動(dòng)轉(zhuǎn)閥3與轉(zhuǎn)向油缸4導(dǎo)通情況，如圖2b，但轉(zhuǎn)向油缸4不能回油，因此轉(zhuǎn)向油缸4不會(huì)動(dòng) 作，保證操作的穩(wěn)定性。當(dāng)方向盤6的單向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)大于1時(shí)，所述方向轉(zhuǎn)閥2需要一個(gè)減速機(jī)構(gòu)，使得方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)小于1，因此方向盤6與方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22相連接的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包含一套行星減速機(jī)構(gòu)，圖3a、3b、3c所示，該行星減速機(jī)構(gòu)包括太陽輪軸23上的太陽輪、行星輪24、齒圈25；所述方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22與行星架聯(lián)接，方向盤6與太陽輪軸23的連接可直接采用傳動(dòng)軸聯(lián)接，或者通過轉(zhuǎn)向器8由轉(zhuǎn)向器8的轉(zhuǎn)子與太陽輪軸23聯(lián)接；作為實(shí)施例之一，若將太陽輪軸23作為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸，則一端可直接與方向盤6聯(lián)接，另一端與轉(zhuǎn)向器8閥芯連接，由于太陽輪軸23穿過閥芯22，所以將閥芯22上的油道布置在圓周表面，如圖3b所示，由一條環(huán)槽和兩個(gè)軸向橫槽相連構(gòu)成，中位時(shí)閥體21的2個(gè)油口分別與閥芯22上的兩條橫槽對(duì)正，若將閥芯22轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，閥體21的油口與閥芯22表面上的橫槽錯(cuò)過，油口被閥芯22外圓表面封住，油路切斷。假定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為3，方向盤6的單向轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為2.5，那么方向轉(zhuǎn)閥2的閥芯22的最大轉(zhuǎn)動(dòng)角為360×2.5/3＝300°，在閥芯22的整個(gè)±300°轉(zhuǎn)動(dòng)范圍內(nèi)只有在0度時(shí)閥打開。如上所述便可較好地實(shí)現(xiàn)本專利。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。