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技术领域

本发明属于汽车转向系统技术领域，具体涉及一种集成式驱 动对中液压缸。

背景技术

在现有的汽车多桥转向系统中，为达到转向桥的转向目的， 在增加转向梯形机构的基础上，大部分采用两端带球头的单作用式 驱动液压缸和一个依靠气动或液压驱动的中位锁死机构。导致系统 占用较大空间并且重量大，特别是对于轻型独立悬架越野汽车这种 布置缺点更明显。而且现有的液压缸只是单纯的具有对中或驱动的 功能，若要实现对中和驱动的双重功能，则需要布置多个功能的液 压缸并且必须和一个现有的转向梯形配合使用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种具有结构紧 凑，占用空间小，布置灵活的集成式驱动对中液压缸。

本发明采用的技术方案是：包括液压缸壳体，所述液压缸壳 体内设有横拉杆支撑缸筒、驱动缸筒和对中缸筒；所述横拉杆支撑 缸筒内设有穿过横拉杆支撑缸筒的横拉杆，所述横拉杆一端伸出横 拉杆支撑缸筒的部分与连接块固定连接；所述驱动缸筒内设有驱动 缸连杆，所述驱动缸连杆一端伸出驱动缸筒的部分与连接块固定连 接；所述对中缸筒内设有对中缸连杆，所述对中缸连杆一端伸出对 中缸筒的部分与连接块固定连接。

上述技术方案中，通过连接块将横拉杆、驱动缸连杆和对中 缸连杆连接在一起，结构紧凑，传动可靠。

进一步优选的结构，所述驱动缸筒和对中缸筒相对于横拉杆 支撑缸筒平行设置。

进一步优选的结构，所述驱动缸筒内设有驱动缸活塞和分别 设置在驱动缸活塞左右的第一油腔和第二油腔；所述液压缸壳体上 开有驱动缸左助力油口和驱动缸右助力油口，所述第一油腔与驱动 缸左助力油口相通，所述第二油腔与驱动缸右助力油口相通，所述 驱动缸活塞与驱动缸连杆固定连接。

进一步优选的结构，所述驱动缸筒内设有与驱动缸连杆端部 螺纹连接的磁环固定座和与驱动缸筒左侧通过螺纹连接的线性位 移传感器固定座，所述磁环固定座左端孔内设有通过十字槽盘头螺 钉紧固的磁环，用以实时感知驱动缸活塞的实际位置，所述的线性 位移传感器固定座内设有线性位移传感器，通过紧钉螺钉防止线性 位移传感器的轴向位移和周向旋转，所述的线性位移传感器左端设 有线性位移传感器线束连接到驱动缸缸筒的外部。从而实现对控制 系统实时发送驱动缸活塞(即驱动缸连杆)的具体位置，达到精确 监控实时转向角度的目的。

进一步优选的结构，所述对中缸筒内设有无杆端浮动活塞和 有杆端浮动活塞，所述有杆端浮动活塞套设在对中缸连杆上并通过 固定在对中缸连杆端部的连杆螺栓限位，所述无杆端浮动活塞左侧 与对中缸筒内壁形成第三油腔，所述有杆端浮动活塞右侧与对中缸 筒内壁形成第四油腔，所述无杆端浮动活塞与有杆端浮动活塞之间 形成空气腔。

进一步优选的结构，所述液压缸壳体上开有对中缸油口，所 述对中缸筒缸体壁上设有内油道，所述对中缸油口与内油道入口相 通，所述内油道包括连通对中缸筒内的第一出口和第二出口，所述 第一出口与第三油腔相通，所述第二出口与第四油腔相通；所述空 气腔与通向大气的气孔相通；所述空气腔与第三油腔、第四油腔均 不相通。

上述技术方案中，内油道的第一出口和第二出口的设置，使 第三油腔和第四油腔可以同时进油，进而满足对中缸筒的对中功 能。

进一步优选的结构，所述无杆端浮动活塞与有杆端浮动活塞 之间设有左中位卡簧和右中位卡簧，所述左中位卡簧和右中位卡簧 限位设置在对中缸筒内壁的凹槽内，所述左中位卡簧的左端与右中 位卡簧的右端之间的距离和所述连杆螺栓厚度相等。

上述技术方案中，左中位卡簧和右中位卡簧分别作为无杆端 浮动活塞与有杆端浮动活塞的限位结构。

进一步优选的结构，所述磁环固定座的左端与线性位移传感 器的端面之间的距离构成驱动缸连杆在第一油腔中向左移动的有 效行程，所述驱动缸活塞的右端与第一导向座的左端之间的距离构 成驱动缸连杆在第二油腔内的有效行程，所述驱动缸连杆在第一油 腔和第二油腔内的有效行程相等。

进一步优选的结构，所述无杆端浮动活塞的左端与设置在对 中缸筒内的限位座的右端之间的最大距离构成对中缸连杆在第三 油腔中向左移动的有效行程，所述有杆端浮动活塞的右端与第二导 向座的左端之间的最大距离构成对中缸连杆在第四油腔中向右移 动的有效行程，所述对中缸连杆在第三油腔和第四油腔内的有效行 程相等。

进一步优选的结构，所述对中缸连杆在第三油腔或第四油腔 内的有效行程比驱动缸连杆在第一油腔或第二油腔内的有效行程 小。

上述技术方案中，所述对中缸连杆在第三油腔或第四油腔内 的有效行程比驱动缸连杆在第一油腔或第二油腔内的有效行程小。 从而能够保证线性位移传感器不被压坏。

本发明具有主动转向功能的驱动缸筒、具有对中回位功能的 对中缸筒与横拉杆支撑缸筒集成在一起，省略了一个转向梯形，通 过这种结构可使转向桥的机械和液压系统结构紧凑，方便布置，同 时可以实现驱动和对中功能。这种缸筒集成方式在本实施例中采用 了铸造方式，对于采用标准桁磨缸筒进行焊接的方式同样在本发明 保护范围内。

附图说明

图1为本发明的后桥转向机构结构示意图；

图2为本发明集成式驱动对中液压缸的结构示意图；

图3为本发明右转向侧拉杆结构示意图；

图4为本发明液压缸壳体结构示意图；

图5为本发明横拉杆支撑缸筒内部结构示意图；

图6为本发明集成式驱动对中液压缸中位时内部结构示意图；

图7为图6中A处局部结构放大图；

图8为图6中B处局部结构放大图；

图9为本发明集成式驱动对中液压缸向右驱动转向时示意图；

图10为本发明集成式驱动对中液压缸对中回位锁死时示意 图。

图中：1-左转向轮、2-左转向节、3-左转向侧拉杆、4-车横梁、 5-集成式驱动对中液压缸、6-螺栓、7-右转向侧拉杆、8-右转向节、 9-右转向轮、10-横拉杆、11-液压缸壳体、12-驱动缸左助力油口、 13-安装螺纹孔、14-驱动缸右助力油口、15-驱动缸连杆、16-连接 块、17-锁紧螺母、18-对中缸连杆、19-对中缸油口、20-内拉杆球 头组件、21-前束调整螺母、22-外拉杆球头组件、23-无杆端浮动活 塞、24-气孔、25-有杆端浮动活塞、26-驱动缸活塞、27-驱动缸筒、 28-横拉杆支撑缸筒、29-对中缸筒、30-卡簧、31-防尘油封、32-止 动环、33-DU轴承、34-润滑脂、35-右中位卡簧、36-左中位卡簧、 37-内油道、38-连杆螺栓、39-第一油腔、40-第二油腔、41-第三油 腔、42-第四油腔、43-空气腔、44-限位座、45-线性位移传感器、 46-磁环固定座、47-紧钉螺钉、48-线性位移传感器固定座、49-磁 环、50-十字槽盘头螺钉、51-第一导向座、52-第二导向座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便 于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1—图5所示，本发明包括液压缸壳体11，所述液压缸壳 体11内设有横拉杆支撑缸筒28、驱动缸筒27和对中缸筒29；所 述横拉杆支撑缸筒28内设有穿过横拉杆支撑缸筒28的横拉杆10， 所述横拉杆10一端伸出横拉杆支撑缸筒28的部分与连接块16固 定连接；所述驱动缸筒27内设有驱动缸连杆15，所述驱动缸连杆 15一端伸出驱动缸筒27的部分通过锁紧螺母17与连接块16固定 连接；所述对中缸筒29内设有对中缸连杆18，所述对中缸连杆18 一端伸出对中缸筒29的部分通过锁紧螺母17与连接块16固定连 接。所述横拉杆10左端伸出横拉杆支撑缸筒28的部分与左转向侧 拉杆3铰接，所述右转向侧拉杆7与连接块16铰接。所述驱动缸 筒27和对中缸筒29相对于横拉杆支撑缸筒28平行设置。所述横 拉杆10与连接块16通过内拉杆球头组件20的螺纹连接实现紧固， 所述对中缸连杆18、横拉杆10和驱动缸连杆15通过连接块16实 现同步线性运动关系；所述横拉杆10可沿横拉杆支撑缸筒28的轴 向进行线性往复运动，由左转向节2、左转向侧拉杆3、横拉杆10、 右转向侧拉杆7、右转向节8共同构成后桥转向梯形机构。所述横 拉杆支撑缸筒28两端设有用于支撑横拉杆10的DU轴承33、止动 环32、卡簧30、防尘油封31，横拉杆支撑缸筒28与横拉杆10之 间设有润滑脂34。

如图6、图7所示，所述驱动缸筒27内设有驱动缸活塞26和 分别设置在驱动缸活塞26左右的第一油腔39和第二油腔40；所述 液压缸壳体11上开有驱动缸左助力油口12和驱动缸右助力油口 14，所述第一油腔39与驱动缸左助力油口12相通，所述第二油腔 40与驱动缸右助力油口14相通，所述驱动缸活塞26与驱动缸连杆 15固定连接。所述驱动缸筒27内设有与驱动缸连杆15端部螺纹连 接的磁环固定座46和与驱动缸筒27左侧通过螺纹连接的线性位移 传感器固定座48，所述磁环固定座46左端孔内设有通过十字槽盘 头螺钉50紧固的磁环49，用以实时感知驱动缸活塞26的实际位置， 所述的线性位移传感器固定座48内设有线性位移传感器45，通过 紧钉螺钉47防止线性位移传感器45的轴向位移和周向旋转，所述 的线性位移传感器45左端设有线性位移传感器线束45.1连接到驱 动缸缸筒27的外部。

如图6、图8所示，所述对中缸筒29内设有无杆端浮动活塞 23和有杆端浮动活塞25，所述有杆端浮动活塞25套设在对中缸连 杆18上并通过固定在对中缸连杆18端部的连杆螺栓38限位，所 述有杆端浮动活塞25可在对中缸连杆18上滑动，所述无杆端浮动 活塞23左侧与对中缸筒29内壁形成第三油腔41，所述有杆端浮动 活塞25右侧与对中缸筒29内壁形成第四油腔42，所述无杆端浮动 活塞23与有杆端浮动活塞25之间形成空气腔43。

如图6所示，所述液压缸壳体11上开有对中缸油口19，所述 对中缸筒29缸体壁上设有内油道37，所述对中缸油口19与内油道 37入口相通，所述内油道37包括连通对中缸筒29内的第一出口 37.1和第二出口37.2，所述第一出口37.1与第三油腔41相通，所 述第二出口37.2与第四油腔42相通；所述空气腔43与通向大气的 气孔24相通；所述空气腔43与第三油腔41、第四油腔42均不相 通。

如图6、图8所示，所述无杆端浮动活塞23与有杆端浮动活 塞25之间设有左中位卡簧36和右中位卡簧35，所述左中位卡簧 36和右中位卡簧35限位设置在对中缸筒29内壁的凹槽29.1内， 所述左中位卡簧36的左端与右中位卡簧35的右端之间的距离和所 述连杆螺栓38厚度相等。

如图6所示，所述磁环固定座46的左端与线性位移传感器45 的端面45.2之间的距离(集成式驱动对中油缸中位时)构成驱动缸连 杆15在第一油腔39中向左移动的有效行程，所述驱动缸活塞26 的右端与第一导向座51的左端之间的距离(集成式驱动对中油缸中 位时)构成驱动缸连杆15在第二油腔40内的有效行程，所述驱动 缸连杆15在第一油腔39和第二油腔40内的有效行程相等；所述 无杆端浮动活塞23的左端与设置在对中缸筒29内的限位座44的 右端之间的最大距离构成对中缸连杆18在第三油腔41中向左移动 的有效行程，所述有杆端浮动活塞25的右端与第二导向座52的左 端之间的最大距离构成对中缸连杆18在第四油腔42中向右移动的 有效行程，所述对中缸连杆18在第三油腔41和第四油腔42内的 有效行程相等，通过设置在对中缸筒29中的限位座44辅助实现。 所述对中缸连杆18在第三油腔41或第四油腔42内的有效行程比 驱动缸连杆15在第一油腔39或第二油腔40内的有效行程小，从 而能够保证线性位移传感器不被压坏。

如图1、图2所示，本发明应用于汽车后桥转向机构上，所述 集成式驱动对中液压缸5通过螺栓6和安装螺纹孔13固定在车横 梁4上；所述集成式驱动对中液压缸5，左端有通过螺纹连接左转 向侧拉杆3，右端有通过螺纹连接右转向侧拉杆7；所述左转向轮1 与左转向节2固定连接；所述右转向轮9与右转向节8固定连接； 所述左转向节2与左转向侧拉杆3通过球头连接；所述右转向节8 与右转向侧拉杆7通过球头连接。

如图3所示，所述右转向侧拉杆7，包含左端带螺纹的内拉杆 球头组件20、前束调整螺母21和外拉杆球头组件22；所述内拉杆 球头组件20通过螺纹与外拉杆球头组件22相连；所述前束调整螺 母21用于调整后桥转向轮的前束角度。

本发明应用于汽车后桥转向机构上工作过程：

如图6所示，汽车直行状态或后桥不转向状态。负责对中回正 功能的对中缸筒29上的第三油腔41通过对中缸油口19与回油罐 相通、对中缸筒29上的第四油腔42经过内油道37至对中缸油口 19也与回油罐相通，此时通过第三油腔41和第四油腔42作用于对 中缸连杆18上的推力(或拉力)近似为0，对中缸连杆18不对横拉 杆10起任何作用力；负责转向驱动作用的驱动缸筒27内部的第一 油腔39与驱动缸左助力油口12相通，第二油腔40和驱动缸右助 力油口14相通，但此时因汽车在直行状态或后桥不转向状态，驱 动缸左助力油口12和驱动缸右助力油口14均被电磁阀组控制在截 止状态，不与任何油路相通。假如此时汽车左转向轮1(或右转向轮 9)受外力冲击力作用于横拉杆10上，具备了驱使横拉杆10运动的 趋势，但由于第一油腔39和第二油腔40均密闭，由于流体的不可 压缩特性，使横拉杆保持不动，汽车仍在直行状态(或后桥不转向 状态)。

如图9所示，汽车向右转向状态。此时对中缸筒29上的第三 油腔41通过对中缸油口19与回油罐相通、对中缸筒29上的第四 油腔42经过内油道37至对中缸油口19也与回油罐相通，此时通 过第三油腔41和第四油腔42作用于对中缸连杆18上的推力(或拉 力)近似为0，对中缸连杆18不对横拉杆10起任何作用力；来至液 压泵或高压蓄能器的高压油经驱动缸左助力油口12进入第一油腔 39，并沿箭头方向向右推动驱动缸活塞26从而带动驱动缸连杆15 向右运动，驱动缸连杆15通过连接块16同时带动横拉杆10和回 正缸连杆18一起向右运动达到推动车轮转向的目的。同时第二油 腔40内的低压油通过驱动缸右助力油口14流至回油罐；第四油腔 42因容积变小，其腔内的低压油通过内油道37流至对中缸油口19 再流至回油罐；空气腔43因容积变大，从气孔24处吸入空气。

汽车向左回正时液压油路刚好相反，即来自液压泵或高压蓄能 器的高压油经驱动缸右助力油口14进入第二油腔40，并沿箭头反 方向向左推动驱动缸活塞26从而带动驱动缸连杆15向左运动，驱 动缸连杆15通过连接块16同时带动横拉杆10和回正缸连杆18一 起向左运动达到推动车轮回正的目的，同时第一油腔39内的低压 油通过驱动缸左助力油口12流至回油罐，第四油腔42内因容积变 大从回油罐吸油，空气腔43因容积变小，从气孔24排出空气。

如图10所示，发生故障对中回位锁死时状态。此时电磁阀组 使驱动缸左助力油口12和驱动缸右助力油口14都和回油罐相通， 即第一油腔39和第二油腔40都与回油罐相通，因此驱动缸连杆15 不受液压油的额外作用力，只跟随连接块16一起运动；与此同时 来自高压蓄能器的高压油与对中缸油口19相通，高压油经对中缸 油口19后同时进入对中缸筒29的第三油腔41和第四油腔42，进 入第三油腔41的高压油向左推动无杆端浮动活塞23，压到左中位 卡簧36后停止；进入第四油腔42内的高压油向左推动有杆端浮动 活塞25后，带动对中缸连杆18向左运动，直至压到右中位卡簧35 后停止，同时与对中缸连杆18相连的连杆螺母38左端靠上无杆端 浮动活塞23；空气腔43由于容积变小，从气孔24排出空气；第一 油腔39由于容积变小，从驱动缸左助力油口12处排出低压油至回 油箱；第二油腔40由于容积变大，驱动缸右助力油口14从回油罐 吸入低于油；由于高压蓄能器内部仍然存在较高的压力，对中缸连 杆18被两个浮动活塞固定在后桥不转向状态，从而达到锁死的功 能。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。