双流传动履带车辆方向盘操纵系统设计及仿真.pdfVIP

第 32卷 第 3期 河 南 科 技 大 学 学 报 ：自然 科 学 版 VOl_32 NO．3 2011年 6月 JournalofHenanUniversityofScienceandTechnology：NaturalScience Jun． 2011 文章编号 ：1672—6871(2011)03—0016—04 双流传动履带车辆方 向盘操纵系统设计及仿真 曹付义 ，周志立 ，徐立友 (河南科技大学 车辆与动力工程学院，河南 洛 阳471003) 摘要 ：液压机械差速转 向机构是履带车辆的一种新型双流传动机构，能实现履带车辆无级转向。基于液压机 械差速转向机构工作原理 ，提出了一种双流传动履带车辆方 向盘操纵系统方案 。根据方向盘转角和液压先导 阀杆摆角 的变化关系 ，推导 出了凸轮曲线的解析表达式。介绍了液压元件的结构及 1二作过程 ，仿真分析 方 向盘操纵系统的工作稳定性及跟随特性 。仿真结果表明：所设计 的方 向盘操纵系统能满足履带车辆液压机械 差速转 向行驶需要 ： 关键词 ：履带车辆 ；液压机械传动 ；方 向蔬 ；操纵系统 中图分类号 ：S219．032．3 文献标识码 ：A 0 前言 液压机械差速转向机构是履带车辆的一种新型双流传动机构，它结合了液压无级调速和机械传动 高效率等优点 ，这种转向机构在军用履带车辆上已有使用 ～ 。如图1所示，河南科技大学利用相关原 理研究开发了适用于农业履带拖拉机的液压机械差速转 向机构 ，发动机功率在直驶变速系统输人 轴上分流 ：一路功率流向直驶变速系统 ；一路功率流向由变量泵 、定量 马达及其控制元件组成 的液压闭 式 回路系统，两路功率在左右行星排汇流后经行星架输出。驾驶员通过转向操纵系统 ，控制液压闭式回 路系统正反方向输出转速变化 ，使两侧行星架转速差连续变化 ，实现履带车辆无级转向。 --：齿圈 卜一一] 左； ‘ … 一 - 一 _I厂卜_．1直驶变速系统 _卜— 中—传—动 _卜—— ： —+ + 广_-：- ． 匿r1一一j 齿轮II回路系统 I l传动 I I系统I ： 卜～_1 照 }—_-- ．．． I-舌圄一广1一一j 右 图 1 液压机械差速转 向传动方案 转 向操纵系统是实现履带车辆液压机械差速转 向行驶的关键 ，本文对液压机械差速转 向履带车辆 方 向盘操纵系统进行设计 ，仿真分析其工作稳定性和跟随特性 ，研究结果有助于履带车辆液压机械差速 转 向性能研究及转向控制系统开发。 1 操纵系统原理设计 对液压机械差速转向机构的操纵 ，实际上就是通过改变液压闭式回路系统的马达输 出转速，使两侧 履带产生速度差，从而实现履带车辆的转 向。 图2为液压机械差速转向履带车辆方 向盘操纵系统 ，该系统主要由方向盘、凸轮机构 、液压先导 阀、 电磁换向阀、液压伺服阀和伺服液压缸等组成 。方向盘与凸轮机构为刚性连接，车辆转向时，驾驶员转 动方向盘 ，带动凸轮机构一起转动 ，凸轮机构将方向盘的转动转换成液压先导阀杆的摆动 ，液压先导阀 基金项 目：河南省杰 出人才创新基金项 目(O121001400)；河南科技大学青年基金项 目