一种机液伺服车辆转向系统的设计与建模.pdfVIP

2015年 8月 机床与液压 Aug．2015 第43卷 第 16期 MACHINETO0L HYDRAULICS Vo1．43No．16 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．16．034 一 种机液伺服车辆转向系统的设计与建模 李永安 (中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西太原 030006) 摘要：根据某矿用车辆动力转向系统的需要 ，基于车辆转向动力学 、机构设计和反馈控制原理，设计了一种结构简 单 、可靠性高、易于维护的机液伺服负反馈闭环控制转向系统。建立了系统的数学模型，得出系统的控制方块图和传递函 数．为系统性能分析以及系统优化设计提供理论依据。 关键词：转向系统；机液伺服 ；反馈控制；连杆机构 中图分类号 ：TG502．32 文献标志码：A 文章编号：1001—3881(2015)16—109—2 DesignandModelingforaMachinery-hydraulicServoVehicleSteeringSystem LIYong’an (TaiyuanInstituteCo．，Ltd．，ChinaCoalTechnologyEngineeringGroup，TaiyuanShanxi030006，China) Abstract：Basedon theneedofthepowersteering system ofaminingvehicle，anegative~edback closed loop control machinery—hydraulicservosteeringsystem wasdesigned，whichhadagoodperformanceofsimplestructure，highdependabilityand easytomaintain．Then，mathematicmodelsofthesystem wereestbalished，andtheblockdiagram andtransferfunction werepro- posed．Thisprovidestheoreticalbasisforsystem perfomr anceanalysisandoptimaldesign． Keywords：Steeringsystem；Machinery-hydraulicservo；Feedbackcontrol；Connectionrodmechanism 车辆动力转 向系统一般都采用随动系统。液压随 动系统具有质量轻 、结构紧凑、工作宁静及对地面能 起缓冲作用、动作迅速、启动平稳等优点而应用广 泛…。无论是液压助力转向还是全液压转向，其基本 原理都是保证方向盘旋转给定一个转向信号，转向油 缸 (或转向轮)随动一个输 出量 ，信号消失，转向 结束。运煤车受井下巷道尺寸因素的影响，要求转向 系统反应灵敏，且驾驶操作空间小，要求司机完成车 辆转向动作幅度小。由于井下工况恶劣且有防爆要 求 。制约了电控或电液控制转向方案在矿用车辆上的 应用。因此。在借鉴现有同类车辆转向系统技术特点 7一连接杆 8一销轴 ⅡI9一控制阀lO一转向油缸 l1一反馈软轴 的基础上，自行设计了一套机液伺服转向系统。 图 1 机液伺服反馈控制系统原理图 1 运煤车机液伺服转向系统的原理 根据转向系统的组成和原理，可以绘制机液伺服 图 1为机液伺服系统的原理图，当司机操作手柄 转向系统工作原理方框图。见图2。 2绕销轴 I顺时针旋转 0角度时，在连杆 7的带动 下，转向控制阀阀芯位移 ，此时输出流量Q，转向 油缸输出位移 ；由于软轴的作用，油缸活塞杆带 动反馈块4绕销轴逆时针旋转0；，此时，由于销轴 I 与反馈块4相对固定。则转向手柄也绕销轴 I逆时针 图2 机液伺服转向系统工作原理方框图 旋转0；。此时阀芯