同轴流量放大全液压转向系统的特性研究与优化
发布时间：2021-01-19 15:25
转向系统是车辆中最重要的系统之一,它的性能会影响车辆行驶稳定性、能源消耗、机械作业效率以及操作舒适性。近几年随着工程机械和农业机械朝大型化和大功率化的发展,对转向阻力矩的要求也有所提高,只利用单级全液压转向器控制的液压动力转向系统已不适用于大型机械。同轴流量放大全液压转向器具有占用空间小、结构紧凑、反应灵敏、泄露少、易于安装布局、工作可靠性高以及系统效率高等优点,在大功率工程机械和农业机械中获得广泛应用。本文对同轴流量放大全液压转向系统进行性能仿真分析和实验研究,对提高其在工作过程中的稳定性、安全性以及高效性有重要的理论与实际工程意义。本文基于同轴流量放大全液压转向系统以及系统中优先阀、转向器、组合阀块的结构特征和工作原理,进行了静态特性分析,建立了优先阀、转向器和转向油缸的力平衡方程和流量连续方程;根据转向器阀芯和阀套相对位移关系,建立了各个节流口面积的计算方程,基于MATLAB对各个节流口的面积进行了分析。基于AMESim对转向系统以及转向系统中的关键液压元件进行了建模分析。首先对转向器进行了原理性分析,验证转向器模型的准确性;然后分析了转向系统在不同方向盘转速、发动机转速以及转向...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２机械式转向系统［６］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ＾６＇??
Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｔｅｅｒｉｎｇ－Ｂｙ－Ｗｉｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ＺＦｌ２２ｌ??线控动力转向系统主要由控制器、方向盘模块和转向执行模块三部分构成，??方向盘和转向轮之间不再用刚性连接而是利用柔性连接，结构如图１－７所示。??它是由一个ＣＡＮ总线结构连接到各个模块，可以很方便的和其他系统集成、统??一协调控制，实现闭环控制。车辆需要转向时，驾驶员转动方向盘，方向盘转??角传感器将转向信号输入到控制器中，控制器对信号进行分析处理，判断出车??辆的运动状态，向转向电机和方向盘力矩电机发出控制命令。转向电机根据控??制器发出的命令使车轮转动一定的角度，完成车辆转向。与此同时力矩电机根??据控制器发出的命令使方向盘产生一定的回正力矩，将相应的路况信息反馈给??驾驶员，使驾驶员获得路感，路感的大小可以根据车辆行驶的路况进行实时调??节［２３］。??线控动力转向系统的优点是去掉了方向盘和转向轮之间的机械刚性连接
主要构成元件有液压泵、优先阀、溢流阀、液压管路、转向器以及转向油缸等，??其中优先阀、转向器和转向油缸是转向系统中的３个核心元件。转向系统的原??理图如图２－１所示。??Ｉ?１??Ｌ７?：??！?６?！??丨（’?＝ｆＷｆｎ?Ｉ?■??卜厂?；??Ｉ??６－—?Ｉ??Ｌ???－?Ｉ??「?Ｃ＾ｒ?ＵＳ??；?ＥＦ?；??Ｉ?４?＾＾?：??“……二??ｌ＿Ｌ?丄??１－液压泵２－溢流阀３－过滤器４－优先阀５－全液压转向器??６－双向过载补油阀７－转向油缸??图２－１转向系统原理图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??方向盘未转动时，转向器５处于中位状态，液压油从转向器５的进油口流??入，经过节流孔流回油箱，在此过程中液压油未流入转向油缸７，车辆仍保持原??来的行驶方向。转向器５内的节流口与优先阀４连接，液压油流入优先阀４内??克服弹簧力，使优先阀处于左位，系统中的液压油通过优先阀４上的ＥＦ油口流??入其他的液压系统，减小了能量损失，也提高了油液的利用率。??向右转动方向盘时，转向器５工作于右位，优先阀４处于右位状态。液压??泵１中的液压油流入优先阀４中，优先阀阀芯两端不再平衡，使得阀芯向右移??动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim全液压转向器特性影响因素分析[J]. 陆广华. 机床与液压. 2017(16)
[2]EPS+AFS集成转向系统分析[J]. 石万凯,罗才伟,李伟,秦鹏飞,韩振华. 机械设计. 2017(02)
[3]Vehicle Active Steering Control Research Based on Two-DOF Robust Internal Model Control[J]. WU Jian,LIU Yahui,WANG Fengbo,BAO Chunjiang,SUN Qun,ZHAO Youqun. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(04)
[4]铰接式装载机转向特性的分析与试验研究[J]. 樊文建,杨敬,权龙. 液压与气动. 2014(09)
[5]浅谈混合动力装载机的研究现状[J]. 张丹,赵园园,吴浩波,马鹏飞,王康康,赵国防. 装备制造技术. 2014(08)
[6]铰接车铰接点位置分析与计算[J]. 贾小平,樊石光,于魁龙,李炯. 装甲兵工程学院学报. 2014(02)
[7]全液压负荷传感转向系统抖动分析[J]. 范杨,梁帮修,韩露,闫山. 工程机械. 2014(03)
[8]装载机转向缸外负载力变化特性的试验研究[J]. 徐礼超. 矿山机械. 2013(11)
[9]新型直驱式液压转向系统的研究[J]. 蒲显坤,孔鹏. 机械. 2013(10)
[10]全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 王同建,陈晋市,赵锋,赵庆波,刘昕晖,袁华山. 吉林大学学报(工学版). 2013(03)
博士论文
[1]基于速度自适应的拖拉机自动导航控制系统研究[D]. 刘进一.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]线控转向系统变传动比特性及稳定性控制研究[D]. 范广栋.吉林大学 2017
[2]工程车辆铰接桥式转向系统动态特性研究[D]. 牛平杰.吉林大学 2016
[3]电液流量匹配装载机转向系统特性研究[D]. 闫旭冬.太原理工大学 2016
[4]拖拉机线控液压转向系统双模式路感特性设计及系统控制研究[D]. 刁秀永.南京农业大学 2016
[5]平衡阀在塔吊液压系统中的应用分析与研究[D]. 张东东.兰州理工大学 2016
[6]螺纹插装式平衡阀在平衡回路中稳定性研究[D]. 邓龙.兰州理工大学 2016
[7]螺纹插装平衡阀结构和特性研究[D]. 李谦.西南交通大学 2015
[8]螺纹插装溢流阀结构参数与工作性能研究[D]. 刘刚.西南交通大学 2014
[9]同轴流量放大全液压转向系统特性研究[D]. 王刚.吉林大学 2014
[10]基于AMESim的飞机除冰车全液压转向系统仿真研究[D]. 高涛涛.西华大学 2014
本文编号：2987239
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２机械式转向系统［６］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ＾６＇??
Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｔｅｅｒｉｎｇ－Ｂｙ－Ｗｉｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ＺＦｌ２２ｌ??线控动力转向系统主要由控制器、方向盘模块和转向执行模块三部分构成，??方向盘和转向轮之间不再用刚性连接而是利用柔性连接，结构如图１－７所示。??它是由一个ＣＡＮ总线结构连接到各个模块，可以很方便的和其他系统集成、统??一协调控制，实现闭环控制。车辆需要转向时，驾驶员转动方向盘，方向盘转??角传感器将转向信号输入到控制器中，控制器对信号进行分析处理，判断出车??辆的运动状态，向转向电机和方向盘力矩电机发出控制命令。转向电机根据控??制器发出的命令使车轮转动一定的角度，完成车辆转向。与此同时力矩电机根??据控制器发出的命令使方向盘产生一定的回正力矩，将相应的路况信息反馈给??驾驶员，使驾驶员获得路感，路感的大小可以根据车辆行驶的路况进行实时调??节［２３］。??线控动力转向系统的优点是去掉了方向盘和转向轮之间的机械刚性连接
主要构成元件有液压泵、优先阀、溢流阀、液压管路、转向器以及转向油缸等，??其中优先阀、转向器和转向油缸是转向系统中的３个核心元件。转向系统的原??理图如图２－１所示。??Ｉ?１??Ｌ７?：??！?６?！??丨（’?＝ｆＷｆｎ?Ｉ?■??卜厂?；??Ｉ??６－—?Ｉ??Ｌ???－?Ｉ??「?Ｃ＾ｒ?ＵＳ??；?ＥＦ?；??Ｉ?４?＾＾?：??“……二??ｌ＿Ｌ?丄??１－液压泵２－溢流阀３－过滤器４－优先阀５－全液压转向器??６－双向过载补油阀７－转向油缸??图２－１转向系统原理图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｅｅｒｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??方向盘未转动时，转向器５处于中位状态，液压油从转向器５的进油口流??入，经过节流孔流回油箱，在此过程中液压油未流入转向油缸７，车辆仍保持原??来的行驶方向。转向器５内的节流口与优先阀４连接，液压油流入优先阀４内??克服弹簧力，使优先阀处于左位，系统中的液压油通过优先阀４上的ＥＦ油口流??入其他的液压系统，减小了能量损失，也提高了油液的利用率。??向右转动方向盘时，转向器５工作于右位，优先阀４处于右位状态。液压??泵１中的液压油流入优先阀４中，优先阀阀芯两端不再平衡，使得阀芯向右移??动
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AMESim全液压转向器特性影响因素分析[J]. 陆广华. 机床与液压. 2017(16)
[2]EPS+AFS集成转向系统分析[J]. 石万凯,罗才伟,李伟,秦鹏飞,韩振华. 机械设计. 2017(02)
[3]Vehicle Active Steering Control Research Based on Two-DOF Robust Internal Model Control[J]. WU Jian,LIU Yahui,WANG Fengbo,BAO Chunjiang,SUN Qun,ZHAO Youqun. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(04)
[4]铰接式装载机转向特性的分析与试验研究[J]. 樊文建,杨敬,权龙. 液压与气动. 2014(09)
[5]浅谈混合动力装载机的研究现状[J]. 张丹,赵园园,吴浩波,马鹏飞,王康康,赵国防. 装备制造技术. 2014(08)
[6]铰接车铰接点位置分析与计算[J]. 贾小平,樊石光,于魁龙,李炯. 装甲兵工程学院学报. 2014(02)
[7]全液压负荷传感转向系统抖动分析[J]. 范杨,梁帮修,韩露,闫山. 工程机械. 2014(03)
[8]装载机转向缸外负载力变化特性的试验研究[J]. 徐礼超. 矿山机械. 2013(11)
[9]新型直驱式液压转向系统的研究[J]. 蒲显坤,孔鹏. 机械. 2013(10)
[10]全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 王同建,陈晋市,赵锋,赵庆波,刘昕晖,袁华山. 吉林大学学报(工学版). 2013(03)
博士论文
[1]基于速度自适应的拖拉机自动导航控制系统研究[D]. 刘进一.中国农业大学 2017
硕士论文
[1]线控转向系统变传动比特性及稳定性控制研究[D]. 范广栋.吉林大学 2017
[2]工程车辆铰接桥式转向系统动态特性研究[D]. 牛平杰.吉林大学 2016
[3]电液流量匹配装载机转向系统特性研究[D]. 闫旭冬.太原理工大学 2016
[4]拖拉机线控液压转向系统双模式路感特性设计及系统控制研究[D]. 刁秀永.南京农业大学 2016
[5]平衡阀在塔吊液压系统中的应用分析与研究[D]. 张东东.兰州理工大学 2016
[6]螺纹插装式平衡阀在平衡回路中稳定性研究[D]. 邓龙.兰州理工大学 2016
[7]螺纹插装平衡阀结构和特性研究[D]. 李谦.西南交通大学 2015
[8]螺纹插装溢流阀结构参数与工作性能研究[D]. 刘刚.西南交通大学 2014
[9]同轴流量放大全液压转向系统特性研究[D]. 王刚.吉林大学 2014
[10]基于AMESim的飞机除冰车全液压转向系统仿真研究[D]. 高涛涛.西华大学 2014
本文编号：2987239
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