同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特性研究與優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-01-19 15:25
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是車輛中最重要的系統(tǒng)之一,它的性能會影響車輛行駛穩(wěn)定性、能源消耗、機械作業(yè)效率以及操作舒適性。近幾年隨著工程機械和農(nóng)業(yè)機械朝大型化和大功率化的發(fā)展,對轉(zhuǎn)向阻力矩的要求也有所提高,只利用單級全液壓轉(zhuǎn)向器控制的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已不適用于大型機械。同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向器具有占用空間小、結(jié)構(gòu)緊湊、反應(yīng)靈敏、泄露少、易于安裝布局、工作可靠性高以及系統(tǒng)效率高等優(yōu)點,在大功率工程機械和農(nóng)業(yè)機械中獲得廣泛應(yīng)用。本文對同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行性能仿真分析和實驗研究,對提高其在工作過程中的穩(wěn)定性、安全性以及高效性有重要的理論與實際工程意義。本文基于同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及系統(tǒng)中優(yōu)先閥、轉(zhuǎn)向器、組合閥塊的結(jié)構(gòu)特征和工作原理,進行了靜態(tài)特性分析,建立了優(yōu)先閥、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸的力平衡方程和流量連續(xù)方程;根據(jù)轉(zhuǎn)向器閥芯和閥套相對位移關(guān)系,建立了各個節(jié)流口面積的計算方程,基于MATLAB對各個節(jié)流口的面積進行了分析。基于AMESim對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關(guān)鍵液壓元件進行了建模分析。首先對轉(zhuǎn)向器進行了原理性分析,驗證轉(zhuǎn)向器模型的準確性;然后分析了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不同方向盤轉(zhuǎn)速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)向...
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[6]??Fig.?1-2?Mechanical?steering?system^6'??
Fig.?1-7?Steering-By-Wire?system?of?ZFl22l??線控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由控制器、方向盤模塊和轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊三部分構(gòu)成,??方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間不再用剛性連接而是利用柔性連接,結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。??它是由一個CAN總線結(jié)構(gòu)連接到各個模塊,可以很方便的和其他系統(tǒng)集成、統(tǒng)??一協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)閉環(huán)控制。車輛需要轉(zhuǎn)向時,駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤,方向盤轉(zhuǎn)??角傳感器將轉(zhuǎn)向信號輸入到控制器中,控制器對信號進行分析處理,判斷出車??輛的運動狀態(tài),向轉(zhuǎn)向電機和方向盤力矩電機發(fā)出控制命令。轉(zhuǎn)向電機根據(jù)控??制器發(fā)出的命令使車輪轉(zhuǎn)動一定的角度,完成車輛轉(zhuǎn)向。與此同時力矩電機根??據(jù)控制器發(fā)出的命令使方向盤產(chǎn)生一定的回正力矩,將相應(yīng)的路況信息反饋給??駕駛員,使駕駛員獲得路感,路感的大小可以根據(jù)車輛行駛的路況進行實時調(diào)??節(jié)[23]。??線控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點是去掉了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械剛性連接
主要構(gòu)成元件有液壓泵、優(yōu)先閥、溢流閥、液壓管路、轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向油缸等,??其中優(yōu)先閥、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的3個核心元件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原??理圖如圖2-1所示。??I?1??L7?:??!?6?!??丨(’?=fWfn?I?■??卜廠?;??I??6-—?I??L???-?I??「?C^r?US??;?EF?;??I?4?^^?:??“……二??l_L?丄??1-液壓泵2-溢流閥3-過濾器4-優(yōu)先閥5-全液壓轉(zhuǎn)向器??6-雙向過載補油閥7-轉(zhuǎn)向油缸??圖2-1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖??Fig.?2-1?Schematic?diagram?of?the?steering?system??方向盤未轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)向器5處于中位狀態(tài),液壓油從轉(zhuǎn)向器5的進油口流??入,經(jīng)過節(jié)流孔流回油箱,在此過程中液壓油未流入轉(zhuǎn)向油缸7,車輛仍保持原??來的行駛方向。轉(zhuǎn)向器5內(nèi)的節(jié)流口與優(yōu)先閥4連接,液壓油流入優(yōu)先閥4內(nèi)??克服彈簧力,使優(yōu)先閥處于左位,系統(tǒng)中的液壓油通過優(yōu)先閥4上的EF油口流??入其他的液壓系統(tǒng),減小了能量損失,也提高了油液的利用率。??向右轉(zhuǎn)動方向盤時,轉(zhuǎn)向器5工作于右位,優(yōu)先閥4處于右位狀態(tài)。液壓??泵1中的液壓油流入優(yōu)先閥4中,優(yōu)先閥閥芯兩端不再平衡,使得閥芯向右移??動
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于AMESim全液壓轉(zhuǎn)向器特性影響因素分析[J]. 陸廣華. 機床與液壓. 2017(16)
[2]EPS+AFS集成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析[J]. 石萬凱,羅才偉,李偉,秦鵬飛,韓振華. 機械設(shè)計. 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]鉸接式裝載機轉(zhuǎn)向特性的分析與試驗研究[J]. 樊文建,楊敬,權(quán)龍. 液壓與氣動. 2014(09)
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[7]全液壓負荷傳感轉(zhuǎn)向系統(tǒng)抖動分析[J]. 范楊,梁幫修,韓露,閆山. 工程機械. 2014(03)
[8]裝載機轉(zhuǎn)向缸外負載力變化特性的試驗研究[J]. 徐禮超. 礦山機械. 2013(11)
[9]新型直驅(qū)式液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究[J]. 蒲顯坤,孔鵬. 機械. 2013(10)
[10]全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機液聯(lián)合仿真及試驗[J]. 王同建,陳晉市,趙鋒,趙慶波,劉昕暉,袁華山. 吉林大學學報(工學版). 2013(03)
博士論文
[1]基于速度自適應(yīng)的拖拉機自動導航控制系統(tǒng)研究[D]. 劉進一.中國農(nóng)業(yè)大學 2017
碩士論文
[1]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變傳動比特性及穩(wěn)定性控制研究[D]. 范廣棟.吉林大學 2017
[2]工程車輛鉸接橋式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 牛平杰.吉林大學 2016
[3]電液流量匹配裝載機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性研究[D]. 閆旭冬.太原理工大學 2016
[4]拖拉機線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雙模式路感特性設(shè)計及系統(tǒng)控制研究[D]. 刁秀永.南京農(nóng)業(yè)大學 2016
[5]平衡閥在塔吊液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用分析與研究[D]. 張東東.蘭州理工大學 2016
[6]螺紋插裝式平衡閥在平衡回路中穩(wěn)定性研究[D]. 鄧龍.蘭州理工大學 2016
[7]螺紋插裝平衡閥結(jié)構(gòu)和特性研究[D]. 李謙.西南交通大學 2015
[8]螺紋插裝溢流閥結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作性能研究[D]. 劉剛.西南交通大學 2014
[9]同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性研究[D]. 王剛.吉林大學 2014
[10]基于AMESim的飛機除冰車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真研究[D]. 高濤濤.西華大學 2014
本文編號:2987239
【文章來源】:山東科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[6]??Fig.?1-2?Mechanical?steering?system^6'??
Fig.?1-7?Steering-By-Wire?system?of?ZFl22l??線控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由控制器、方向盤模塊和轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊三部分構(gòu)成,??方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間不再用剛性連接而是利用柔性連接,結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。??它是由一個CAN總線結(jié)構(gòu)連接到各個模塊,可以很方便的和其他系統(tǒng)集成、統(tǒng)??一協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)閉環(huán)控制。車輛需要轉(zhuǎn)向時,駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤,方向盤轉(zhuǎn)??角傳感器將轉(zhuǎn)向信號輸入到控制器中,控制器對信號進行分析處理,判斷出車??輛的運動狀態(tài),向轉(zhuǎn)向電機和方向盤力矩電機發(fā)出控制命令。轉(zhuǎn)向電機根據(jù)控??制器發(fā)出的命令使車輪轉(zhuǎn)動一定的角度,完成車輛轉(zhuǎn)向。與此同時力矩電機根??據(jù)控制器發(fā)出的命令使方向盤產(chǎn)生一定的回正力矩,將相應(yīng)的路況信息反饋給??駕駛員,使駕駛員獲得路感,路感的大小可以根據(jù)車輛行駛的路況進行實時調(diào)??節(jié)[23]。??線控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點是去掉了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械剛性連接
主要構(gòu)成元件有液壓泵、優(yōu)先閥、溢流閥、液壓管路、轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向油缸等,??其中優(yōu)先閥、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向油缸是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的3個核心元件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原??理圖如圖2-1所示。??I?1??L7?:??!?6?!??丨(’?=fWfn?I?■??卜廠?;??I??6-—?I??L???-?I??「?C^r?US??;?EF?;??I?4?^^?:??“……二??l_L?丄??1-液壓泵2-溢流閥3-過濾器4-優(yōu)先閥5-全液壓轉(zhuǎn)向器??6-雙向過載補油閥7-轉(zhuǎn)向油缸??圖2-1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖??Fig.?2-1?Schematic?diagram?of?the?steering?system??方向盤未轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)向器5處于中位狀態(tài),液壓油從轉(zhuǎn)向器5的進油口流??入,經(jīng)過節(jié)流孔流回油箱,在此過程中液壓油未流入轉(zhuǎn)向油缸7,車輛仍保持原??來的行駛方向。轉(zhuǎn)向器5內(nèi)的節(jié)流口與優(yōu)先閥4連接,液壓油流入優(yōu)先閥4內(nèi)??克服彈簧力,使優(yōu)先閥處于左位,系統(tǒng)中的液壓油通過優(yōu)先閥4上的EF油口流??入其他的液壓系統(tǒng),減小了能量損失,也提高了油液的利用率。??向右轉(zhuǎn)動方向盤時,轉(zhuǎn)向器5工作于右位,優(yōu)先閥4處于右位狀態(tài)。液壓??泵1中的液壓油流入優(yōu)先閥4中,優(yōu)先閥閥芯兩端不再平衡,使得閥芯向右移??動
【參考文獻】:
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[10]全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機液聯(lián)合仿真及試驗[J]. 王同建,陳晉市,趙鋒,趙慶波,劉昕暉,袁華山. 吉林大學學報(工學版). 2013(03)
博士論文
[1]基于速度自適應(yīng)的拖拉機自動導航控制系統(tǒng)研究[D]. 劉進一.中國農(nóng)業(yè)大學 2017
碩士論文
[1]線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變傳動比特性及穩(wěn)定性控制研究[D]. 范廣棟.吉林大學 2017
[2]工程車輛鉸接橋式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 牛平杰.吉林大學 2016
[3]電液流量匹配裝載機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性研究[D]. 閆旭冬.太原理工大學 2016
[4]拖拉機線控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雙模式路感特性設(shè)計及系統(tǒng)控制研究[D]. 刁秀永.南京農(nóng)業(yè)大學 2016
[5]平衡閥在塔吊液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用分析與研究[D]. 張東東.蘭州理工大學 2016
[6]螺紋插裝式平衡閥在平衡回路中穩(wěn)定性研究[D]. 鄧龍.蘭州理工大學 2016
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[8]螺紋插裝溢流閥結(jié)構(gòu)參數(shù)與工作性能研究[D]. 劉剛.西南交通大學 2014
[9]同軸流量放大全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特性研究[D]. 王剛.吉林大學 2014
[10]基于AMESim的飛機除冰車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仿真研究[D]. 高濤濤.西華大學 2014
本文編號:2987239
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