多轴车辆第三轴电控液压转向系统及其PID控制

为了改善多轴车辆后轴轮胎的磨损,设计了一种第三轴电控液压转向系统。重点研究了该系统的液压执行机构和对中自锁油缸的工作原理,拟合出了符合阿克曼转角定理的第三轴预期转角,建立了电控液压转向系统的模型,设计了分数阶PID控制器并提出了该分数阶PID控制器参数的选取方法,最后进行了仿真分析、台架试验、实车试验。拟合结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的残差平方都在0.16以内,拟合度都在0.985以上。仿真分析结果表明,分数阶PID控制系统比整数PID控制系统具有更小的超调量和更短的调节时间。台架试验结果表明,第三轴预期转角在车速为10m/s和20m/s时,期望值和实际值的误差都在±0.3°以内。由实车试验可以定性看出,安装该第三轴电控液压转向系统比不安装该系统在空载和满载时轮胎磨损情况都有所改善。     

新型螺旋自锁紧液压缸设计

从液压缸定位的机械式锁紧发展趋势出发,基于液压缸锁紧技术的现状,将螺纹自锁的功能巧妙地设计到液压缸的活塞杆上,在原有液压缸上设计一对可以自锁的螺纹副,利用螺纹的自锁功能,实现液压缸带负荷的精确可靠定位。该设计在拥有现有的机械式锁紧优势的同时,结构更加简洁,几乎不改变原有液压缸的结构和体积,加工、制造、装配容易,成本低,效率更高,适合广泛推广。     

球面滑动轴承用于自位转向车轴中

在载重汽车和拖车上安装附加轴可以增加车辆的装载量。自位转向式附加轴可减小转弯半轻、避免车轮打滑。自位转向轴的车轮装在垂直的铰销上。为了使两车轮有相同的转向角,再与一个转向横拉杆装置相连。目前,铰接处仍装有青铜衬套和弹性套。然而意大利的奥斯台拉斯车轴制造厂与SKF协作进行了新的设计。新设计采用了球面滑动轴承(钢对钢)。该方案具有减小摩擦等一系列优点。并可省去转弯后使车轴回位的机构。     

多轴车辆线控液压转向系统设计及转角控制

为减小多轴转向车辆货厢部位的第三轴转向轮转向磨损,要求该车轮与驾驶室部位的前转向轮转角关系满足阿克曼转向原理。针对某型号8×2四轴重型车辆,设计出一种第三轴线控液压转向系统,并建立其动力学模型,设计了基于指数趋近律的滑模控制器对第三轴转向轮转角进行控制,选取典型工况对所设计的控制器进行了仿真分析,并进行实车试验验证。研究结果表明：基于指数趋近律的滑模控制比基于比例切换函数的滑模控制及开环控制响应更快速、趋近目标值时间及超调持续时间更短、稳态差值更小;与采用机械液压转向系统相比,安装基于该控制器的线控液压转向系统不仅能显著提高第三轴轮胎的转向抗磨损性能,同时也改善了整车的转向性能。     

一种液压缸的锁紧方法分析及结构设计

液压缸是液压驱动系统的执行装置,它通过和各种机械结构相连接,从而实现多种机械机构的直线运动、摆动和旋转运动的驱动;通常进行机械结构的锁紧装置设计时需要考虑到自锁角的大小,如果设计的自锁角不合适,就不能实现机构的锁紧.通过设计一种新型液压缸结构,该液压缸结构不需要与复杂的机械结构相连接,就可以实现机械装置的夹紧与稳定锁紧,其锁紧方法可靠.该液压缸即可以用于小行程直线运动驱动的场合,又可以用于需要锁紧且空间较小的装置.     

基于多轴电液伺服转向系统的重型车辆操纵稳定性研究

车辆的操纵稳定性是影响车辆行驶安全性的关键因素,操纵稳定性分析通常基于经典线性二自由度车辆动力学模型。该模型忽略了转向系统的影响,直接以前轮转角为输入,无法充分描述车辆的操纵稳定性。以多轴电液助力式转向车辆为研究对象,在二自由度动力学模型的基础上进一步考虑了电液伺服转向系统对车辆操纵稳定性的影响,建立以转向盘转角为输入的多轴电液助力式转向车辆二自由度动力学模型并进行仿真分析。结果表明,电液伺服转向系统模型的加入显著增加了多轴车辆到达稳态转向的时间,且在小转角转向时车辆瞬态质心侧偏角峰值降低,车辆操纵稳定性有所改善。因此,考虑电液伺服转向系统部分的模型可有效提升重型多轴车辆转向性能分析的准确度。     

汽车起重机转向系统优化研究

针对某汽车起重机转向磨胎严重的问题,使用多体动力学软件ADAMS建立了转向系统参数化仿真模型,仿真结果表明,该转向系统摇臂机构设计不合理。利用ADAMS对摇臂机构目标参数进行试验设计,得出摇臂机构目标参数的优化值,在此基础上,对转向助力液压缸安装位置进行了优化,减小了助力液压缸的最大受力,为某汽车起重机转向系统的设计改进提供了参考。     

某车液压助力转向系统动态特性的仿真

为了分析某车齿轮齿条式液压助力转向系统的动态特性,建立了液压系统转向控制阀、转向液压缸及其他主要元件的数学模型。采用SIMULINK对该系统进行分析,仿真模型以前轮受到交变载荷时产生的偏转角为输入,以转向液压缸输出力为输出。仿真结果表明,当转角频率不变时,液压缸输出力随前轮转角幅值增大而增大;当转角幅值不变时,液压缸输出力随前轮转角频率增大而增大。最后,为了改善液压助力转向系统的动态特性,分析了扭杆刚度、转向液压缸负载质量和液压系统的液体体积弹性模量对液压缸输出力的影响。     

自行式液压载重车多种独立转向系统研究

详细阐述了自行式液压载重车目前采用的液压缸四连杆式、齿轮齿条式和蜗轮蜗杆式以及马达减速机齿轮式转向系统的工作原理,通过重点分析比较这些转向系统的优缺点以及使用范围,为今后液压载重车以及同类重型运输车辆的转向系统的设计和选择提供了依据.     

电液控制全轮转向系统

多轴车辆在后桥增设电控液压转向系统,可实现整车的全轮转向,对整车性能有较大提升。但由此也引出几个问题:一是车辆变成全轮转向后,原车的前桥转向机构是否需要重新设计;二是当后桥车轮不需要转向或者当电控液压转向系统失效时,如何保证后桥车轮处于直行位置且一直保持在直行位置;三是全轮转向具有多种转向模式,模式之间如何平稳的进行切换。这些问题的合理解决决定着全轮转向系统的性能。以四轴车辆为研究对象,从机械、液压、电控三方面就提出的三个问题进行着重分析。