大型輪式車輛油氣懸架及電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究.pdf

1、目前，在大型輪式車輛底盤油氣懸架及電液控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方面仍然存在著一些亟待解決的問題，如油氣懸架系統(tǒng)在車身姿態(tài)調(diào)整時無法實現(xiàn)整車的同步升降、多數(shù)油氣懸架車輛在設計時未綜合考慮平順性和道路友好性的影響、電液控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)多采用比例閥控制，轉(zhuǎn)向性能不夠理想，這些問題嚴重制約大型輪式車輛底盤的發(fā)展與應用，本文圍繞上述三個問題，并以中聯(lián)重科某型七橋全地面起重機為對象展開深入研究，具體內(nèi)容如下：
　　 第一章，在查閱大量國內(nèi)外有關油氣懸架和電

2、液控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究文獻的基礎上，對具備車身姿態(tài)調(diào)整功能的油氣懸架系統(tǒng)、油氣懸架平順性與道路友好性及其綜合性能優(yōu)化、電液控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)這三部分的研究現(xiàn)狀進行了綜述，指出了各自存在的問題，并闡述了課題提出的意義及主要研究內(nèi)容。
　　 第二章，對大型輪式車輛常用的連通式油氣懸架各功能工作原理進行了分析，并討論了連通式油氣懸架升降不同步的機理，提出了一種基于調(diào)速閥和壓力跟蹤閥的連通式油氣懸架同步升降系統(tǒng)并進行了分析，同時設計了該同步系統(tǒng)中

3、的關鍵元件壓力跟蹤閥，建立了壓力跟蹤閥的數(shù)學模型與仿真模型，分析了各參數(shù)對壓力跟蹤性能的影響，并進行相應試驗以驗證模型的正確性，隨后對單橋工況進行了同步升降系統(tǒng)的仿真與試驗研究，并在實車上進行了整車同步升降試驗，同步效果均較好，可滿足大型輪式車輛底盤的實際需要。
　　 第三章，對油氣懸架平順性和道路友好性進行分析與優(yōu)化，以整車七自由度動力學模型為基礎分別建立路面譜模型和油氣懸架系統(tǒng)的液壓部分模型，并應用ADAMS、AMESim和

4、Simulink對整車機構、油氣懸架液壓系統(tǒng)和路面譜進行了仿真建模和聯(lián)合仿真分析，討論了油氣懸架主要剛度和阻尼參數(shù)對平順性和道路友好性的影響規(guī)律，隨后對平順性和道路友好性進行歸一化處理，應用遺傳算法進行優(yōu)化得出使油氣懸架平順性和道路友好性均較好的參數(shù)配置方案。
　　 第四章，針對大型輪式車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點，設計了應用伺服比例閥的電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，分別介紹了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能、模式及工作原理，建立了系統(tǒng)轉(zhuǎn)向機構的數(shù)學模型，并對其運動學

5、和動力學進行了分析與簡化，隨后建立了液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，將轉(zhuǎn)向機構數(shù)學模型和液壓控制系統(tǒng)模型結(jié)合后成為閥控雙轉(zhuǎn)向助力缸的電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型，對此模型進行了簡化的線性化分析，討論了各主要參數(shù)對電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)跟蹤誤差的影響規(guī)律，并指出跟蹤誤差會隨著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)位置的變化而變化，轉(zhuǎn)到左側(cè)極限位置時跟蹤誤差最小，轉(zhuǎn)到右側(cè)極限位置時跟蹤誤差最大。
　　 第五章，對電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真分析，基于ADAMS建立了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械部分模

6、型，包括轉(zhuǎn)向機構、輪胎和路面模型，基于AMESim建立電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓部分模型，并以AMESim為主控軟件進行聯(lián)合仿真分析，仿真結(jié)果表明跟蹤誤差與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的位置有關，轉(zhuǎn)到左側(cè)極限位置時跟蹤誤差最小，轉(zhuǎn)到右側(cè)極限位置時跟蹤誤差最大，與理論分析結(jié)果一致，隨后討論系統(tǒng)主要參數(shù)如供油壓力、比例環(huán)節(jié)增益、轉(zhuǎn)向助力缸面積和泄漏、伺服比例閥頻響、死區(qū)和滯環(huán)、管路長度和內(nèi)徑、載荷等對電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的影響，并提出了一種變增益的控制策略，仿真結(jié)果

7、表明這種控制策略可以有效抑制跟蹤誤差隨轉(zhuǎn)向位置變化，使跟蹤誤差趨于恒定。
　　 第六章，對電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行試驗研究，介紹了試驗臺架及試驗方案，并設計了基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，首先基于試驗臺架進行靜載試驗分析，考察系統(tǒng)供油壓力和比例環(huán)節(jié)增益對電液伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的影響，并分別進行了空載與加載工況試驗，試驗結(jié)果與仿真及理論分析相吻合，然后基于中聯(lián)重科某型七橋全地面起重機進行實車靜載時的空載和加載工況試驗，最后對實車進行行駛