轮式工程车辆电液转向系统设计研究

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1、摘要转向系统是车辆中重要的系统，为了克服传统梯形转向系统转向沉重，转向模式有限，转向不灵活、很难保证各转向轮为纯滚动等缺点，人们开始研究了各种转向方法，于是液压助力转向、电动助力转向和电子控制的助力转向应运而生。对于某些大型工程车辆，考虑到机械结构与操纵机构的布置、行走装置的轮压、机架的强度与刚度，以及与相配套机械的协调作业等因素，往往需要采用多轴线驱动和多模式转向，电液转向在该方面显示出极大的优越性。车辆电液转向系统由于取消了转向盘和转向轮之间的机械连接(即转向盘与转向轮之间通过控制信号连接)，完全摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计车辆转向的力传递特性，而且可以设

2、计车辆转向的角传递特性，提高了车辆的转向性能。为降低驾驶员劳动强度，提高转向的灵活性和稳定性，本课题设计研究一种适用于轮式工程车辆的电液转向系统，实现转向系统电液一体化。论文主要完成了以下几个方面的工作：首先，分析了课题研究的目的和意义，论述了电液转向系统发展概况。其次，完成了轮式工程车辆几种主要转向模式的运动学分析，转向盘系统设计，包括电子转向盘设计、主要传感器的选择以及转向盘路感模拟；完成了电液转向系统相关机械系统设计，包括转向机构分析与设计、转向机构的参数优化和初始位置的确定；完成了转向系统相关的液压系统设计以及液压元器件的选型；本文完成了转向系统相关的电子系统设计，包括

3、电子系统总体布局以及基于CAN总线的节点硬件设计和软件设计；以及建立了电液转向系统的模型，基于模糊PID控制理论对转向系统进行控制，并运用Matlab对该系统进行仿真。最后总结全文得出结论。关键词：电液转向系统，转向模式分析，电子转向盘，CAN总线ResearchofElectro—hydraulicSteeringSystemforEngineeringVehiclesZhangFenna(MechanicalandElectronicEngineering)DirectedbyProf．CuiXuezhengAbstractSteeringsystemisaveryimpo

4、rtantsystemofvehicles．Peoplebegantoresearchmanymethordsinordertoovercomethefaultsthattheheavyofthetraditionaltrapezoidalsteeringsystem，thelimitedofsteeringmode，notflexible，anddifficulttoensurethepurerolling．Thusthehydraulicpowersteering，electricpowersteeringandelectroniccontrolpowersteeringw

5、asintroducedintothisfield．Takingintoaccountthemechanicalmanipulationofstructureandlayout，walkingroundpressure，therackstrengthandstiffness，andthecoordinationofoperationsforsomelarge··scaleengineeringmachinery,itrequiresamulti·axisdriveandmulti-modesteering．electro—hydraulicsteeringhasshowngre

6、atadvantages．Electro-hydraulicsteeringsystemcancelthemechanicalconnectionbetweenthesteeringwheelandsteeringmachine(thatis，withcontrolsignalbetweenthesteeringwheelandsteeringmachine)．itcompletelyfreefromthetraditionalsteeringsystemlimitations，andfreelydesigntheforceandtheangletransmissionchar

7、acteristicsofvehiclessteering．thedesignenhancethevehiclessteeringcapabilities．Inordertoreducedriverlaborintensity,improvetheflexibilityofsteeringandstability,thissubjectstudyanddesignelectro·hydraulicsteeringsystemsofvehicle，achievetotheelectro—hyd