浅析多轴线液压板挂车转向机构优化设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com1234561．液压悬挂轮组2．制动气室3．转向纵拉杆4．转向横拉杆5．转向臂(板)6．挂车主轴线图1多轴线液压板挂车转向机构结构示意图}基金项目：连云港市科学技术局科技发展计划(科技攻关)项目(CG0611)。作者简介：郭朋彦(1981一)，男，河南人，北京科技大学博士在读，专业方向：专用车设计开发。一32—学兔兔www.xuetutu.com第39卷2008年1O月工程机械板)、转向横拉杆和液压悬架等零件所组成(前3者交于一点。没有在图中给出)，对于拼接有动力鹅颈的液压板半2．1多轴线液压板挂车转向系统运动学分析挂车而言，其转向机构由动力

2、鹅颈、转向缸、转向纵／在对车辆的转向系统进行设计时，为了避免车横拉杆、转向臂和液压悬挂等组成。这种全／半挂车辆转向时产生路面对车辆行驶的附加阻力和车轮都是通过转向缸的伸缩来实现整车的全轮转向，当轮胎的过快磨损，要求转向系统能保证汽车转向时转向缸伸缩时，带动整车的所有纵拉杆前移／后退做纯滚动，这就需要转向时所有车轮的轴线能交于一一定距离，在转向纵拉杆的带动下转向臂实现一定点(即转向中心)；同样，对于多轴线液压板挂角度的转向，从而通过铰接在转向板(转向板固接在车转向系统设计来说，也需要使车辆的所有车轮的转向臂上)上的转向横拉杆推动各轴车轮实现一定轴线能落于转向中心这一点上，这就意味

3、着不但要角度的转向。转向缸的转向动力可以来自于放置于求同一轴线上所有车轮的轴线交于一点，而且要求车辆上的液压泵站，也可以来自于牵引车牵引的转所有轴线上车轮的轴线都要交于一点。简化的多轴矩，故这种液压板挂车的转向既可以实现在牵引车线液压板挂车转向时各轴线的理想转角关系如图2的牵引下“随动”转向，也可以借助于液压泵站动力所示。实现“主动”转向。由图1可看出在任何时刻所有的2．2多轴线液压板挂车转向机构分析转向臂转过的角度都是相等的，当转向板转角最大由图2可知，多轴线车转向时，转向板向某侧转时前后车轮的转角最大，此时整车的转弯半径最小。动则该侧为整车转向时的外侧，即，得到转向板转向侧

4、的车轮为整车转向时的外侧车轮，失去转向板转2多轴线液压板挂车转向系统优化模型的向侧(也即另一侧)的车轮为整车转向时的内侧车建立轮；结合图3，如果转向板绕A点做顺时针转向，则由图1可知，多轴线液压板挂车在转向时各个右侧车轮因转向板转向而形成的转向角o／为外侧转向臂转过的角度是相等的，而我们的实际条件要车轮转向角，相应地，左侧车轮形成的转向角为内求各轮组的转角各不相同，并使各个轮组的轴线尽侧车轮转角。可能实时地交于一点，故我们建立的优化模型就需要优化横横拉杆连图2多轴线液压板挂车转向时各轴线的理想转角关系图一33—学兔兔www.xuetutu.com图3多轴线液压板挂车单轴转向机构

5、平面图一34一学兔兔www.xuetutu.com第39卷2005年10月工程机械得：￡：()+KtanT／2(7)fsinz3，z，z，z，(1Tz。，z，z3，z，(咖一A)))))_>sin式(5)、(6)、(7)中厶为第根轴线到转向中心Isinfl，f2，f3，f4，)f3，f4lzz，(1Tfl'f2，f3，f4，(一A)线的距离；为第一根轴线内侧车轮理想转角与1)))一(一A))sin挂车主轴线交点到转向中心线的距离；T为轴距；n1siz，z，z，z，(霄z，z，z，z，(+A)))))sin为整车的轴线数。lsizz，f，z，z，咖)z，z，z，f，(z，z，z，

6、zi，对于第根轴线来说，由式(1)和式(2)分别可l(+A))))一(+A))--~sin以得到其内外侧车轮的机构转角，设为、O／：；由式(11)(5)和式(6)可以分别得到其内外侧车轮的理论转第四部分，由于本目标函数是以在转向板为不角，设转向板的最大转角A为45。，则目标函数同转角时本轴线内外车轮实际转角和理论转角的差为：值和为优化目标，而在使用过程中引起爆胎或车轮45脱落现象往往是由于该车轮实际转角和理论转角过。bffun=∑(l+lI)ight(A)(8)大引起的，为了避免这种情况发生，我们在此加入最式中：weight(A)表示A取不同值时的权值，这大角差约束，设其最大角

7、差为叼，则：个权值由车辆在实际行驶过程中A出现的频率来确定，在这里我们设AE[0，20]的权值为1．5，A∈。)f21，35]的权值为1，Ae[36，45]的权值为0．5引。lI一l叼在此我们采用加权角差和作为目标函数可以很3转向机构优化模型计算实例好地发挥不同区间权值的作用，同时，我们把变量b、C、0作为设计变量，把变量、、、厶、作为设计本优化设计为一典型的带有不等式约束的非线参数，这样对于给定、K、、值的多轴线液压板性优化问题，且约束条件第二部分里中c的可行域挂车，我们优化设计的目标就是