经过多年发展,现今的工程机械在转向技术方面取得长足进步。电控液压转向元件的开发,传感技术的升级、控制技术的提高等,使得转向技术在作业舒适化、操作遥控化、控制信息化以及高精度方面更加符合人们的期待。而电动助力与液压助力结合的电液转向系统,拥有两个方面的优点,一是既能拥有传统液压助力可提供的较大动力,二是又能通过电控单元对转向系统中液压部分的控制,提高转向操作的灵活性。鉴于上述两个优点,电液转向系统具有结构简单、转向灵活、准确可靠、操纵简易等方面的优势,因此广泛运用于各式车辆。
转向系统作为完成车辆转向任务的机构总成,基本结构如下图 1-1所示,转向系统可根据机构的具体功能性分为转向操纵机构、转向器、转向传动机构三大模块。其中,转向操纵机构的功能是完成方向盘转角信号的机械传递;转向器的具体作用是对转向操作进行放大,并将处理过后的转向操作以力的形式传递给转向传动机构;转向传动机构的功能是接收转向器传来的转向操作和转向力,完成对车轮偏转的控制。
转向系统的基本组成
转向系统的功能性要求设计要满足车辆有在机动性方面的要求,通常情况下要在有限的场地内,实现转向的机动性、灵活性。轮式工程机械因其较为恶劣的工作条件,对转向系统的基本要求如下:
(1)因工程机械工作条件很差,工作地点多为崎岖不平的施工现场,且大多数为土路,因而转向系统零部件的强度需要较高才能满足工作需要,同时也要求这些零部件具有较高的工作寿命以降低成本。当这些零部件同时具有较高的强度及较长的工作寿命时,转向系统的功能才能满足不同的工作状况。
(2)因经常长期工作,工程机械转向操作频繁,驾驶员经常需要长时间作业,因此需要转向系统操纵轻便省力,以降低驾驶员疲劳度,从而提高生产效率。
(3)工程机械作业时面对巨大的行驶阻力,为克服这些阻力,让轮胎在地面的运动轨迹尽可能理想化,并最大程度上减少轮胎与地面之间的摩擦以降低轮胎磨损,车辆转向时,转向系统要让各个轮胎在不同的轨迹上围绕同样的瞬时转向中心做纯滚动,从而提高转向效率,降低成本,减少油耗,增加使用寿命。
(4)转向机械的逆效率应较低,这样转向时可以减少车轮冲击对方向盘的反应,降低操作难度。
(5)转向机构的维修与保养要尽可能操作简易,难度较低,调整部位少而简单,且能达到需要的保养需求。
1。2。2转向系统分类
转向技术的发展史按转向动力的不同可归纳为由机械式转向技术向动力式转向技术发展的过程。机械转向系统的转向力源自驾驶员对方向盘的操控并以此驱动车轮转向;动力转向系统的转向力则是源于车辆发动机驱动的液压动力或电动机驱动力,在驾驶员对方向盘的操控下控制助力大小从而完成转向,正常工作情况下,转向所需的能量大部分由发动机供给,驾驶员只需根据行驶情况在转向时完成对方向盘的转动即可控制车辆实现转向。现如今常见的转向系统有机械转向系统、机械式液压助力转向系统、电液助力转向系统、电动助力转向系统、电子转向系统。
机械转向系统如图1-2所示,由方向盘1、转向轴2、机械转向器8、转向节臂5、转向节 3、转向轮 4、转向横拉杆 6、转向减振器 7等组成。机械转向系统的转向力由驾驶员直接提供,驾驶员对方向盘的操控力通过转向器和一系列的杆件传递到车轮,从而实现转向。因为方向盘与车轮之间存在直接的机械联接,车辆行驶时,路面对车轮的作用力也会传递到方向盘,这种现象称之为反冲,而反冲的存在以及对转向力的负荷使得机械转向系统具有较高的操作难度;因为转向传动比的固定加上反冲现象的存在,驾驶员工作中必须时刻保持在较高的精神压力下感知车速、侧向加速度、路况等因素并根据经验对汽车转向幅值和油门进行调整,从而控制汽车按其意愿行驶,这就使得驾驶员工作强度大,极易疲劳且在长期作业时增加风险。论文网