多轴车辆电液转向角度测量装置技术研究

技术•维修TECHNOLOGY & MAINTENANCE
多轴车辆电液转向角度测量装置技爪研究
■王志芳史海锋
徐州重型机械有限公司，江苏徐州22100(1
摘要：以多轴轮式车辆用的刚性转向桥、断开式转向桥为研究对象，从转向角度测量装a的零位位h标定、测量转向角度的准确度 与精度等方面分析几种转角测量装置的技术特点。

关键词：多轴车辆；电液转向；角度测M装置
1转角测量装置工作原理
测量角度时，一般采用电位计式角度传感器和霍尔式
角度传感器。

1.1电位计角度传感器
电位计式角度传感器以其结构简单、性能稳定、能适
应恶劣环境等特点，广泛应用到航空航天、军事、民用各
行业。

电位计角度传感器利用测量点的变化测量角位移的大
小，基本测量单元是电刷和电阻构成，功能在于将机械角
度位移量转换成电信号，如图1所示。

1.2霍尔式角度传感器图2霍尔式角度传感器工作原理
1.磁铁
2.霍尔元件
3.齿盘
图1电位计式角度传感器电位计角度传感器
连杆
轮边及转向节
图3电位计式测量装置
霍尔式角度传感器是目前汽车电控系统中应用最为广泛的
角度传感器，一般由磁铁（磁钢），霍尔敏感元件、信号调理 电路和数字信号处理器构成。

工作原理如下：将磁铁安装在霍 尔敏感芯片的上方，伴随着测量点或者部件比如方向盘一起转 动，霍尔敏感元件依据霍尔效应将磁场的变化转化脉冲信号，通过对脉冲信号的处理和放大.数字处理器最终计算出测量点 或部件的旋转角度，如图2所示。

它的优点是磁敏感范围较大，抗振动干扰和噪声干扰的能 力强，结构牢固、体积小且易安装，能够在复杂恶劣的环境下 保持较高的灵敏度和测量精度。

2整体式车桥用转角测量装置
图3是目前采用较多的一种转角测量装置.电位计式角度
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工程机械与维修
轮边及转向节
雑
梯形臂
轮胎
图4霍尔式测量装置
123 4 5 67 89
图5第一种断开式车桥用转角测量装置
1、9.梯形臂
2、5、7.转向拉杆总成
3、8.转向缸总成
4、6.摇臂总成
传感器通过螺栓紧固在位于车轴主体中心线上的圆柱上。

连杆 的一段与角度传感器的摆杆紧固，另一端与焊接在转向节上的 螺母柱紧固。

轮边及转向节转动时，带动连杆及角度传感器摆 杆的摆动，即依据平行四边形原理，角度传感器测量出轮边及 转向节的摆动角度。

图4中霍尔式角度传感器内置在转向节与梯形臂之间，角度传感器的中心轴线落在主销中心轴线上。

轮边及转向节转动 时，带动梯形臂相对车轴的摆动，霍尔式角度传感器即可测量 出转向节相对主销中心轴线的摆动角度。

与图3相比，图4转角测量装置的优点包括：角度传感器 的零位位置在初始安装时就已确定，无须标定，可以节省一部 分调试工时；可以直接测量出转向节相对主销轴线的摆动角度,即转向轮的转向角度，测量精度高，减少了因转角测量装置零 位标定不准带来的测量误差。

3断开式车桥用转角测量装置
断开式车桥用转角测量装置有3种，第一种如图5所示。

在转向缸内部或者外部上安装位移传感器，将在转向中位位置 处的液压缸工作长度初始标定为零位，通过检测转向缸伸出或
连杆 转向摇臂 角度传感器
图6转向摇臂摆动角度测量装置
图7第3种断开式车桥用转角测量装置
缩回的行程，可实现间雛算出转向轮的转向角度。

第2种断开式车桥用转角测量装置如图6所示。

角度传感 器通过螺栓紧固或焊接在车架上的支架上；连杆的一端与角度 传感器摆杆紧固，另一端与焊接在转向摇臂上的支架紧固。

依 据平行四边形原理测量转向摇臂摆动角度，可以换算出左、右 两侧转向桥的转向角度。

中心轴线与转向摇臂总成的中心轴线重合，固定在支架 上。

连杆的一端与角度传感器的3种断开式车桥用转角测量 装置如图7所示。

角度传感器的摆杆紧固，另一端与转向摇 臂紧固。

转向摇臂摆动时，通过连杆带动角度传感器摆杆的 摆动，实现测量转向摇臂的摆动角度。

其中的角度传感器可 采用霍尔式。

通过对两种整体式转向桥、断开式转向桥的技 术分析，提出多种转角测量装置，为提升产品可靠性设计提 供设计依据和借鉴。

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CM&M 2020.03 |
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