拖拉机线控液压转向系统的设计与实验

变传 动 比 ．减轻 驾驶 员 的负担 ．提 高 了拖拉机 转 向系
统对 驾驶员 转 向输 入 的响应能 力［ ４ １ 线控液 压转 向系统是 线控 转 向和全 液压转 向的结
地 上 行 驶 ．因此 对 其 转 向机 构 有 一 定 的要 求 拖 拉
机 目前 大 多 采用 液 压 系统 作 为 其 动 力 输 出 ．其 中转 向系 统 主 要 以全 液 压 转 向 和液 压 助 力 转 向为 主 全 液 压 转 向系 统 具有 转 向灵 活轻 便 、性 能 稳 定 、布 置
合体 本文 搭建 线控 液压 转 向系统 的实 验平 台 ．包 括
方 向盘模 块 、Ｅ Ｃ Ｕ模块 、液 压转 向模 块 和加 载 模块 ， 如 图 １所 示 本 文 设 计 的转 向 系 统采 用 液 压 加 载 方 式 ．在转 向油 缸 的一 侧 加上加 载油 缸 。以此 来模 拟不
方 便 等 优 点 ．但是 在 使用 过 程 中 ．常会 出现 转 向沉 重 、失 灵 等故 障… 近几 年 随着 电子 技 术 在车 辆上 的 应 用 越 来 越 广 泛 ．机 电 液 一体 化 技 术 已经 被 越 来 越
多 的研 究 人 员 采 用 ．并 提 出 了很 多 提 高 工程 车辆 性 能 的方 案 ．解 决 了其 所 面 临 的诸 多 技 术难 题 ，成 为 现代 工 程车 辆 的主要 发 展趋 势 本 文在 全 液压 转 向
ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ｌ ３ ， ３ ４ （ ６ ） ： １ ８ ８ ～１ ９ ２ ， ２ ０ ｌ
０ 引 言
拖 拉 机 由于 工 作 条 件 差 ．经 常 在 崎 岖 不 平 的 土
中 图分 类 号 ：￥ ２ １ ９ 文 献 标 识码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — ５ ５ ５ ３ ｆ ２ ０ １ ３ １ ０ ６ — ０ １ ８ ８ — ０ ６
王静 ， 鲁植雄， 常 江 雪， 李 漫江 ． 拖 拉 机 线 控 液压 转 向系 统 的设 计 与 实 验 【 Ｊ Ｊ ． 中 国农 机 化 学报 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ４ （ ６ ） ： １ ８ ８ ～ １ ９ ２ ， ２ ０ １
第 ３ ４卷 第 ６期 ２ ０ １ ３年 １ １月
中国 农 机化 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Байду номын сангаас Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ６ ＮＯ Ｖ ． ２ ０ｌ ３
方 向盘 模 块包 括 方 向 盘转 角传 感 器 、力 矩 传 感
摘要 ：以Ｊ Ｓ 一７ ５ ４拖 拉 机 为 实 验 平 台设 计 了一 种 线 控 液 压 转 向系 统 ．提 出了 Ｐ Ｉ Ｄ 控 制 方 法 ．用 油缸 位 移 目标 值 和 实 际 值
的偏 差 作 为 控 制器 输 入 ，通 过计 算 得 到 相 应 的 电磁 比例 换 向 阀 的控 制 电流 ，保 证 转 向 机 构 工作 安全 、准 确 可 靠 、转 向 操 纵 轻 便 灵 活 ，减 轻 驾 驶 员 的 劳动 强 度 ，提 高 转 向 的可 靠 性 、 随动 性 和 转 向精 度 。 台 架 实 验 结果 表 明 ：本 文 设 计 的 线 控 液 压 转 向控 制 器 可 以很 好 的实 现 系统 转 向功 能 ．提 高 了控 制 精 度 和快 速 响 应 特 性 关键 词 ：线 控 液压 转 向 ；Ｐ Ｉ Ｄ 控制 ：台架 实 验 ：拖 拉 机
同的路 面对 转 向轮 的阻力【 ５ 】 该 系统 实 现 了转 向油 缸 位 移 的闭 环 控 制 。驾 驶 员 转 动 方 向盘 时 ．Ｅ Ｃ Ｕ检 测 油 缸 位 移传 感 器 的输 出 值 与 方 向盘 转 角 传 感 器 的输 入值 ，经 过信 号处 理 后 输入 Ｅ Ｃ Ｕ．Ｅ Ｃ Ｕ将 差 值 经过 计 算 处 理 后 发 出控 制 指
令 ．使 得 转 向油 缸 有 相 应 的位 移 。 这 提 高 了转 向 精 度 ．使 得 转 向角 度 能 较 好 的跟 随 方 向盘 角 度 而 同 步 变化 。 １ ． １ 方 向盘模 块
系统 的基础 上 ．设 计 一 种新 型 的线 控 液压 转 向系统 。 这 样 既 能拥 有 液 压 的大 动 力 的优 点 ．又 能 在 电 器 元 件 的 控制 下 ．完 成 灵 活 的转 向操 作 ．提 高 拖 拉 机 的 转 向特 性
Ｗａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｕ Ｚ ｈ ｉ ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｕ ｅ ， Ｌ ｉ Ｍａ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ． Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ’ Ｓ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｂ ｙ — ｗ ｉ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ⅲ． Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ５ ５ ５ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ６ ． ０ ４ ６
拖 拉 机 线控 液压 转 向 系统 的设计 与 实验
王静 ，鲁植 雄 ｚ ，常 江 雪 ．李 漫 江 。
（ １ ． 三 峡大学 机械 与材料 学 院 ，湖北 宜 昌 ，４ ４ ３ ０ ０ ２ ；２ ． 南京农 业 大学工 学 院 ，江苏 南京 ，２ １ ０ ０ ３ １ ； ３ ． 江苏 经贸职 业技术 学 院 ，江 苏南京 ，２ １ ０ ０ ０ ７ １