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（优秀毕业全套设计）液压式四轮转向汽车液压系统设计（整套下载）

。基本的转向系由先导阀和电液转向组合阀块组成，组合阀块控制输出到转向缸的油流与先导阀的输人油流成正例。此系统还可用控制手柄实现电子信号输入，以及加入微控制器实现电子信号输入。电液转向系的优点很高的转向压力只需要较小的转向液压缸辅助阀的低压可以降低系统的噪声当泵失效时可以实现手动紧急制动降低车辆的侧偏加速度微控制器可以实现无转向漂流，可变转向比，自动转向，以及总线接口等。纵观工程机械的发展，在技术上大致经历了三次革命柴油机的出现液压技术的广泛应用以及电子技术，尤其是计算机技术的广泛应用。要使工程机械高效节能，就要对发动机和传动系统进行控制，合理分配功率，使其处于最佳工况为了减轻驾驶员劳动强度和改善操纵性能，需要采用自动控制，实现工程机械自动化要完成高技能的作业，就需要智能化为了提高安全性，需要安全控制，进行运行状态监视，故障自动报警随着建设领域的扩展，为了避免人员到达无法及不易接近的场所及作业环境十分恶劣的地方去作业，需要采用远距离遥控和无人驾驶技术。这切都说明了工程机械当前的主要问题是控制问题。要解决控制问题，必须引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术传感器技术和电液控制技术以及相应的软件控制技术为体的先进的控制器。基于四轮转向的发展方向，目前国内外的公司对于四轮转向机构的控制主要采用的是数字控制，这是鉴于数字控制的很多优点程序化控制，控制器按照所设计的控制规律进行运算和数字信息的处理，主要通过程序即软件来实现，若改变控制规律只需改变软件，而不必改变系统的硬件结构控制精度高，在模拟控制系统中，控制器的精度由元件的精度而定，数字控制器精度由字长决定稳定性好软件复用，在模拟系统中，需用相同的硬件环境实现，数字控制器是程序控制，只需要设计和编写实现其模型的子程序模块，即可方便地实现多个功能的环节。目前各个厂家大多采用的是单片机应用于四轮转向控制器中，功能基本能够实现，相比较之下。信号处理能力较强的数字信号处理器各方面均性能优于以上三种处理器。是新世纪数字化革命的核心。它是种独特的微处理器，具有可编程性，且实时运行速度远远超过通用微处理器。强大的数据处理能力和高速的运行速度，是最值得称道的两大特色。芯片是种特别适合进行数字信号处理的微处理器。它强调运算处理的实时性，因此除了具备普通微处理器所强调的高速运算和控制功能外，主要针对实时数字信号处理，在处理器结构指令系统和数据流程上做了很大的改动。它具有灵活精确可靠性好体积小功耗低和易于大规模集成等优点。.设计的基本内容．确定四轮转向液压系统方案．各液压回路的设计．绘制液压系统图．绘制压力控制回路图．绘制流量控制回路图．绘制方向控制回路图.设计解决的主要问题.四轮转向汽车的系统分析.通过各种方案的对比确定四轮转向液压系统的最优方案.转向液压缸的设计.液压系统的液压元件的选取.绘制液压系统图及相应液压回路图第章四轮转向汽车转向系统分析.前轮转向汽车与四轮转向汽车车轮运动学分析对比前轮转向汽车车轮运动学分析图.前轮转向示意图如图.所示，点就是该车辆的转向轴线或转向中心。从转向轴线到车辆的纵向对称面的距离为，称为车辆转弯半径。如图中所示，轮式车辆转向时内外导向轮对于车辆本身是不相等的，即和，这两个角的对应关系如式式中两侧主销中心距离前后轮距由上式可以得出当内轮转为时，外轮转角.四轮转向汽车车轮运动学分析如图.所示，如果前桥主销之间距离等于后轮两主销之间的距离时，即.图.四轮转向示意图则有.式中两侧主销中心距离后轮到转向中心线的轴向距离当前后桥两主销之间的距离不相等时，时，要满足通过各个车轮几何轴线的垂直平面都应相交于同条直线上，则.由上式可得与的差值越大，与也越大。而当转向轮偏角较大时，前后轮的瞬时转向中心就不会重合，其差值随着与差值的增大而增大，使机械在转向半径较小时，转向轮产生定的滑移。因此应尽量减小与的差值，最好相等。在此选择二者相等，由此可得四轮转向汽车受力分析图.四轮转向汽车车体受力分析图车辆在行驶中的受力如图.所示。图中，为车体坐标，为路面坐标上面为车体俯视图左下角为车体侧面右下角为车轮路面对轮胎的横向力和，纵向力是和，垂直方向的力是和。这里下标和分别代指前后轮。车体的动力学方程为.式中车身质量车身沿，轴速度车身旋转角速度前后轮转角车身质点到前后轮的距离转动惯量当车辆在原地转向时，其系统质心不动故和以及均为，此时系统可简化为单自由度的模型。动力学方程为.即.式中转动惯量转角加速度转向力矩摩阻力距.本章小结本章对四轮转向汽车转向系统进行了分析，对比了前轮转向汽车与四轮转向汽车车轮运动学分析，并对四轮转向汽车进行了受力分析。第章四轮转向汽车转向液压系统方案的确定.四轮转向汽车转向液压系统方案图.四轮转向汽车转向液压系统图如图.所示，四轮转向汽车转向液压系统方案的结构组成和工作原理如下结构组成油箱过滤器液压泵电动机先导型电磁溢流阀调速阀压力表压力表开关蓄能器以上均使用个两个三位四通电液比例换向阀八个单向阀四个同步阀四个液压缸。工作原理同步阀和对转向液压缸组成前后轮转向执行机构，通过两个电液比例换向阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用同步阀来实现两个转向液压油缸的同步。当电液比例换向阀位于左位时，液压泵供油经电液比例换向阀分流阀向两个液压缸无杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向外伸出，有杆腔的油液经单向阀及电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀右位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀，分流阀向液压缸有杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向内缩回，无杆腔的油液经单向阀及电液比例换向阀流回油箱。先导型电磁溢流阀设定系统的供油压力基本可以保证在工作状态下，保持泵的出口压力恒定。当方向盘发出转向指令后经过电位传感器向控制器输入电压信号，控制器经过计算分析，向电液比例换向阀组施加电信号，电信号经过放大，控制电液比例换向阀的开口，通过电液比例换向阀来控制流入转向液压缸的流量与阀的开口成正比，从而控制转向液压缸活塞杆的伸长量，间接达到控制各个转向轮的偏转角度的目的。为了提高控制精度，四个转向轮上均装有非接触式霍尔效应传感器，并通过传感器把各轮的实际转角反馈给控制器，控制器再经过计算分析，重新发出指令信号，纠正希望转角与实际转角的偏差。.四轮转向汽车转向液压系统方案二图.四轮转向汽车转向液压系统图如图.所示，四轮转向汽车转向液压系统方案二的结构组成和工作原理如下结构组成油箱过滤器液压泵电动机先导型电磁溢流阀调速阀压力表压力表开关蓄能器以上均使用个两个三位四通电液比例换向阀两个同步阀四个二位三通换向阀四个平衡阀四个液压缸。工作原理同步阀和对转向液压缸组成前后轮转向执行机构，通过两个电液比例换向阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用同步阀来实现两个转向液压油缸的同步。当电液比例换向阀位于左位时，液压泵供油经电液比例换向阀同步阀和平衡阀向两个液压缸无杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向外伸出，有杆腔的油经二位三通换向阀和电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀右位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀分流集流阀同步阀和平衡阀向液压缸有杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向内缩回，无杆腔的油经二位三通换向阀和电液比例换向阀流回油箱。当系统中转向执行机构出现不同步的时候，运行较快的液压缸排除的油会通过二位三通换向阀向另相连的液压缸补油，纠正同步阀产生的同步误差。平衡阀起平衡支撑的作用。先导型电磁溢流阀设定系统的供油压力基本可以保证在工作状态下，保持泵的出口压力恒定。当方向盘发出转向指令后经过电位传感器向控制器输入电压信号，控制器经过计算分析，向电液比例换向阀组施加电信号，电信号控制经过放大控制比例阀的开口，同时泵经溢流阀向系统提供恒压油流，通过电液比例换向阀组来控制流入转向液压缸的流量与阀的开口成正比，从而控制转向液压油缸活塞杆的伸长量，间接达到控制各个转向轮的偏转角度的目的。为了提高控制精度，四个转向轮上均装有非接触式霍尔效应传感器，并通过传感器把各轮的实际转角反馈给控制器，控制器再经过计算分析，重新发出指令信号，纠正希望转角与实际转角的偏差。.四轮转向汽车转向液压系统方案三图.四轮转向汽车转向液压系统图如图.所示，四轮转向汽车转向液压系统方案三的结构组成和工作原理如下结构组成油箱过滤器液压泵电动机先导型电磁溢流阀调速阀压力表压力表开关蓄能器以上均使用个两个三位四通电液比例换向阀四个同步液压马达八个单向阀两个溢流阀四个二位四通换向阀四个液压缸。工作原理两个同步马达两个二位四通换向阀和两个转向液压缸组成前后轮转向执行机构，通过两个电液比例换向阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用同步马达来实现两个转向液压油缸的同步。当电液比例换向阀位于右位时，液压泵供油经电液比例换向阀两个同步液压马达和两个二位四通换向阀向两个液压缸无杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向外伸出，有杆腔的油液经二位四通换向阀和电液比例换向阀流回油箱当电液比例换向阀左位工作时，液压泵供油经电液比例换向阀两个同步液压马达和两个二位四通换向阀向液压缸有杆腔输入等量的油液，两液压缸的活塞杆同步向内缩回，无杆腔的油液经二位四通换向阀和电液比例换向阀流回油箱。当系统中转向执行机构出现不同步时，运行较快的液压缸多余的油经单向阀和溢流阀流回油箱当由于只液压缸运行较慢致使它所在的油路发生真空时，由它所连接的单向阀经油箱吸油对其所在的油路进行补油。先导型电磁溢流阀设定系统的供油压力基本可以保证在工作状态下，保持泵的出口压力恒定。当方向盘发出转向指令后经过电位传感器向控制器输入电压信号，控制器经过计算分析，向电液比例换向阀组施加电信号，电信号控制经过放大控制比例阀的开口，同时泵经先导型电磁溢流阀向系统提供恒压油流，通过电液比例换向阀组来控制流入转向液压缸的流量与阀的开口成正比，从而控制转向液压缸活塞杆的伸长量，间接达到控制各个转向轮的偏转角度的目的。为了提高控制精度，四个转向轮上均装有非接触式霍尔效应传感器，并通过传感器把各轮的实际转角反馈给控制器，控制器再经过计算分析，重新发出指令信号，纠正希望转角与实际转角的偏差。.四轮转向汽车转向液压系统方案的确定上述三个方案中，方案中，分流阀和对转向液压油缸组成前后轮转向执行机构，通过两个流量比例控制阀控制前后轮转向执行机构实现车轮转向，前后轮转向机构用分流阀来实现两个转向液压油缸的同步。本文使用的转向执行机构采用单活塞杆转向液压油缸，单活塞杆转向液压油缸有杆腔和无杆腔的面积不相等，因此单活塞杆双作用油缸在伸出和缩进时工作特性不致。方案中同步阀首先在两个转向液压油缸之间分配流量，确保转向液压油缸在静态时同步，当四轮转向汽车在运动过程中转向时，车轮负载会发生变化且同步阀响应速度比较慢，执行机构动态性能不理想，较容易产生同步误差。方案二与方案三作比较，由于方案三中有四只二位四通换向阀，他们可以改变四个转向液压缸油液的流动方向，使四只液压缸活塞杆既可以同时同步运行，也可以根据需要各自运行，可以使汽车实现纵向行驶横向行驶纵向度行驶横向度行驶等多种行驶方式，所以方案三的转向方式更多实用性更强控制精度更高响应速度更快，所以最终选定方案三作为本次设计的液压式