飛機(jī)牽引車(chē)全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

徐峰

摘 要：飛機(jī)牽引車(chē)是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)地勤工作的機(jī)場(chǎng)地勤專(zhuān)用車(chē)輛，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及航空體系的建立和完善，飛機(jī)牽引車(chē)的需求量將越來(lái)越大。飛機(jī)牽引車(chē)主要應(yīng)用于頂推或是牽引飛機(jī)移動(dòng)到指定的位置，是一種在機(jī)場(chǎng)地勤作業(yè)中極為重要的專(zhuān)用車(chē)輛。飛機(jī)牽引車(chē)在飛機(jī)或是廊橋下進(jìn)行牽引作業(yè)時(shí)受制于空間的限制其轉(zhuǎn)彎半徑極小，為滿(mǎn)足飛機(jī)牽引車(chē)的工況要求需要合理的選擇飛機(jī)牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本文在分析飛機(jī)牽引車(chē)多種不同轉(zhuǎn)向原理的基礎(chǔ)上對(duì)飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)牽引車(chē)；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH137 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

飛機(jī)牽引車(chē)作為牽引或是頂推飛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)的專(zhuān)用車(chē)輛市場(chǎng)前景廣闊，與無(wú)桿飛機(jī)牽引車(chē)復(fù)雜且昂貴不同的是有桿飛機(jī)牽引車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠耐用，在現(xiàn)今乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)將占據(jù)著飛機(jī)牽引車(chē)的主流。在飛機(jī)牽引車(chē)作業(yè)的過(guò)程中，在一些復(fù)雜的作業(yè)區(qū)域受制于空間的限制使得飛機(jī)牽引車(chē)需要進(jìn)行小半徑轉(zhuǎn)彎，而為滿(mǎn)足這一需求在飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)有前輪、四輪向心和四輪蟹形轉(zhuǎn)向3種不同的轉(zhuǎn)向模式，并加裝了一鍵回正和回正鎖正的功能用以確保飛機(jī)牽引車(chē)能夠按照設(shè)定的方向牽引飛機(jī)進(jìn)行移動(dòng)。

1 飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理

飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)有3種（前輪、四輪向心和四輪蟹形）模式。在前輪轉(zhuǎn)向模式中飛機(jī)牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向是依靠方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器來(lái)調(diào)節(jié)前輪轉(zhuǎn)向油缸的轉(zhuǎn)向角度用以控制飛機(jī)牽引車(chē)在小半徑范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。四輪向心轉(zhuǎn)向是飛機(jī)牽引車(chē)應(yīng)用最多同時(shí)也是轉(zhuǎn)向半徑最小的一種轉(zhuǎn)向模式，四輪向心轉(zhuǎn)向在轉(zhuǎn)向的過(guò)程中依靠的是控制前/后輪轉(zhuǎn)向方向相反但轉(zhuǎn)角相同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。四輪蟹形轉(zhuǎn)向模式是飛機(jī)牽引車(chē)的4個(gè)轉(zhuǎn)向輪保持既定的轉(zhuǎn)角斜向運(yùn)動(dòng)。

在飛機(jī)牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中采用的是全液壓控制驅(qū)動(dòng)模式，根據(jù)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中前后橋油缸油路連接驅(qū)動(dòng)形式的不同分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大形式。其中并聯(lián)形式與飛機(jī)牽引車(chē)后橋控制所采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相類(lèi)似。并聯(lián)形式的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)主要組成設(shè)備包括液壓泵、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向模式控制閥組、雙向過(guò)載閥組以及前/后橋轉(zhuǎn)向油缸等幾大部分。并聯(lián)形式的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

在并聯(lián)形式的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)工作時(shí)液壓油流經(jīng)轉(zhuǎn)向模式控制閥組后經(jīng)由分流閥將液壓油分別獨(dú)立的分向前/后橋轉(zhuǎn)向油缸，前后橋轉(zhuǎn)向油缸的回油路直接與油箱相連。并聯(lián)形式的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)中前/后橋轉(zhuǎn)向油缸相對(duì)獨(dú)立，需要注意的是在四輪與兩輪轉(zhuǎn)向模式切換時(shí)方向盤(pán)的轉(zhuǎn)向圈數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大的差異。

2 飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)牽引車(chē)的3種不同的轉(zhuǎn)向模式，在飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵照以下的設(shè)計(jì)原理。飛機(jī)牽引車(chē)通過(guò)方向盤(pán)控制位于前橋的轉(zhuǎn)向器，液壓油流經(jīng)轉(zhuǎn)向器后抵達(dá)前橋的轉(zhuǎn)向油缸推動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生相應(yīng)的偏角，用以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向。后橋的轉(zhuǎn)向則是通過(guò)持續(xù)不斷地對(duì)比前后橋旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)測(cè)量角度并以角度差產(chǎn)生模擬電流來(lái)控制液壓伺服閥的開(kāi)度來(lái)控制飛機(jī)牽引車(chē)后橋的轉(zhuǎn)向。由于飛機(jī)牽引車(chē)的前/后橋采取并聯(lián)液壓控制方式，兩者相對(duì)獨(dú)立可以依靠前/后橋不同的轉(zhuǎn)向組合來(lái)實(shí)現(xiàn)3種不同的轉(zhuǎn)向模式。

某型號(hào)飛機(jī)牽引車(chē)的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)由電動(dòng)泵、柱塞泵、全液壓轉(zhuǎn)向器、前/后橋液壓油缸、回正油缸、電磁比例閥組等組成。在飛機(jī)牽引車(chē)處于前輪轉(zhuǎn)向模式時(shí)，電磁比例閥不產(chǎn)生動(dòng)作，柱塞泵所產(chǎn)生的高壓液壓油經(jīng)過(guò)前輪轉(zhuǎn)向器后直接控制前輪轉(zhuǎn)向油缸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)飛機(jī)牽引車(chē)的前輪轉(zhuǎn)向。飛機(jī)牽引車(chē)處于四輪向心轉(zhuǎn)向模式時(shí)，飛機(jī)牽引車(chē)的前輪轉(zhuǎn)向依靠的是其前輪轉(zhuǎn)向器控制液壓油進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向油缸驅(qū)動(dòng)前輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

由于飛機(jī)牽引車(chē)采用的是并聯(lián)液壓控制回路，前/后轉(zhuǎn)向輪的液壓控制相對(duì)獨(dú)立，在四輪向心轉(zhuǎn)向時(shí)前/后輪的轉(zhuǎn)向聯(lián)動(dòng)依靠的是前/后轉(zhuǎn)向橋上所安裝的絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器兩者之間的角度差來(lái)控制液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的。當(dāng)前輪在方向盤(pán)的帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)前輪轉(zhuǎn)向器所加裝的旋轉(zhuǎn)編碼器將前輪所轉(zhuǎn)角度反饋至液壓控制器中，控制器根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)輸出模擬電流來(lái)控制電磁比例閥組的開(kāi)度，使得液壓油帶動(dòng)飛機(jī)牽引車(chē)后輪轉(zhuǎn)向油缸以反方向進(jìn)行動(dòng)作。

在轉(zhuǎn)向的過(guò)程中前/后橋的轉(zhuǎn)向角度將通過(guò)前/后橋的旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)時(shí)檢測(cè)對(duì)比，通過(guò)不斷修正控制前后輪轉(zhuǎn)向角度以相同的數(shù)值和相反的方向進(jìn)行動(dòng)作，確保飛機(jī)牽引車(chē)在四輪向心轉(zhuǎn)向模式時(shí)能夠具有良好的轉(zhuǎn)向效果。飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向檢測(cè)所采用的絕對(duì)值編碼器能夠準(zhǔn)確的測(cè)量前后橋所處的轉(zhuǎn)向角度，同時(shí)由于絕對(duì)值編碼器所測(cè)定地?cái)?shù)據(jù)顯示的是絕對(duì)值，因此在同步性和準(zhǔn)確性方面都有著較高的精度。四輪向心轉(zhuǎn)向模式是飛機(jī)牽引車(chē)采用最多同時(shí)也是轉(zhuǎn)彎半徑最小的一種轉(zhuǎn)向模式，其能夠保證飛機(jī)牽引車(chē)在狹小的空間內(nèi)完成轉(zhuǎn)向。

在飛機(jī)牽引車(chē)四輪蟹行轉(zhuǎn)向時(shí)模式時(shí)，方向盤(pán)控制的飛機(jī)牽引車(chē)前橋轉(zhuǎn)向，前橋所轉(zhuǎn)角度通過(guò)前橋旋轉(zhuǎn)編碼器將所測(cè)得的旋轉(zhuǎn)角度反饋至液壓控制器中，并由液壓控制器根據(jù)所測(cè)得的前輪轉(zhuǎn)向角度控制比例伺服閥的開(kāi)度，驅(qū)動(dòng)飛機(jī)牽引車(chē)后輪以與前輪相同的方向、角度進(jìn)行轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向的過(guò)程中前/后橋旋轉(zhuǎn)編碼器將所測(cè)得的轉(zhuǎn)向角度實(shí)時(shí)反饋至控制器進(jìn)行對(duì)比分析用以控制前/后輪按照相同的方向、轉(zhuǎn)角進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

在飛機(jī)牽引車(chē)一鍵回正模式的控制上，前后橋旋轉(zhuǎn)編碼器所測(cè)定的旋轉(zhuǎn)角度反饋至控制器中，依靠程序內(nèi)部PID輸出模塊所輸出的模擬電流控制比例伺服閥組打開(kāi)一定的開(kāi)度，同時(shí)啟動(dòng)回正后杠帶動(dòng)飛機(jī)牽引車(chē)的前后橋回到零度。飛機(jī)牽引車(chē)液壓控制系統(tǒng)中的電動(dòng)泵用于在柴油機(jī)無(wú)法正常工作時(shí)的飛機(jī)牽引車(chē)應(yīng)急轉(zhuǎn)向，提高飛機(jī)牽引車(chē)運(yùn)行的安全性。

結(jié)語(yǔ)

飛機(jī)牽引車(chē)作為機(jī)場(chǎng)牽引昂貴飛機(jī)的重要地勤車(chē)輛在機(jī)場(chǎng)地勤工作中發(fā)揮著極為重要的作用.在飛機(jī)牽引車(chē)設(shè)計(jì)的過(guò)程中為滿(mǎn)足飛機(jī)牽引車(chē)的轉(zhuǎn)向需求采用全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了前輪、四輪向心以及四輪蟹行3種不同的轉(zhuǎn)向控制模式。本文在分析飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向原理的基礎(chǔ)上對(duì)全液壓系統(tǒng)下飛機(jī)牽引車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析介紹。

參考文獻(xiàn)

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