一种半挂液压转向系统技术分析@Like
一种半挂液压转向系统技术分析@Like
20XX年
1. 概述
某半挂车转向系统，是一套成熟的液压转向系统配套产品，可以实现自动跟随转向和低速手动转向功能，转向系统的自动跟随转向由液压系统驱动连杆机构实现，转向系统的低速手动转向控制通过有线遥控器经由电控系统控制液压系统实现。
2. 功能分析
该转向系统主要功能是自动跟随转向和低速手动转向功能，系统还具备以下辅助功能：
l 能够判断列车在直线行驶时，半挂车的轮胎有无发生偏转,并提供报警信号；
l 低速时能够通过驾驶室内的遥控器和半挂车现场遥控器控制半挂车车轮转向；
l 能够判断车速超过20km/h后自动切断遥控转向功能；
l 具备液压油低压报警功能，和低压指示灯检测功能。
3. 原理分析
转向系统由电控系统、液压系统和机械装置组成。
转向系统原理图如下所示：
转向系统组成图如下所示：
液压控制系统实物图如下所示：
液压控制系统组成示意图如下所示：
液压阀块控制单元原理图如下所示：
电控系统电气连接图如下所示：
电控系统组成图如下所示：
电控系统器件清单如下表所示：
|
序号 |
名称 |
规格型号 |
数量 |
单位 |
|
|
|
移动控制器 |
|
1 |
件 |
|
||
|
电控箱 |
|
1 |
件 |
|
||
|
电控箱配件 |
|
1 |
套 |
|
||
|
低压指示灯 |
|
1 |
只 |
|
||
|
测试按钮 |
|
1 |
只 |
|
||
|
航空连接器 |
|
12 |
只 |
|
||
|
航空连接器 |
|
12 |
只 |
|
||
|
接近开关 |
|
2 |
只 |
|
||
|
告警指示灯 |
|
3 |
只 |
|
||
|
遥控器 |
|
2 |
件 |
|
||
|
|
|
|||||
4. 电控系统设计
电控系统具体实现低速行驶时的手动遥控挂车后桥转向功能、行驶速度大于20km/h时自动切断遥控功能、直线行驶时后桥偏离中位报警功能、液压系统低压报警功能和低压指示灯检测功能。
手动遥控转向功能是通过电控系统采集遥控器左、右方向开关信号去控制液压系统中的左、右方向控制电磁阀，再驱动左右转向油缸执行动作来实现的。
大于20km/h自动切断遥控功能是通过电控系统采集EBS输出的大于20km/h的开关信号，再控制电磁阀实现的，当检测到EBS输出大于20km/h的信号时，所有电磁阀失电，此时转向液压系统进入自动跟随转向模式。假如电控系统完全失电时，所有电磁阀失电不动作，液压系统缺省处于自动跟随转向模式。
后桥偏离中位报警功能是通过电控系统采集前方第五轮的对中接近开关和后方后桥对中接近开关的位置传感器是否处于中心不偏离的位置信号，再分别输出两个中位状态到直线行驶位置告警指示灯和遥控器上的位置指示灯（当遥控器工作时）来实现的。
液压系统低压报警功能是通过电控系统采集液压系统中的4个压力开关信号，再输出4个压力是否有任一低压状态到控制箱的指示灯和驾驶员通过后视镜可观察的指示灯。
低压指示灯检测功能是通过电控系统采集测试按钮按下状态时点灯低压报警指示灯来实现的。
从液压原理图分析，当电控系统失电或者关闭所有电磁阀时，油缸、储气罐中的液压油与液压泵油路不通处于封闭运转状态，系统缺省为自动跟随转向模式，当牵引车转向时，首先牵动第五轮发生转向，第五轮转向时机械联动第五轮上的两个液压缸发生伸缩，这两个液压缸伸缩挤压液压油驱动后桥的两个转向油缸发生伸缩，从而后桥车轮跟随牵引车转向方向反向同步转动。在车辆低速行驶时（<=20km/h）可以启动遥控器，进入手动控制转向模式，通过遥控器电控系统驱动液压系统电磁换向阀驱动油缸动作，此时液压泵工作驱动液压油进入油缸，关闭换向阀2、打开换向阀1及4个油缸开关阀时，油缸1缩回同时油缸2伸出，此时车轮左转，关闭换向阀1、打开换向阀2及4个油缸开关阀时，油缸1伸出时同时油缸2缩回，此时车轮左转。当车速大于20km/h时，如果处于手动模式，则电控系统关闭手动遥控功能，关闭所有电磁阀，使转向系统进入自动跟随转向模式。
电控系统输出量见下表所示：
|
序号 |
输出信号 |
信号量 |
备注 |
|
1 |
车轮左转控制电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
2 |
车轮右转控制电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
3 |
油缸1缩回电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
4 |
油缸2伸出电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
5 |
油缸2缩回电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
6 |
油缸1伸出电磁阀驱动信号 |
开关量 |
|
|
7 |
液压泵工作驱动信号 |
开关量 |
|
|
8 |
电控箱液压油低压指示灯 |
开关量 |
|
|
9 |
驾驶员观察低压指示灯 |
开关量 |
同8 |
|
10 |
前方（第五轮）对中指示灯 |
开关量 |
|
|
11 |
后方（后桥）对中指示灯 |
开关量 |
|
|
12 |
驾驶室遥控器前方对中指示灯 |
开关量 |
同10 |
|
13 |
驾驶室遥控器后方对中指示灯 |
开关量 |
同11 |
|
14 |
现场遥控器前方对中指示灯 |
开关量 |
同10 |
|
15 |
现场遥控器后方对中指示灯 |
开关量 |
同11 |
|
16 |
驾驶室遥控器工作指示灯 |
开关量 |
|
|
17 |
现场遥控器工作指示灯 |
开关量 |
|
电控系统输入量见下表所示：
|
序号 |
输入信号 |
信号量 |
备注 |
|
1 |
油缸1伸出压力低开关信号 |
开关量 |
|
|
2 |
油缸1缩回压力低开关信号 |
开关量 |
|
|
3 |
油缸2缩回压力低开关信号 |
开关量 |
|
|
4 |
油缸2伸出压力低开关信号 |
开关量 |
|
|
5 |
前方（第五轮）对中接近开关 |
开关量 |
|
|
6 |
后方（后桥）对中接近开关 |
开关量 |
|
|
7 |
EBS输出的大于20km/h的开关信号 |
开关量 |
|
|
8 |
驾驶室遥控器工作复位开关信号 |
开关量 |
|
|
9 |
现场遥控器工作复位开关信号 |
开关量 |
|
|
10 |
驾驶室遥控器左转开关信号 |
开关量 |
|
|
11 |
驾驶室遥控器右转开关信号 |
开关量 |
|
|
12 |
现场遥控器左转开关信号 |
开关量 |
同10 |
|
13 |
现场遥控器右转开关信号 |
开关量 |
同11 |
|
14 |
电控箱指示灯检测开关 |
开关量 |
|
电控系统交联关系图如下所示：
电控系统控制原理图如下所示：
电控液压转向系统工作原理与状态逻辑图：
