飛機牽引車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計

徐峰

摘 要：飛機牽引車是一種廣泛應(yīng)用于機場地勤工作的機場地勤專用車輛，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及航空體系的建立和完善，飛機牽引車的需求量將越來越大。飛機牽引車主要應(yīng)用于頂推或是牽引飛機移動到指定的位置，是一種在機場地勤作業(yè)中極為重要的專用車輛。飛機牽引車在飛機或是廊橋下進行牽引作業(yè)時受制于空間的限制其轉(zhuǎn)彎半徑極小，為滿足飛機牽引車的工況要求需要合理的選擇飛機牽引車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本文在分析飛機牽引車多種不同轉(zhuǎn)向原理的基礎(chǔ)上對飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計進行分析闡述。

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

中圖分類號：TH137 文獻標(biāo)志碼：A

0 前言

飛機牽引車作為牽引或是頂推飛機進行移動的專用車輛市場前景廣闊，與無桿飛機牽引車復(fù)雜且昂貴不同的是有桿飛機牽引車結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用，在現(xiàn)今乃至今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)將占據(jù)著飛機牽引車的主流。在飛機牽引車作業(yè)的過程中，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牽引車需要進行小半徑轉(zhuǎn)彎，而為滿足這一需求在飛機牽引車轉(zhuǎn)向設(shè)計中設(shè)計有前輪、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牽引車能夠按照設(shè)定的方向牽引飛機進行移動。

1 飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理

飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計有3種（前輪、四輪向心和四輪蟹形）模式。在前輪轉(zhuǎn)向模式中飛機牽引車的轉(zhuǎn)向是依靠方向盤的轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)向器來調(diào)節(jié)前輪轉(zhuǎn)向油缸的轉(zhuǎn)向角度用以控制飛機牽引車在小半徑范圍內(nèi)進行轉(zhuǎn)向。四輪向心轉(zhuǎn)向是飛機牽引車應(yīng)用最多同時也是轉(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)角相同來實現(xiàn)的。四輪蟹形轉(zhuǎn)向模式是飛機牽引車的4個轉(zhuǎn)向輪保持既定的轉(zhuǎn)角斜向運動。

在飛機牽引車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中采用的是全液壓控制驅(qū)動模式，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)形式與飛機牽引車后橋控制所采用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相類似。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)向油缸相對獨立，需要注意的是在四輪與兩輪轉(zhuǎn)向模式切換時方向盤的轉(zhuǎn)向圈數(shù)會產(chǎn)生較大的差異。

2 飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計

為實現(xiàn)飛機牽引車的3種不同的轉(zhuǎn)向模式，在飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計過程中需要遵照以下的設(shè)計原理。飛機牽引車通過方向盤控制位于前橋的轉(zhuǎn)向器，液壓油流經(jīng)轉(zhuǎn)向器后抵達前橋的轉(zhuǎn)向油缸推動轉(zhuǎn)向節(jié)使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生相應(yīng)的偏角，用以實現(xiàn)飛機牽引車的轉(zhuǎn)向。后橋的轉(zhuǎn)向則是通過持續(xù)不斷地對比前后橋旋轉(zhuǎn)編碼器的旋轉(zhuǎn)測量角度并以角度差產(chǎn)生模擬電流來控制液壓伺服閥的開度來控制飛機牽引車后橋的轉(zhuǎn)向。由于飛機牽引車的前/后橋采取并聯(lián)液壓控制方式，兩者相對獨立可以依靠前/后橋不同的轉(zhuǎn)向組合來實現(xiàn)3種不同的轉(zhuǎn)向模式。

某型號飛機牽引車的液壓轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)由電動泵、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。在飛機牽引車處于前輪轉(zhuǎn)向模式時，電磁比例閥不產(chǎn)生動作，柱塞泵所產(chǎn)生的高壓液壓油經(jīng)過前輪轉(zhuǎn)向器后直接控制前輪轉(zhuǎn)向油缸動作實現(xiàn)飛機牽引車的前輪轉(zhuǎn)向。飛機牽引車處于四輪向心轉(zhuǎn)向模式時，飛機牽引車的前輪轉(zhuǎn)向依靠的是其前輪轉(zhuǎn)向器控制液壓油進入前輪轉(zhuǎn)向油缸驅(qū)動前輪進行轉(zhuǎn)向。

由于飛機牽引車采用的是并聯(lián)液壓控制回路，前/后轉(zhuǎn)向輪的液壓控制相對獨立，在四輪向心轉(zhuǎn)向時前/后輪的轉(zhuǎn)向聯(lián)動依靠的是前/后轉(zhuǎn)向橋上所安裝的絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器兩者之間的角度差來控制液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的。當(dāng)前輪在方向盤的帶動下進行轉(zhuǎn)向時，通過前輪轉(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)所測得的數(shù)據(jù)輸出模擬電流來控制電磁比例閥組的開度，使得液壓油帶動飛機牽引車后輪轉(zhuǎn)向油缸以反方向進行動作。

在轉(zhuǎn)向的過程中前/后橋的轉(zhuǎn)向角度將通過前/后橋的旋轉(zhuǎn)編碼器實時檢測對比，通過不斷修正控制前后輪轉(zhuǎn)向角度以相同的數(shù)值和相反的方向進行動作，確保飛機牽引車在四輪向心轉(zhuǎn)向模式時能夠具有良好的轉(zhuǎn)向效果。飛機牽引車轉(zhuǎn)向檢測所采用的絕對值編碼器能夠準確的測量前后橋所處的轉(zhuǎn)向角度，同時由于絕對值編碼器所測定地數(shù)據(jù)顯示的是絕對值，因此在同步性和準確性方面都有著較高的精度。四輪向心轉(zhuǎn)向模式是飛機牽引車采用最多同時也是轉(zhuǎn)彎半徑最小的一種轉(zhuǎn)向模式，其能夠保證飛機牽引車在狹小的空間內(nèi)完成轉(zhuǎn)向。

在飛機牽引車四輪蟹行轉(zhuǎn)向時模式時，方向盤控制的飛機牽引車前橋轉(zhuǎn)向，前橋所轉(zhuǎn)角度通過前橋旋轉(zhuǎn)編碼器將所測得的旋轉(zhuǎn)角度反饋至液壓控制器中，并由液壓控制器根據(jù)所測得的前輪轉(zhuǎn)向角度控制比例伺服閥的開度，驅(qū)動飛機牽引車后輪以與前輪相同的方向、角度進行轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向的過程中前/后橋旋轉(zhuǎn)編碼器將所測得的轉(zhuǎn)向角度實時反饋至控制器進行對比分析用以控制前/后輪按照相同的方向、轉(zhuǎn)角進行轉(zhuǎn)動。

在飛機牽引車一鍵回正模式的控制上，前后橋旋轉(zhuǎn)編碼器所測定的旋轉(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一定的開度，同時啟動回正后杠帶動飛機牽引車的前后橋回到零度。飛機牽引車液壓控制系統(tǒng)中的電動泵用于在柴油機無法正常工作時的飛機牽引車應(yīng)急轉(zhuǎn)向，提高飛機牽引車運行的安全性。

結(jié)語

飛機牽引車作為機場牽引昂貴飛機的重要地勤車輛在機場地勤工作中發(fā)揮著極為重要的作用.在飛機牽引車設(shè)計的過程中為滿足飛機牽引車的轉(zhuǎn)向需求采用全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實現(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。本文在分析飛機牽引車轉(zhuǎn)向原理的基礎(chǔ)上對全液壓系統(tǒng)下飛機牽引車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計進行了分析介紹。

參考文獻

[1]溫琦，陳志，王志，等.基于AMESim的飛機牽引車轉(zhuǎn)向制動系統(tǒng)仿真及優(yōu)化[J].液壓氣動與密封，2011，31（2）：66-69.

[2]唐文欣，王俊勇.基于AMESim的HX_D2B機車制動系統(tǒng)DE-PI減壓閥仿真與分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，25 （2）：80-82.

[3]閆岷.淺談飛機牽引車全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[J].民航科技，2011（3）：137-140.