拖拉机电动液压助力转向系统的设计与研究

摘要

针对拖拉机传统液压助力转向系统的不足，对拖拉机电动液压助力转向系统进行了改进设计，由单活塞杆驱动改为双活塞杆驱动，并对转向系统实现电控。对转向系统的转向机构进行了分析与参数设计，在Pro/E环境下对转向机构进行了三维建模，并分别对液压系统及其关键部件进行了设计与选型。
　　在控制方面，通过对三种典型的转向特性曲线进行分析，结合拖拉机的工作环境，选择直线型转向特性曲线作为控制策略。确定了PID算法作为本系统的控制算法，选择TQ-660系列扭矩传感器作为本系统的转矩传感器。对控制系统的硬件电路进行了设计。
　　最后，利用CAT液压系统拼装实验台对转向系统进行了模拟实验，通过对实验结果的分析验证了电动液压助力转向系统在拖拉机中应用的可行性。通过模拟实验，电动液压助力转向系统区别于传统液压助力转向系统的最大特点是可实现跟随性助力。即拖拉机在田间行驶可以提供较大的转向助力，在公路行驶时可以提供较小的转向助力。在节能减排的基础上提高了拖拉机的操控性，助力效果明显，达到了设计的目的和要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 电动液压助力转向系统概述

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 电动液压助力转向系统的研究现状及发展趋势

1．4 本文主要研究内容

1．5 本章小结

第2章 电动液压助力转向系统总体设计

2．1 电动液压助力转向系统的设计原则

2．2 传统液压助力转向系统的缺点

2．3 电动液压助力转向系统总体设计

2．4 本章小结

第3章 电动液压助力转向系统机械与液压系统的设计

3．1 转向四杆机构设计

3．1．1 理想状态下拖拉机的转向特性分析

3．1．2 转向四杆机构参数设计

3．1．3 转向四杆机构主要部件尺寸设计

3．2 液压系统的设计

3．2．1 液压系统的工作原理

3．2．2 液压缸的设计

3．2．3 动力元件液压泵的选用

3．2．4 控制元件的选用

3．2．5 溢流阀的选用

3．2．6 辅助元件的选用

3．3 本章小结

第4章 电动液压助力转向系统控制方法的研究

4．1 电动液压助力转向系统控制方案的选择

4．1．1 基于电磁换向阀的控制方案

4．1．2 基于转阀的控制方案

4．2 电动液压助力转向系统助力特性的选择

4．2．1 助力特性分析比较

4．2．2 助力特性选择及参数确定

4．3 助力电机目标转速的确定

4．4 电动液压助力转向系统控制算法的选择

4．5 本章小结

第5章 电动液压助力转向系统的电路设计

5．1 转矩传感器的选用

5．2 AT89S52最小系统与电源电路设计

5．3 A／D转换和电平转换及串口电路

5．3．1 A／D转换电路

5．3．2 电平转换及串口电路

5．4 路况选择开关及指示电路

5．5 软件主程序的控制流程

5．6 本章小结

第6章 电动液压助力转向系统设计的可行性验证

6．1 仿真实验硬件设备的选用

6．1．1 实验台的选用

6．1．2 实验传感器的选用

6．1．3 数据采集设备的选用

6．2 仿真实验的数据采集与可行性分析

6．2．1 转向系统的稳定性实验

6．2．2 转向系统的助力跟随性实验

6．3 本章小结

第7章 结论

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

硕士学位期间所发表的论文

致谢

个人简历