[发明专利]自卸车转向系统的转向助力缸设计方法

摘要

一种自卸车转向系统的转向助力缸设计方法，包括转向梯形机构计算和转向助力缸计算，本发明通过转向梯形机构设计来理论计算而满足实际使用需求，从而选择合适的转向助力缸。

主权项

1.一种自卸车转向系统的转向助力缸设计方法，其特征在于，包括以下步骤：一、转向梯形机构计算：(1)、分析自卸车理论转向特性，根据阿克曼转向几何关系得出自卸车转向系统的外前轮转角的期望值：θi＝f(θ0)＝arccot(cotθ0‑K/L)；其中θ0为自卸车内前轮转角，L为自卸车外侧车轮轴与自卸车内侧车轮轴的轴距，K为自卸车的转向机构中两个转向主销的中心线延长到地面，两个地面交点之间的距离；(2)、分析自卸车实际转向特性：建立转向梯形平面数学模型，根据内、外轮转向角互相之间的几何关系，利用余弦定理可推得整体式转向梯形所给出的实际因变角θi'为：上式中：主销中心距为K、轴距为L、梯形臂长为m、梯形底角为γ；以内侧前轮转角为自变角，外侧前轮转角为因变角，通过转向横拉杆协调，外侧前轮随动，使外侧前轮实际转角尽可能逼近理想转角，为掌握内、外车轮在整个转向过程中各转角的关系和与Ackerman曲线的差异，用理想外轮转向角与实际外轮转向角的差异建立转向优化目标函数f(x)为：上式中，x为设计变量；θ0max为外转向车轮最大转角，θ0max由几何关系得出：上式中，R_min为最小转弯半径，a为主销偏移距；(3)、选取不同的初始值进行分析，并计算其内轮转角误差的最大值、平均值、标准差及最小传动角，选取最优的转向梯形的参数；二、转向助力缸计算：(1)、转向阻力矩计算：上式中：W为轮胎宽度，μ为附着系数，e为主销偏距，Gs为转向桥负荷，k为超载系数；(2)、转向助力缸的最大推力：FSmax＝TL/rmin；上式中：rmin为最小转向阻力臂；(3)、转向压力：ASC＝FSmax/[(PSC‑PB‑5)·ηSCM]；上式中：ASC为转向助力缸的面积，ηSCM为转向助力缸的负载效率，PSC为转向压力，PB为流量放大器背压；转向助力缸的内径：上式中：d为转向助力缸的杆径，反算得出实际转向压力值PSC；(4)、转向助力缸的工作容积：上式中：L_S为转向助力缸行程。