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重庆电动叉车线控转向系统的设计

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  • 发布时间:2020-11-09 15:56
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【概要描述】叉车是最为常见专用车辆,其工作场所、运输对象等因素决定了其要有较高的转向特性。线控转向系统经过几代转向系统的改善与发展,省去了转向盘与转向执行机构之间的机械连接机构 . . .

重庆电动叉车线控转向系统的设计

【概要描述】叉车是最为常见专用车辆,其工作场所、运输对象等因素决定了其要有较高的转向特性。线控转向系统经过几代转向系统的改善与发展,省去了转向盘与转向执行机构之间的机械连接机构 . . .

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       叉车是最为常见专用车辆,其工作场所、运输对象等因素决定了其要有较高的转向特性。线控转向系统经过几代转向系统的改善与发展,省去了转向盘与转向执行机构之间的机械连接机构,由电机提供转向力矩和路感信息,实现了对车辆转向系统的主动控制,提高了车辆的操纵稳定性,使用于叉车转向系统。

       重庆电动叉车该文以TE30型电动叉车为研究对象,阐述线控转向系统的原理,介绍其组成部件,分析其数学模型。传动比可根据驾驶员驾驶的舒适度进行自由设计是线控转向系统最大的特点,因此设计线控转向系统重点在于设计传动比函数。横摆角速度增益是车辆操作稳定性的指标之一,该文用其衡量传动比函数设计的合理性。

       1、线控转向系统工作原理与模型

       线控转向系统由5个部分组成,分别为:转向盘总成、转向执行总成、控制器(ECU)、自动防故障系统和电源。

       1.1 线控转向系统工作原理

       线控转向系统的工作原理:当驾驶员转动把手(即方向盘)时,传感器将转矩信号、转角信号及车速信号等转换为电信号并传递给主控制器ECU,ECU对这些传感器传来的信号进行分析与计算并发出控制转向电机的指令,最终实现车轮的转向[1]。

       没有了转向盘与把手之间的机械连接,传动比也不再是固定值。

       1.2 线控转向系统模型

       TE30型电动叉车相对于其他叉车结构较为简单,建模时可忽略非线性部分进行合理简化,简化为只包含把手、转向轴、转向电机、齿轮和转向轮等几个重要动力学元件的物理模型[4]。

       分析影响传动比的因素

       当车轮转一个很小的角度时,为提高转向系统的精确性,此时把手的转角应增大,即传动比的值较大使系统响应“迟钝”;当车轮转一个较大的角度时,为保证系统响应速度,此时把手的转角应较小,即传动比的值较小使系统“灵活”。这样就解决了系统反应精度与速度之间的矛盾,降低驾驶员负担。由此可知,传动比与转向角有关,根据以上分析将传动比设计为与转向角成倒U形的函数[3]。

       当电动叉车行驶速度较低或是静止转向时,静摩擦力使得转向阻力矩较大,此时驾驶员体力消耗较大,为使转向“轻便”减小驾驶员的体力消耗传动比的值应小些;当电动叉车高速行驶转向时,由于动摩擦力较小,相应的转向阻力矩也很小,为防止电动叉车“发飘”传动比的值应大些,使横摆角速度增益减小,提高叉车的操纵稳定性[3]

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