飛機牽引車全液壓轉向系統設計

徐峰

摘 要：飛機牽引車是一種廣泛應用于機場地勤工作的機場地勤專用車輛，隨著我國經濟的快速發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時受制于空間的限制其轉彎半徑極小，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向系統。本文在分析飛機牽引車多種不同轉向原理的基礎上對飛機牽引車轉向系統的設計進行分析闡述。

關鍵詞：飛機牽引車；轉向系統；設計

中圖分類號：TH137 文獻標志碼：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雜且昂貴不同的是有桿飛機牽引車結構簡單、可靠耐用，在現今乃至今后相當長的一段時間內將占據著飛機牽引車的主流。在飛機牽引車作業的過程中，在一些復雜的作業區域受制于空間的限制使得飛機牽引車需要進行小半徑轉彎，而為滿足這一需求在飛機牽引車轉向設計中設計有前輪、四輪向心和四輪蟹形轉向3種不同的轉向模式，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定的方向牽引飛機進行移動。

1 飛機牽引車轉向系統的原理

飛機牽引車轉向系統設計有3種（前輪、四輪向心和四輪蟹形）模式。在前輪轉向模式中飛機牽引車的轉向是依靠方向盤的轉動帶動轉向器來調節前輪轉向油缸的轉向角度用以控制飛機牽引車在小半徑范圍內進行轉向。四輪向心轉向是飛機牽引車應用最多同時也是轉向半徑最小的一種轉向模式，四輪向心轉向在轉向的過程中依靠的是控制前/后輪轉向方向相反但轉角相同來實現的。四輪蟹形轉向模式是飛機牽引車的4個轉向輪保持既定的轉角斜向運動。

在飛機牽引車的轉向系統中采用的是全液壓控制驅動模式，根據液壓轉向系統中前后橋油缸油路連接驅動形式的不同分為串聯和并聯兩大形式。其中并聯形式與飛機牽引車后橋控制所采用的轉向系統相類似。并聯形式的液壓轉向控制系統主要組成設備包括液壓泵、轉向器、轉向模式控制閥組、雙向過載閥組以及前/后橋轉向油缸等幾大部分。并聯形式的液壓轉向控制系統原理圖如圖1所示。

在并聯形式的液壓轉向控制系統工作時液壓油流經轉向模式控制閥組后經由分流閥將液壓油分別獨立的分向前/后橋轉向油缸，前后橋轉向油缸的回油路直接與油箱相連。并聯形式的液壓轉向控制系統中前/后橋轉向油缸相對獨立，需要注意的是在四輪與兩輪轉向模式切換時方向盤的轉向圈數會產生較大的差異。

2 飛機牽引車轉向系統設計

為實現飛機牽引車的3種不同的轉向模式，在飛機牽引車轉向系統的設計過程中需要遵照以下的設計原理。飛機牽引車通過方向盤控制位于前橋的轉向器，液壓油流經轉向器后抵達前橋的轉向油缸推動轉向節使轉向輪產生相應的偏角，用以實現飛機牽引車的轉向。后橋的轉向則是通過持續不斷地對比前后橋旋轉編碼器的旋轉測量角度并以角度差產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向。由于飛機牽引車的前/后橋采取并聯液壓控制方式，兩者相對獨立可以依靠前/后橋不同的轉向組合來實現3種不同的轉向模式。

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

由于飛機牽引車采用的是并聯液壓控制回路，前/后轉向輪的液壓控制相對獨立，在四輪向心轉向時前/后輪的轉向聯動依靠的是前/后轉向橋上所安裝的絕對值旋轉編碼器兩者之間的角度差來控制液壓轉向系統的。當前輪在方向盤的帶動下進行轉向時，通過前輪轉向器所加裝的旋轉編碼器將前輪所轉角度反饋至液壓控制器中，控制器根據所測得的數據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向油缸以反方向進行動作。

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

在飛機牽引車四輪蟹行轉向時模式時，方向盤控制的飛機牽引車前橋轉向，前橋所轉角度通過前橋旋轉編碼器將所測得的旋轉角度反饋至液壓控制器中，并由液壓控制器根據所測得的前輪轉向角度控制比例伺服閥的開度，驅動飛機牽引車后輪以與前輪相同的方向、角度進行轉向。在轉向的過程中前/后橋旋轉編碼器將所測得的轉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、轉角進行轉動。

在飛機牽引車一鍵回正模式的控制上，前后橋旋轉編碼器所測定的旋轉角度反饋至控制器中，依靠程序內部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急轉向，提高飛機牽引車運行的安全性。

結語

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揮著極為重要的作用.在飛機牽引車設計的過程中為滿足飛機牽引車的轉向需求采用全液壓轉向系統實現了前輪、四輪向心以及四輪蟹行3種不同的轉向控制模式。本文在分析飛機牽引車轉向原理的基礎上對全液壓系統下飛機牽引車轉向系統的設計進行了分析介紹。

參考文獻

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