飞机牵引车全液压转向系统设计

徐峰

摘 要：飞机牵引车是一种广泛应用于机场地勤工作的机场地勤专用车辆，随着我国经济的快速发展以及航空体系的建立和完善，飞机牵引车的需求量将越来越大。飞机牵引车主要应用于顶推或是牵引飞机移动到指定的位置，是一种在机场地勤作业中极为重要的专用车辆。飞机牵引车在飞机或是廊桥下进行牵引作业时受制于空间的限制其转弯半径极小，为满足飞机牵引车的工况要求需要合理的选择飞机牵引车的转向系统。本文在分析飞机牵引车多种不同转向原理的基础上对飞机牵引车转向系统的设计进行分析阐述。

关键词：飞机牵引车；转向系统；设计

中图分类号：TH137 文献标志码：A

0 前言

飞机牵引车作为牵引或是顶推飞机进行移动的专用车辆市场前景广阔，与无杆飞机牵引车复杂且昂贵不同的是有杆飞机牵引车结构简单、可靠耐用，在现今乃至今后相当长的一段时间内将占据着飞机牵引车的主流。在飞机牵引车作业的过程中，在一些复杂的作业区域受制于空间的限制使得飞机牵引车需要进行小半径转弯，而为满足这一需求在飞机牵引车转向设计中设计有前轮、四轮向心和四轮蟹形转向3种不同的转向模式，并加装了一键回正和回正锁正的功能用以确保飞机牵引车能够按照设定的方向牵引飞机进行移动。

1 飞机牵引车转向系统的原理

飞机牵引车转向系统设计有3种（前轮、四轮向心和四轮蟹形）模式。在前轮转向模式中飞机牵引车的转向是依靠方向盘的转动带动转向器来调节前轮转向油缸的转向角度用以控制飞机牵引车在小半径范围内进行转向。四轮向心转向是飞机牵引车应用最多同时也是转向半径最小的一种转向模式，四轮向心转向在转向的过程中依靠的是控制前/后轮转向方向相反但转角相同来实现的。四轮蟹形转向模式是飞机牵引车的4个转向轮保持既定的转角斜向运动。

在飞机牵引车的转向系统中采用的是全液压控制驱动模式，根据液压转向系统中前后桥油缸油路连接驱动形式的不同分为串联和并联两大形式。其中并联形式与飞机牵引车后桥控制所采用的转向系统相类似。并联形式的液压转向控制系统主要组成设备包括液压泵、转向器、转向模式控制阀组、双向过载阀组以及前/后桥转向油缸等几大部分。并联形式的液压转向控制系统原理图如图1所示。

在并联形式的液压转向控制系统工作时液压油流经转向模式控制阀组后经由分流阀将液压油分别独立的分向前/后桥转向油缸，前后桥转向油缸的回油路直接与油箱相连。并联形式的液压转向控制系统中前/后桥转向油缸相对独立，需要注意的是在四轮与两轮转向模式切换时方向盘的转向圈数会产生较大的差异。

2 飞机牵引车转向系统设计

为实现飞机牵引车的3种不同的转向模式，在飞机牵引车转向系统的设计过程中需要遵照以下的设计原理。飞机牵引车通过方向盘控制位于前桥的转向器，液压油流经转向器后抵达前桥的转向油缸推动转向节使转向轮产生相应的偏角，用以实现飞机牵引车的转向。后桥的转向则是通过持续不断地对比前后桥旋转编码器的旋转测量角度并以角度差产生模拟电流来控制液压伺服阀的开度来控制飞机牵引车后桥的转向。由于飞机牵引车的前/后桥采取并联液压控制方式，两者相对独立可以依靠前/后桥不同的转向组合来实现3种不同的转向模式。

某型号飞机牵引车的液压转向控制系统由电动泵、柱塞泵、全液压转向器、前/后橋液压油缸、回正油缸、电磁比例阀组等组成。在飞机牵引车处于前轮转向模式时，电磁比例阀不产生动作，柱塞泵所产生的高压液压油经过前轮转向器后直接控制前轮转向油缸动作实现飞机牵引车的前轮转向。飞机牵引车处于四轮向心转向模式时，飞机牵引车的前轮转向依靠的是其前轮转向器控制液压油进入前轮转向油缸驱动前轮进行转向。

由于飞机牵引车采用的是并联液压控制回路，前/后转向轮的液压控制相对独立，在四轮向心转向时前/后轮的转向联动依靠的是前/后转向桥上所安装的绝对值旋转编码器两者之间的角度差来控制液压转向系统的。当前轮在方向盘的带动下进行转向时，通过前轮转向器所加装的旋转编码器将前轮所转角度反馈至液压控制器中，控制器根据所测得的数据输出模拟电流来控制电磁比例阀组的开度，使得液压油带动飞机牵引车后轮转向油缸以反方向进行动作。

在转向的过程中前/后桥的转向角度将通过前/后桥的旋转编码器实时检测对比，通过不断修正控制前后轮转向角度以相同的数值和相反的方向进行动作，确保飞机牵引车在四轮向心转向模式时能够具有良好的转向效果。飞机牵引车转向检测所采用的绝对值编码器能够准确的测量前后桥所处的转向角度，同时由于绝对值编码器所测定地数据显示的是绝对值，因此在同步性和准确性方面都有着较高的精度。四轮向心转向模式是飞机牵引车采用最多同时也是转弯半径最小的一种转向模式，其能够保证飞机牵引车在狭小的空间内完成转向。

在飞机牵引车四轮蟹行转向时模式时，方向盘控制的飞机牵引车前桥转向，前桥所转角度通过前桥旋转编码器将所测得的旋转角度反馈至液压控制器中，并由液压控制器根据所测得的前轮转向角度控制比例伺服阀的开度，驱动飞机牵引车后轮以与前轮相同的方向、角度进行转向。在转向的过程中前/后桥旋转编码器将所测得的转向角度实时反馈至控制器进行对比分析用以控制前/后轮按照相同的方向、转角进行转动。

在飞机牵引车一键回正模式的控制上，前后桥旋转编码器所测定的旋转角度反馈至控制器中，依靠程序内部PID输出模块所输出的模拟电流控制比例伺服阀组打开一定的开度，同时启动回正后杠带动飞机牵引车的前后桥回到零度。飞机牵引车液压控制系统中的电动泵用于在柴油机无法正常工作时的飞机牵引车应急转向，提高飞机牵引车运行的安全性。

结语

飞机牵引车作为机场牵引昂贵飞机的重要地勤车辆在机场地勤工作中发挥着极为重要的作用.在飞机牵引车设计的过程中为满足飞机牵引车的转向需求采用全液压转向系统实现了前轮、四轮向心以及四轮蟹行3种不同的转向控制模式。本文在分析飞机牵引车转向原理的基础上对全液压系统下飞机牵引车转向系统的设计进行了分析介绍。

参考文献

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