机械差速转向系统研究

吴三耀　王彦

摘 要：本文的撰写目的主要是针对履带型号的车辆在进行方向盘控制的时候，有关车辆的差速转向问题的研究。这项研究的主要是为了更为精准的使得司机在驾驶过程中自由实现自我意图。文章基于整个系统的运行原理，同时加上动力、模块等理论研究成果的分析运用，创设了属于这个系统的专有方程式以及模板。我们在做这项研究的同时，一定要依据原有的安全行驶常识要求，设置出的系统可以实现控制模块和排液泵控制单位的双重转换。经过理论与实践的结合研究，我们可以得出这样的结论：最后设置出的系统可以保证司机在安全驾驶的同时顺利实现转向操作。

我们所说的液压式实现差速转向的系统设备主要是一种应用在大型车辆上的必备安全系统。比如说一些专用的军事车辆或者生活中不太常见的超大号的重型拖拉机。对于这些对安全性能要求极高的车辆来说，这个系统具备了以下优点：组成部分简单不复杂，实际使用的效率很高，与一般系统相比之下更能实现自由安全的转向操作。目前我国有关这项研究的现状主要是缺乏针对驱动这一系统对于车辆内在的调转方向控制的作用，而且驱动这一系统本身也具有一定的动态功能，但是我们以往在研究的时候往往会忽略这个部分。

在本文中，主要是叙述了机械差速转向这一系统的完善策略，在这个系统的定律原理的基础上，再加上对于司机驾驶车辆和自由转向时安全性能的充分考虑，最后提出可以全方位控制差速转向问题的计划策略，同时还可以使得司机驾驶的安全性能大大提高。

一，基本原理定律

驾驶员在驾驶车辆时，车辆内部的差速转向系统开始工作有：从发动机开始，在通过中间的分流系统时开始进行分流行动，其中一支进入液压泵，另外一支通过离合器进入变速箱。

二，系统设计

通过上面的结構图，我们可以发现作为车辆最主要的驱动源泉——发动机，它占据着十分重要的位置。我们在操控转向装置的时候一定要充分考虑到车辆的行驶安全，尤其是这辆车如果是处于一种高速行驶的状况下，它的地面离心力就会迅速加大，一旦发现履带和地面整体的粘着力低于这个离心力，那么很有可能导致整辆车向一边滑到，最后酿成悲剧。所以，要想保证车子在行驶时进行转向操作的安全性，我们应该尽量参考真实的路面情况以及司机进行转向操作的意图，控制器以此为基础，最后计算出车辆行驶时在安全范围内可以达到的最大速度。如果出现安全范围内可以达到的最大速度低于真实的车辆速度，这个时候，我们的差速转向系统就会发挥作用，自动进行速度的调节，降低车辆在进行转向时候的危险率。

三，模仿真实情况的效果研究

有关整个控制系统实用性和严谨性是否能够达到我们的目标，我们做了一次模仿真实情况的效果研究，以此来检验这个系统是否具有预想的控制效果。为了模仿真实情况，我们选取了车辆装箱半径大小不同的两个对象，假设这辆车的速度是每小时36千米，车辆在前进的过程中在每一秒钟的时刻操作转向命令，主要的实验结果数据如下图显示：

由上图我们得知，正在行驶中的车辆开始进行转向操作的时候，整个转向装置中的控制器就会开始运行：它会对这个驾驶员也就是司机的真正意图进行一定的自我解答，即开始进行数值的输入，也就是内外两侧的那些履带轮的本来预期的对于车轮转速的数值全部进到整个液压泵中，此时，液压泵中的控制中心会对这个预想中的期望数值进行计算：依照原先设想的期望值和实际情况的车轮转速值进行对比，然后根据这个差异化程度进行一定的车轮速度的自动调节，以此来实现安全的转向操作。下图就是我们此次模仿真实情况的车辆速度的数据显示图。

我们从上图得知，如果想要顺利实现预先设想的目标值，就需要保证车辆在整个转向的过程中不会出现向两侧倾斜滑到的现象，从上图中，我们可以看到车辆的内外两侧的整个履带的转动速度明显呈现出不均匀的现象。车辆在行驶过程中进行转向操作室，他的整个半径就开始发生变化：最初的时候是前进无阻式的行驶，紧接着在很短的时间内就开始进行调整，接着也用了很短的时间就达到了我们的目标。与此同时，整个系统的油压也随之发生了变化，转向时油压很不稳定，并且在很短的时间内升高了很多。这大多是因为液压泵在倾斜的时候忽然就发生了一定的变化，这种变化导致了整个流量与以前大有不同，随之而来的是流速的改变。随着转向动作的开始，整个系统内部的压强也开始发生变化：最初是以一个很快的速度大大增加，接着又开始往下降，直到结束的时候又恢复到一个不变的数值。

我们还可以从图表中发现另外一个现象：当车辆目的转向的半径变小，那么整个系统就会需要更多更大的油压，因为这个油压不仅可以香影真个变化曲线，而且在初期发生上升的时候，也能保证此次试验当中并没有十分显眼的超标。从这里我们可以看出，这个系统的策略设计是可以有效控制我们车辆在行驶过程中的大小半径自由安全的转向行为的。

四，结语

转向结构式车辆构造中占据着极其重要的位置，尤其是我们生活中见到的履带车辆，他的结构好坏意味着车辆在进行转向操作的安全与否，性能越好，车辆进行转向的安全性就越高，正是由于它的重要性，所以我们才要加强这方面的研究，提高大型车辆的转向结构的功能，以此来提高车辆行驶的安全性，同时还能有效减轻司机也就是驾驶员的疲劳操作。

履带车辆的转向性能直接影响到我们的日常工作效率和经济效应。可以说有关转向性能的研究一直都是这个行业的热点和难点。这篇文章主要是通过我们所了解的动力系统学的原理，以及模块式的设计方法，以此来创设这个系统的控制模板。这个差速转向系统的控制模板主要使用了数学上的模型设计，同时也兼顾了大型履带的车辆在行驶过程中进行转向操作的安全考虑，由此来实现整个系统控制的完善和升级优化。