DQY50型飞机牵引车液压系统设计.pdf

Hv dr a ul i c s Pne uma t i c s Se a l s ／ No． 1 0． 201 5 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 5 ． 1 0 ． 0 1 3 D QY 5 0 型飞机牵引车液压系统设计 管小 兴 郑州新大方重工科技有限公司 ， 河南 郑州 4 5 0 0 6 4 摘要 该文论述了D Q Y 5 0 型飞机牵引车液压系统工作原理， 重点对转向系统、 制动系统和应急系统进行了详细的分析和说明。 关键词 飞机牵引车； 转向系统； 制动系统 ； 应急系统 中图分类号 T H1 3 7 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 8 - 0 8 1 3 2 0 1 5 1 0 - 0 0 4 3 0 3 D e s i g n o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r DQY5 0 Ai r c r a f t T r a c t o r GU AN Xi a o - x i n g Z h e n g z h o u Ne w D a f a n g He a v y I n d u s t r y T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ． ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 6 4 ， C h i n a A b s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e w o r k i n g p ri n c i p l e o f DQ Y5 0 a i r c r a f t t r a c t o r h y d r a u l i c s y s t e m a n d d e t a i l e d a n a l y s i s and e x p l ana t i o n o f t h e s t e e r i n g s y s t e m ， t h e b r a k i n g s y s t e m a n d e m e r g e n c y r e s p o n s e s y s t e m． Ke y wo r d s a i r c r a f t tr a c t o r ； s t e e rin g s y s t e m ； b r a k i n g s y s t e m ； e m e r g e n c y r e s p o n s e s y s t e m 0 号I 舌 当飞机需要从廊桥或停机位推 出来 的时候 ， 就需 要牵 引车把飞机牵引顺 推到启动位 置 ， 用飞机牵 引车 移 动飞机 ， 达到节约 飞机燃料 ， 减 少噪声 和排气 污染 ， 降低飞机运行费用等目的； 飞机牵引车分有杆牵引车 和无杆牵引车 ； 我公司研制 和开发 的DQ Y 5 0 型飞机牵 引车是一种用于民航大型飞机牵引／ 顶推作业用的有杆 牵引车 ， 通过牵引杆与飞机连接 ， 靠牵引车 自身驱动力 能够牵引或顶推5 0 0 t 自 重飞机。 主要参数 整 台设备重量 5 4 t 动 力 系 统道 依 茨 水 冷 3 0 0 k W／ 2 1 0 0 r p m尺 寸 长 宽 高 9 8 2 5 m mX 3 0 6 6 mmX 1 6 5 0 m m 行驶速度 3 0 k m ／ h 空载直线平地 最大牵引力 4 0 0 k N 最大牵引飞机重量 5 0 0 t 驱动模式 四轮驱动 行走转向模式 前轮转向 全轮转向 蟹行转向 控制模式 前后驾驶室控制 工作环境 适应环境温度 一 4 0 ℃ 一5 0 ℃ 湿度 1 0 0 ％ 适应海拔 1 0 0 0 m 适应路况 良好 的硬质机场水泥地面或等同路面 车桥型号 K e s s l e r 收稿 日期 2 0 1 5 0 1 2 8 作者简 介 管小兴 1 9 6 2 一 ， 男 ， 江苏常州人 ， 工程师 ， 学士 ， 研究方 向 液 压系统设计及应用 。 变速箱 D A N A 1 液压系统介绍 D Q Y 5 0 飞机牵引车除行走 由发动机驱动 电控液力 机械传动变速箱驱动前后车桥实现四轮驱动外， 其余 功能均有液压驱动来实现 ， 它主要 由转向系统、 制动系 统、 驾驶室升降和整车支腿顶升系统及应急系统等， 这 些 由液压驱动实现功能统称为 D Q Y 5 0 飞机牵引车液压 系统 。液压系统原理如图 1 所示 。 图 1 液压系统原理 图 根据上述原理图 1 所示 发动机驱动转 向泵 1 和转 向泵2 输出压力油源通过前液压转向器或后液压转向 器和 比例 阀组 1 或 比例 阀组 2 分 别驱动转 向油缸 实现 前轮转向、 全轮转向和蟹行转向功能； 通过比例阀3 控 制油缸实现驾驶室升降和整车支腿顶升功能 ； 发 动机 驱动制动泵 3 ， 制动泵 3 输出压力油源通过制动控制阀 组实现行车制动和驻车制动功能等。 4 3 液 压 气 动 与 密 ,d ／ 2o 1 5年 第 1 0期 1 ． 1转向系统 转 向原理图如图2 所示 。 l U 9 卜液压转向器A 2 一 液压转向器B 3 - 转向油缸4 一 切换阀组1 5 一 切换阀组2 6 - 比例阀组 1 7 - [ L 例阀组2 8 一 转 向泵 2 9 - 转 向泵 1 1 0 一 发动机 图 2 转 向原理 图 发动机驱动 9 转 向泵 1 ， 转 向泵 1 输 出压力油源通 过4 切换阀组 1 向前驾驶室 中2 液压转向器 B或向后驾 驶室中1 液压转向器A 通过5 切换阀组2 驱动转向油缸 3 实现前 桥驱动轮转向或后桥驱动轮转 向 ， 由驾驶室操 作液压转向器实现前桥驱动轮转向或后桥驱动轮转向 统称为前轮转 向 ， 由液压转 向器 实现转 向模式为主动 转向模式； 发动机驱动8 转向泵2 ， 转向泵2 输出压力油 源通过6 比例阀组 l 或7 比例阀组2 ， 由前轮转向角度 通过角度传感器检测反馈到微电控制器， 微电控制器 控制 比例 阀组通过 5 切换阀组 2 驱动转 向油缸实现后 桥驱动轮转 向或前桥 驱动轮转 向 ， 由比例阀组实现转 向统称为后轮转向； 比例阀组实现转向模式为跟随转 向模式； 通过主动转向模式和跟随转向模式的组合， 实 现前轮转向、 全轮转向和蟹行转向三种转向功能， 而且 它们相互 自锁 。 两套独立液压动力源主要完成前后轮转向； 一套 动力源通过切换阀组 1 在前后驾驶室操作液压转向器 完成前轮转向， 前轮转向角度传感器反馈到微电控制 器； 另一套动力源通过微电控制器采集前轮转向信号 ， 控制比例阀组完成后轮转向， 前后轮转向同步精度主 要由比例阀闭环控制来实现。 1 前轮转向 由液压转向器实现驱动轮转向统称为前轮转向。 转 向示意图如图3 所示 。 4 4 转 图 3 转 向 不 慝 图 2 全轮转 向 全轮转 向原理 为 两驱动桥前后 轮均装有转 向角 度传感器， 当操作液压转向器对前轮进行转向时， 前轮 转向角度传感器检测转向角度反馈到微 电控制器 ， 微 电控制器进行计算处理后发出指令控制 比例阀组使后 轮以前 轮检测转 向角度的反方向进行转 向， 并 以实测 实际转向角度和前轮的转向角度进行一一比较跟随， 使前后轮转角保持一致 方向与前轮转向相反 ， 闭环 控制后轮跟随， 响应快 ， 同步精度高； 全轮转向示意图 如图4 所示 。 转 向中 。 图4 全轮 转向示意图 全轮转向使牵引车转弯半径小 ， 小转弯性能好， 增 强牵引车 的机动灵活性 ； 同时减少在转 向时轮胎发生 侧向滑移量， 降低转向阻力和减轻轮胎磨损； 理想工况 就是前后桥四轮行进方 向的垂直线相交于一点 O， 车辆 以O点为中心进行旋转 转向中心 ， 轮胎以O点为圆 心作纯滚动， 没有滑移产生。 3 蟹行转 向 蟹行转向原理为 两驱动桥前后轮均装有转 向角 度传感器， 当操作液压转向器对前轮进行转向时， 前轮 转向角度传感器检测转向角度反馈到微电控制器 ， 微 电控制器进行计算处理后发出指令控制比例阀组使后 轮以前轮检测转向角度的同方向进行转向， 并以实测 实际转向角度和前轮的转向角度进行一一比较跟随， 使前后轮转角保持一致， 闭环控制后轮跟随转向， 响应 快， 同步精度高； 蟹行转向示意图如图5 所示。 图 5 蟹行转 向示意图 蟹形转向使牵引车四个轮胎保持一定的转向角 度斜向运动。控制后轮和前轮的轴线保持平行状态， 使牵引车在蟹行 时受到较少的横 向阻力 ， 减小轮胎横 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 1 0 ． 2 0 1 5 向摩擦力及发动机功率输 出。 1 ． 2 制动系统 制动原理 图如图6 所示 。 1 2 3 4 I 1 l 0 9 卜行车制动器2 一 行车制动切换阀 3 一 双路制动阀1 4 - 5 1] 动阀2 5 一 驻车制动器6 一 驻车制动蓄能器7 一 驻车制动控制阀 8 一 应急手动泵 9 一 制动泵3 1 0 一 双路蓄能充液阀1 1 - 行车制动蓄能器 图6制动原理 图 发动机驱动 9 制动泵 3 ， 制 动泵 3 输 出压力油源通 过 1 0双路蓄能充液 阀分别 向两个独立 的 1 1 行 车制动 蓄能器充液至行车制动最高设定压力， 然后双路蓄能 充液 阀把压力油源切换 到驱动 系统散热器马达 ， 为液 压系统散热提供动力源； 当在前驾驶室操作时， 在行驶 中需要进行行车制动 ， 操作3 双路制动阀 1 ， 两行车制 动蓄能器分别向前后车桥行车制动器提供制动动力 源 ， 前后车桥 四驱 动轮被 同时制 动使牵 引车减速 、 停 止 ； 当在后驾 驶室操作 时 ， 在行驶 中需要进行行 车制 动， 操作4 双路制动阀2 ， 同时2 行车制动切换阀得电， 两行车制动蓄能器分别向前后车桥行车制动器提供制 动动力源 ， 前后车桥四驱动轮被同时制动使牵引车减 速、 停止 ； 发动机驱动9 制动泵3 ， 制动泵3 输出压力油 源通过 1 0 双路蓄能充液 阀进行充液的 同时也为 6 驻车 制动蓄能器充液至压力设定值， 当需要行车时7 驻车制 动控制阀得电， 为5 驻车制动器提供压力油源解除驻车 制动， 在行驶中驻车制动一直处于解除状态。 整车采用液压独立双路制动系统 ， 全液压双 回路 、 各 回路 蓄压 器独立 、 行车制动器为车桥 自带钳盘式刹 车系统 ， 配有两套大容量的蓄能器提供辅助动力 ， 能确 保连续有效制动 1 0 次以上的安全保证。驻车制动采用 弹簧制动 ， 油压作用驻车制动解 除 ， 油压卸荷驻车制动 作用。人工脚踩制动踏板 双路制动阀1 、 双路制动阀 2 控制行车制动及制动力的大小。 1 ． 3 驾驶室升降和整车支腿顶升 系统 驾驶室升降系统指前驾驶室可液压控制升降， 由 转向泵 2 通过比例阀组3 控制油缸实现前驾驶室升降 功能； 并在驾驶室顶部装有防碰开关 ， 遇到障碍物快速 反向降落至底部 ， 防止驾驶室升起 时顶撞 飞机 ； 后驾驶 室为固定， 驾驶室升降增强了操作员可视性 ， 同时也提 高了牵引车作业安全。整车支腿顶升系统指根据整车 重心位置确定 四点支腿顶升油缸位置分布 ， 实现整车 升降， 用于牵引车检修时整车升高便于作业， 也用于牵 引车长时间停放车库时把车顶升 ， 让车轮减轻承受力 ， 减小轮胎变形 ， 延长轮胎 寿命 ； 整车支腿顶升系统主要 根据 D Q Y 5 0型飞机牵引车 自重 5 4 t 特点 ， 而增加 的辅 助功能。 1 ． 4 应急系统 应急系统提供两套应急动力单元 ； 一套应急动力 单元由应急泵和蓄电池组成， 当发动机出现故障时， 启 动应急动力单元 由应急泵输 出压力油源通过切换阀组 1 由驾驶室液压转向器实现前轮转向， 从而使牵引车在 发动机出现故障情况下也可保证有转向功能； 另一功 能由应急泵输出压力油源通过比例阀组3 使停在高处 的驾驶室能紧急下降到位 ， 实现驾驶室应急下降功能。 另一套应急动力单元为应急手动泵， 主要为制动 系统提供动力源， 主要用于驻车制动器打开， 解除车辆 驻车制动， 使故障的牵引车能及时拖离现场安全撤离。 2 结束语 牵引车是现代机场必备的一种地面保障设备， 它 的性能优劣对机场的运营有着不可忽视的影响， 要求 牵引车运行平稳， 启停无冲击 ， 转向灵活， 可靠的行车 制动和驻车制动 ， 除此以外， 还需具有一套完善的应急 系统来解决牵引车作业时可能会遇到各种意想不到工 况或故障， 确保机场牵引飞机正常作业。 参考文献 【 1 】 吴晓明， 高殿 明． 液压变量泵 马达 变量调节原理与应用 [ MI ． 北京 机械工业出版社， 2 0 1 2 ． 【 2 】 雷天觉． 新编液压工程手册【 M] ． 北京 北京理工大学出版社， 1 9 9 8 ． 【 3 】 MH ／ T 6 0 1 7 - 1 9 9 9 ， 飞机牵引车【 s 】 ． [ 4 】 G B ／ T 2 3 4 1 9 - 2 0 0 9 ／ I S 0 7 7 1 7 1 9 8 5 ， 四轮驱动飞机牵引车设 计性能要求[ s 】 ． [ 5 】 官忠范． 液压传动系统[ M】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 6 ， [ 6 】 赵静一． 大型自行式液压载重车[ M】 ． 北京 化工工业出版社， 2 01 0 ． 【 7 1 王意．Q F Y系列飞机牵引车的液压传动装置f J 】 ． 中国机械工 程， 2 0 0 1 ， 1 2 ， 3 ． 【 8 】 温琦， 武铁军， 田贺红， 闫洪峰， 陈文科． 闭式液压驱动飞机牵 引车行车制动系统试验研究[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 1 1 ， 5 ．