汽車轉向系統(tǒng)的匹配設計

1、汽車轉向系統(tǒng)的匹配設計一.動力轉向系統(tǒng)配套設計1 調查汽車在超載運營時的前橋載荷（雙前橋轉向時需要調查雙橋載荷之和）；2 調查汽車廠助力方向機的規(guī)格，根據經驗，前橋載荷p5500kg時可選擇d=100mm缸徑助力方向機，其它載荷可以根據 P/5500 = d2/1002進行計算，助力方向機的缸徑系列為70mm、80mm 、90mm、100mm、110mm等，助力方向機缸徑選擇過小會使助力轉向液壓系統(tǒng)容易產生故障。3 核算助力方向機流量需求。保證有足夠的助力性能，在典型路面（非水泥路面、土路、鄉(xiāng)村公路）上，汽車按實際最高載重量，原地打方向時方向機進油壓力為713MPa。低于7MPa可以考慮減小方

2、向機油缸直徑，高于13MPa時應考慮加大轉向器油缸直徑。方向機最高壓力限制（安全壓力）：按典型公路重載原地轉向時測試壓力除以0.85，建議不要超過15MPa，一般建議使用1213MPa安全壓力，安全壓力越高可靠性越差。前橋載荷     方向機型號及主要性能參數     轉向泵流量要求     入口端所需提供的轉向泵壓力要求P           Qmax     P14 確定轉向泵在發(fā)動機上的安裝位置及進出油口位置，給出一個尺寸范圍，這樣轉向泵廠家方便設計性能更好的

3、轉向泵。5 將轉向泵安裝連接尺寸、進出油口位置尺寸、方向機流量需求及安全壓力提交轉向泵生產廠家，轉向泵生產廠家根據提供的參數要求設計匹配的轉向泵。二.動力轉向泵的配套設計1 動力轉向泵的最大壓力：考慮從轉向泵的出口到方向機的進口之間的管路損失，在選擇轉向泵的最大壓力時，應使轉向泵的最大壓力：PP= P1+PP1 為方向機的最大壓力; P為管路損失,一般取(0.3-0.5)MPa，如果壓力已經很高，轉向卻依然沉重，只能是加大缸徑。如果壓力PPP1 ，必然會轉向沉重或是打不動方向盤。動力轉向泵應有可靠的壓力裝置，任何情況下，輸出壓力不能高于其許可的最大工作壓力。若該輸出接口用來驅動其他附件，應得到

4、相關部門審查認可。2 動力轉向泵的控制流量 Qp：一般取Qp（1.05-1.1）Qmax.Qmax 為方向機所需的最大流量.3 動力轉向泵的公稱排量：根據怠速時(轉向泵轉速一般為650-750 r/min)，方向機所需的流量，選擇轉向泵的排量，低速時（轉向泵轉速一般在1200r/s以下）轉向泵輸出的流量與排量之間的關系為：Q=qt* n   其中 qt 為泵的理論排量；n 為怠速時轉向泵的轉速。轉向泵的排量過小，容易出現怠速時轉向沉重，排量過大，系統(tǒng)容易發(fā)熱。4對應發(fā)動機特征轉速下的轉向泵實際流量要求（怠速，最大扭矩轉速，標定轉速）。 三. 儲油罐的選擇：1 儲油罐容積選擇：考慮系統(tǒng)

5、的供油、散熱、油中雜質的沉淀等，一般取油箱的容量：V=（0.150.2）Q1。 Q1為轉向泵的最大輸出流量。2 儲油罐的散熱能力：一般希望轉向系統(tǒng)的油溫控制在80以下。如果油溫超過88，液壓油將很快變質：形成碳化物，液壓油失去潤滑功能，轉向泵將急劇磨損，造成轉向沉重；析出膠狀物質，堵塞阻尼孔或卡滯控制閥，使整個動力轉向系統(tǒng)失效。油溫過高，還將使整個系統(tǒng)中的密封件加快老化，密封不良而造成漏油。在大流量及高壓力的轉向系統(tǒng)中，儲油罐的散熱已經不能保證油溫在80以下了，這時須附加專門的散熱系統(tǒng)。3 轉向系統(tǒng)一般采用回油過濾方式，根據系統(tǒng)管路工作壓力、過濾精度、流通能力選擇濾油器。汽車轉向系統(tǒng)中，過濾精

6、度一般取10-20m，壓力損失小于0.1MPa。如采用進油過濾，其銅絲網目數一般在100180目之間。4 液壓轉向泵為葉片泵時，其自吸能力較差，應注意液壓油罐的正確安裝位置，要求油罐出油口位置高于液壓轉向泵進口20mm以上，同時管路盡可能避免轉彎，如不可避免時，轉彎角度和轉彎半徑應盡可能大，避免管路的壓力損失。5 在儲油罐中，建議設有壓差信號發(fā)生器及安全閥。壓差信號發(fā)生器是在過濾器堵塞時，把信號傳遞到駕駛室，提醒司機該換濾芯及更換液壓油了；安全閥是在濾芯堵塞時，使油從旁路流過，從而保證行駛安全。 四.轉向管路 進、出油管的選擇：1 管路材料的選擇：油管可以是軟管、鋼管或混合式。軟管又分為高壓鋼

7、絲編織耐油軟管、高壓耐油塑料軟管及低壓簾線編織耐油軟管；鋼管為高壓無縫鋼管，材料一般為20鋼或08F鋼。對于油管和選用，無論是鋼管、耐油膠管或塑料管，都必須根據系統(tǒng)的工作壓力進行選用。建議不采用高壓鋼絲編制耐油軟管，避免因溫升膨脹而縮小管路內徑，最好采用高壓鋼管。2 管路內徑的選擇： 管路內徑的選擇：根據管道內的流速，確定管道內徑尺寸，允許流速的推薦值為：1） 液壓泵吸油管道：0.51.5 m/s.一般取1 m/s以下。2） 液壓系統(tǒng)壓油管道：3 m/s.壓力高時取大值。3) 液壓系統(tǒng)回油管道：1.52.5 m/s。管道內徑與流量、流速的關系式為：d=（4Q/v）0.5   其中d為

8、管道內徑，Q為通過管道的流量，v為管道內液流平均流速。管路內徑經驗值，可以參照下表：轉向泵控制流量     進油管路最小通徑     出油管路最小通徑8L/min     8     511.5L/min     10     615L/min     11     716L/min     11.2     7.220L/min     13     8&

9、#160; 以上管路內徑是管路長為500mm時的經驗值，當管路每增加l=500mm 時，管路內徑增加d=2mm。配套時保證管路密封合格，進油管漏氣漏水時會使液壓油變質，這一點很容易被忽視。管路直徑不能過小，進油管口徑過小時會引起吸空，產生氣穴現象，出油管直徑過小時會產生阻尼，引起系統(tǒng)壓力升高，系統(tǒng)可靠性變差。3 方向機及進出油管必須保持清潔，不允許有鐵屑、鐵銹等雜質。 五.轉向器機參數校核1轉向力矩計算：     Mrf×（G 13÷P）1/2÷3     Mr-在瀝青或混凝土路面上的原地轉向阻力矩，N.mm；  

10、   f-輪胎與地面間的滑動摩擦系數，取0.7；     G1-轉向軸負荷，N；     P-輪胎氣壓，MPa；2壓力計算：     MP×(S0S1)×RF   或PM÷ (S0S1)×RF     P-油泵的最大工作壓力，MPa；     M-動力轉向器輸出扭矩，N.m；     S0-油缸工作面積，；     S1-螺桿外徑所占面積， ；     RF-扇形齒分度圓半徑，

11、m。3流量需求計算：       Q=(1. 52)×60ntS/K     n汽車方向盤最大瞬時轉速(轉/秒)，轎車取1.5r/S, 其它車輛取1.25r/S；     t-助力方向機絲桿螺距；     S-助力方向機油缸實際工作面積；     K-助力方向機效率系數(泄漏系數）。     1.52-經驗系數，可能與制造水平有關另外一種算法：       理論流量為Q1，允許泄漏量為Q2，流量需求Q計算如下：  

12、    Q1 =60ntS       Q=（1.52) Q1 + Q2 六.轉向油品的選擇：1 在夏季，全國均可用航空液壓油；在冬季，長江以南仍可用航空液壓油，在長江以北，可以使用HV-32或HV-46低溫抗磨液壓油；對于8號液力傳動油或8號及10號航空液壓油.自動變速箱油等等，一年四季中在全國各地均可使用，但價格較貴。禁止型號不一致油液混用2 加注油料時必須經過轉向系統(tǒng)油罐上的過濾網過濾，禁止油液不經過過濾直接加入轉向系統(tǒng)油罐中。3 油量加注必須在油罐標尺規(guī)定的兩刻度線之間。油量加注后啟動發(fā)動機35min，檢查補加油料至規(guī)定標尺刻度線。過多，發(fā)動機啟動后油易溢出，既造成浪費又破壞車容；過少，易造成轉向葉片泵燒蝕。七.注意事項:1.轉向泵布置時要考慮泵體內不能有存留空氣，必要時采取排氣措施。轉向系統(tǒng)排空氣，一般在轉向泵的出油口處排空氣即可，具體方法是在發(fā)動機不轉動時，擰松出油接頭，待有油漏