型客车液压助力转向系统的设计匹配.pdf

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1、万方数据设计·计算·研究2009年第2期客车技术与研究大中型客车液压助力转向系统的设计匹配于志强。李晶(郑州宇通客车股份有限公司，郑州450016)摘要：通过分析液压式助力转向系统的组成及原理，阐述转向系统部件的参数特性对液压助力转向系统的影响，并提出设计中的注意事项。关键词：大中型客车；液压式助力转向系统；转向器；转向油泵；压力；流量中图分类号：u463．4文献标志码：B文章编号：1006—3331(2009)02一0023—03月山stract：ByanaIyzjngtheformandprincip

2、Ie0fhydrau¨cpowersteer．ngsystem，廿1epaperexpatiatesOntheinfIuenceofparameterspeciaIltyofsteeringsystempartsontflehydrauIicpowersteerIngsystem，andputsfOn『vardtheanentiVeilemsIndesign．Keywords：Iargeandmediumcoachandbus：hydrau

3、jcpOwersteeringsystem：steeringge

4、ar：stee—ngOiIpump：pressure：fIowcapacity大中型客车一般都有载荷重、车速高的特点，传统的机械式转向系统满足不了要求，所以普遍采用液压助力系统来实现转向轻便及稳定性能。1液压助力转向系统的组成及工作原理如图1所示，液压式助力转向系统由转向油罐、转向油泵、动力转向器和转向管路等部件组成。当驾驶员转动方向盘时，发动机驱动油泵将来自转向油灌的低压油变成高压油，经转向管路进入动力转向器中，推动动力转向器活塞，螺杆与扇齿将活塞运动转化为输出轴的旋转运动，从而实现液压转向助力。①一转

5、向油罐；②一转向油泵；③一转向管路；④一动力转向器图l液压助力转向系统的组成1．1转向器液压式动力转向器主要有循环球动力转向器和齿轮齿条式动力转向器。大中型客车主要选用循环球动力转向器。该种转向器的最大特点是采用转阀结构，贯通结构的转向螺杆和齿条活塞，扭杆作为复位弹性元件，并设有行程限位机构，内设限压阀。当系统压力超过转向器设定压力，限压阀打开泄荷，能有效保护转向器内部元件，延长液压系统的使用寿命。转向器设定的主要参数有：传动比f、最大输出扭矩r、最大压力P、流量Q、转向垂臂行程、方向盘转动圈数等。选用转

6、向器最大输出扭矩时，可用以下公式进行估算：胁=【／(G。3，P)m】3式中胁为在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N·—姗；．厂为轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0．7；G，为转向轴负荷，N；P为轮胎气压，MPa。转向器最大输出扭矩隧取时，要满足r≥Mr，一般取r=1．25Mr，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工作工况。表l是宇通某12m大型旅游客车所选用的转向器参数(转向器行程的初始及两端三种状态时参数)。表1某转向器参数方向盘罔数+2．40—2．4转向垂臂行程+47。00一47

7、0速比20：l17：l20：l最大压力下输出扭矩，N·m+58294954—5829最大1=作压力，MPa13流量，dm7

8、Ilin16万方数据客车技术与研究2009年第2期选择转向器时，首先考虑转向器的最大输出扭矩要满足整车要求，还要综合考虑转向系统整体布置形式、悬架特性(前悬架的后倾角、前束等)对转向器的影响、内轮最大转角需要的垂臂行程、方向盘圈数等因素。1．2转向油泵液压式助力转向系统可采用的转向油泵类型很多，如齿轮泵、叶片泵、柱塞泵，现采用最多的是叶片泵，因为：1)叶片泵T作压力高，可达13—15

9、MPa，符合现大型客车转向器匹配的需要。ZF的叶片式转向油泵最大压力可以达到17～18MPa。2)叶片泵体积小，结构紧凑，发动机更容易布置，方便安装。3)叶片泵流量好调整，容易系列化。4)叶片泵在不工作时，叶片无离心力作用，与定子内表面有间隙，形成油液回路，使油缸两腔自然相通，从而不必再单独设计小循环回路。转向油泵的压力、流量根据转向器需求及液压式助力转向系统需求设定，在本文2．2中作详细介绍。1．3转向管路液压式助力转向系统的管路一般由转向进油(高压)管、转向回油(低压)管、油泵进出油管及管接头组成。管

10、件一般采用钢管或橡胶软管，无论是哪种，都要满足液压系统的压力要求，并且管路的内径也要满足流量的需要。2液压助力系统的匹配2．1压力选择液压式动力转向器的特性参数中重要参数之一就是压力，因为压力与转向器的输出扭矩有直接关系。转向器的输出扭矩公式为M=JP(&一S)耶(1)式中肘是动力转向器的输出扭矩，N·m；户是油泵的最大工作压力，MPa；s提油缸：【作面积，m2；s，是螺杆外径所占面积，m2；R晨扇形齿分度圆半径，m。若动力转