EQ1060动力转向系统的液压增力系统毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘要 本文主要介绍了助力转向系的起源、构造、工作原理等。并对机械式助力转向的设计进行了计算，对液压式助力转向的放大功能进行了计算机理论介绍。并用 转向器进行了装配图以及扭杆、阀套、阀芯、 齿条齿扇传动副等零件 的绘制。并根据摆臂的扭矩设计增力机构，及摆臂的 析和结构优化。对扭杆进行了 计液压增力系统，计算齿轮、齿条，油缸和分配阀结构，对摆臂 M=强度、刚度校核。 关键词： 转向器；液压增力；优化；制图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 n of of s ad to of on to on AE on of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘要 I 1 章 汽车转向系统概述 1 述 1 车转向系的类型和组成 2 械转向系 2 力转向系 4 力转向技术的发展 5 压动力转向 5 动动力转向 8 同工况下对操纵稳定性的要求 8 内外现状 9 第 2 章 液压动力转向系的类型和组成 11 压动力转向 分类 11 械式液压动力转向系统 12 子液压助力转向系统 12 压动力转向按系统内部的压力状态分类 12 压式液压动力转向系 12 流式液压动力转向系 13 压动力转向的转向控制阀 14 阀式转向控制阀 14 阀式转向控制阀 15 合分析 16 第 3 章 转向器结构形式及选择 18 型 18 自优缺点 18 杆曲柄销式转向器 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 轮齿条式转向器 18 环球式转向器 19 环球式转向器结构及工作原理 19 向器的传动效率及转向盘自由行程 20 第 4 章 机械式助力转向的设计计算 22 向系计算载荷的确定 22 环球式转向器的设计与计算 23 球直径 d 及数量 n 24 道截面 24 触角 25 条齿扇传动副设计 25 环球式转向器零件强度的计算 27 球与滚道间的接触应力 27 的弯曲应力 28 杆与螺母 28 向摇臂轴直径的确定 29 第 5 章 液压式助力转向的放大功能 30 力转向机构 30 动力转向机构的要求 30 力转向机构布置方案分析 30 压系统的计算 34 力承担的力的计算 34 动承担的扭矩的计算 34 压助力应承担的扭矩计算 34 压系统放大倍数的计算 35 压系统承担的力的计算 35 缸的尺寸的计算 35 扇行程的计算 36 杆长度计算 37 他 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 6 章 扭杆及转向垂臂受力分析及优化 38 杆受力分析 38 用 出扭杆三维立体模形 38 用 行受力分析 38 向垂臂优化分析 42 向摇 臂 析 42 化对比图 43 向摇臂的优化 44 结 45 第 7 章 出厂性能试验简介 46 车动力转向 控制阀总成技术条件 46 题内容与适用范围 46 般要求 46 术要求 46 车动力转向器总成技术条件 46 题内容与适用范围 46 义 47 术要求 47 验简介 47 合实验 47 劳实验 48 正能力实验 48 损实验 48 结 论 49 致 谢 50 参考文献 51 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章 绪 论 述 汽车在行驶 过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统（俗称汽车转向系）。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。其功用就是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。汽车转向系统可按转向能源部同分为机械转向系统和动力转向系统。 1 转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。在现代汽车结构中，常用机械式转向系。机械式转向系依靠驾驶员的手力转动方向盘，经过转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车装有防伤机构和转向减振装置。还有一些汽车的专门装有动力转向机构，并借助此机构来减轻驾驶员的手力，以降低驾驶员的劳累程度。 对转向系的主要要求有： 一、操纵轻便 。转向时加在方向盘上的力偶对轿车不超过 中型货车不超过 重 型货车不超过 向盘的回转圈数要少， 左右。 二、汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 三、汽车在转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，方向盘有自动回正并能保持汽车有稳定的直线行驶能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 四、在前轮受到冲击时，转向系传递反向冲击到方向盘上要小。 五、保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 六、应尽量减小转向系统连 接处的间隙，间隙应能自动补偿即调整，除了设计应正确的选择导向轮的定位角外，转向盘在中间式的自由行程应当保证直线行驶的稳定性和转向盘相对导向轮偏转角的灵敏度。 七、转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能的小。 八、转向器和转向传动机构的球头处，要有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 九、在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 车转向系的类型和组成 汽车转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械式转向器由 转向器、转向操纵机构和转向传动机构三大部分组成。按照转向器的不同形式可分为循环球式、齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式等转向器。不同的转向器有着不同的特点应用于不同的汽车上。其中小轿车上常用的是齿轮齿条式的转向器。动力式按照加力装置的不同可以分为液压助力式、气压助力式和电动助力式三种。气压助力式主要应用于一部分其前轴最大轴载质量为 3 一7t 并采用气压制动系的货车和客车上。由于气压系统的工作压力较低 (一般不高于 使得其部件的尺寸比较庞大；同时压缩空气工作时的噪声和滞后性使得这种助力方式的转向器只配置在极少一部分车辆上。相比之下，液压助力式的转向器成了当今汽车助力转向器的主流。在本文的后面分析中，就是以这种转向器来做分析的。 械转向系 机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。 图 示为机械转向系的组成和布置示意图。 1 转向盘； 2 转向轴； 3 一转向万向节； 4 一转向传动轴； 5 一转向器； 67 一转向直拉杆； 8 一转向节臂； 9 一左转向节； 10、 12 一梯形臂； 11 一转向横拉杆； 13 一右转向节 当汽车 转向时，驾驶员对转向盘 1 施加一个转向力矩。该力矩通过转向轴 2、转向万向节 3 和转向传动轴 4 输入转向器 5。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向摇臂 6，再经过转向直拉杆7 传给固定于左转向节 9 上的转向节臂 8，使左转向节和它所支承的左转向轮偏转。为使右转向节 13 及其支承的右转向轮随之偏转相应角度，还设置 7 转向梯形。转向梯形由固定在左、右转向节上的梯形臂 10、 12 和两端与梯形臂作球铰链连接的转向横拉杆 11 组成。 从转向盘到转向传动轴这一系列部件和零件，均属于转向操纵机构。由转向摇臂至转向梯形这一系列部件和零件 (不 含转向节 )，均属于转向传动机构。 目前，许多国内外生产的新车型在转向操纵机构中采用了万向传动装置 (转向万向节和转向传动轴 )。这有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化。只要适当改变转向万向传动装置的几何参数，便可满足各种变型车的总布置要求。即使在转向盘与转向器同轴线的情况下，其间也可采用万向传动装置，以补偿由于部件在车上的安装误差和安装基体 (驾驶室、车架 )的变形所造成的二买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 者轴线实际上的不重合。 转向盘在驾驶室安放的位置与各国交通法规规定车辆靠道路左侧还是右侧通行有关。包括我国在内的大多数国家规定车辆 右侧通行，相应地应将转向盘安置在驾驶室左侧。这样，驾驶员的左方视野较广阔，有利于两车安全交会。相反，在一些规定车辆靠左侧通行的国家和地区使用的汽车上，转向盘则应安置在驾驶室右侧。 力转向系 动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。 对最大总质量在 12t 以上的大型汽车而言，一旦动力转向装置失效，驾驶员通过机械传动系加于转向节的力远不足以使转向轮偏转而实现转向。故这种汽车的动力转向装置应当特别图 力转向系示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 一种液压动力转向系的组成和液压动力转向装置的管路布置示意图。其中属于动力转向装置的部件是：转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸。当驾驶员逆时针转动转向盘 (左转向 )时，转向摇臂带动转向直拉杆前移。直拉杆的拉力作用于转向节臂，并依次传到梯形臂和转向横拉杆，使之右移。与此同时，转向直拉杆还带动转向控制阀中的滑阀，使转向动力 缸的右腔接通液面压力为零的转向油罐。转向油泵的高压油进入转向动力缸的左腔，于是转向动力缸的活塞上受到向右的液压作用力便经推杆施加在转向横拉杆上，也使之右移。这样，驾驶员施于转向盘上很小的转向力矩，便可克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩。 力转向技术的发展 汽车转向一直存在着 “轻 ”与 “灵 ”的矛盾。尽管，人们采用了变速比转向器等手段，但始终不能从根本上解决这一矛盾。在 20 世纪50 年代初出现了液压动力转向技术，比较好地缓解了 “轻 ”与 “灵 ”的矛盾，符合人们对转向轻便性更高的要求，在保证其他性能的条件下， 能大大降低转向盘上的手力，特别是原地转向时转向盘上的手力。 压动力转向 液压动力转向首先是在大型车辆上得到发展的，随着当时汽车装载质量和整备质量的增加，在转向过程中所需克服的前轮转向阻力矩也随之增加，从而要求加大作用在转向盘上的转向力，使驾驶员感到 “转向沉重 ”。当前轴负荷增加到某一数值后，靠人力转动转向轮就很吃力。为使驾驶员操纵轻便和提高车辆的机动性，最有效的方法就是在汽车转向系中加装转向助力装置，借助于汽车发动机的动力驱动油泵、空气压缩机和发电机等，以液力、气力或电力增大驾驶员操纵前轮转向的力 矩。使驾驶员可以轻便灵活地操纵汽车转向，减轻了劳动强度，提高了行驶安全性。液压动力转向系统除买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 了传统的机械转向器以外，尚需增加控制阀、动力缸、油泵、油罐和管路等。轿车对动力转向的要求与重型车辆不完全相同。比如大型车辆对动力转向系统噪声的要求较低，轿车则对噪声要求很高，轿车还要求装用的转向器系统结构要更简单、尺寸更小、成本更低等。但是重型车辆动力转向技术的发展无疑为轿车动力转向技术奠定了基础。 开始阶段液压动力转向的控制阀采用滑阀式，即控制阀中的阀以轴向移动来控制油路。滑阀式控制阀结构简单，生产工艺性好，操纵方 便，宜于布置，使用性能较好。但是滑阀灵敏度不够高，后来逐渐被转阀代替。 20 世纪 50 年代末沙基诺发明了转阀式液压动力转向，即控制阀中的阀芯以旋转运动来控制油路。与滑阀相比，转阀的灵敏度高、密封件少、结构比较先进。虽然由于转阀利用扭杆弹簧来使阀回位，结构较复杂，特别是对扭杆的材质和热处理工艺要求较高。但是其性能相对于滑阀有很大改进，达到令人满意的程度，并且在齿轮齿条式转向器中布置转阀比较容易，目前在轿车及大部分重型汽车上的液压动力转向采用的均是转阀式控制阀。 在大型汽车上装备液压动力转向系统有如下优点： (1)减小驾驶员的疲劳强度。动力转向可以减小作用在转向盘上的力，提高转向轻便性。 (2)提高转向灵敏度。可以比较自由地根据操纵稳定性要求选择转向器传动比，不会受到转向力的制约。允许转向车轮承受更大的负荷，不会引起转向沉重问题。 (3)衰减道路冲击，提高行驶安全性。液压系统的阻尼作用可以衰减道路不平度对转向盘的冲击；另一方面，当汽车高速行驶时，如果发生爆胎，将导致汽车转向盘难以把握，应用动力转向可以使驾驶员较容易把握转向盘。 同时液压动力转向系统也有不足： (1)选定参数完成设计之后，助力特性就确定了，不能再进 行调节与控制。因此协调轻便性与路感的关系困难。低速转向力小时，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 高速行驶时转向力往往过轻、 “路感 ”差，甚至感觉汽车发 “飘 ”，从而影响操纵稳定性；而按高速性能要求设计转向系统时，低速时转向力往往过大。 (2)即使在不转向时，油泵也一直运转，增加了能量消耗。 (3)存在渗油与维护问题，提高了保修成本，泄漏的液压油会对环境造成污染。 (4)低温工作性能较差。 随着人们对汽车经济性、环保、安全性的日益重视以及大型汽车技术的发展，人们开始对液压动力转向存在的不足进行改进，开发出一些新型液压动力转向技术。这种技术上的改进 主要围绕第 (1)、(2)点不足。对第 (1)点不足的主要改进措施是将车速引入动力转向系统，得到车速感应型助力特性，发展了两种车速感应型液压动力转向系统。一种是机械式，通过与调速器及变速器相连的泵来控制油压阀，现在已经很少采用；另一种是电子控制式，通过传感器由 在用得比较多。对第 (2)点不足，主要通过开发节能泵、提高系统的效率以及电控液压动力转向系统来加以改进。 动动力转向 电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的 动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、已具有 50多年历史的液压转向系统。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而 产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。与乘用车相比，轻中型商用车由于其独特的机械式循环轴转向买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 器及拉杆式转向系统，使得其 统不同于目前轿车上应用的几种 动耦合方式。对轻中型载重汽车而言，所需电机助力远超过乘用车，因此需要设计全新的适用于商用汽车重载工况的电机助力传动耦合机构，使得电机助力经过传动耦合机构，可以和原来的机械式转向器合成为整体式助力转向系统。目前电动助力转向系统主要应用于齿轮齿条式转向器，而轻中型商用汽车采用循环球式转向器，乘用车所用的通用助力 方式不适用于轻中型商用汽车。因此，电动助力转向机构在乘用车上得到应用，而在商用车上很少采用。 同工况下对操纵稳定性的要求 汽车在低车速的曲线行驶及极低车速移动工况下，应具有不沉重而适度的转向盘力与不过于大的转向盘总转角，还应有良好的回正性能。在高车速、转向盘小转角、低侧向加速范围内，汽车应具有良好的横摆角速度频率特性、直线行驶能力、回正性能与较大的转向灵敏度。特别是随着车速的提高，转向盘不宜过小而要保持一定的数值；为了给驾驶者以良好的路感，在小侧向加速度范围内，应有恰当的转向盘随汽车侧向加速度的 变化率。此外驾驶者在驾驶中应能方面、清晰地判断转向盘（直线行驶时）的中间位置。转向系还应能适度地隔断路面不平整的干扰。 图 力转向器的转向盘操纵力特性 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 油压反馈动力转向器的一组转向盘操作力特性曲线，汽车低速行驶时 特性曲线很窄，助力作用大；随着车速的提高，特性曲线越来越宽，助力作用越来越小，防止了高速时转向盘力太小的弊病。 2 内外现状 助力转向系统，也就是动力转向，目前已成为绝大多数轿车的一项标准配置，顾名思义，助力转向就是协助驾驶员做汽车方向调整，为驾驶员减轻打方 向盘强度的装置。 当今汽车技术的发展趋势是节能、安全和环保。近年来，随着助力转向系统在车辆上的广泛应用，如何提高助力转向系统的工作性能、减少系统的能耗已成为人们日益关注的问题。目前，国内外正在研制的电子控制助力转向系统主要有两大类，即电动助力转向系统和电子控制液压助力转向系统。对于前者，国内科研机构和一些高校正在这方面做着探索性的研究工作，在台架上基本实现了电动转向的助力功能，但在一些关键的技术方面未有突破性进展。而液压助力转向系统已比较成熟，工作时无噪声，工作滞后时间段，而且能吸收来自不平路面的冲击。因此 ，液压助力转向系统已在各类各级汽车上获得广泛应用。 据了解，液压助力转向系统到现在已经有半个世纪的发展历史，可以说技术已经非常成熟，所以被广泛应用。液压助力转向系统由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。传统机械液压动力转向系统的液压泵由汽车发动机驱动。为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，液压泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。汽车发动之后，无论是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大 的助力，所以便在一定程度上浪费了发动机动力资源。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 现在还有些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油，这就是电子液压助力转向系统。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力 ;汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要的同时，节省一部分发动机功率。 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 第 2 章 液压动力转向系的类型和组成 压动力转向分类 就目前汽车上配置的助力转向系统和所查资料，大致可以分为两类类， (1)一种是机械式液压动力转向系统； (2)一种是电子液压助力转向系统。 在液压动力转向系统中，转向动力的大小取决于作用在转向动力缸活塞上的压力大小，如果转向操作力较大，液压就会较高。转向动力缸中液压的变化是由连接在主转轴上的转向控制阀来调节的。如图 2.1 a 所示，转向油泵将液压油输送至转向控制阀。如果转向控制阀处于中间位置，所有的液压油便会流过转向控制阀，进入出油口，流回至转向油泵。由于这时几乎不能产生压力，转向动力缸活塞两端的压力又相等，活塞便不会朝任何一个方向运动，从而使车辆无法转向。当驾驶员控制方向朝任何一个方向转动时，转向控制阀也随之移动，从而关闭其中一条油路如图 b，这时另一条油路开得大些，使液压油流量发生变化，同时产生压力。这样，便会在转向动力缸活塞两端产生压力差，动力缸活塞朝低压方向运动，从而将动力缸中的液压油，通过转向控制阀压回转向油泵。 3 图 压动力转向工作原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 子液压助力转向系统 1） 主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。 2） 工作原理：电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽 车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。 子液压助力转向系统 1） 主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。 2） 工作原理：电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转 向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。 压动力转向按系统内部的压力状态分类 液压动力转向按系统内部的压力状态分，有常压式和常流式两种 压式液压动力转向系 常压式液压动力转向系示意图为图 汽车直线行驶、转向盘保持中立位置是，转向控制阀处于关闭位置。转向液压泵输出的压力油充入蓄能器。当蓄能器压力增长到规定值后，液压泵就自动买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 卸荷空转 ，从而蓄能器压力得以在规定值以下。当转动转向盘时，机械转向器即通过转向摇臂等杆件使转向控制阀转让开启位置。此时，蓄能器中的压力油即通过油道流入转向动力缸中活塞两侧工作腔中的一个，使动力缸产生液压作用力。该作用力作用在转向传动机构上，以助机械转向器输出力的不足。转向盘一停止运动，转向控制阀便随之回到关闭位置。于是，转向家里作用终止。由此可见，无论转向盘处于中立位置还是转向位置，也无论转向盘是保 持静止还是运动状态，该系统工作管路中总是保持高压。 图 压式液力动力转向系示意图 1 转向油罐； 2 储能 器； 3 转向油泵； 4 转向动力缸； 5 转向控制阀； 6 机械转向器 常流式液压动力转向系示意图如图 示。不转向时，转向控制阀保持开启。转向动力缸的活塞两边的工作腔由于都与低压回油管路相通而不起作用。转向液压泵输出的油液流入转向控制阀，又由此溜回转向油泵。因转向控制阀节流阻力很小。故液压泵输出压力也很低，液压泵实际上处于空转状态。当驾驶员转动转向盘，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 通过机械转向器使转向控制阀处于与某一转弯方向相对应的工作位置时，转向动力缸的相应工作腔方与回油管路隔绝，转而与液压泵输出 管路相通，而动力缸的另一侧仍然通回油管路。地面转向阻力经转向传动机构传到动力缸的推杆和活塞上，形成比转向控制阀节流阻力高的多的液压泵输出管路阻力。于是，转向液压泵输出压力急剧升高，知道足以推动转向动力缸活塞为止。转向盘停止转动后，转向控制阀随即回到中立位置，使动力缸停止工作。 上诉两种液压转向加力装置相比较，常压式的优点在于有蓄能器积蓄液压能，可以使用流量较小的液压泵，而且还可以在液压泵不运转的情况下保持一定的转向加力能力，使汽车有可能续驶一段距离。常流式的优点则是机构简单，液压泵寿命长，泄露较少，消耗功率 也较少。因此，目前只有少数重型汽车采用常压式，而常流式则广泛用于各种汽车。故采用常流式液压动力转向。 3 图 流式液压动力转向示意图 1 转向油罐； 2 转向油泵； 3 安全阀； 4 流量控制阀； 5 单向阀； 6 转向控制阀； 7 机械转向器； 8 转向动力缸 压动力转向的转向控制阀 转向控制阀按阀体的运动方向分为滑阀式和转阀式。 阀式转向控制阀 阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀，称为转向控制买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 阀，如图 示。当阀体 1 处在中间位置时，其两个凸棱边与发套环形成四条缝隙。中间的两个缝隙分别与动力缸两腔的油道相通，而两边的两个缝隙与回油道相通（图 当阀体向右移动很小的一个距离时，右凸棱边将右外侧的缝隙堵住，左凸棱边将中间的左边缝隙堵住，则来自油泵的高压油经油道 5 和中间的右缝隙流入通道 4，继而进入动力缸的一个腔，而动力缸的另一个腔的低压油被活塞推出，经左凸棱外侧的缝隙和通道 6 流回储油罐。 图 示为用在常压式液压动力转向系中的滑阀结构，称为常压式滑阀。滑阀处在中间位置，转向控制阀关闭，高压油布流入动 力缸，汽车直线行驶。常压式滑阀与常流式滑阀的工作原理相通，仅仅是凸棱的宽窄不同。 图 阀式转向控制阀的结构和工作原理 a)常流式滑阀 b)常压式滑阀 1 阀体； 2 阀套； 3 壳体； 4、 6 通动力缸左右腔的通道； 5 通油泵输出管路的通道 阀式转向控制阀 阀体绕其圆心转动来控制油液流量的转向控制阀，称为转阀式控制阀，如图 示。该转阀具有四个互相连通的进油道 A，通道B、 C 分别与动力缸的左右腔连通。当阀体 1 顺时针转过一个很小的角度是，从油泵来的压力油经油道 A 流入四个 通道 C，继而进入动力缸的另一个腔内。另外的四个通道 B 的进油被隔断，压力油布能买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 进入，因而动力缸另一腔的低压有，在活塞的推动下经回油道流回储油罐。 图 阀式转向控制阀的结构和工作原理 1 阀体； 2 扭杆（轴）； 3 壳体； A 通油泵输出管路的通道； B、 C 通动力缸左右腔的通道； 合分析 液压助力转向系由机械转向器、液压油泵、分配阀、油罐、动力缸、溢流阀和限压阀等组成。油泵为叶片泵，在液压泵上装有限压阀和溢流阀，确保系统安全。其分配阀、转向器和动力缸置于一个整体，分配阀和主动齿轮轴装在一 起 (阀芯与齿轮轴垂直布置 )，阀芯上有控制槽，阀芯通过转向轴上的拨叉拨动。转向轴用销钉与阀中的弹性扭杆相接，该扭杆决定于阀的特性，并起到阀的中心定位作用。在齿条的一端装有活塞，并位于动力缸之中，齿条左端与转向横拉杆相接。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 汽车处在直行状态时，转向盘在居中位置，阀芯和隔套也在中间位置。所有液流控制口均打开，液压油很通畅地从油泵经控制阀流回油罐。 转向盘转动时，转向轴 (连主动齿轮轴 )带动阀芯相对滑套运动，使油液通道发生变化，液压油从油泵排出，经控制阀流向动力缸的一侧，推动活塞带动齿条运动，通过横拉杆使车轮偏转而转 向。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 第 3 章 转向器结构形式及选择 型 根据转向器所用传动副的不同，转向器有多种。常见的有循环球式球面蜗杆蜗轮式、蜗杆曲柄销式和齿轮齿条式等。 转向器的结构形式，决定了其效率特性以及对角传动比变化特性的要求。选用那种效率特性的转向器应有汽车用途来决定，并和转向系方案有关。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。 14 自优缺点 杆曲柄销式转向器 蜗杆曲柄销式转向器效率高、工作可靠、平稳，蜗杆和螺母上的螺旋槽在淬火后经过磨削加工，所以耐磨且寿命较长。齿扇和齿条啮合间隙的调整工作容易进行。和其它形式转向器比较，其结构复杂，对主要零件加工精度要求较高。蜗杆曲柄销式转向器角传动比的变化特性和啮合间隙特性变化受限制，不能完全满足设计者的意图。这类转向器应用较少。 轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。 与其他形式的转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器质量比较小；传动效率高达 90%； 转向器占用体积小；可以增大转向角，制造成本低。 主要缺点是：因逆效率高（ 60%，汽车在不平的路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间冲击力的大部分会传到转向盘，称之为反冲。反冲现象会使汽车驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 车行驶方向，转向盘突然转向又容易造成打手，同时对驾驶员造成伤害。 齿轮齿条式转向器广泛应用于乘用车上。装载质量不大，前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。 环球式转向器 循环球式转向器由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上 齿扇构成的传动副组成。 循环球式转向器的优点是：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而传动效率可达到75%在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可以保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条与齿扇之间的间隙调整工作容易进行；适合用来做整体式动力转向器。 循环球式动力转向器的主要缺点是：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。 循环球式动力转向器 主要用于商用车上。 综上最后本次设计选定循环球式转向器。 环球式转向器结构及工作原理 循环球式转向器中一般有两级传动副。第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。 转向螺杆的轴颈支撑在两个圆锥滚子轴承上。轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母的下平面上加工成齿条，与齿扇轴内的齿扇部分相啮合。通过转向盘转动转向螺杆时，转向螺母不转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。为了减小转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，其间装有小钢球以实现滚动摩擦。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面轮廓的螺旋管 状通道。转向螺母外有两根导管，两端分别