汽車液壓動力轉向器特性分析及檢測系統研究

鄒理炎 虞忠潮（杭州世寶汽車方向機有限公司，浙江 杭州 310018）

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汽車液壓動力轉向器特性分析及檢測系統研究

鄒理炎 虞忠潮
（杭州世寶汽車方向機有限公司，浙江 杭州 310018）

摘 要：在汽車駕駛的過程當中，汽車動力轉向器有著極其重要的作用，一般來說，在現在大多數乘用汽車當中普遍采用轉閥式齒輪齒條液壓動力轉向器，而隨著大量高級轎車的出現，在性能方面對于液壓動力轉向器提出了更高的要求，液壓動力轉向器對于汽車行駛的安全起到了重要的作用。本文從液壓動力轉向器的類型結構著手，分析液壓動力轉向器的特性，探究液壓動力轉向器檢測系統的設計與實現。

關鍵詞：汽車液壓動力轉向器；特性；檢測系統

隨著社會經濟以及科學技術的不斷發展，汽車逐漸深入到了廣大人民群眾的家庭當中，而在汽車行駛的過程當中，液壓動力轉向器起到了重要的作用，在當前以內燃機為動力的汽車當中成為了應用的主流，而隨著一部分高級轎車的出現，對于轉向器的性能提出了更高的要求，因此，為了促進液壓動力轉向器的不斷創新發展，對其特性以及檢測系統進行分析研究顯得十分的重要。

一、液壓動力轉向器的類型結構

一般來說，根據液壓動力轉向器所使用傳動副的差異性可以分為多種結構類型，較為常見的主要包括：齒輪齒條式、循環球式、球面蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等，在當前汽車行業應用最為廣泛的液壓動力轉向器是循環球以及齒輪齒條式的轉向器。同時，液壓式動力轉向器根據液流形式的不同，可以劃分為常流式與常壓式兩種類型。所謂常流式液壓動力轉向器主要是由恒流動力油源供油構成的恒流系統；而常壓式液壓動力轉向器則是由恒壓動力油源供油構成的恒壓系統。液壓動力轉向器根據控制閥門結構的不同，可以劃分成為滑閥式與轉閥式兩種類型。而汽車轉向系統所使用的，尤其是轎車使用的液壓動力轉向器采用的都是轉閥式齒輪齒條液壓動力轉向器，是一種常流整體式的結構，其與轉向操縱結構的連接如圖1所示。

圖1中的轉向盤、轉向柱管、萬向節以及中間傳動軸等部分都屬于轉向操縱的部分，而動力轉向器則包括了轉閥、轉向動力缸以及機械轉向器等部分。

二、液壓動力轉向器的特性分析

對于液壓動力轉向器而言，性能指標的種類很多，其大多數都是從系統的隨動性以及轉向的靈敏性考慮，不同的特性也有著不同類型的評價指標。

（一）轉向靈敏性

在液壓動力轉向器當中轉向靈敏性主要指的是汽車在轉向之時動作的快慢，這也是對汽車自身操縱性能進行科學衡量的一個重要性指標。在對液壓動力轉向器的特性分析時，轉向靈敏性常常被定義成為系統進行負載的能力，也就是油壓的靈敏程度，指的是轉閥在工作時，輸入軸轉角變化引起負載壓力大小的變化情況。同時，當對液壓動力轉向器進行靜態特性檢驗的過程當中，也需要按照相關的標準進行，在其中轉向的靈敏性是一個重要性的環節。一般來說，在進行檢測分析的過程中，考慮搭配轉閥零位之時，油壓往往處于0.3MPa～0.5MPa，因此，可以使用轉閥進油口的壓力取代負載之時的壓力，同時還需要對轉向盤中的轉角信號進行測量。

（二）轉向力特性分析

在汽車行駛的過程當中，當需要轉向時，駕駛員在轉動轉向盤的過程中，需要克服彈性扭桿發出的彈力，當這一扭矩經過液壓系統進行放大之后，需要克服掉轉向出現的負載，而彈性扭桿除了和自身剛度有聯系之外，還與閥芯以及閥套相對的轉角密切相關，這一轉角往往與轉向負載所形成的阻力呈現出正比的關系，造成“路感”現象的出現，也就是指作用在轉向輪之上的轉向阻力而使得駕駛人員產生手感，因此，液壓動力轉向器中的轉向力特性包括這轉向的輕便性以及合適的路感等兩個方面。一般來說，汽車液壓動力轉向器在進行動力輸出的過程當中，所輸出的力主要包括兩個部分：其一是轉向時由駕駛員操縱手力而引起的轉向輸出力；其二是液壓動力轉向器發出的輔助性動力。

（三）回正性能

液壓動力轉向器的回正性能主要指的是，路面上回正力矩傳導至轉向盤之時，使得轉向盤自動回正的能力，一般來說，回正性能在進行表示之時，需要使用轉向盤轉角相對于路面阻力的相應能力。回正力矩是由側向力以及垂向力的相互作用而產生的，其中由于側向力的出現會產生出兩種類型的回正力矩，這兩種回正力矩與輪胎的拖距以及主銷后傾距有關聯，共同構成了車輪轉向時所遇到的阻力矩；而對于垂向力而言，根據這種力而出現的重力回正力矩和前軸負荷以及轉向角有著密切的聯系，呈現出正比的關系。隨著汽車速度的不斷增加，輪胎接地面積滾動的成分也呈現出增加的趨向，而轉向所遇到的阻力距也會逐漸地降低。但是，汽車如果采用高速行駛之時，因為輪胎偏離而造成的自動回正力矩，就會使得輪胎的平面與其行駛的方向形同一致。

圖1 齒輪齒條液壓動力轉向器與轉向操縱結構連接示意圖

三、液壓動力轉向器檢測系統的設計與實現

（一）檢測系統設計的要求

就目前而言，液壓動力轉向器的檢測系統主要可以分成性能試驗以及可靠性試驗等兩種類型，根據我國現行的汽車動力轉向器相關的法律規范，對于動力轉向器的生產質量有著嚴格的要求。在我國轉向器試驗的標準主要是QCT/529，530-2000等，汽車動力轉向器總成技術條件為QC/T 29096-1992。根據汽車動力轉向器技術條件當中關于疲勞試驗的相關要求，無論是正向還是逆向驅動，所使用的加載值都需要進行等值加載，而我國各大企業在進行汽車轉向器性能加載之時也是按照這一要求，在進行轉向器試驗的過程中，僅僅之時調整好了加載之時的壓力，限制了新型試驗方式的出現。

（二）檢測軟件的設計

在對汽車液壓動力轉向器進行檢測之時所使用的檢測軟件，主要是以確保試驗順利為目的的，在進行檢測軟件設計的過程當中，需要保證功能的完善、操作便捷以及運行可靠等，良好檢測軟件的設計能夠確保軟硬件之間實現更好地結合，把檢測的過程清晰地展現出來，有助于問題的解決，為相關的試驗人員以及操作人員創造良好的工作環境。在檢測軟件設計的過程當中，需要保證界面友好、具備自檢功能以及能夠對重要的參數進行設定以及修改

在設計汽車液壓動力轉向器檢測系統關鍵性的部分就是人機操作界面的設計，這就要求需要根據對轉向器不談性能的試驗檢測，構建好不同的流程圖，正確進行程序的編寫，確保每一個模塊都能夠得到獨立性的設計。一般來說，在設計之時需要根據液壓動力轉向器在疲勞度實驗檢測中的項目建立好主程序，主程序中需要包含三個子程序，保證每一個子程序都能夠執行好各項試驗。在進入到主程序的操作界面之時，可以直接選擇好所要進行實驗的選項，當點擊到“正向檢測”之時，就可以進入到檢測的子程序當中。

結語

綜上所述，汽車液壓動力轉向器作為汽車行駛中進行轉向之時重要的部件。隨著時代的發展，對其提出了更高的要求，本文介紹了液壓動力轉向器的類型結構，并對轉向靈敏、轉向力以及回正等性能進行了綜合的分析，闡述了液壓動力轉向器檢測系統的設計與實現，為液壓動力轉向器更好的發展提供了必要的借鑒。

參考文獻

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中圖分類號：U463

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