超重型特種汽車轉向液壓系統設計

摘 要：經濟高速增長下，特種車輛數量逐步增加，成為社會生產活動順利進行的基礎保障。超重型特種汽車由于自身特性，如何保證車輛運行安全，成為首要關注點之一。液壓轉向系統是超重型特種汽車的重要組成部分，通過對轉向液壓系統優化設計，可以大大提升車輛性能，保證超重型特種汽車運行安全。本文就超重型特種汽車轉向液壓系統設計進行分析，選擇合理的措施改進設計，滿足社會生產生活需要。

關鍵詞：超重型特種汽車;設計改進;轉向液壓系統

社會生產力水平不斷提升，超重型特種汽車逐漸成為現代汽車的主流趨勢，而轉向系統作為汽車系統的重要組成部分，直接關乎到超重型特種汽車的整體性能。隨著汽車的裝載能力逐步提升，車軸數量與載荷隨之增長，這就對超重型特種汽車的轉型液壓系統性能提出了更高的要求。轉向液壓助力系統所產生的轉向力，是系統設定的工作壓力決定，液壓泵決定了流量，但是很多國產大流量轉向器的載荷承受能力較小，難以更好的滿足多橋轉向流量需要，應該進一步設計優化改進。

1 轉向液壓系統工作原理

超重型特種汽車在保持直線行駛中，如果方向盤保持在恒定不動狀態，轉向器的分配閥為中位敞開，液壓泵卸載，液壓油直接回到油箱。在汽車轉向中，轉動方向盤，致使螺桿稍微前傾或后移，導致滑閥偏離中間位置，液壓泵的壓力油涌現，通過液壓控制集成元件保持穩壓狀態，使用轉向器分配閥來進入到轉向缸，推動轉向輪轉動[1]。

超重型特種汽車在行駛中，主要是通過多軸轉向來實現，采用機械連接與液壓助力方式來實現轉向，操作較為簡單、便捷，對于超重型特種汽車的機動性提升具有積極作用。滿載狀態下，車輛轉向保持正常運行狀態，如果是空載狀態下行使，會造成助力過量導致超重型特種汽車轉向過度出現擺尾問題，需要對超重型特種汽車的轉向液壓系統進一步優化設計。

2 超重型特種汽車轉向液壓系統設計優化

在常規的轉向液壓系統基礎上，同設置帶單向閥的節流閥、液控背壓閥、開始減壓閥等。轉向器分配閥不在中位工作狀態下，液控背壓閥控制支路系統運行形成背壓，操作液控換向閥來保證液壓缸正常運轉。節流閥是用于控制流量，調整液控背壓閥閥芯的互動速度。而開式減壓閥，伴隨轉向橋負荷的升高，系統壓力也隨之升高，超過低壓轉向器的額定工作壓，確保支路壓力維持恒定狀態，確保工作壓力始終在轉向器壓力以上[2]。

如果超重型特種汽車保持直線行駛狀態，調整轉向器分配閥處于中位狀態，系統并無負載。結合液體特性，導致液體經過開式減壓閥到轉向分配閥后，全部回到油箱。究其根本，其原因多樣，一方面是轉向器分配閥設計成H型，轉向液壓系統無法減壓，另一方面在系統無壓力下，開式減壓閥并無減壓作用，支路無節流，液控系統保持非工作狀態。汽車左轉向，轉向器分配閥保持平行狀態，將壓力油匯入到液控換向閥位置控制口，形成封閉回路，減壓到液控換向閥，閥芯產生壓力，推動閥芯工作，液控換向閥保持平行位置。隨著轉向橋載荷提升，執行系統的壓力也將隨之升高，超過減壓閥出口壓力標準值后，減壓閥自動運作進行減壓，保證轉向器分配閥壓力始終處于恒定狀態，對于轉向器運行可靠提供堅實保障。如果汽車在右轉向時，調整轉向器分配閥到交叉位置，壓力又進入交叉位置形成封閉回路，開啟壓力促進閥芯運作，控制另一個液控換向閥到交叉位置。

3 超重型特種汽車轉向液壓系統技術

此種系統的技術優勢突出，具有以下幾個優勢：①密封性。液壓元件設計中，依托于密封技術實現，高壓指標較為理想，整體式為15MPa，但是半整體式轉向器密封性普遍未能達到高壓指標，半整體轉向器為8MPa，最高壓力無法滿足超重型特種汽車轉向液壓系統設計要求。所以，此種系統設計優化是必然選擇，依據負載設定來執行油路壓力，規避其他條件限制，保證轉向器壓力性能基礎上，使用減壓閥限定為較低壓力，不僅可以滿足系統的運行性能，還可以提升系統可靠性和安全性。②靈敏性。轉向液壓系統設計中，要求系統具有足夠的靈敏性，同步運作的轉向輪與轉向器。基于轉向器分配閥來控制液控換向閥，通過轉向輪后產生一定的壓力差，大概為10μs，控制閥芯單向移動耗費時間，高于控制所消耗的時間。故此，要求系統運行結果，同原本的系統性能相同。③系統散熱性。由于轉向液壓系統自身特性，在車輛行駛中使用較為頻繁，長期處于高壓運作負荷下，會出現系統溫度升高問題，保證系統的散熱性能十分關鍵。在汽車的轉向液壓系統設計中，可以通過對油箱容積設計優化，有效解決此類問題。即便系統相較于原本系統增設了減壓閥與背壓總向閥，在滿足系統運行需要同時，避免系統溫度異常升高，減壓閥無流量，僅僅起到傳遞壓力作用。

超重型特種汽車的轉向液壓系統優化設計中，還要規避車輛出現擺尾現象。空載狀態下，先一橋轉向動作，然后其他橋轉向動作;滿載行駛狀態下，一橋優于多橋，可以規避擺尾狀態。對比分析了解到，超重型特種汽車轉向液壓系統改進設計中，在多橋油缸前設置防偏擺閥，可以大大提升轉向液壓系統性能，保證車輛安全行駛。

4 結論

綜上所述，超重型特種汽車較為特殊，整體車輛運行載荷較大，優化轉向液壓系統設計十分重要，很大程度上關乎到車輛的行駛安全。所以，可以結合實際需要選擇合適的轉向器分配閥，提升主系統壓力，使用一個轉向器控制液壓系統，確保轉向輕便、安全，車輛正常行駛。

參考文獻：

[1]彭京，牛慧峰，李振寶，劉曉聰，姜萬錄.閥控非對稱缸全液壓轉向系統建模與動態性能分析[J].機床與液壓，2019，47（20）：138-143+191.

[2]陳勇，胡久強.載貨汽車液壓助力轉向系統測試方法研究與應用[J].重型汽車，2018，23（03）：29-31.

作者簡介：劉軍（1970-），男，廣西恭城人，本科，工程師，研究方向：車輛、設備等。