7.5动力转向系统(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

７.５　动力转向系统 ７.５.１　机械液压助力转向系统 机械液压助力动力转向系统（图７－２３）最主要的动力来源是转向助力装置。由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。这种助力形式是我们最常见的一种，它诞生于１９０２年，也就是说已经有了百年历史。由于技术成熟可靠，而且成本低廉，因此得到了广泛普及。 １．机械液压助力系统的工作原理 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、Ｖ型传动皮带、储油罐等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向。 根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力，如图７－２４和图７－２５所示。常压式液压助力系统的特点是无论转向盘处于正中位置还是转向位置、转向盘保持静止还是转动，系统管路中的油液总是保持高压状态；而常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 不管哪种方式，转向油泵都是必备部件，它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。 由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分。 ２．转向器的结构和工作原理 汽车液压助力转向器是机液伺服系统。系统的反馈、给定和比较环节均由机械构件实现，图７－２６所示为液压助力转向器机液位置的控制伺服系统。主要部件包括齿条１，随动阀芯２、转向扭杆７、阀套９、差动小齿轮１２等。转向扭杆为给定环节，齿条、差动小齿轮为反馈环节，阀套、差动小齿轮为比较环节。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 该系统与一般液压传动系统的主要差别在于：随动转阀与液压缸间通过差动小齿轮、齿条把两者联系起来，从而使它构成位置反馈控制伺服系统。 阀内部有可供液流通过的１２个连续凹槽，阀芯和阀套上各有６个，中间的夹角均是６０°；阀套内凹槽上相间隔地开有３个与油腔Ａ相连的油口Ａ和３个与油腔Ｂ相连的油口Ｂ，阀套内凸槽相间隔地开有３个阀进油口和３个阀出油口；阀外部在阀套上沿轴向分布有３个平行的环形凹槽，这３个槽相互不连通且分别与阀套内部的各３个油口Ａ，３个油口Ｂ，３个进油口相通。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 若给转向扭杆７上输入一个逆时针转动的运动，这时液压缸中的活塞因负载阻力较大而暂时不移动，阀套与阀芯相对位置的改变，通过阀芯凹槽与阀套凸槽间的开口变化甚至关闭来控制阀内液流的分配。 如图７－２７所示，此时Ａ、Ｐ口间控制槽和Ｂ、Ｒ口间控制槽的开口变大，而Ｂ、Ｐ口间控制槽和Ａ、Ｒ口间控制槽的开口变小并关闭；液压油由Ｐ口进入Ａ口，再经由内部油管进入壳体缸筒内油腔Ａ；从而导致液压缸的Ａ腔压力增高而Ｂ腔压力减小，活塞向左移动；同时油腔Ｂ内的液压油经由内部油管回到Ｂ口，再从Ｒ口回到储油罐；这样驱动齿条沿油腔Ａ向油腔Ｂ方向前进。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 活塞的运动通过齿条、差动小齿轮又反馈回来，使转阀阀芯顺时针转动，这时阀口关闭，系统在新的位置上平衡。若转向扭杆上端的角度连续不断地变化，则活塞的位置也连续不断地跟随转向扭杆上端的位置变化而移动。反之，转阀顺时针转动，可驱动齿条沿油腔Ａ向油腔Ｂ方向前进。 一旦转向盘停止转动并维持在某一转角位置不动，而齿条活塞在油压差的作用下仍继续左移，导致转向螺杆连同阀套沿原转动方向继续转动，使转向扭杆的扭转变形减小，阀芯与阀套的相对角位移量减小，动力缸左、右两腔油压差减小。减小了的油压差仍作用在齿条－活塞上，以克服转向轮的回正力矩，转向轮的偏转角维持不动。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 在转向过程中，转向盘转得越快，弹性扭杆的扭转速度就越快，转阀相对于阀体产生角位移的速度也越快，从而使动力缸左、右两腔产生压力差的速度加快，转向轮的偏转速度也相应加快。 由上述分析可知，转阀式动力转向装置能使转向轮偏转的角度随转向盘转角的增大而增大；转向轮偏转的速度随转向盘转动速度的加快而加快；转向盘停止转动并维持转角不动，转向轮也随之停止偏转并维持偏转角不动，因而具有随动作用。在正常情况下，驾驶员操纵转向盘所提供的转向力矩主要用来使弹性扭杆产生扭转变形，以控制转向过程，而克服路面转向阻力及转向传动机构摩擦阻力使转向轮偏转所需要的动力则主要由转向动力缸提供。 上一页 下一页 返回 ７.５　动力转向系统 若在前述维持转向的位置上松开转向盘，被扭转变形的弹性扭杆（图７－２８） 将顺时针方向自动转过一定的角度而恢复自由状态，阀芯则在随之同向转动