转向系统匹配

本人从事转向系统设计工作，今赋闲在家，偶然发现这个论坛，获益颇丰。但见很多朋友所求助的问题得到的解答不是特别透彻，遂想从转向系统布置、匹配、零部件8D整改等方面分别做一个全面的总结。希望对新手有所帮助，不对的地方也希望能得到各位前辈的指正。言归正传，先介绍转向系统的匹配。

匹配篇：0 ? W6 I! m& P! \( A7 Q

1、以循环球整体式转向器为例，首先要确定转向系统的载荷，根据转向系统的载荷确定出相应输出力矩的循环球转向器。转向系的载荷计算方法多种多样，有公式计算法，也有图表法。常用公式有原苏联半经验公式、雷雷索夫公式、塔布莱克公式等，各个公式的侧重点各有不同（不同的因素分别为有的考虑主销偏置距，轮胎静力半径，有的分别考虑计算左右轮的最大转向阻力矩然后叠加，有的考虑轮胎接地面积等）。根据自己对各个方法的对比，载荷计算结果差别不是很大。本人常用苏联半经验公式：

Mr =[f×（G 13÷P）1/2]÷3: @# a# r" y. W; {0 N P

Mr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm；+ ?/ e1 f7 a& P$ ]' G

f--------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；+ k3 M+ n' w. Z5 l

G1-----转向轴负荷，N；

P-------轮胎气压，MPa；9 h+ M9 }: J( Q

该公式适用于中轻型汽车，其悬挂为钢板弹簧时，用于计算最大转向阻力矩（即汽车的原地转向阻力矩）。该公式仅考虑了前桥负荷和轮胎气压的影响。

公式中，转向轴荷G一般按设计轴荷超载30%计算。

在计算载荷确定之后，可根据载荷选取适合的动力转向器。

这里顺便介绍下转向器的选型，现在的动力转向器配套供应商做了大量的研究和实验，提出了适应不同轴荷的其产品系列，你只要按照你计算出的前轴负荷提供给他，他即可推荐给你相匹配的型号的转向器。根据自己的经验，具体选型时要考虑以下几点因素：1、同一范围的轴荷在不同前轮最大转角的情况下2、根据车型使用工况进行斟酌。以上两点主要从多种车型转向器模块化管理，减少转向器品种方面考虑的。

走题了，继续。- A: Z2 F4 J, x# V5 n

转向器流量计算

Q=(1. 5~2)×60ntS/K! r& {* c* w, E6 I

上式参数依次为汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，9 E2 {. D/ z: Q4 k1 l1 E! }4 T

助力方向机丝杆螺距；助力方向机油缸实际工作面积；助力方向机效率系数(泄漏系数）! f, O' i0 }! \& O

2、转向助力泵的匹配。% F& \+ p2 ]* X- A4 o

$ `5 l1 f5 G: J# V9 s

系统压力的计算可根据下列公式) Z$ ` `9 [% d( k- D* y7 B

P=4*M÷π÷D(平方) ÷r÷i÷n

上式参数依次为转向阻力矩、转向器缸径、齿扇啮合半径、转向力传动比、转向机的正效率。

转向油泵的控制流量可根据以下公式$ r" H! N! G. R5 f0 _, K! [; d: w

Q=S*n*t÷k9 U0 m/ v2 r# A A

上式参数依次为活塞面积，方向盘转速，取1.5，螺杆螺距、转向器泄露系数取0.855 S$ z- {& @1 M( M+ x0 E

转向泵怠速状态下流量可根据下公式7 ?: L$ ^8 O- {3 c1 P. c

Q=qt* v 参数分别为油泵排量和转速，注意：该公式仅适用于油泵特性曲线拐点以下的线性段，

这里需要注意的是发动机怠速状态下，如果泵选型时排量过小，会出现原地打方向沉重的问题。一般潍柴速比较高，不会出现此类问题，但玉柴、康明斯等发动机速比只有1或者1点多，很容易出现沉重，选型时一定要核算流量。排量过大也不允许，会造成系统发热过快，对蜜蜂造成很大影响。

忘了一点：介绍下油泵的特性曲线，QC/T299好像发布了最新版本，里面对曲线、断流实验等做了补充规定，可以去看一下。

油泵的流量特性曲线有3中，这里不方便绘制曲线图，拐点之后抬高，拐点之后水平，拐点之后降低，重卡适用于前两种，最后一种拐点之后降低适用于乘用车。所表征的意义比较明显，即油泵高转速时所提供流量要保持在一定范围内，（一般这个范围控制在10%以内）防止出现流量过高方向发飘，失去转向控制。这一功能主要是通过油泵内的流量控制阀作用实现的。. {; [$ S7 n# D- A2 x

0 r$ b9 m' ]0 K) F( n6 l

QC/T299好像发布了最新版本，里面对曲线、断流实验等做了补充规定，可以去看一下。断流实验的意思就是油泵在最高压力状态下转速1500转输出流量为0不得小于30s。7 u6 M% N6 ~6 K. U! T3 h

3、管路的设计) s# g: f6 c% P( m. ?( U7 L7 @

管路内径的选择：根据管道内的流速，确定管道内径尺寸，允许流速的推荐值为：

1）液压泵吸油管道：0.5～1.5 m/s.一般取1 m/s以下。0 W& Y7 x5 d1 H& J& G" [

2）液压系统高压油管道：3～m/s.压力高时取大值。4 m& U+ v7 K/ o# m4 ?! D( x

3) 液压系统回油管道：1.5～2.5 m/s。

管道内径与流量、流速的关系式为：, M# _: s0 b& B1 a. @

d=（4Q/πv）0.5

其中d为管道内径，Q为通过管道的流量，v为管道内液流平均流速。

一般取高压管10X1，吸油管22X1.5，回油管14和16X1。5

4、转向油罐容积计算; ?( G4 X& X. S& l$ M

油罐容积计算公式为V大于2*（V1+V2）

上式分别表示V1 转向器工作腔容积、V2所有管路容积。

转向系统所需加油量（这个计算用于整车厂在整车装配下线时给整车加注转向油液的量）2 x2 ?3 _/ |: R# [8 A* y) {' \

V=V1+V2+V31 u* m. s* P1 G

上式分别表示V1 转向器工作腔容积、所有管路容积，油罐容积2 B+ e% J* i9 A7 o% C F 好了，系统匹配过程大致如上。如果是6X2,8X4之类的车型，系统匹配时还应考虑转向助力缸的流量（计算方法将助力缸当成转向器，两者叠加）。对于此类车型，流量控制在22左右