动力转向器功能简介及工作原理整理.ppt

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动力转向系统概况
由于汽车载重量和自重的增加，汽车在转向过程中所需克 服的前轮阻力也将随着前桥负荷相应增加，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。当前桥负荷已 经达到某一数值后，仅仅依靠人力来实现转向就非常费力。为 使驾驶员操纵轻便和提高车辆的机动性，目前最有效的方法是 在汽车的转向系统中加装转向加力装置，依靠发动机的动力驱 动转向助力泵，以液力来增大驾驶员操纵前轮转向的力量。这 样，驾驶员就可以轻便灵活地操纵吨位较大的车辆，大大地减 轻劳动强度，提高了行驶安全性。一般把采用了转向加力装置 的转向系统称为“动力转向系统 ”。
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循环球动力转向系统布置图
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齿轮齿条动力转向器液压系统布置图
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齿轮齿条动力转向系统布置图
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动力转向系统的功能
1、使用安全可靠
在动力转向系统的设计中，要充分考虑到汽车的安 全性，必须保证汽车在各种恶劣的工况下都能安全行驶。
一般在液压加力装置中，都采用了具有较大工作压 力和足够流量的转向助力泵，选用了合适直径的动力缸， 提供足够的推力，以保证汽车在恶劣的工况下能按一定的 速度转向行驶。为保证油泵安全工作，系统中设有安全阀， 其开启压力既能满足转向加力的需要，又能保证油泵工作 安全可靠，在油压超过规定数值时自动卸荷。
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动力转向系统的功能
3、有道路感觉（路感效应）
在装有动力转向的各种汽车，动力转向系统能及时地把 地面阻力的情况成正比例地反映到方向盘上，使驾驶员对道 路变化情况心中有数，即有“路感”。
转向手力特性直接决定该动力转向器的路感，路感的大 小与转向器结构有直接关系，通常用转向区段的路感强度值 来表示。路感强度的定义为转向手力增加单位值时相应输出 载荷的变化量。
动力转向器功能简介 及工作原理
浙江全兴机械制造有限公司
二OO九年三月三十日
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目录
第一部分：动力转向系统概况 第二部分：动力转向系统的分类和功能 第三部分：动力转向器的结构 第四部分：动力转向器的工作原理 第五部分：动力转向系统的故障模式分析 第六部分：结束语
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第一部分 动力转向系统的概况
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第二部分 动力转向系统的分类和功能
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动力转向系统的分类
按照动力源形式分，可以分为液压式、气动 式和电动式。
液压式动力转向系统按照油液的流动形式可 以分为常流式和常压式。目前大部分车型都采用 常流式转向系统。常流式动力转向系统是指在汽 车行驶过程中，助力泵从油罐吸入油液，又被油 泵排出，经过转向控制阀回到油罐，一直处以常 流状态。这种系统结构简单，油泵常处在不工作 状态，所以油泵的寿命比较长、消耗的功率也小， 在国内外应用广泛。
在转阀式动力转向器的设计中，可以通过改变扭杆的刚度 和转阀刃口的过流面积来调整转向手力特性供用户选用。
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动力转向系统的功能
4、维持直线行驶，保证车轮自动回正
汽车在行驶中能够自动维持直线运动，在转向后车轮能 自动回正，都是由汽车前轮定位保证的。装有动力转向系统 的各种汽车，其液压加力装置不仅不妨碍前轮定位的功能， 而且还有各种辅助装置来维持汽车的直线行驶和保证车轮自 动回正。
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动力转向系统概况
目前国内载重量在5吨以上的载重汽车、自卸车、 变型车等全部都装有转向加力装置。现在，在豪华旅行 车、中高档轿车上，动力转向系统也已经成为标准配置， 从而大大提高了这些汽车的转向轻便性和机动性；部分 农用车、轻型汽车等也开始选装动力转向系统。随着汽 车工业的发展，新技术的不断使用，近年来，国外先进 的汽车企业纷纷推出电动转向 。
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第三部分 动力转向器的结构
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动力转向器的结构
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动力转向器的结构
如图所示，转向器主要由壳体、转向螺母、摇臂轴、 转向控制阀和一些密封件、标准件组成，壳体相当于一个动 力油缸，转向螺母即是螺母，又是活塞，又是齿条，承当着 液压助力，把液压能转化为机械力；摇臂轴则把机械力转化 为力矩输出，带动横直拉杆实现车轮转动。转向控制阀负责 油液的分配，按照驾驶员的意志负责提供车轮左转向或右转 向的液压能源，相当于人的大脑指挥系统，是转向器的核心 部件，也是转向器性能集中体现之所在。
当轮胎突然爆破时，前轮会有向一侧偏斜的倾向。由 于动力转向系统中动力缸的阻力和分配阀在此时可以反向 接通，将阻止车轮突然向一侧偏移，保证行驶的安全。
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动力转向系统的功能
2、转向灵敏，操纵轻便
动力转向系统能按驾驶员的意图轻便而迅速地使汽车 转向，使操作灵敏地放映到车轮上，从而保证了转向灵敏、 操纵轻便。
动力转向的性能一般用转向手力特性表示，即转向手力 和输出载荷（用工作压力代表）的关系曲线。典型的手力特 性曲线如下图所示。
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动力转向系统的功能
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动力转向系统的功能
该曲线表示了动力转向器随着手力增加输出载荷增大的 不同情况。在低输入手力和高输入手力时，两者输出载荷增 加的速度显然是不同的。设计时要求在直线行驶位置附近， 由于转向阻力较小，希望外助力作用增加的小一些，机械转 向的程度相对大一些，使驾驶员在此小角度范围转向时对地 面阻力变化的感觉更直接一些。在大角度转向时，转向阻力 较大，希望外助力大一些，使驾驶员转向轻便些，即此时输 出载荷应明显增加。
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动力转向系统的分类
常流式动力转向器按照控制阀形式可以分 为滑阀式和转阀式动力转向器；
按照动力缸、转阀和转向器的相互位置可 以分为整体式和分置式；
根据传动方式可以分为循环球式和齿轮齿 条式。
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动力转向系统的分类
我们主要介绍整体式循环球动力转向器和齿 轮齿条转向器。它集机械转向器、动力缸、转向 控制阀于一体，和转向助力泵、转向油罐、横直 拉杆、球头、油管等共同组成汽车的转向系统， 是汽车上的两大保安件之一。转向助力泵负责提 供动力源，而转向器则是转向系统的终端执行机 构。
汽车在直线行驶时，路面的凹凸不平将引起阀的振动， 为保证动力转向系统的控制阀不因振动而开启，出现自行加 力转向的情况，在控制阀中都有使滑阀或转阀自动对中的弹 性元件，如回位弹簧、扭杆等。
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动力转向系统的功能
5、有随动作用
动力转向系统本身就是一个随动系统，它能随系统输入 讯号的变化而动作。由于控制阀本身所具有的功能，即转向 手力和输出载荷存在一定的关系，所以它总是能随着输入讯 号的变化自动地改变油泵供给动力缸工作油压的方向，随着 驾驶员的动作按需要的方向和路面阻力的大小起转向加力作 用。这就是汽车动力转向系统的随动作用。关于这一点，在 后面将会有更详细的述及。