转向泵与系统匹配计算公式
转向系统匹配计算与验证-许国卫20131211
液压助力转向系统设计步骤及要点1、根据车型确定载荷分配（前桥载荷比例）。
2、根据车型和前桥结构（单前桥、双前桥、多前桥等）确定转向器、助力油缸或随动器、转向泵、油罐、管路等转向系统的布置。
3、根据前桥载荷计算选择转向器、助力油缸或随动器的型号，选择时务必要求使转向器、助力油缸或随动器的输出力矩之和大于前桥大载荷所产生的阻力矩。
4、根据转向器、助力油缸或随动器及系统压力确定转向泵的型号，根据转向器、助力油缸或随动器计算系统所需要的流量大小，再结合系统压力从而确定转向泵的控制流量及最大工作压力；再以这两主要参数确定转向泵的型号。
5、根据转向泵的控制流量及系统布置选择油罐:油罐的容量 V≥（0.15—0.2）Q；其中：Q为转向泵的每分钟最大输出油量。
当为两油口转向泵时Q可按泵的控制流量的1.2倍取；当为三油口转向泵时Q=n*q(n-转向泵最大转速,q-转向泵排量)。
6、根据转向泵的控制流量及系统布置设计管路，管路设计时特别要注意通径的计算，选择合理的管径，减少系统压力损失及有利于系统的散热。
计算程序概述1、本计算程序是针对液压助力转向系统而设计，目的是为液压助力转向系统提供一种较为有效、准确的设计及校核工具。
2、本计算程序可以作为液压助力转向系统设计时的理论计算依据，也可以为检验系统设计合理3、计算公式中所用的各种参数取值务必与实物相一致；而公式中的系数取值是依据实际经验总结而取定4、设计计算时，建议参照以下几点原则：A、前桥载荷按标准载荷时理论值的1.2-2.0倍（一般客车1.2-1.4倍、公路运输货车1.4-1.6倍、工程自卸与矿用车1.5-2.0倍）输入计算；B、系统总输出扭矩大于系统总阻扭矩；C、选择系统的工作压力≤15MPa，若选择系统工作压力大于此值，则应该加大方向机或助力缸。
D、系统带卸荷阀则转向泵最大压力=系统卸荷阀压力+1.5~2MPa；如不带则按表中计算结果取值。
E、目前国内叶片排量通常在25ml/r以内，故设计时若得出的排量要求大于25ml/r的，建议提高发动机速比以降低对泵的排量需求。
ZF转向机匹配油泵要求
转向机型号8090 955 1918095 957 1028095 957 1038098 957 1128098 957 1078098 957 1248098 957 114速比16.6 14.0 16.618.5 15.7 18.518.5 15.7 18.526.2 22.2 26.226.2 22.2 26.226.2 22.2 26.220.0 17.0 20.0最大卸荷压力 (bar ）170＋10150+15150+15160+10130+13170+15150+15额定流量 (L/min)8161616 2516 2516 2516 20允许安装方式立式立式、俯卧立式立式、俯卧、仰卧立式、俯卧、仰卧立式、侧卧、仰卧、俯卧立式、俯卧、仰卧行程卸压保护调整自动自动自动自动自动自动自动方案1，最优方案2，其次方案3，整车厂需计算计算、、审核方案4，不推荐使用（系统共振）控制流量 (L/min)8～9161616 1816 1816 1816 18要求发动机怠速，油泵流量至少达到6.8L/min 。
发动机怠速时，油泵流量至少达到13.8L/min。
备注备注：：1、 以上关于油泵压力、排量、流量的要求均为理论计算，具体车型转向系统能否满足设计要求由样车测试结果最终决定。
2、发动机转速×油泵与发动机速比×传递效率×油泵排量＝油泵流量3、应用ZF 转向机转向系统用油要求：符合Dexron ⅡD ，ⅢF ，ⅢG 或ⅢH 标准的矿物基自动变速箱油，如Mobil ATF 220。
4、转向机其他参数与安装、调整要求详见对应的安装图纸： a) 转向系统的机械限位调整（前桥上）与转向机行程卸压调整 b) 转向机安装螺栓拧紧力矩、垂臂锁母拧紧力矩要求c) 垂臂摆角的有效利用率应达到90%，且垂臂摆角左右平衡（差值小于2度） d) 进油、回油管内径要求 e) 等等－－－ZF 转向机与油泵匹配要求转向机与油泵匹配要求（（部分产品部分产品））卸压阀及压力对油泵的要求带卸压阀，但油泵卸荷压力比转向机高20bar 。
(2021年整理)转向系统设计计算匹配
转向系统设计计算匹配编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（转向系统设计计算匹配）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为转向系统设计计算匹配的全部内容。
1 转向系统的功能1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。
对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入.装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。
这时，基本上是角输入。
而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。
1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。
这种反馈，通常称为路感。
驾驶者可以通过手—-——感知方向盘的震动及运转情况、眼睛----观察汽车运动、身体————承受到的惯性、耳朵—-——听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车的运动状态,但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可缺少的部分。
反馈分为力反馈和角反馈从转向系统的功能可以得知:人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。
2 转向系统设计的基本要求转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系.转向系的基本要求如下:2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心(瞬心)旋转，任何车轮不应有侧滑.不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。
实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角内(内轮15°～25°范围)使转向内外轮运动关系逼近上述要求。
电动转向油泵总成参数匹配及控制策略研究
电动转向油泵总成参数匹配及控制策略研究电动转向油泵总成是现代汽车中的重要组成部分，作为转向助力系统的核心元素，其性能参数的匹配和控制策略的合理设计将直接影响车辆的行驶稳定性、安全性和舒适性。
因此，对电动转向油泵总成参数匹配及控制策略的研究具有重要的理论和实用价值。
电动转向油泵总成的参数主要包括驱动电机功率、转速和扭矩、油泵排量和压力等，这些参数之间的匹配关系对于确保汽车稳定行驶和灵活转向具有至关重要的作用。
首先，在电动转向油泵总成的驱动电机方面，应根据汽车的用途、载荷和行驶环境等因素来确定合适的功率、转速和扭矩；其次，油泵排量和压力的选择应与车辆的制动系统、转向系统和悬挂系统等相互匹配，以实现良好的协同工作效果。
在电动转向油泵总成的控制策略方面，需要考虑到转向助力的需要、驾驶员行为和路面状况等因素，在保证车辆稳定性和安全性的前提下，尽可能提高驾驶员的舒适性。
例如，通过反馈控制技术实现对转向助力的精确控制，进而提高车辆的操控性；通过智能化控制和预测算法，实现对路面状况的感知和预测，从而优化转向助力的输出控制，提升驾驶员的行驶体验。
此外，还可以通过优化驾驶模式的切换策略，使车辆在不同路况和驾驶条件下表现出更合理、更高效的转向助力行为。
总之，电动转向油泵总成参数匹配和控制策略的研究是一个具有挑战性和实用性的课题，其结果将为汽车制造业和相关的技术领域提供重要的理论支撑和实用价值，从而为推动智能汽车和智慧交通的发展贡献力量。
除了以上提到的参数匹配和控制策略外，电动转向油泵总成的设计也是需要注意的要素。
在设计上，应采用轻量化和紧凑化的设计理念，以减少整车重量和占用空间。
同时，在材料和制造工艺上，应采用先进的技术，如3D打印、汽车轻量化材料等，以提高总成的质量和耐用性。
此外，为了满足不同车辆的需求，电动转向油泵总成还需要满足不同的工作模式，如智能驾驶、自动泊车和低速爬坡等。
相应地，控制策略也需要根据不同的工作模式做出相应的调整和优化，以确保总成的稳定性和安全性。
油泵匹配计算
宇通油泵匹配计算3407-00298（排量：20 ；压力：14 ；流量：18）3407-00149（排量：20 ；压力：14 ；流量：18）1.方向机缸径计算：P/5500 = d2/1002已知：p=6500d=108.8mm结论：国产，进口方向机缸径均能符合前桥6.5T的需求。
2.流量需求计算：Q=1.5×60ntS/K1.n—汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，轿车取1.5r/S, 其它车辆取1.25r/S；2.t—助力方向机丝杆螺距；3.S—助力方向机油缸实际工作面积；4.K—助力方向机效率系数(泄漏系数）。
5. 1.5~2—经验系数，可能与制造水平有关已知：n=1.25 r/S，t1=13.5（国产）t2=17（进口）s1=110（国产）s2=117（进口）K=0.95 Q1=1.5×60ntS/K（国产方向机所需流量）=1.5×60×1.25×13.5×（3.14×1102/4）/0.95=12.5L/minQ2=1.5×60ntS/K（进口方向机所需流量）=1.5×60×1.25×17×（3.14×1172/4）/0.95=17.17L/min油泵流量：Q MAX1=1.15 Q1=1.15×12.5=14.37 L/minQ MAX2=1.15 Q1=1.15×17.17=19.75 L/min结论：两款油泵流量均能满足国产，进口方向机流量需求，且配国产方向机油泵流量过大。
3.转向油泵排量计算已知：发动机怠速：700 r/min，发动机传动比：0.92转向油泵最小转速n=700×0.92=644排量计算q1= Q MAX1/（1.5×644）=14.87ml/rq2= Q MAX2/（1.5×644）=20.44ml/r结论：两款油泵排量均能满足国产，进口方向机需求，且配国产方向机油泵排量过大。
某客车转向系统匹配计算报告
XXXXXXX转向系统计算书编制：审核：批准：前言XXXXXXXXXXXXXXXXXX市场的需求而开发的旅游客车。
转向系统设计既要满足整车设计要求，又要遵循以下原则：1.尽可能采用通用件，提高零部件的通用性；2.系统良好的可靠性、操纵性；3.系统及零部件调整及维修的便利性。
1、输入数据前轴负荷：N G 441008.945001=⨯≤。
转向器参数：转向泵参数：发动机参数：2、根据原地转向阻力矩R M 选择转向器根据半经验公式，原地转向阻力矩可由下式计算：PG f M R 313=--------------公式1 式中：R M 车轮转向阻力矩Nm ；f 轮胎与地面的滑动磨擦系数，一般取f =0.7； 1G 前轴负荷（N ）；P 前轮气压(MPa)（双钱轮胎气压830kPa ）； 代入数据得：Nm M R 90.237183.04410037.03==转向器最大输出扭矩K M 选取时，要满足R K M M ≥，一般取Nm M M R K 9.211712.1=≥，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工况。
2.1原地转向时作用在转向盘上的手力如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理，h R M M 2为：+==sg w h R i d d M M ηβϕ0 -----------------公式2 式中：h M 为作用在转向盘上的力矩；0w i 为转向系角传动比；+sg η为转向器正效率，取0.85。
0w i 又由转向器角传动比w i 和转向传动机构角传动比'w i 所组成，其中27.23=w i 、12'w L L i =。
1L 为垂臂长210mm ，2L 为转向节臂长234mm 。
作用在转向盘上的手力h F 为：swhh D M F 2= -----------------公式3 式中：sw D 为转向盘直径。
将公式2代入公式3后得到： N i L D L M F sg w sw R h 795x 14.0x 0.850.45x 0.23421x 2371.9x 0.2221===+η按上式计算出的作用力超出了人的正常体力范围，但采用动力转向即可解决这一问题。
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 Q1、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 PMr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm；+ ?/ e1 f7 a& P$ ]' Gf--------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；+ k3 M+ n' w. Z5 lG1-----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。
动力转向系统设计计算书
动力转向系统的匹配与计算一、动力转向器与转向油泵的匹配选择一、已知如下条件满载前轴负荷：G1= 7500×9.8 = 73500 N（载货25000 kg）轮胎气压：p = 0.91 Mpa（标准规定）（轮胎10.00-20-18PR）p = 1.1 Mpa（实际常用）（轮胎10.00-20-18PR）轮胎与路面间的滑动摩擦系数：f = 0.7转向摇臂长：l1= 280 mm转向节臂长l2= 298 mm转向盘半径Rsw= 225 mm转向油泵最高油压：P = 10 Mpa转向油泵控制流量：q = 16 L/min转向器最大输出扭矩：Mmax = 3450 N·m转向器角传动比：iw= 20.5转向系统效率：η= 75%转向器的齿扇分度圆半径：r = 44 mm转向器的摇臂轴摆角：α = ±40.83°转向轮的转角为：β= 32.49°转向器油缸直径：D = 100 mm转向螺杆螺距：t = 13.5 mm二、系统油压1、汽车的原地转向阻力距MrM r =f3G13p=0.73×7350030.91≈ 4874018 N·mm2、验算最小转向摇臂长l1β·l2α·l1 =32.49×29840.83×235=237.1235≈ 1.009，在0.85～1.1之间，满足要求。
3、不加方向助力时原地转向的方向盘转向力F h =l1Mrl2Rswiwη=4874018×235298×225×20.5×0.75≈ 1111 N4、转向直拉杆受力大小F = Mrl2=4874018298≈ 16356 N5、转向摇臂轴受到的力矩M = F×l1= 16356×235 ≈ 3843660 N·mm ＜ 4450000 N·mm 6、转向器油缸实际工作面积S = π(D2－d2)4=π·10024≈ 7853.98 mm27、系统所需油压p =MS·r=38436607853.98×44≈ 11.12 N·mm2 = 11.12 MPa ＞ 10 MPa三、系统工作流量1、取转向盘转速为1.25r/s，根据汽车工程手册所述方法计算油泵理论工作流量为：Q= 60ntS = 60×1.25×13.5×7853.98 = 7952154.75 mm3≈ 8.0 L实际需要流量为：Q 1 =（1.5～2）Q＋Q2=（1.5～2）8.0＋8.0×15% = 13.2～17.2 L2、取转向盘转速为1.5r/s，根据汽车设计手册所述方法计算油泵理论控制流量为：Q = S·V = S·n·t = 7853.98×90×13.5 = 9542585.7 mm3≈ 9.54 L实际控制流量为：Q’= Q/0.85 = 9.54/0.85 = 11.2 L二、转向油管的选择1、吸油管：v = 0.5 m/s时：d = 216×10-360·π·0.5≈ 0.0261 m = 26.1 mmv = 1.5 m/s时：d = 216×10-360·π·1.5≈ 0.0151 m = 15.1 mm2、回油管：v = 1.5 m/s时：d = 216×10-360·π·1.5≈ 0.0151 m = 15.1 mmv = 2 m/s时：d = 216×10-360·π·2≈ 0.0130 m = 13.0 mm3、高压油管：v = 2.5 m/s时：d = 216×10-360·π·2.5≈ 0.0117 m = 11.7 mmv = 5 m/s时：d = 216×10-360·π·5≈ 0.0082 m = 8.2 mm（橡胶软管：v ＜ 4 m/s时：d ＞ 216×10-360·π·4≈ 0.0092 m = 9.2 mm）根据实际使用时修整得下表：三、转向油罐的选择1、转向器容积：V 1 =1002·π4×(13.5×5.5) = 582862.5 mm2≈ 0.58 L2、转向液压管路容积：V 2 =192·π4×490＋162·π4×2130＋12.52·π4×1920 ≈ 138929＋428262＋235619= 802810 mm2≈ 0.80 L3、转向油罐容积：油罐必须有足够的空间容积，可按空气/油约为1：1确定，即：V3＞ 2×(0.58＋0.80) = 2.76 L因此取：V3= 1.5 L4、总加油量约为：V = V1＋V2＋V3= 0.58＋0.80＋1.5 = 2.88 L。
动力转向系统匹配选择的要求
动力转向系统匹配选择的要求动力转向系统的匹配选择的要求一、动力转向机与转向油泵的匹配选择1、动力转向泵的最大压力：考虑从转向泵的出口到转向机的进口之间的管路损失，在选择转向泵的最大压力时，应使转向泵的最大压力：P= P1+△PP1 为转向机的最大压力; △P为管路损失,一般取(0.3-0.5)MPa，如果压力已经很高，转向却依然沉重，只能是加大缸径。
2、动力转向泵的控制流量 Q：一般取Q≥（1.05-1.1）Qmax.Qmax 为转向机所需的最大流量。
3、动力转向泵的公称排量：根据怠速时(转向泵转速一般为650-750 r/min)，转向机所需的流量，选择转向泵的排量，低速时（转向泵转速一般在1200r/s以下）转向泵输出的流量与排量之间的关系为：Q=qt* n 其中 qt 为泵的理论排量；n 为怠速时转向泵的转速。
转向泵的排量过小，容易出现怠速时转向沉重，排量过大，系统容易发热。
二、转向油罐的选择1、油罐容积选择：考虑系统的供油、散热、油中杂质的沉淀等，一般取油罐的容量：V=（0.15—0.2）QQ为转向泵的额定输出流量。
2、油罐过滤器要求：转向系统一般采用回油过滤方式，根据系统管路工作压力、过滤精度、流通能力选择滤油器。
汽车转向系统中，过滤精度一般取10-20μm，压力损失小于0.1MPa。
如采用进油过滤，其铜丝网目数一般在100~180目之间。
过滤器通过流量应不低于泵流量的两倍。
3、油罐的散热能力：一般希望转向系统的油温控制在80℃以下。
如果油温超过88℃，液压油将很快变质：形成碳化物，液压油失去润滑功能，转向泵将急剧磨损，造成转向沉重；析出胶状物质，堵塞阻尼孔或卡滞控制阀，使整个动力转向系统失效。
油温过高，还将使整个系统中的密封件加快老化，密封不良而造成漏油。
在大流量及高压力的转向系统中，储油罐的散热已经不能保证油温在80℃以下了，这时须附加专门的散热系统。
4、油罐安装要求：油罐出油口位置高于动力转向泵进口20mm 以上。
动力转向泵工作原理及系统匹配
计算出Q1 = 5~6.8 L/min 实际选取流量为6L/min,比较合理。 对于双桥转向系统，还需要根据整车的配置情况， 进行系统流量分析： 双桥转向系统除满足转向器的供油量外，还必须满 足随动转向助力器（简称随动器）的供油需要。随 动器的流量计算方式参照液压缸的流量计算。
综上分析，选取合适的流量对转向器非常重 要，流量选大了，对转向助力泵和系统的效率都 非常不利，选小了，又会导致转向沉重、转向滞 后等非常严重的影响。而选择的依据就是必须要 明确装车状态。尤其是现在有很多转向器，不论 单双桥都适用，装双桥车的时候只需要把随动器 接口打开就行了。所以哪怕是同一型号的方向机， 它所选配的助力泵未必是相同的，所以在转向泵 上做上明确的标识并让经销商理解，这一点对助 力泵的退货控制将会起到一定的作用。
汽车转向系统分类
二、电动助力转向系统 最早的电动转向系统出现在上世纪70年代中期，当时采用这种系 统的目的是：当车辆行驶时，发动机突然停止工作，失去液压助力时， 防止突然失去对车辆的控制，此时用蓄电池供电的电动转向系统投入 工作。近代电动转向有了进一步发展，主要因为有以下优点：（日本 用得较多，也主要是用于轿车及微车方面） 1、不转向时，不消耗功率，比液压助力系统节省燃油3－5％。 2、比液压助力转向系统简捷，无油泵、液压油、油管、油罐等元 件。 3、环保。 目前电动转向在国内应用还不是很普遍，主要存在以下原因： A、技术不成熟。 B、成本高。 C、国内的路面比较复杂，对电机等寿命造成很大影响。
实际流量的计算方式同循环球转向器。 举例计算配捷达轿车的齿轮齿条转向器的流量计算： 该转向机的相关参数： Mn=1.75 Z=8 βγ=9 deg 缸筒直径 D1=37.5mm 齿条直径D2=22mm 代入公式计算 Q0= 2.9 L /min Q1=(1.5~2) Q0 +0.15Q1
转向泵设计计算及配套技术
5) 油箱容量: 考虑系统的供油,散热,油中杂质的沉淀, 热平衡等,而设计油箱容量. 油箱容量的计算参考《机械设计手册》第5 册液压系统设计部分.
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2)转向泵的流量 Qp: 一般取Qp≥(1.1-1.3)Qmax. Qmax 为转向机所需的最大流量.
3)转向泵的排量: 根据怠速时(一般为650-750 r/min),转向机所需 的流量,选择泵的排量. 低速时泵输出的流量与排量之间的关系为: Q=qt n 其中 qt为泵的理论排量; n 为怠速转速 . 泵的排量过小,容易出现怠速时转向沉重,排量 过大,系统发热较快.
3.转向泵流量特性曲线 3.转向泵流量特性曲线
流量 L/ min
转向 油泵空 载流量 特性Q-N曲线
Q
max Q 控
0
5 00
1 00 0
15 00
2 00 0
2 50 0
30 00
35 00
转 速 r/m in
卡车泵为固定节流,曲线趋于水平. 1).流量特性曲线拐点的含义: 流量控制阀打开,出油口输出流量将不 再随转速的升高而加大,泵排出的多余油 液经流量控制阀开口溢流,回到泵的吸油 口. 2).流量特性曲线的意义: 反映流量随转速变化的曲线.
型号标记示例: YB Z2 16 K6 产 品 名 称 系 列 代 号 安 装 连 接 mL/r 代 号 公 称 排 量 150 控 制 流 量
X10L/min
/
100配 (仅供参考以下项目需讨论)
1)转向泵的最大压力(对一般液压系统而 言): 考虑从泵的出口到执行机构的进口之间的 管路损失,在选择泵的最大压力时,应使 泵的最大压力Pp ≥P1+△P P1 为负载的最大压力; △P为管路损失,一 般取(0.3-0.5)MPa.
转向泵的匹配计算
c926转向助力泵的匹配方案编制：校对：审核：批准：目录1．方案说明： (3)2．匹配校核计算 (3)2.1、计算用有关参数 (3)2.2.计算静态原地转向时系统压力P IO (5)2.2.1计算原地转向阻力矩 (5)2.2.1助力缸截面面积S (6)2.3计算转向盘的转动速度 (7)2.3.1发动机怠速时，转向盘转动速度n rw (8)2.3.2正常工作阶段转向盘转动速度n (9)3.结论 (10)1．方案说明：C926轿车是基于参考车基础上全新开发的一款车型。
底盘平台（悬架、制动、转向系统）采用参考车的，发动机选用JAC的JGE1发动机。
C926轿车转向系统初步设计方案为采用参考原车转向系统。
助力转向泵采用JGE1发动机自带的助力转向泵。
转向管路重新设计。
下于前轴负荷及助力转向泵等相关参数的变化，应对系统进行匹配校核。
2．匹配校核计算2.1、计算用有关参数梯形臂长度：162mm；主动小齿轮的节圆半径：8.2752mm；动力缸直径：43.5mm；齿轮齿条的轴交角：8.3o；转向梯形底角：63°活塞轴杆直径：25mm；轮胎气压：0.21Mpa；c926轿车满载时前轴的负荷为：1031Kg；（参考车满载时前轴的负荷为：970Kg；）表1转向油泵性能参数参考车的转向助力的性能参数如下：流量曲线图2.2.计算静态原地转向时系统压力Pio 根据公式：αsin 1L S MrP io ⋅=计算静态原地转向时系统压力Pio式中M r ——原地转向阻力矩，单位N ²mm ；S ——助力缸截面积，㎜21L ——梯形臂长度，单位mm ；α——转向梯形底角，单位°。
2.2.1计算原地转向阻力矩静态原地转向阻力矩是汽车使用中最大极限转向所需力矩，以此可以验算最大操纵力和液压系统的油压是否超过助力泵的额定压力。
汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩采用下面的半经验公式计算：式中——轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取0.7左右 ——转向阻力矩，单位N²mm——前轴负荷，单位N——轮胎气压，单位Mpaf=0.7; G1=1031*9.8; p=0.21;Mr=(f/3)*sqrt(G1^3/p)计算结果为：Mr=5.1712e+005N²mm2.2.1助力缸截面面积S采用下面的公式计算：］）d ［（DS 4/22-=π式中D ——动力缸直径，单位mm ； d ——活塞轴杆直径，单位mm ；D=43.5; d=25; S=pi*(D^2-d^2)/4计算结果为：S=995.2958mm2根据公式αsin 1L S MrP io ⋅=得：alfa=(63*pi/180); Mr=517120; s=995.2958; L1=162;Pio=Mr/(s*L1*sin(alfa))Pio=3.5995Mpa(<8MPa)参考车的Pio=3.0106（Mpa ）结论：Pio 未超过转向泵的最大压力，满足使用要求。
动力转向泵的结构原理与匹配设计汇总
转向系统概要一、转向系统作用1、按驾驶员的意志改变或保持车辆的行驶方向；2、减缓来自路面的冲击，并保持适当的路感；二、转向系统分类三、转向系统工作原理图示四、液压助力转向系统构成与功能动力转向泵结构原理一、动力转向泵的作用1、动力转向泵是液压动力转向系统的动力源，它通过发动机作为传动介质，将机械能转换为液压能，转向器通过油泵输出的液压油把液压能转换成机械能，从而起到减轻驾驶员操作强度，提高整车可操纵性的作用；2、通过压力安全阀控制动力转向管路内部压力，确保转向系统安全；3、通过流量控制阀控制转向系统流量，保证车辆高速行驶时驾驶员转向手感二、动力转向泵的分类1、从配车型分，可分为：商用车转向泵和乘用车转向泵。
2、从结构形式分，可分为：叶片式转向泵、齿轮式转向泵、柱塞式转向泵；其中双作用叶片式转向泵因其尺寸小、噪音低、容积效率高等优点在各种车型中被广泛采用。
3、从驱动形式分，可分为：齿轮驱动式转向泵、皮带轮驱动式转向泵、十字滑键(花键)式转向泵；其中皮带轮驱动转向泵主要用于驱动扭矩较小的乘用车，在商用车上齿轮驱动式和十字滑键式较为普遍。
三、动力转向泵的构成目前汽车用转向泵多为双作用叶片式转向泵，其主要由普通双作用叶片泵、流量控制阀和压力安全阀组成；双作用叶片泵提供高压油，流量控制阀保证转向泵输出适合整车需求的流量，压力安全阀控制转向泵的最高输出压力，对于发动机功率较小的汽油机, 还应配备压力开关。
四、动力转向泵爆炸图1.驱动轮2.驱动轴3.卡簧4.油封5.轴承6.泵体7.钢球8. 压力开关组件9. O型密封圈 10.压力板11.定子12.叶片 13.转子 14.螺栓 15.泵盖 16.密封圈 17.定位销 18.保护堵19.螺栓 20.进油管 21.O型密封圈 22.阀堵 23.弹簧 24.滑阀组件五、泵的工作原理如下图所示，驱动轮带动转子旋转后，叶片在离心力的作用下张开，并与定子、转子、配油盘共同形成工作腔，当转子与叶片从定子内表面的小圆弧区向大圆弧区转动时，两个叶片之间的容积增大，压力减小，通过配油盘的吸油口吸油；由大圆弧区转到小圆弧区时，两个叶片之间的容积缩小，压力增加，通过压力板的排油口排油，排出的高压油通过转向油管进入转向器，提供转向助力。
6.1转向系统匹配计算及设计
第六章 转向系统匹配计算及设计根据总布置设计提供的满载前轴荷、前轮定位参数(参考同类车型数据库)，按照汽车转向系设计的要求，参照其它同类车型，进行汽车转向系设计。
6.1 转向角和传动比6.1.1 理论转向角-左右转角差大于实际汽车应设计值传统的理论转向角为纯滚动理论-阿克曼理论，没有考虑车轮弹性和高速应用，因此有些过时，现代轿车设计为了节省车内空间，一般在该理论算出左右转角差后，可以除以2~3作为设计数值更好。
如果通过所有4个车轮中心的车轮平面垂直线都相交于一点——转向中心M ，汽车在缓慢行驶时的转弯是精确的。
如果后轮不一定转向，则2个前轮的垂线必须与后轮中心连线的延长线相交于M 点（图6.1.1）。
如是在车身内外侧的前轮上出现不同的转向角i δ和Aa δ。
根据较大的内侧车轮转向角i δ可以算出外侧车轮的理论值，即所谓的阿克曼角：l j ctg ctg i Aa /+=δδ （6.1.1）式中：l 为在地面测得的两主销轴线延长线与地面交点交点的距离，即s v r b j ∙-=2 (6.1.2）在负的主销偏移距r S 的情况下，它在式中的运算符号变成加号。
图6.1.1 由阿克曼角确定的车轮转向角Aa δ之间的运动学关系 图6.1.2 r S 是在图示情况下为正的主销偏距 图6.1.1 由阿克曼角确定的车身外侧车轮转向角和内侧车轮转向角Aa δ之间的运动学关系。
图中还标出了转向角差A δ∆和转弯直径D s （亦见图6.1.1）。
图6.1.2 前悬架上的尺寸说明：b v 是前轮轮距，r S 是在图示情况下为正的主销偏距。
图6.1.1中标出的转向角差（也称弯角差）A δ∆在所获得理论值中必须始终为正值。
Aa i A δδδ-=∆ （6.1.3）根据角Aa δ可得出理论转弯直径D s （图6.1.1），即车身外侧前轮平面以最大的转向角转弯时经过的圆弧直径。
汽车的转弯圆应尽可能小，以易于转弯及停车方便。
依图示可推导出公式：)sin 1(2max s Aa S r D +=δ （6.1.4）这个要求是以轴距小和车身外侧车轮转向角大为前提的。
转向泵与系统匹配计算公式
附录Ⅱ： 液压动力转向系统性能参数计算和设计方法1．力矩Mr 的计算：转向器的扭矩取决于汽车整体转向桥承重载荷、轮胎气压、路面情况及转向桥设计参数，计算公式：Mr ＝3/)/(131P G f --------------------------公式1式中： • Mr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm ；• f-------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；• G 1-----转向前桥负荷，N ；• P-------轮胎气压，MPa ；2．转向所需最小工作压力Pmin 及理论流量Qo 计算：根据公式1计算的力矩Mr 和所选转向器的缸径,Pmin ＝)]([10S S R M F r -*÷ ------------------公式2式中： • Pmin-------转向的最小工作压力，MPa ；• Mr------在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩， N.m ；• S 0------油缸工作面积，㎡；• S 1------螺杆外径所占面积，㎡ ；• R F ------扇形齿分度圆半径，m 。
理论流量(Qo)是根据转向盘最大瞬时转速计算：Q 0=60ntS ----------------------------------公式3式中： • n —汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，轿车取 1.5r/S, 其它车辆取1.25r/S ；• t---助力方向机丝杆螺距；• S---助力方向机油缸实际工作面积；3．转向油泵的最大压力Pmax 设计：公式2计算出的转向压力是转向所需要的最小工作压力，由于转向油泵具有安全保护作用，必须保证转向压力不得大于转向油泵设计的安全压力，建议设计的转向压力为安全QC/T ×××-20××压力的85%，例如：转向压力为8MPa ，那么油泵的安全压力则设计为10MPa 。
同时该工作2 压力也是对转向器的安全保护压力。
汽车液压动力转向系统流量的选择
汽车液压动力转向系统流量的选择汽车液压动力转向系统流量的选择油泵流量是汽车液压动力转向系统的一项重要参数，对转向系统的轻便性、反应速度、回正能力、寿命及功率损耗等功能有较大影响。
本文就油泵流量的计算和选择作一简要介绍：一．油泵最小流量的计算。
当汽车快速转向时，油泵提供的流量必须能及时填充活塞移动产生的空间，才能产生并保持相应的液压助力，否则，就会出现转向沉重。
保证汽车液压动力转向系统正常工作的最小流量可按如下公式计算：Qmin=nAt+ΔQ其中Qmin——保证汽车液压动力转向系统正常工作的最小流量n——人操纵汽车方向盘的最大转速A——活塞缸面积t——螺距ΔQ——动力转向器允许的最大内泄漏量下面以日本某中型客车为例进行简单计算：该车配套的动力转向器活塞缸径为φ90mm，螺距t=12mm根据试验，对于不同直径的方向盘，人转动方向盘的最大速度n 在90~120圈/分之间。
对于该车，可取n=100动力转向器的内泄漏量不能过大，可取ΔQ=1.4升/分钟则Qmin=nAt+ΔQ=9（升/分钟）即：该车动力转向系统正常工作所需最小油泵流量为9升/分钟若油泵流量小于9升/分钟，在快速转向时，就会因流量供应不足而导致反应迟钝、转向沉重。
二．油泵最大流量的选择。
油泵损耗的功率 W*=PQ其中 W*——油泵损耗功率P——油泵工作压力Q——油泵流量可见：1．流量越大，则损耗发动机的功率也越大，油耗就越高。
2．流量越大，当系统管路通径和转向器分配阀的过流开隙一定时，系统的液流阻力就越大，产生的热量就越大，导致系统温度过高，加速油封和橡胶软管的老化，缩短系统寿命。
同时，还会导致系统失稳，产生震动和噪音，引起顾客不满。
3．流量越大，所需维持正常流动的管路通径和转向器分配阀的过流开隙也就越大，若为适应较大流量而加大转向器分配阀的过流开隙及管路通径，则不仅需要相应增大转向器的体积和重量，不利于整车的空间布置和减重，更影响到转向器的油压灵敏度和转向力特性，致使转向反应迟钝，回正性能降低。
纯电动城市客车电动液压助力转向泵匹配计算
纯电动城市客车电动液压助力转向泵匹配计算时振涛;张保国【摘要】以某款8m纯电动城市客车为例,对其转向器输出扭矩和转向泵的流量、压力以及电动液压助力转向泵的电机功率等参数进行匹配计算,为纯电动城市客车的助力转向泵匹配设计提供参考.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】2页(P15-16)【关键词】纯电动城市客车;电动液压助力;转向泵【作者】时振涛;张保国【作者单位】河南少林客车股份有限公司,郑州 450100;河南少林客车股份有限公司,郑州 450100【正文语种】中文【中图分类】U469.72;U463.4随着电动汽车的发展，电动液压助力转向系统以其稳定性好、舒适性高等特点，成为目前电动汽车设计中必不可少的关键零部件。
纯电动城市客车的液压助力转向系统主要由转向油罐、电动转向油泵、转向管路、转向器组成[1]。
电动转向油泵将转向驱动源电能转化为转向助力缸工作的液压能[2]。
本文以我司某8 m纯电动城市客车为例，介绍其电动液压助力转向泵的匹配计算。
1 转向泵参数匹配计算某8 m纯电动城市客车有关参数如下：车轮滚动半径407.476 mm，前轴荷4 800 kg，轮胎与地面的摩擦系数0.7，轮胎充气压力0.85 MPa。
在电动液压助力转向泵的参数匹配设计中，主要包括转向器的输出扭矩设计、转向泵压力、流量以及转向泵电机功率的匹配计算。
1.1 轮胎原地转向阻力矩汽车在原地时，转向器所受到的转向阻力是最大的，而转向器转向阻力矩主要受转向器的负荷、轮胎气压和路面阻力等因素的影响。
针对纯电动城市客车的行驶路况，汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩MR可采用下列计算[3]：式中: f为轮胎与地面的摩擦系数，取0.7；G1为车辆的前桥负荷，取47 040 N;p 为车辆的轮胎气压，取0.85 MPa。
将相关参数数值代入上述公式计算出MR=2 581.7 N·m，选型时转向器最大输出扭矩M应满足M≥MR。
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附录Ⅱ： 液压动力转向系统性能参数计算和设计方法
1．力矩Mr 的计算：
转向器的扭矩取决于汽车整体转向桥承重载荷、轮胎气压、路面情况及转向桥设计参数，计算公式：
Mr ＝3/)/(1
31P G f --------------------------公式1
式中： • Mr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm ；
• f-------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；
• G 1-----转向前桥负荷，N ；
• P-------轮胎气压，MPa ；
2．转向所需最小工作压力Pmin 及理论流量Qo 计算：
根据公式1计算的力矩Mr 和所选转向器的缸径,
Pmin ＝)]([10S S R M F r -*÷ ------------------公式2
式中： • Pmin-------转向的最小工作压力，MPa ；
• Mr------在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩， N.m ；
• S 0------油缸工作面积，㎡；
• S 1------螺杆外径所占面积，㎡ ；
• R F ------扇形齿分度圆半径，m 。
理论流量(Qo)是根据转向盘最大瞬时转速计算：
Q 0=60ntS ----------------------------------公式3
式中： • n —汽车方向盘最大瞬时转速(转/秒)，轿车取 1.5r/S, 其它车辆取
1.25r/S ；
• t---助力方向机丝杆螺距；
• S---助力方向机油缸实际工作面积；
3．转向油泵的最大压力Pmax 设计：
公式2计算出的转向压力是转向所需要的最小工作压力，由于转向油泵具有安全保护作用，必须保证转向压力不得大于转向油泵设计的安全压力，建议设计的转向压力为安全
QC/T ×××-20××
压力的85%，例如：转向压力为8MPa ，那么油泵的安全压力则设计为10MPa 。
同时该工作
2 压力也是对转向器的安全保护压力。
4．转向油泵的流量匹配设计：
根据公式3计算的流量，还必须考虑系统泄露，按如下公式计算：
Q 1=（1.5～2) Q 0 + Q 2 ------------------公式4
式中：• Q 0---理论流量（L/min ）
• Q 2—转向器泄露量（L/min ）（与制造水平相关）
5．扭矩T 计算公式：
T= -------------------------- 公式5
式中： •
P---油泵压力(MPa) •
q —油泵排量（ml/r ）
2Pq。