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一、工作原理
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2 @5 z, _/ n( I& g/ p三维网技术论坛 转向泵主要有叶片、齿轮式、柱塞式等几种。从目前国内发展来看，推广使用最多的为叶片泵。主要零件有定子、转子、配油盘、叶片、泵体及后盖等。泵体内装有流量控制阀和安全阀。当泵工作时滑阀有一定开度，使流量达到规定要求，多余的流量又回到泵的吸烟腔内。若油路发生堵塞或意外事故，使系统压力超过泵的最大工作压力时，安全阀打开，滑阀全部开启，所有压力油均回到吸油腔，对系统起安全保护作用。 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa9 M3 ~: R5 X) I6 p: x! ]
+ a7 k3 A7 q% ~! O8 F- G3 R2 f: f三维网技术论坛 二、使用与维护注意事项
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1、正确选择所用液压油的牌号，否则会影响泵的效率及寿命。 www.3dportal.cn- j; A8 s5 o2 v! c0 v
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2、所用液压油必须清洁，经常检查，定期更换油泵吸油路上的滤油网。司机在加油时，必须备有过滤装置，确保油液的清洁度。并经常检查、清洗或更换过滤装置，保持油路畅通。 三维网技术论坛5 i! b6 j: i/ c9 F" |
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3、若较长时间不使用转向泵，重新起动时，不得立即满负荷工作，至少应有十分钟的空载运转时间。
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0 b5 X* |% z, b" k" \0 N1 G三维网技术论坛 4、使用时应经常检查转向泵有无渗漏现象，运转是否正常，有无冲击或异常噪音，以便及时发现并排除故障。www.3dportal.cn* p; I% Z" A8 M* q$ U+ I: j
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有关汽车转向系统的设计问题三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa' C4 c" L2 j+ | T* L* R D
汽车转向系统的匹配设计
1 p9 B; a$ u4 D三维网技术论坛三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 D0 U! g; ]: W y
一.动力转向系统配套设计
, l( F K; a0 ], N; V8 d三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 调查汽车在超载运营时的前桥载荷（双前桥转向时需要调查双桥载荷之和）；www.3dportal.cn4 k8 B& V6 Y m0 G J
2 调查汽车厂助力方向机的规格，根据经验，前桥载荷p≤5500kg时可选择d=100mm缸径助力方向机，其它载荷可以根据 P/5500 = d2/1002进行计算，助力方向机的缸径系列为70mm、80mm 、90mm、100mm、110mm等，助力方向机缸径选择过小会使助力转向液压系统容易产生故障。
3 s: e. X0 q M% R三维网技术论坛3 核算助力方向机流量需求。保证有足够的助力性能，在典型路面（非水泥路面、土路、乡村公路）上，汽车按实际最高载重量，原地打方向时方向机进油压力为7~13MPa。低于7MPa可以考虑减小方向机油缸直径，高于13MPa时应考虑加大转向器油缸直径。。www.3dportal.cn! ?4 g! i% N7 M4 I! f
方向机最高压力限制（安全压力）：按典型公路重载原地转向时测试压力除以0.85，建议不要超过15MPa，一般建议使用12~13MPa安全压力，安全压力越高可靠性越差。
1 H& v* s6 t+ b6 r# ]5 j3 k! m前桥载荷 方向机型号及主要性能参数 转向泵流量要求 入口端所需提供的转向泵压力要求三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa$ V, v8 I; [7 n
P Qmax P1三维网技术论坛2 o2 \2 z5 J/ j
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4 确定转向泵在发动机上的安装位置及进出油口位置，给出一个尺寸范围，这样转向泵厂家方便设计性能更好的转向泵。
- [$ }/ ?9 \) |3 }5 将转向泵安装连接尺寸、进出油口位置尺寸、方向机流量需求及安全压力提交转向泵生产厂家，转向泵生产厂家根据提供的参数要求设计匹配的转向泵。
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二.动力转向泵的配套设计www.3dportal.cn9 R- k+ n2 F9 @9 H
1 动力转向泵的最大压力：三维网技术论坛- p1 q- n$ B$ [2 I, Q# Y; W
考虑从转向泵的出口到方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：PP= P1+△P
" E# ]" g) M; C8 VP1 为方向机的最大压力; △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。如果压力PP＜P1 ，必然会转向沉重或是打不动方向盘。 J, c" v3 T9 z1 L' W3 G
动力转向泵应有可靠的压力装置，任何情况下，输出压力不能高于其许可的最大工作压力。若该输出接口用来驱动其他附件，应得到相关部门审查认可。
a( M' `1 V f$ p5 c$ Vwww.3dportal.cn2 动力转向泵的控制流量 Qp：三维网技术论坛1 D9 c( _" n S; ~- o; F! L+ l3 x
一般取Qp≥（1.05-1.1）Qmax.三维网技术论坛9 ?% n" u- L1 ^, E. t/ c0 C
Qmax 为方向机所需的最大流量.
( s. [. D6 ]* s/ u- `: Y三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 动力转向泵的公称排量：
( A1 F& ]* q& n5 S( h; M l, y三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江根据怠速时(转向泵转速一般为650-750 r/min)，方向机所需的流量，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：
% {. l0 P5 O& e5 ~三维网技术论坛Q=qt* n 其中 qt 为泵的理论排量；n 为怠速时转向泵的转速。
+ ^8 T2 w7 ?% A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。 B% k1 z& ?% n% X2 b. c, M8 u4 ?
4对应发动机特征转速下的转向泵实际流量要求（怠速，最大扭矩转速，标定转速）。 ( p) m; t5 c' y) X5 F# ^0 A6 @
1 b5 U# T! w- ~. E三维网技术论坛三. 储油罐的选择：www.3dportal.cn6 p6 k) h7 e, @3 u& u% Y6 I; J
1 储油罐容积选择：考虑系统的供油、散热、油中杂质的沉淀等，一般取油箱的容量：
( P6 K9 ~- c" O三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxaV=（0.15—0.2）Q1。
* b# }8 L N z' N0 W三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江Q1为转向泵的最大输出流量。www.3dportal.cn% B1 u4 t6 u7 L, S p5 h/ I
2 储油罐的散热能力：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。
2 c/ R7 P6 {7 f! z" D3 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。5 @4 Z V- c7 S- K2 Q/ Y
4 液压转向泵为叶片泵时，其自吸能力较差，应注意液压油罐的正确安装位置，要求油罐出油口位置高于液压转向泵进口20mm以上，同时管路尽可能避免转弯，如不可避免时，转弯角度和转弯半径应尽可能大，避免管路的压力损失。三维网技术论坛* E) h7 V6 B" \ u7 g
5 在储油罐中，建议设有压差信号发生器及安全阀。压差信号发生器是在过滤器堵塞时，把信号传递到驾驶室，提醒司机该换滤芯及更换液压油了；安全阀是在滤芯堵塞时，使油从旁路流过，从而保证行驶安全。 三维网技术论坛3 v, F! z; l2 k
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四.转向管路 进、出油管的选择：
' R. y2 w/ q8 e( q3 {1 {* V$ d7 \三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 管路材料的选择：油管可以是软管、钢管或混合式。软管又分为高压钢丝编织耐油软管、高压耐油塑料软管及低压帘线编织耐油软管；钢管为高压无缝钢管，材料一般为20钢或08F钢。
& {2 ]) Q8 |" u: O2 W+ Z, o. b- D三维网技术论坛对于油管和选用，无论是钢管、耐油胶管或塑料管，都必须根据系统的工作压力进行选用。建议不采用高压钢丝编制耐油软管，避免因温升膨胀而缩小管路内径，最好采用高压钢管。三维网技术论坛& K+ B" ]7 L' d q) f
2 管路内径的选择： 三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江3 s4 @" \+ p; _5 { a# n4 _$ p
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：
; M6 n8 u1 ?8 J$ y0 |) u4 k9 Z/ Ewww.3dportal.cn1） 液压泵吸油管道：0.5～1.5 m/s.一般取1 m/s以下。
) b; r0 E1 y: G. }, G& U% l* L8 v三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa2） 液压系统压油管道：3～ m/s.压力高时取大值。三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江+ D4 Z# Z5 {; e9 e7 k1 ]) Y$ g
3) 液压系统回油管道：1.5～2.5 m/s。看，
[6 q# p+ K; z9 x, D4 O% o管道内径与流量、流速的关系式为：三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 R9 |! ^/ k; i
d=（4Q/πv）0.5 www.3dportal.cn" _+ F* F: V ]* f" e
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。
9 `1 @9 N% r( A9 o4 {三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa管路内径经验值，可以参照下表：
: b' [4 g4 ~' H4 W5 b; z三维网技术论坛转向泵控制流量 进油管路最小通径 出油管路最小通径三维网技术论坛4 Q; M2 A- b6 n* c8 e, Q
8L/min φ8 φ5三维网技术论坛6 U$ S. `% c6 @+ P
11.5L/min φ10 φ6三维网技术论坛: d$ q6 K$ u! c2 a
15L/min φ11 φ7三维网技术论坛3 s) A$ Q2 w \8 H6 U* `. ~
16L/min φ11.2 φ7.2
) z& W+ c) E& G* D @7 Hwww.3dportal.cn20L/min φ13 φ8
. y m# T2 E1 Y. Bwww.3dportal.cn 以上管路内径是管路长为500mm时的经验值，当管路每增加△l=500mm 时，管路内径增加△d=2mm。
" z" e- z. ~" w三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa配套时保证管路密封合格，进油管漏气漏水时会使液压油变质，这一点很容易被忽视。管路直径不能过小，进油管口径过小时会引起吸空，产生气穴现象，出油管直径过小时会产生阻尼，引起系统压力升高，系统可靠性变差。三维网技术论坛* l) E) |- ]. K1 S
3 方向机及进出油管必须保持清洁，不允许有铁屑、铁锈等杂质。
. x4 U5 d' Y4 q三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa6 X8 b! ~/ |0 i( R! S5 ], H
五.转向器机参数校核三维网技术论坛 r. `5 r& X5 s3 F5 Y8 A
1．转向力矩计算：: e5 P) T# _7 F j% ~. @4 I* O
• Mr＝[f×（G 13÷P）1/2]÷3. Z+ k0 d$ [+ N' I5 m5 ]3 }) P
• Mr-----在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.mm；三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa" Y5 S9 e( c2 v& l; `' o0 z- Z
• f--------轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa, d! r' R( ~- ~( R {
• G1-----转向轴负荷，N；
7 v/ n) O( \) F/ A$ y/ K* I• P-------轮胎气压，MPa；
: x4 Y" C' b- V2．压力计算：www.3dportal.cn0 ?1 Q( t& Z v* O" {* ?9 R$ F
• M＝[P×(S0－S1)×RF] 或P＝M÷[ (S0－S1)×RF]
! S, p' U8 w6 A0 p% x三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa• P-------油泵的最大工作压力，MPa；
; z K( h/ ]! M( u• M------动力转向器输出扭矩，N.m；
* Y- r% n. r% k; s2 c1 z三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa• S0------油缸工作面积，㎡；三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa9 f- x$ y+ g9 |: b! {6 s
• S1------螺杆外径所占面积，㎡ ；
) ^6 R5 k+ L' U, q M1 ~' |; q* J• RF------扇形齿分度圆半径，m。/ Z- b/ A5 j+ G( ]$ @
3．流量需求计算：三维网技术论坛, b. r5 m; l7 ?; L+ e, E
• Q=(1. 5~2)×60ntS/K
- u! o) T2 |) {( h三维网技术论坛• 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；三维网技术论坛# G$ P; O8 x/ [4 C( v1 s8 R
• t---助力方向机丝杆螺距；
& K) I: w" S! f/ f* Q三维网技术论坛• S---助力方向机油缸实际工作面积；三维网技术论坛9 F% f) a8 f$ |8 }
• K---助力方向机效率系数(泄漏系数）。2 x2 C" B- C, E7 |8 F- F; A w7 p
• 1.5~2---经验系数，可能与制造水平有关三维网技术论坛/ G" ~) j% H6 r7 X' E
另外一种算法：
* T; {4 ^+ I: X0 {8 v' Bwww.3dportal.cn• 理论流量为Q1，允许泄漏量为Q2，流量需求Q计算如下：
% x+ ^8 i9 ^. y" C• Q1 =60ntS三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa& b! c- L9 ~7 q9 V, r! [: h
• Q=（1.5~2) Q1 + Q2 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa' @; C! b2 }9 b: d: N) c
www.3dportal.cn& p8 A4 W7 n4 t* l# I; j1 E
六.转向油品的选择：
( E+ X- Y9 }' O7 ywww.3dportal.cn1 在夏季，全国均可用航空液压油；在冬季，长江以南仍可用航空液压油，在长江以北，可以使用HV-32或HV-46低温抗磨液压油；对于8号液力传动油或8号及10号航空液压油.自动变速箱油等等，一年四季中在全国各地均可使用，但价格较贵。禁止型号不一致油液混用
4 R( J" p- n/ L9 e8 `4 {# n* v, ?$ xwww.3dportal.cn2 加注油料时必须经过转向系统油罐上的过滤网过滤，禁止油液不经过过滤直接加入转向系统油罐中。三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa, W& T3 B' p3 ?7 ~$ d* N
3 油量加注必须在油罐标尺规定的两刻度线之间。油量加注后启动发动机3～5min，检查补加油料至规定标尺刻度线。过多，发动机启动后油易溢出，既造成浪费又破坏车容；过少，易造成转向叶片泵烧蚀。三维网技术论坛; \% |9 J# u0 T' c9 n* m
三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa; Z+ R+ i/ x% N3 W- V, g
七.注意事项:
" L; @" b* Q8 h8 G! ~- h' `' M9 Y+ ^三维,cad,机械,技术,汽车,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,时空,镇江1.转向泵布置时要考虑泵体内不能有存留空气，必要时采取排气措施。三维网技术论坛$ T3 k; ]. n% m; W; V3 c
转向系统排空气，一般在转向泵的出油口处排空气即可，具体方法是在发动机不转动时，拧松出油接头，待有油漏出来后再拧紧，这时起动发动机，左右扳动方向盘，空气便全部被排到储油罐中，通过呼吸器排到空气中三维网技术论坛4 e$ k9 J) K7 ]$ t7 W! v+ O- \ H
2.转向泵和方向机的进出油口应用专用的液压接头，配套时注意接头通道面积，应达到管路最小管径面积要求三维网技术论坛2 c: s( A" ]) F5 O
3.转向泵接头尽量采用O型密封圈密封形式，接头在连接时不允许涂密封胶。接头密封形式和转向泵进、出油口的密封形式相匹配，角度密封的选择O型圈密封形式，端面密封的转向泵接头采用复合密封垫圈+铜螺母的密封形式0 {# a/ j }$ U% r2 |2 |# H
转向助力泵作为汽车转向的动力源，是转向系统的“心脏”部位。在发达国家中，大小汽车的动力转向装车率已接近100%，目前，国内的许多车型已开始采用动力转向。因此在推广和使用转向泵的过程中，必须了解和掌握其性能、原理，才能做到正确使用和维护。
