鄒理炎 虞忠潮（杭州世寶汽車方向機有限公司，浙江 杭州 310018）

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汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器特性分析及檢測系統(tǒng)研究

鄒理炎 虞忠潮
（杭州世寶汽車方向機有限公司，浙江 杭州 310018）

摘 要：在汽車駕駛的過程當中，汽車動力轉(zhuǎn)向器有著極其重要的作用，一般來說，在現(xiàn)在大多數(shù)乘用汽車當中普遍采用轉(zhuǎn)閥式齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)向器，而隨著大量高級轎車的出現(xiàn)，在性能方面對于液壓動力轉(zhuǎn)向器提出了更高的要求，液壓動力轉(zhuǎn)向器對于汽車行駛的安全起到了重要的作用。本文從液壓動力轉(zhuǎn)向器的類型結構著手，分析液壓動力轉(zhuǎn)向器的特性，探究液壓動力轉(zhuǎn)向器檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。

關鍵詞：汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器；特性；檢測系統(tǒng)

隨著社會經(jīng)濟以及科學技術的不斷發(fā)展，汽車逐漸深入到了廣大人民群眾的家庭當中，而在汽車行駛的過程當中，液壓動力轉(zhuǎn)向器起到了重要的作用，在當前以內(nèi)燃機為動力的汽車當中成為了應用的主流，而隨著一部分高級轎車的出現(xiàn)，對于轉(zhuǎn)向器的性能提出了更高的要求，因此，為了促進液壓動力轉(zhuǎn)向器的不斷創(chuàng)新發(fā)展，對其特性以及檢測系統(tǒng)進行分析研究顯得十分的重要。

一、液壓動力轉(zhuǎn)向器的類型結構

一般來說，根據(jù)液壓動力轉(zhuǎn)向器所使用傳動副的差異性可以分為多種結構類型，較為常見的主要包括：齒輪齒條式、循環(huán)球式、球面蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等，在當前汽車行業(yè)應用最為廣泛的液壓動力轉(zhuǎn)向器是循環(huán)球以及齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器。同時，液壓式動力轉(zhuǎn)向器根據(jù)液流形式的不同，可以劃分為常流式與常壓式兩種類型。所謂常流式液壓動力轉(zhuǎn)向器主要是由恒流動力油源供油構成的恒流系統(tǒng)；而常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向器則是由恒壓動力油源供油構成的恒壓系統(tǒng)。液壓動力轉(zhuǎn)向器根據(jù)控制閥門結構的不同，可以劃分成為滑閥式與轉(zhuǎn)閥式兩種類型。而汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所使用的，尤其是轎車使用的液壓動力轉(zhuǎn)向器采用的都是轉(zhuǎn)閥式齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)向器，是一種常流整體式的結構，其與轉(zhuǎn)向操縱結構的連接如圖1所示。

圖1中的轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、萬向節(jié)以及中間傳動軸等部分都屬于轉(zhuǎn)向操縱的部分，而動力轉(zhuǎn)向器則包括了轉(zhuǎn)閥、轉(zhuǎn)向動力缸以及機械轉(zhuǎn)向器等部分。

二、液壓動力轉(zhuǎn)向器的特性分析

對于液壓動力轉(zhuǎn)向器而言，性能指標的種類很多，其大多數(shù)都是從系統(tǒng)的隨動性以及轉(zhuǎn)向的靈敏性考慮，不同的特性也有著不同類型的評價指標。

（一）轉(zhuǎn)向靈敏性

在液壓動力轉(zhuǎn)向器當中轉(zhuǎn)向靈敏性主要指的是汽車在轉(zhuǎn)向之時動作的快慢，這也是對汽車自身操縱性能進行科學衡量的一個重要性指標。在對液壓動力轉(zhuǎn)向器的特性分析時，轉(zhuǎn)向靈敏性常常被定義成為系統(tǒng)進行負載的能力，也就是油壓的靈敏程度，指的是轉(zhuǎn)閥在工作時，輸入軸轉(zhuǎn)角變化引起負載壓力大小的變化情況。同時，當對液壓動力轉(zhuǎn)向器進行靜態(tài)特性檢驗的過程當中，也需要按照相關的標準進行，在其中轉(zhuǎn)向的靈敏性是一個重要性的環(huán)節(jié)。一般來說，在進行檢測分析的過程中，考慮搭配轉(zhuǎn)閥零位之時，油壓往往處于0.3MPa～0.5MPa，因此，可以使用轉(zhuǎn)閥進油口的壓力取代負載之時的壓力，同時還需要對轉(zhuǎn)向盤中的轉(zhuǎn)角信號進行測量。

（二）轉(zhuǎn)向力特性分析

在汽車行駛的過程當中，當需要轉(zhuǎn)向時，駕駛員在轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的過程中，需要克服彈性扭桿發(fā)出的彈力，當這一扭矩經(jīng)過液壓系統(tǒng)進行放大之后，需要克服掉轉(zhuǎn)向出現(xiàn)的負載，而彈性扭桿除了和自身剛度有聯(lián)系之外，還與閥芯以及閥套相對的轉(zhuǎn)角密切相關，這一轉(zhuǎn)角往往與轉(zhuǎn)向負載所形成的阻力呈現(xiàn)出正比的關系，造成“路感”現(xiàn)象的出現(xiàn)，也就是指作用在轉(zhuǎn)向輪之上的轉(zhuǎn)向阻力而使得駕駛人員產(chǎn)生手感，因此，液壓動力轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向力特性包括這轉(zhuǎn)向的輕便性以及合適的路感等兩個方面。一般來說，汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器在進行動力輸出的過程當中，所輸出的力主要包括兩個部分：其一是轉(zhuǎn)向時由駕駛員操縱手力而引起的轉(zhuǎn)向輸出力；其二是液壓動力轉(zhuǎn)向器發(fā)出的輔助性動力。

（三）回正性能

液壓動力轉(zhuǎn)向器的回正性能主要指的是，路面上回正力矩傳導至轉(zhuǎn)向盤之時，使得轉(zhuǎn)向盤自動回正的能力，一般來說，回正性能在進行表示之時，需要使用轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角相對于路面阻力的相應能力?；卣厥怯蓚认蛄σ约按瓜蛄Φ南嗷プ饔枚a(chǎn)生的，其中由于側向力的出現(xiàn)會產(chǎn)生出兩種類型的回正力矩，這兩種回正力矩與輪胎的拖距以及主銷后傾距有關聯(lián)，共同構成了車輪轉(zhuǎn)向時所遇到的阻力矩；而對于垂向力而言，根據(jù)這種力而出現(xiàn)的重力回正力矩和前軸負荷以及轉(zhuǎn)向角有著密切的聯(lián)系，呈現(xiàn)出正比的關系。隨著汽車速度的不斷增加，輪胎接地面積滾動的成分也呈現(xiàn)出增加的趨向，而轉(zhuǎn)向所遇到的阻力距也會逐漸地降低。但是，汽車如果采用高速行駛之時，因為輪胎偏離而造成的自動回正力矩，就會使得輪胎的平面與其行駛的方向形同一致。

圖1 齒輪齒條液壓動力轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向操縱結構連接示意圖

三、液壓動力轉(zhuǎn)向器檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

（一）檢測系統(tǒng)設計的要求

就目前而言，液壓動力轉(zhuǎn)向器的檢測系統(tǒng)主要可以分成性能試驗以及可靠性試驗等兩種類型，根據(jù)我國現(xiàn)行的汽車動力轉(zhuǎn)向器相關的法律規(guī)范，對于動力轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)質(zhì)量有著嚴格的要求。在我國轉(zhuǎn)向器試驗的標準主要是QCT/529，530-2000等，汽車動力轉(zhuǎn)向器總成技術條件為QC/T 29096-1992。根據(jù)汽車動力轉(zhuǎn)向器技術條件當中關于疲勞試驗的相關要求，無論是正向還是逆向驅(qū)動，所使用的加載值都需要進行等值加載，而我國各大企業(yè)在進行汽車轉(zhuǎn)向器性能加載之時也是按照這一要求，在進行轉(zhuǎn)向器試驗的過程中，僅僅之時調(diào)整好了加載之時的壓力，限制了新型試驗方式的出現(xiàn)。

（二）檢測軟件的設計

在對汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器進行檢測之時所使用的檢測軟件，主要是以確保試驗順利為目的的，在進行檢測軟件設計的過程當中，需要保證功能的完善、操作便捷以及運行可靠等，良好檢測軟件的設計能夠確保軟硬件之間實現(xiàn)更好地結合，把檢測的過程清晰地展現(xiàn)出來，有助于問題的解決，為相關的試驗人員以及操作人員創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。在檢測軟件設計的過程當中，需要保證界面友好、具備自檢功能以及能夠?qū)χ匾膮?shù)進行設定以及修改

在設計汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器檢測系統(tǒng)關鍵性的部分就是人機操作界面的設計，這就要求需要根據(jù)對轉(zhuǎn)向器不談性能的試驗檢測，構建好不同的流程圖，正確進行程序的編寫，確保每一個模塊都能夠得到獨立性的設計。一般來說，在設計之時需要根據(jù)液壓動力轉(zhuǎn)向器在疲勞度實驗檢測中的項目建立好主程序，主程序中需要包含三個子程序，保證每一個子程序都能夠執(zhí)行好各項試驗。在進入到主程序的操作界面之時，可以直接選擇好所要進行實驗的選項，當點擊到“正向檢測”之時，就可以進入到檢測的子程序當中。

結語

綜上所述，汽車液壓動力轉(zhuǎn)向器作為汽車行駛中進行轉(zhuǎn)向之時重要的部件。隨著時代的發(fā)展，對其提出了更高的要求，本文介紹了液壓動力轉(zhuǎn)向器的類型結構，并對轉(zhuǎn)向靈敏、轉(zhuǎn)向力以及回正等性能進行了綜合的分析，闡述了液壓動力轉(zhuǎn)向器檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，為液壓動力轉(zhuǎn)向器更好的發(fā)展提供了必要的借鑒。

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中圖分類號：U463

文獻標識碼：A