论转向系统匹配构架和实践

唐煌

摘 要：转向系统作为汽车动力系统的一个关键部件，对于汽车运行中操纵的稳定性以及人工操纵的强度、经济性等，都有着非常重要的作用和影响。本文在对于汽车动力系统的匹配性能测量进行分析基础上，通过进行系统各部件性能的对比分析，进行转向系统匹配架构及其实践的分析研究。

关键词：汽车；动力系统；匹配构架；性能测试；实践；分析研究

在汽车的动力结构中，转向系统主要由储油罐以及动力转向器、动力转向油泵、高压管等结构部分组成，在汽车工作运行中能够通过较低的能耗实现汽车操纵性能的改善，减少汽车运行中的操纵强度。从另一方面来讲，作为汽车动力系统的主要结构装置，它对于汽车驾驶的安全性以及舒适性有很大的作用影响。在汽车结构部件组装中，虽然与汽车行驶有关的各个部件都进行了性能以及运行使用可靠性、对于运行环境的适用性等检测，并符合相关设计的要求和标准，但是在汽车中进行集成组装应用时，由于彼此之间的作用影响，其性能作用还会受到一定的影响，而只有通过匹配试验才能够对于相互之间的作用影响进行分析研究，并在实际组装中进行避免，这就是进行汽车动力系统匹配架构分析研究的主要目的，也是本文所要分析论述的中心。下文将通过对于汽车转向系统匹配性能测量方案的分析，并在系统各部件性能对比分析基础上，实现汽车转向系统匹配架构以及实践的分析，促进汽车转向系统性能作用的提升。

一、汽车转向系统匹配性能的测试分析

在液压为主的汽车动力系统中，转向系统主要由储油罐、动力转向器、动力转向油泵、高压管等结构部分组成，在完成汽车动力系统的改造以及组装中，转向系统中的各结构部件都是按照相应的安装形式进行安装布置，即在以转向系统中转向油泵的进油口作为安装布置的参考点，在进行各安装部件相对三维坐标位置确定基础上，通过在储油罐以及转向油泵的出油口和动力转向器进出油口进行真空传感器与压力传感器的安装应用。此外，在进行汽车转向系统匹配性能测试中，在转向油泵驱动运行情况下，使用转速传感器进行油泵转速的测量，并在转向系统的动力转向器输入端进行转矩传感器以及光轴编码器的安装应用，实现动力转向器输入转矩以及旋转角度的测量实现，然后通过在动力转向器的输出端进行相应的模拟荷载的施加，并在转向系统的转向器旁进行噪声计的安装应用，实现转向系统噪声测量，对于转向系统中的主噪声源进行测量确认，以完成对于汽车动力转向系统匹配性能的测试分析。如下图1所示，即为汽车动力转向系统匹配性能的测试示意图。

图1 汽车动力转向系统匹配性能的测试示意图

总之，在进行汽车动力转向系统匹配性能测试中，通过将汽车液压助力转向系统以及变频电机、模拟加载器、伺服电机等结构系统集成安装在相应的模拟平台中，并在模拟平台进行前、后、左、右等方向的单一运动或者是复合运动情况下，实现对于汽车动力系统匹配性能的测试。

二、汽车转向系统各部件匹配性能的对比分析

结合汽车动力转向系统在汽车运行中的作用功能，并根据系统各部件作用，可以得出动力转向系统匹配性能主要是由转向油泵以及转向器、循环油路、汽车的实际运行状态等各部件的综合性能进行决定，因此，进行汽车转向系统匹配性能的测试还需要通过对于各部件性能的测试对比来实现。

其中转向器以及转向油泵作为转向系统的重要部件，在实际工作运行应用中，转向手力特性作为其主要性能之一，根据其在汽车动力转向系统工作运行中的性能变化曲线，就能够实现其性能的测试判断。此外，在进行转向器性能的判断对比中，由于转向器的核心部件为转向器转阀，其动力源为转向油泵，在工作运行中需要通过转向油泵进行适当的流量以及压力的提供，来满足其工作运行需求，因此，转向油泵的性能特征对于转向器性能有着很大的作用影响。如下图2所示，为某转向系统中动力转向器手力特性匹配试验曲线图。

图2 某转向系统中动力转向器手力特性匹配试验曲线图

其次，在进行动力转向系统中循环油路匹配性能的评价测试时，由于循环油路通常由油管以及高压管、接头、回油管等结构元件组成，并且在转向系统工作运行中高压管需要承受高压以及车辆运行路面的冲击、转向盘扰动产生的压力作用，回油管则容易受到布置环境的作用影响，因此，在进行循环油路匹配性能评价中，都需要对上述因素条件进行分析考虑，来实现循环油路以及转向系统匹配性能的评价测试。

最后，在进行汽车动力转向系统的噪声分析中，结合系统造成源产生结构，通过噪声频谱分析法，在结合噪声测量对象基础上，实现噪声原因以及噪声源的分析研究。通常情况下，由于汽车动力转向系统噪声源主要包括转向油泵以及液压脉动、油液流动等结构部分，因此，在进行该系统噪声分析中，需要结合上述噪声源实现噪声原因的分析，以进行系统匹配性能测试评价。

根据上面对于转向系统转向油泵出油口处噪声的频谱分析结果可以看出，噪声主要发生在基准频率的10倍、20倍以及30倍、40倍等频谱处，并且噪声大小但随着转速以及转向系统工作压力的增加而增加。这主要是由于转向油泵自身的结构导致的，转向油泵作为一种双作用式叶片泵，在实际工作运行中叶片泵的转子旋转一周，叶片需要在转子叶片槽内滑动两次并完成两次吸油和压油动作，这样一来就容易造成转向油泵工作运行中产生较大的噪声，其噪声源主要包括转向油泵叶片运动噪声以及压力阀芯、主阀芯的振动噪声、油液流动噪声等，其中叶片运动噪声是动力转向系统的噪声源。

三、结束语

总之，进行转向系统匹配架构以及实践的分析研究，有利于提高转向系统设计匹配性能，从而对于汽车动力系统的功能作用进行保障，提升汽车驾驶的安全性、经济性以及可靠性，具有积极作用和价值意义。■

参考文献

[1]庞文杰，王云超，李耀旭.多轴转向车辆单轴转向系统的匹配模型[J].机械设计与制造.2014（8）.

[2]王云超，张小江，周梅，郑东强.多轴液压助力转向系统匹配设计研究[J].中国机械工程.2013（10）.

[3]李渭军，张伟.SX6733GE81城市客车液压助力转向系统的匹配设计[J].客车技术与研究.2011（3）.