汽车液压动力转向器特性分析及检测系统研究

邹理炎 虞忠潮（杭州世宝汽车方向机有限公司，浙江 杭州 310018）



汽车液压动力转向器特性分析及检测系统研究

邹理炎 虞忠潮
（杭州世宝汽车方向机有限公司，浙江 杭州 310018）

摘 要：在汽车驾驶的过程当中，汽车动力转向器有着极其重要的作用，一般来说，在现在大多数乘用汽车当中普遍采用转阀式齿轮齿条液压动力转向器，而随着大量高级轿车的出现，在性能方面对于液压动力转向器提出了更高的要求，液压动力转向器对于汽车行驶的安全起到了重要的作用。本文从液压动力转向器的类型结构着手，分析液压动力转向器的特性，探究液压动力转向器检测系统的设计与实现。

关键词：汽车液压动力转向器；特性；检测系统

随着社会经济以及科学技术的不断发展，汽车逐渐深入到了广大人民群众的家庭当中，而在汽车行驶的过程当中，液压动力转向器起到了重要的作用，在当前以内燃机为动力的汽车当中成为了应用的主流，而随着一部分高级轿车的出现，对于转向器的性能提出了更高的要求，因此，为了促进液压动力转向器的不断创新发展，对其特性以及检测系统进行分析研究显得十分的重要。

一、液压动力转向器的类型结构

一般来说，根据液压动力转向器所使用传动副的差异性可以分为多种结构类型，较为常见的主要包括：齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，在当前汽车行业应用最为广泛的液压动力转向器是循环球以及齿轮齿条式的转向器。同时，液压式动力转向器根据液流形式的不同，可以划分为常流式与常压式两种类型。所谓常流式液压动力转向器主要是由恒流动力油源供油构成的恒流系统；而常压式液压动力转向器则是由恒压动力油源供油构成的恒压系统。液压动力转向器根据控制阀门结构的不同，可以划分成为滑阀式与转阀式两种类型。而汽车转向系统所使用的，尤其是轿车使用的液压动力转向器采用的都是转阀式齿轮齿条液压动力转向器，是一种常流整体式的结构，其与转向操纵结构的连接如图1所示。

图1中的转向盘、转向柱管、万向节以及中间传动轴等部分都属于转向操纵的部分，而动力转向器则包括了转阀、转向动力缸以及机械转向器等部分。

二、液压动力转向器的特性分析

对于液压动力转向器而言，性能指标的种类很多，其大多数都是从系统的随动性以及转向的灵敏性考虑，不同的特性也有着不同类型的评价指标。

（一）转向灵敏性

在液压动力转向器当中转向灵敏性主要指的是汽车在转向之时动作的快慢，这也是对汽车自身操纵性能进行科学衡量的一个重要性指标。在对液压动力转向器的特性分析时，转向灵敏性常常被定义成为系统进行负载的能力，也就是油压的灵敏程度，指的是转阀在工作时，输入轴转角变化引起负载压力大小的变化情况。同时，当对液压动力转向器进行静态特性检验的过程当中，也需要按照相关的标准进行，在其中转向的灵敏性是一个重要性的环节。一般来说，在进行检测分析的过程中，考虑搭配转阀零位之时，油压往往处于0.3MPa～0.5MPa，因此，可以使用转阀进油口的压力取代负载之时的压力，同时还需要对转向盘中的转角信号进行测量。

（二）转向力特性分析

在汽车行驶的过程当中，当需要转向时，驾驶员在转动转向盘的过程中，需要克服弹性扭杆发出的弹力，当这一扭矩经过液压系统进行放大之后，需要克服掉转向出现的负载，而弹性扭杆除了和自身刚度有联系之外，还与阀芯以及阀套相对的转角密切相关，这一转角往往与转向负载所形成的阻力呈现出正比的关系，造成“路感”现象的出现，也就是指作用在转向轮之上的转向阻力而使得驾驶人员产生手感，因此，液压动力转向器中的转向力特性包括这转向的轻便性以及合适的路感等两个方面。一般来说，汽车液压动力转向器在进行动力输出的过程当中，所输出的力主要包括两个部分：其一是转向时由驾驶员操纵手力而引起的转向输出力；其二是液压动力转向器发出的辅助性动力。

（三）回正性能

液压动力转向器的回正性能主要指的是，路面上回正力矩传导至转向盘之时，使得转向盘自动回正的能力，一般来说，回正性能在进行表示之时，需要使用转向盘转角相对于路面阻力的相应能力。回正力矩是由侧向力以及垂向力的相互作用而产生的，其中由于侧向力的出现会产生出两种类型的回正力矩，这两种回正力矩与轮胎的拖距以及主销后倾距有关联，共同构成了车轮转向时所遇到的阻力矩；而对于垂向力而言，根据这种力而出现的重力回正力矩和前轴负荷以及转向角有着密切的联系，呈现出正比的关系。随着汽车速度的不断增加，轮胎接地面积滚动的成分也呈现出增加的趋向，而转向所遇到的阻力距也会逐渐地降低。但是，汽车如果采用高速行驶之时，因为轮胎偏离而造成的自动回正力矩，就会使得轮胎的平面与其行驶的方向形同一致。

图1 齿轮齿条液压动力转向器与转向操纵结构连接示意图

三、液压动力转向器检测系统的设计与实现

（一）检测系统设计的要求

就目前而言，液压动力转向器的检测系统主要可以分成性能试验以及可靠性试验等两种类型，根据我国现行的汽车动力转向器相关的法律规范，对于动力转向器的生产质量有着严格的要求。在我国转向器试验的标准主要是QCT/529，530-2000等，汽车动力转向器总成技术条件为QC/T 29096-1992。根据汽车动力转向器技术条件当中关于疲劳试验的相关要求，无论是正向还是逆向驱动，所使用的加载值都需要进行等值加载，而我国各大企业在进行汽车转向器性能加载之时也是按照这一要求，在进行转向器试验的过程中，仅仅之时调整好了加载之时的压力，限制了新型试验方式的出现。

（二）检测软件的设计

在对汽车液压动力转向器进行检测之时所使用的检测软件，主要是以确保试验顺利为目的的，在进行检测软件设计的过程当中，需要保证功能的完善、操作便捷以及运行可靠等，良好检测软件的设计能够确保软硬件之间实现更好地结合，把检测的过程清晰地展现出来，有助于问题的解决，为相关的试验人员以及操作人员创造良好的工作环境。在检测软件设计的过程当中，需要保证界面友好、具备自检功能以及能够对重要的参数进行设定以及修改

在设计汽车液压动力转向器检测系统关键性的部分就是人机操作界面的设计，这就要求需要根据对转向器不谈性能的试验检测，构建好不同的流程图，正确进行程序的编写，确保每一个模块都能够得到独立性的设计。一般来说，在设计之时需要根据液压动力转向器在疲劳度实验检测中的项目建立好主程序，主程序中需要包含三个子程序，保证每一个子程序都能够执行好各项试验。在进入到主程序的操作界面之时，可以直接选择好所要进行实验的选项，当点击到“正向检测”之时，就可以进入到检测的子程序当中。

结语

综上所述，汽车液压动力转向器作为汽车行驶中进行转向之时重要的部件。随着时代的发展，对其提出了更高的要求，本文介绍了液压动力转向器的类型结构，并对转向灵敏、转向力以及回正等性能进行了综合的分析，阐述了液压动力转向器检测系统的设计与实现，为液压动力转向器更好的发展提供了必要的借鉴。

参考文献

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中图分类号：U463

文献标识码：A