超重型特种汽车转向液压系统设计

摘 要：经济高速增长下，特种车辆数量逐步增加，成为社会生产活动顺利进行的基础保障。超重型特种汽车由于自身特性，如何保证车辆运行安全，成为首要关注点之一。液压转向系统是超重型特种汽车的重要组成部分，通过对转向液压系统优化设计，可以大大提升车辆性能，保证超重型特种汽车运行安全。本文就超重型特种汽车转向液压系统设计进行分析，选择合理的措施改进设计，满足社会生产生活需要。

关键词：超重型特种汽车;设计改进;转向液压系统

社会生产力水平不断提升，超重型特种汽车逐渐成为现代汽车的主流趋势，而转向系统作为汽车系统的重要组成部分，直接关乎到超重型特种汽车的整体性能。随着汽车的装载能力逐步提升，车轴数量与载荷随之增长，这就对超重型特种汽车的转型液压系统性能提出了更高的要求。转向液压助力系统所产生的转向力，是系统设定的工作压力决定，液压泵决定了流量，但是很多国产大流量转向器的载荷承受能力较小，难以更好的满足多桥转向流量需要，应该进一步设计优化改进。

1 转向液压系统工作原理

超重型特种汽车在保持直线行驶中，如果方向盘保持在恒定不动状态，转向器的分配阀为中位敞开，液压泵卸载，液压油直接回到油箱。在汽车转向中，转动方向盘，致使螺杆稍微前倾或后移，导致滑阀偏离中间位置，液压泵的压力油涌现，通过液压控制集成元件保持稳压状态，使用转向器分配阀来进入到转向缸，推动转向轮转动[1]。

超重型特种汽车在行驶中，主要是通过多轴转向来实现，采用机械连接与液压助力方式来实现转向，操作较为简单、便捷，对于超重型特种汽车的机动性提升具有积极作用。满载状态下，车辆转向保持正常运行状态，如果是空载状态下行使，会造成助力过量导致超重型特种汽车转向过度出现摆尾问题，需要对超重型特种汽车的转向液压系统进一步优化设计。

2 超重型特种汽车转向液压系统设计优化

在常规的转向液压系统基础上，同设置带单向阀的节流阀、液控背压阀、开始减压阀等。转向器分配阀不在中位工作状态下，液控背压阀控制支路系统运行形成背压，操作液控换向阀来保证液压缸正常运转。节流阀是用于控制流量，调整液控背压阀阀芯的互动速度。而开式减压阀，伴随转向桥负荷的升高，系统压力也随之升高，超过低压转向器的额定工作压，确保支路压力维持恒定状态，确保工作压力始终在转向器压力以上[2]。

如果超重型特种汽车保持直线行驶状态，调整转向器分配阀处于中位状态，系统并无负载。结合液体特性，导致液体经过开式减压阀到转向分配阀后，全部回到油箱。究其根本，其原因多样，一方面是转向器分配阀设计成H型，转向液压系统无法减压，另一方面在系统无压力下，开式减压阀并无减压作用，支路无节流，液控系统保持非工作状态。汽车左转向，转向器分配阀保持平行状态，将压力油汇入到液控换向阀位置控制口，形成封闭回路，减压到液控换向阀，阀芯产生压力，推动阀芯工作，液控换向阀保持平行位置。随着转向桥载荷提升，执行系统的压力也将随之升高，超过减压阀出口压力标准值后，减压阀自动运作进行减压，保证转向器分配阀压力始终处于恒定状态，对于转向器运行可靠提供坚实保障。如果汽车在右转向时，调整转向器分配阀到交叉位置，压力又进入交叉位置形成封闭回路，开启压力促进阀芯运作，控制另一个液控换向阀到交叉位置。

3 超重型特种汽车转向液压系统技术

此种系统的技术优势突出，具有以下几个优势：①密封性。液压元件设计中，依托于密封技术实现，高压指标较为理想，整体式为15MPa，但是半整体式转向器密封性普遍未能达到高压指标，半整体转向器为8MPa，最高压力无法满足超重型特种汽车转向液压系统设计要求。所以，此种系统设计优化是必然选择，依据负载设定来执行油路压力，规避其他条件限制，保证转向器压力性能基础上，使用减压阀限定为较低压力，不仅可以满足系统的运行性能，还可以提升系统可靠性和安全性。②灵敏性。转向液压系统设计中，要求系统具有足够的灵敏性，同步运作的转向轮与转向器。基于转向器分配阀来控制液控换向阀，通过转向轮后产生一定的压力差，大概为10μs，控制阀芯单向移动耗费时间，高于控制所消耗的时间。故此，要求系统运行结果，同原本的系统性能相同。③系统散热性。由于转向液压系统自身特性，在车辆行驶中使用较为频繁，长期处于高压运作负荷下，会出现系统温度升高问题，保证系统的散热性能十分关键。在汽车的转向液压系统设计中，可以通过对油箱容积设计优化，有效解决此类问题。即便系统相较于原本系统增设了减压阀与背压总向阀，在满足系统运行需要同时，避免系统温度异常升高，减压阀无流量，仅仅起到传递压力作用。

超重型特种汽车的转向液压系统优化设计中，还要规避车辆出现摆尾现象。空载状态下，先一桥转向动作，然后其他桥转向动作;满载行驶状态下，一桥优于多桥，可以规避摆尾状态。对比分析了解到，超重型特种汽车转向液压系统改进设计中，在多桥油缸前设置防偏摆阀，可以大大提升转向液压系统性能，保证车辆安全行驶。

4 结论

综上所述，超重型特种汽车较为特殊，整体车辆运行载荷较大，优化转向液压系统设计十分重要，很大程度上关乎到车辆的行驶安全。所以，可以結合实际需要选择合适的转向器分配阀，提升主系统压力，使用一个转向器控制液压系统，确保转向轻便、安全，车辆正常行驶。

参考文献：

[1]彭京，牛慧峰，李振宝，刘晓聪，姜万录.阀控非对称缸全液压转向系统建模与动态性能分析[J].机床与液压，2019，47（20）：138-143+191.

[2]陈勇，胡久强.载货汽车液压助力转向系统测试方法研究与应用[J].重型汽车，2018，23（03）：29-31.

作者简介：刘军（1970-），男，广西恭城人，本科，工程师，研究方向：车辆、设备等。