序言:專業(yè)知識分享,提升專業(yè)技能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介:控制車輛行駛方向系統(tǒng)1)車輛行駛時維持安全性/能夠輕松轉(zhuǎn)向2)性能要求:安全性,快速反映性,輕便性。齒輪齒條轉(zhuǎn)向:靠小齒輪與齒條相嚙合帶動齒條左右直線運動,結(jié)構(gòu)簡單、路感傳遞直接。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向:
序言:專業(yè)知識分享,提升專業(yè)技能
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介:
控制車輛行駛方向系統(tǒng)
1) 車輛行駛時維持安全性/能夠輕松轉(zhuǎn)向
2) 性能要求 : 安全性 , 快速反映性 , 輕便性。

齒輪齒條轉(zhuǎn)向:靠小齒輪與齒條相嚙合帶動齒條左右直線運動,結(jié)構(gòu)簡單、路感傳遞直接。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向:利用滾珠傳遞轉(zhuǎn)向力,越野車及運貨車上使用較多。
電動轉(zhuǎn)向:主要靠ECU控制電機轉(zhuǎn)動,通過電機及減速機構(gòu)傳遞轉(zhuǎn)向力,此結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)今主流,H2車型即為EPS。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成:動力轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向管柱、轉(zhuǎn)向器總成、轉(zhuǎn)向油管。
動力轉(zhuǎn)向油泵:提供動力,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)生油壓。
轉(zhuǎn)向管柱總成:傳遞方向盤力及轉(zhuǎn)動方向。
轉(zhuǎn) 向 器 總成:實現(xiàn)車輪左右轉(zhuǎn)動。
當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤時,使閥套與輸入軸之間閥槽間隙發(fā)生變化,從而使得流向兩個工作腔的液壓油形成油壓差。該油壓差作用在活塞上推動活塞克服轉(zhuǎn)向阻力而產(chǎn)生位移,從而帶動轉(zhuǎn)向拉桿總成移動實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。此時齒條在液壓缸往復(fù)直線運動,齒條兩端護(hù)罩作伸縮運動,下面將重點介紹一下轉(zhuǎn)閥的工作原理。
轉(zhuǎn)向器要求
轉(zhuǎn)向器要求分為:性能要求及質(zhì)量要求
一、性能要求:
1、轉(zhuǎn)向器型號及形式
2、轉(zhuǎn)向力特性要求
3、轉(zhuǎn)向靈敏度要求
4、內(nèi)外泄漏要求
5、殼體與液壓缸拉脫強度
6、耐腐蝕要求
二、質(zhì)量要求:
1、轉(zhuǎn)向器總成工藝要求
2、轉(zhuǎn)向器工作環(huán)境要求
3、轉(zhuǎn)向器出廠,輸入軸處于中間直線形式位置。
轉(zhuǎn)向機主要部件解析
轉(zhuǎn)閥、齒條解析
轉(zhuǎn)閥主要零部件分為:
輸入軸、閥芯、閥套、扭桿、齒輪、密封環(huán)。
轉(zhuǎn)閥、齒條解析
材料:40CrMo GB/T3078-1994
主要技術(shù)要求
1.齒形參數(shù):模數(shù)1.75、齒輪齒數(shù):9(右旋)、中心距16.1,、傳動比:52.33.
2. 熱處理:高頻淬火。
3.無有害毛刺、飛邊、打傷;
4.全面涂防銹油;
5.熱處理后充分校直;
6.齒面光滑,無有害傷痕等;
扭桿
材料:50CrVA GB/T1222或SAE9254
主要技術(shù)要求
1.扭桿剛度;
2. 疲勞強度200萬次疲勞試驗。
3.扭桿金相組織和機械性能滿足技術(shù)規(guī)范;
4.不允許有磕碰傷、飛邊毛刺。
轉(zhuǎn)閥工作原理
從泵流出的壓力油,閥和輸入軸的邊部組成的縫隙敞開著(以后簡稱“開口”),壓力油經(jīng)左右兩端開口部,由于此時液壓缸左右兩邊對稱, 兩端壓力相等,直接通過回 油路流入油箱,再到循環(huán)到泵,此中狀態(tài)也是泵壓力最小的狀態(tài) 。由于此時液壓缸左右兩端的壓力相等,因此不產(chǎn)生任何助力。
轉(zhuǎn)向器輪右轉(zhuǎn)時,從管拄部的回轉(zhuǎn)力通過花鍵傳向輸入軸,但是,由于車輪的反力[回復(fù)力],齒輪軸和輸入軸之間產(chǎn)生一個相對的扭動。根據(jù)這個相位差,槽部的左右兩端的開口也就產(chǎn)生了一個右>左的開口面積差,流量也變大,因為這個,液壓缸內(nèi)部產(chǎn)生了一個同時流入的流量差,同時對從左液壓缸返回的油的回油側(cè)開口面積也變大。此時活塞環(huán)左右兩端的壓力差上升,由于左右壓力差產(chǎn)生了液壓助力。
轉(zhuǎn)閥性能解析
通過轉(zhuǎn)閥控制轉(zhuǎn)向器輸出力矩,通過改變閥芯與閥套角度改變轉(zhuǎn)向力,轉(zhuǎn)向力分為三個區(qū)域:不靈敏區(qū)、低速行駛區(qū)、高速行駛區(qū)。
①流量對轉(zhuǎn)向力的影響
當(dāng)轉(zhuǎn)向器內(nèi)的轉(zhuǎn)閥閥口全開狀態(tài)下,轉(zhuǎn)向泵給予轉(zhuǎn)向器的流量未達(dá)到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速的要求時,會造成轉(zhuǎn)向器活塞的隨動運動滯后,轉(zhuǎn)向力會增大。
②系統(tǒng)壓力對轉(zhuǎn)向力的影響
當(dāng)轉(zhuǎn)向泵空載流量足夠,在由于泵內(nèi)安全閥調(diào)整壓力過低,在轉(zhuǎn)向加載時,系統(tǒng)安全閥已局部開啟,會造成泵的輸出流量減小,也會使轉(zhuǎn)向器活塞運動滯后轉(zhuǎn)向力增大。
轉(zhuǎn)向器扭桿參數(shù)對轉(zhuǎn)向力的影響扭桿剛度會直接影響轉(zhuǎn)向力大小,當(dāng)扭桿剛度過大時,會使轉(zhuǎn)向力增大
扭桿扭矩計算:
M=πGd4θ×10-2/32L
M—— 轉(zhuǎn)向軸扭矩 N?m
G —— 扭桿剪切彈性模量
G =8000kgf/mm2
d —— 扭桿直徑 mm
L —— 扭桿計算長度 mm θ —— 扭桿兩端相對轉(zhuǎn)角 rad
殼體、拉桿、護(hù)罩
材料:ZL107 GB/T1173-1995
主要技術(shù)要求:
1.鑄造方法壓力鑄造
2.鑄造質(zhì)量,有無氣孔、砂眼、縮松等缺陷,內(nèi)部≤Φ3mm,密封部位不允許有,表面≤ Φ1mm;
3.閥套配合部尺寸和粗糙度;
4.清除加工毛刺、飛邊;
5.未注尺寸公差GB/T6414-1999 CT6;
6.進(jìn)回油孔內(nèi)部尺寸和空間位置滿足客戶要求。
殼體和缸筒結(jié)合強度試驗
試驗方法:將總成殼體端剛性固定,對缸筒施加不小于4倍轉(zhuǎn)向器最大輸出力的軸向拉力載荷。
內(nèi)球頭啟動和擺動力矩:
a) 內(nèi)球頭啟動力矩最大7 N?m;
b) 啟動后擺動力矩2 N?m~6 N?m內(nèi);
c) 旋轉(zhuǎn)力矩最大6 N?m。
內(nèi)球頭擺動耐久:
a) 內(nèi)球頭的內(nèi)球節(jié)在直徑方向的位移小于0.15 mm/980 N;
b) 內(nèi)球頭的內(nèi)球節(jié)在軸向的位移小于0.10 mm/980 N。
內(nèi)球接頭磨損試驗(內(nèi)球頭擺動耐久)
試驗方法:橫磨損試驗采用的樣件為剛度試驗的上下極限樣件。溫度:80℃,試驗力:±5.3kN,試驗頻率:f=1~3Hz,正弦,擺角:最大擺角的40%,f=1~3Hz,旋轉(zhuǎn)角:±30°,f≤3Hz,循環(huán)次數(shù):3×105,試驗后進(jìn)行彈性剛度測試。
合格標(biāo)準(zhǔn):磨損試驗前:在±3kN時允許的最大軸向位移為0.10mm;磨損試驗后:在±3kN時允許的最大軸向位移為0.40mm 。
試驗要求:
1、水浸試驗
將轉(zhuǎn)向器沉浸在1米深的水槽中轉(zhuǎn)動100個循環(huán),轉(zhuǎn)向器防護(hù)套內(nèi)無水進(jìn)入;
2、氣密性試驗
對防護(hù)套內(nèi)部充氣,壓力達(dá)29.4KPa時保持1min無空氣泄露。對防護(hù)套內(nèi)部抽氣,壓力為-29.41KPa時無空氣吸入
3、耐久試驗
拉桿最大擺角:±30°、行程:±71;
行程運動頻率:壓縮頻率:1HZ,擺動頻率:3HZ。
1)-40±3℃,5000行程;
2)76±3℃,45000行程;
3)127℃到135℃,62500行程,每樣件回溫度到-40±3℃重復(fù)上述步驟4次。
轉(zhuǎn)向機調(diào)整機構(gòu)
當(dāng)轉(zhuǎn)向機間隙調(diào)整后,調(diào)整機構(gòu)可阻止齒條由于受到外來瞬間沖擊影響而脫離齒條,保證齒輪齒條在整個傳遞過程中,始終處于嚙合狀態(tài)。我司轉(zhuǎn)向器嚙合間隙控制于0.1mm以下,間隙的變化將會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向機打方向異響。
轉(zhuǎn)向機性能試驗:
轉(zhuǎn)向機主要試驗項目:
1、閥特性試驗
2、泄漏試驗
3、齒條軸向移動力試驗
4、靜妞強度試驗
5、逆向超載試驗
6、齒條強度試驗
轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)工藝:
轉(zhuǎn)向機總成裝配共計19工位,其中關(guān)鍵工序共計7項。
1.安裝轉(zhuǎn)向機支座
2.清洗工序
3.油封壓入
案例解析
液壓式動力轉(zhuǎn)向器主要故障分為:漏油、異響
轉(zhuǎn)向器漏油主要原因為,液壓缸及輸入軸油封劃傷導(dǎo)致。主要為系統(tǒng)清潔度,安裝過程中齒條、轉(zhuǎn)閥磕碰導(dǎo)致油封唇口劃傷。
轉(zhuǎn)向器裝車后,原地(怠速時或加速時)左打方向,到極限后,猛回方向,突然出現(xiàn)“嗡”一下,聲音明顯。通過攻關(guān)、分析,發(fā)現(xiàn)造成該問題的主要原因為:
1)轉(zhuǎn)閥在突然換向時由于壓力流量突變產(chǎn)生振動;
2)產(chǎn)品在高壓區(qū)的靈敏度高;
3)轉(zhuǎn)向器輸出擺角大。
通過采取增大閥芯阻尼、降低閥高壓區(qū)靈敏度、增加回油阻力、減小轉(zhuǎn)向器輸出擺角等措施,問題得到了有效解決。現(xiàn)將攻關(guān)過程中的一些經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié),與大家共享。
1、改進(jìn)方法一——增大閥芯阻尼
改進(jìn)基理:在閥芯和閥套之間存在一個阻尼環(huán),其作用是抑制閥芯在液流沖擊下的振動;以及在轉(zhuǎn)向時使液流變化趨于平穩(wěn)。適當(dāng)增加其阻尼效果可以有效的降低系統(tǒng)噪音。
2、改進(jìn)方法二——減小閥芯回油孔徑
改進(jìn)機理:通過減小閥芯回油孔徑,增加回油阻力,減弱液流沖擊引起的振動,消弱噪音。
3、改進(jìn)方法四——閥芯改為雙平面結(jié)構(gòu),降低高壓區(qū)靈敏度
改進(jìn)機理:改進(jìn)前后的轉(zhuǎn)閥曲線壓力上升的初期基本一致,但是在進(jìn)入高壓區(qū)以后,改進(jìn)后的斜率明顯降低、壓力增速放緩,即壓力對方向盤回轉(zhuǎn)的響應(yīng)速度降低,從而降低壓力突變減少振動。
小米點評:專業(yè)知識分享,提升專業(yè)技能,希望可以幫助到大家。