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一、工作原理
6 L& I# S, \3 E# k9 I! H三維網技術論壇
2 @5 z, _/ n( I& g/ p三維網技術論壇 轉向泵主要有葉片、齒輪式、柱塞式等幾種。從目前國內發展來看，推廣使用最多的為葉片泵。主要零件有定子、轉子、配油盤、葉片、泵體及后蓋等。泵體內裝有流量控制閥和安全閥。當泵工作時滑閥有一定開度，使流量達到規定要求，多余的流量又回到泵的吸煙腔內。若油路發生堵塞或意外事故，使系統壓力超過泵的最大工作壓力時，安全閥打開，滑閥全部開啟，所有壓力油均回到吸油腔，對系統起安全保護作用。 三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa9 M3 ~: R5 X) I6 p: x! ]
+ a7 k3 A7 q% ~! O8 F- G3 R2 f: f三維網技術論壇 二、使用與維護注意事項
5 ~- k3 a4 ~8 W/ `9 Q; }! l! [/ Q三維網技術論壇三維網技術論壇0 y E8 {5 p1 J* M# g5 z
1、正確選擇所用液壓油的牌號，否則會影響泵的效率及壽命。 www.3dportal.cn- j; A8 s5 o2 v! c0 v
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2、所用液壓油必須清潔，經常檢查，定期更換油泵吸油路上的濾油網。司機在加油時，必須備有過濾裝置，確保油液的清潔度。并經常檢查、清洗或更換過濾裝置，保持油路暢通。 三維網技術論壇5 i! b6 j: i/ c9 F" |
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3、若較長時間不使用轉向泵，重新起動時，不得立即滿負荷工作，至少應有十分鐘的空載運轉時間。
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0 b5 X* |% z, b" k" \0 N1 G三維網技術論壇 4、使用時應經常檢查轉向泵有無滲漏現象，運轉是否正常，有無沖擊或異常噪音，以便及時發現并排除故障。www.3dportal.cn* p; I% Z" A8 M* q$ U+ I: j
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有關汽車轉向系統的設計問題三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa' C4 c" L2 j+ | T* L* R D
汽車轉向系統的匹配設計
1 p9 B; a$ u4 D三維網技術論壇三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 D0 U! g; ]: W y
一.動力轉向系統配套設計
, l( F K; a0 ], N; V8 d三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 調查汽車在超載運營時的前橋載荷（雙前橋轉向時需要調查雙橋載荷之和）；www.3dportal.cn4 k8 B& V6 Y m0 G J
2 調查汽車廠助力方向機的規格，根據經驗，前橋載荷p≤5500kg時可選擇d=100mm缸徑助力方向機，其它載荷可以根據 P/5500 = d2/1002進行計算，助力方向機的缸徑系列為70mm、80mm 、90mm、100mm、110mm等，助力方向機缸徑選擇過小會使助力轉向液壓系統容易產生故障。
3 s: e. X0 q M% R三維網技術論壇3 核算助力方向機流量需求。保證有足夠的助力性能，在典型路面（非水泥路面、土路、鄉村公路）上，汽車按實際最高載重量，原地打方向時方向機進油壓力為7~13MPa。低于7MPa可以考慮減小方向機油缸直徑，高于13MPa時應考慮加大轉向器油缸直徑。。www.3dportal.cn! ?4 g! i% N7 M4 I! f
方向機最高壓力限制（安全壓力）：按典型公路重載原地轉向時測試壓力除以0.85，建議不要超過15MPa，一般建議使用12~13MPa安全壓力，安全壓力越高可靠性越差。
1 H& v* s6 t+ b6 r# ]5 j3 k! m前橋載荷 方向機型號及主要性能參數 轉向泵流量要求 入口端所需提供的轉向泵壓力要求三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa$ V, v8 I; [7 n
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4 確定轉向泵在發動機上的安裝位置及進出油口位置，給出一個尺寸范圍，這樣轉向泵廠家方便設計性能更好的轉向泵。
- [$ }/ ?9 \) |3 }5 將轉向泵安裝連接尺寸、進出油口位置尺寸、方向機流量需求及安全壓力提交轉向泵生產廠家，轉向泵生產廠家根據提供的參數要求設計匹配的轉向泵。
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二.動力轉向泵的配套設計www.3dportal.cn9 R- k+ n2 F9 @9 H
1 動力轉向泵的最大壓力：三維網技術論壇- p1 q- n$ B$ [2 I, Q# Y; W
考慮從轉向泵的出口到方向機的進口之間的管路損失，在選擇轉向泵的最大壓力時，應使轉向泵的最大壓力：PP= P1+△P
" E# ]" g) M; C8 VP1 為方向機的最大壓力; △P為管路損失,一般取(0.3-0.5)MPa，如果壓力已經很高，轉向卻依然沉重，只能是加大缸徑。如果壓力PP＜P1 ，必然會轉向沉重或是打不動方向盤。 J, c" v3 T9 z1 L' W3 G
動力轉向泵應有可靠的壓力裝置，任何情況下，輸出壓力不能高于其許可的最大工作壓力。若該輸出接口用來驅動其他附件，應得到相關部門審查認可。
a( M' `1 V f$ p5 c$ Vwww.3dportal.cn2 動力轉向泵的控制流量 Qp：三維網技術論壇1 D9 c( _" n S; ~- o; F! L+ l3 x
一般取Qp≥（1.05-1.1）Qmax.三維網技術論壇9 ?% n" u- L1 ^, E. t/ c0 C
Qmax 為方向機所需的最大流量.
( s. [. D6 ]* s/ u- `: Y三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa3 動力轉向泵的公稱排量：
( A1 F& ]* q& n5 S( h; M l, y三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江根據怠速時(轉向泵轉速一般為650-750 r/min)，方向機所需的流量，選擇轉向泵的排量，低速時（轉向泵轉速一般在1200r/s以下）轉向泵輸出的流量與排量之間的關系為：
% {. l0 P5 O& e5 ~三維網技術論壇Q=qt* n 其中 qt 為泵的理論排量；n 為怠速時轉向泵的轉速。
+ ^8 T2 w7 ?% A轉向泵的排量過小，容易出現怠速時轉向沉重，排量過大，系統容易發熱。 B% k1 z& ?% n% X2 b. c, M8 u4 ?
4對應發動機特征轉速下的轉向泵實際流量要求（怠速，最大扭矩轉速，標定轉速）。 ( p) m; t5 c' y) X5 F# ^0 A6 @
1 b5 U# T! w- ~. E三維網技術論壇三. 儲油罐的選擇：www.3dportal.cn6 p6 k) h7 e, @3 u& u% Y6 I; J
1 儲油罐容積選擇：考慮系統的供油、散熱、油中雜質的沉淀等，一般取油箱的容量：
( P6 K9 ~- c" O三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxaV=（0.15—0.2）Q1。
* b# }8 L N z' N0 W三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江Q1為轉向泵的最大輸出流量。www.3dportal.cn% B1 u4 t6 u7 L, S p5 h/ I
2 儲油罐的散熱能力：一般希望轉向系統的油溫控制在80℃以下。如果油溫超過88℃，液壓油將很快變質：形成碳化物，液壓油失去潤滑功能，轉向泵將急劇磨損，造成轉向沉重；析出膠狀物質，堵塞阻尼孔或卡滯控制閥，使整個動力轉向系統失效。油溫過高，還將使整個系統中的密封件加快老化，密封不良而造成漏油。在大流量及高壓力的轉向系統中，儲油罐的散熱已經不能保證油溫在80℃以下了，這時須附加專門的散熱系統。
2 c/ R7 P6 {7 f! z" D3 轉向系統一般采用回油過濾方式，根據系統管路工作壓力、過濾精度、流通能力選擇濾油器。汽車轉向系統中，過濾精度一般取10-20μm，壓力損失小于0.1MPa。如采用進油過濾，其銅絲網目數一般在100~180目之間。5 @4 Z V- c7 S- K2 Q/ Y
4 液壓轉向泵為葉片泵時，其自吸能力較差，應注意液壓油罐的正確安裝位置，要求油罐出油口位置高于液壓轉向泵進口20mm以上，同時管路盡可能避免轉彎，如不可避免時，轉彎角度和轉彎半徑應盡可能大，避免管路的壓力損失。三維網技術論壇* E) h7 V6 B" \ u7 g
5 在儲油罐中，建議設有壓差信號發生器及安全閥。壓差信號發生器是在過濾器堵塞時，把信號傳遞到駕駛室，提醒司機該換濾芯及更換液壓油了；安全閥是在濾芯堵塞時，使油從旁路流過，從而保證行駛安全。 三維網技術論壇3 v, F! z; l2 k
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四.轉向管路 進、出油管的選擇：
' R. y2 w/ q8 e( q3 {1 {* V$ d7 \三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 管路材料的選擇：油管可以是軟管、鋼管或混合式。軟管又分為高壓鋼絲編織耐油軟管、高壓耐油塑料軟管及低壓簾線編織耐油軟管；鋼管為高壓無縫鋼管，材料一般為20鋼或08F鋼。
& {2 ]) Q8 |" u: O2 W+ Z, o. b- D三維網技術論壇對于油管和選用，無論是鋼管、耐油膠管或塑料管，都必須根據系統的工作壓力進行選用。建議不采用高壓鋼絲編制耐油軟管，避免因溫升膨脹而縮小管路內徑，最好采用高壓鋼管。三維網技術論壇& K+ B" ]7 L' d q) f
2 管路內徑的選擇： 三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江3 s4 @" \+ p; _5 { a# n4 _$ p
管路內徑的選擇：根據管道內的流速，確定管道內徑尺寸，允許流速的推薦值為：
; M6 n8 u1 ?8 J$ y0 |) u4 k9 Z/ Ewww.3dportal.cn1） 液壓泵吸油管道：0.5～1.5 m/s.一般取1 m/s以下。
) b; r0 E1 y: G. }, G& U% l* L8 v三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa2） 液壓系統壓油管道：3～ m/s.壓力高時取大值。三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江+ D4 Z# Z5 {; e9 e7 k1 ]) Y$ g
3) 液壓系統回油管道：1.5～2.5 m/s。看，
[6 q# p+ K; z9 x, D4 O% o管道內徑與流量、流速的關系式為：三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1 R9 |! ^/ k; i
d=（4Q/πv）0.5 www.3dportal.cn" _+ F* F: V ]* f" e
其中d為管道內徑，Q為通過管道的流量，v為管道內液流平均流速。
9 `1 @9 N% r( A9 o4 {三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa管路內徑經驗值，可以參照下表：
: b' [4 g4 ~' H4 W5 b; z三維網技術論壇轉向泵控制流量 進油管路最小通徑 出油管路最小通徑三維網技術論壇4 Q; M2 A- b6 n* c8 e, Q
8L/min φ8 φ5三維網技術論壇6 U$ S. `% c6 @+ P
11.5L/min φ10 φ6三維網技術論壇: d$ q6 K$ u! c2 a
15L/min φ11 φ7三維網技術論壇3 s) A$ Q2 w \8 H6 U* `. ~
16L/min φ11.2 φ7.2
) z& W+ c) E& G* D @7 Hwww.3dportal.cn20L/min φ13 φ8
. y m# T2 E1 Y. Bwww.3dportal.cn 以上管路內徑是管路長為500mm時的經驗值，當管路每增加△l=500mm 時，管路內徑增加△d=2mm。
" z" e- z. ~" w三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa配套時保證管路密封合格，進油管漏氣漏水時會使液壓油變質，這一點很容易被忽視。管路直徑不能過小，進油管口徑過小時會引起吸空，產生氣穴現象，出油管直徑過小時會產生阻尼，引起系統壓力升高，系統可靠性變差。三維網技術論壇* l) E) |- ]. K1 S
3 方向機及進出油管必須保持清潔，不允許有鐵屑、鐵銹等雜質。
. x4 U5 d' Y4 q三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa6 X8 b! ~/ |0 i( R! S5 ], H
五.轉向器機參數校核三維網技術論壇 r. `5 r& X5 s3 F5 Y8 A
1．轉向力矩計算：: e5 P) T# _7 F j% ~. @4 I* O
• Mr＝[f×（G 13÷P）1/2]÷3. Z+ k0 d$ [+ N' I5 m5 ]3 }) P
• Mr-----在瀝青或混凝土路面上的原地轉向阻力矩，N.mm；三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa" Y5 S9 e( c2 v& l; `' o0 z- Z
• f--------輪胎與地面間的滑動摩擦系數，取0.7；三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa, d! r' R( ~- ~( R {
• G1-----轉向軸負荷，N；
7 v/ n) O( \) F/ A$ y/ K* I• P-------輪胎氣壓，MPa；
: x4 Y" C' b- V2．壓力計算：www.3dportal.cn0 ?1 Q( t& Z v* O" {* ?9 R$ F
• M＝[P×(S0－S1)×RF] 或P＝M÷[ (S0－S1)×RF]
! S, p' U8 w6 A0 p% x三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa• P-------油泵的最大工作壓力，MPa；
; z K( h/ ]! M( u• M------動力轉向器輸出扭矩，N.m；
* Y- r% n. r% k; s2 c1 z三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa• S0------油缸工作面積，㎡；三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa9 f- x$ y+ g9 |: b! {6 s
• S1------螺桿外徑所占面積，㎡ ；
) ^6 R5 k+ L' U, q M1 ~' |; q* J• RF------扇形齒分度圓半徑，m。/ Z- b/ A5 j+ G( ]$ @
3．流量需求計算：三維網技術論壇, b. r5 m; l7 ?; L+ e, E
• Q=(1. 5~2)×60ntS/K
- u! o) T2 |) {( h三維網技術論壇• n—汽車方向盤最大瞬時轉速(轉/秒)，轎車取1.5r/S, 其它車輛取1.25r/S；三維網技術論壇# G$ P; O8 x/ [4 C( v1 s8 R
• t---助力方向機絲桿螺距；
& K) I: w" S! f/ f* Q三維網技術論壇• S---助力方向機油缸實際工作面積；三維網技術論壇9 F% f) a8 f$ |8 }
• K---助力方向機效率系數(泄漏系數）。2 x2 C" B- C, E7 |8 F- F; A w7 p
• 1.5~2---經驗系數，可能與制造水平有關三維網技術論壇/ G" ~) j% H6 r7 X' E
另外一種算法：
* T; {4 ^+ I: X0 {8 v' Bwww.3dportal.cn• 理論流量為Q1，允許泄漏量為Q2，流量需求Q計算如下：
% x+ ^8 i9 ^. y" C• Q1 =60ntS三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa& b! c- L9 ~7 q9 V, r! [: h
• Q=（1.5~2) Q1 + Q2 三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa' @; C! b2 }9 b: d: N) c
www.3dportal.cn& p8 A4 W7 n4 t* l# I; j1 E
六.轉向油品的選擇：
( E+ X- Y9 }' O7 ywww.3dportal.cn1 在夏季，全國均可用航空液壓油；在冬季，長江以南仍可用航空液壓油，在長江以北，可以使用HV-32或HV-46低溫抗磨液壓油；對于8號液力傳動油或8號及10號航空液壓油.自動變速箱油等等，一年四季中在全國各地均可使用，但價格較貴。禁止型號不一致油液混用
4 R( J" p- n/ L9 e8 `4 {# n* v, ?$ xwww.3dportal.cn2 加注油料時必須經過轉向系統油罐上的過濾網過濾，禁止油液不經過過濾直接加入轉向系統油罐中。三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa, W& T3 B' p3 ?7 ~$ d* N
3 油量加注必須在油罐標尺規定的兩刻度線之間。油量加注后啟動發動機3～5min，檢查補加油料至規定標尺刻度線。過多，發動機啟動后油易溢出，既造成浪費又破壞車容；過少，易造成轉向葉片泵燒蝕。三維網技術論壇; \% |9 J# u0 T' c9 n* m
三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa; Z+ R+ i/ x% N3 W- V, g
七.注意事項:
" L; @" b* Q8 h8 G! ~- h' `' M9 Y+ ^三維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時空,鎮江1.轉向泵布置時要考慮泵體內不能有存留空氣，必要時采取排氣措施。三維網技術論壇$ T3 k; ]. n% m; W; V3 c
轉向系統排空氣，一般在轉向泵的出油口處排空氣即可，具體方法是在發動機不轉動時，擰松出油接頭，待有油漏出來后再擰緊，這時起動發動機，左右扳動方向盤，空氣便全部被排到儲油罐中，通過呼吸器排到空氣中三維網技術論壇4 e$ k9 J) K7 ]$ t7 W! v+ O- \ H
2.轉向泵和方向機的進出油口應用專用的液壓接頭，配套時注意接頭通道面積，應達到管路最小管徑面積要求三維網技術論壇2 c: s( A" ]) F5 O
3.轉向泵接頭盡量采用O型密封圈密封形式，接頭在連接時不允許涂密封膠。接頭密封形式和轉向泵進、出油口的密封形式相匹配，角度密封的選擇O型圈密封形式，端面密封的轉向泵接頭采用復合密封墊圈+銅螺母的密封形式0 {# a/ j }$ U% r2 |2 |# H
