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动力转向系统培训资料
一、动力转向系统的组成与特点
动力转向系统是利用发动机的动力来帮助驾驶员进行转向操纵的装置，它是在机械转向系统上增加了一套供能装置，这套供能装置把发动机的机械能转换成液压能（或电能），再把液压能（或电能）转换成机械能，作用在转向轮上帮助驾驶员进行转向。与机械转向系统相比动力转向系统具有以下特点：
1、由于供能装置的助力作用，大大减轻了转向盘上的转向力；
2、由于解决了转向轻便问题，允许转向车轮承受较大负荷，并可根据总布置要求合理的选择转向器速比（或合理选择转向盘圈数）即提高了转向灵敏性，又增加了总布置的自由度；
3、由于内部油液的阻尼作用，减小了地面反冲对转向盘的影响；
4、当某个车轮爆破时，可以更好的阻止车轮的突然转向，从而提高安全性；
5、当供能装置失效时，动力转向系统仍具有机械转向系统的功能。
目前常用的动力转向系统按动力源可分为液压式和电动式。液压式动力转向系统均由机械部分和液压部分组成，实际的转向是由机械和液压两部分共同作用完成的；机械部分的目的是让来自于汽车方向盘上的力按正确的路线传递，即输入轴→转向螺杆→转向螺母→转向臂轴并放大；液压部分的目的是使方向盘操纵灵活轻便，并提高操纵稳定性。典型的液压式动力转向系统由机械转向器、控制阀、助力缸、转向油泵、转向油罐及液压管路组成。控制阀可根据运动形式分为滑阀和转阀两类。滑阀设计上容易使其特性曲线接近理想特性区线，在汽车高速转向段，手力与油压有直接线性关系，“路感”明显。转阀靠扭杆产生“路感”效应，而扭杆的变形与油压成二次方关系，所以要使转阀特性曲线与理想特性曲线一致是很困难的，但是设计中可以通过在其阀口上增加小阀口等结构调整，使其特性曲线接近理想特性曲线。根据不同动力转向系统的特点及各种车辆对转向系统的不同要求，液压式输出扭矩较大主要用于各种载货汽车，电动式灵敏性较高主要应用于轿车。
目前我厂产品采用的动力转向系统均为液压式，主要包括整体式动力转向器、转向油泵、转向油罐及液压管路，其中整体式动力转向器是由机械式转向器、控制阀和助力缸三部分构成的。
二、动力转向系统的工作原理
转阀主要由扭杆、输入轴（阀芯）、阀套、转向螺杆（阀体）组成。
1、平衡状态
当方向盘处于自由状态时，整个转向液压系统通过阀体和阀套上的预开间隙联通，液压油通过转阀分别流经助力缸的上腔和下腔，再通过回油口返回转向油罐，此时扭杆处于平衡状态，转向螺母两侧无压力差，无转向动作。
2、转向过程
当转动方向盘时，由于车轮的阻力作用，开始转向螺母不动，则阀体也不动，这样阀芯和阀体之间将出现相对转动，阀口的间隙相应的发生变化，从而使得流向对应工作腔的液压油产生与转向阻力相应的油压，该油压作用在转向螺母上推动其克服转向阻力而产生位移，带动臂轴转动从而实现转向。
3、回位过程
转向完成后，作用在方向盘上的力消失，由于扭杆的作用使得阀芯回到相对阀体的平衡位置，整个转向液压系统又恢复到常通状态，转向螺母两侧工作腔钟的压力差随之消失。然后在汽车前轮回正力矩的作用下，转向螺母和阀体将向汽车直线行驶状态运动，而阀芯在扭杆的对中作用下随阀体一起回转，直至回到汽车直线行驶状态。
三、限位卸荷阀的作用及原理
没有安装限位卸荷阀的动力转向系统，转向时当前轮转到最大角度时，前轴上的限位凸块与转向节上的限位螺钉接触，前轮被刚性固定，转向阻力无限大，液压系统压力升到最高，转向油泵处于最大负荷状态，不仅消耗发动机功率，造成燃料的不必要浪费，而且长时间在高压下工作将损伤转向油泵。同时转向杆系和前桥限位螺栓长时间承受较大负荷，将降低转向系统和前桥限位螺栓的工作寿命，甚至直接造成损坏。另外高压及内卸造成转向油泵大量发热，必然引起转向液压油温度升高，将加速转向系统密封元件的老化，严重时甚至烧毁转向油泵导致液压系统失效。
安装了限位卸荷阀的动力转向系统，当前轮转到最大角度时，通过限位卸荷阀的卸压作用，将液压系统压力降低到一个合适的压力值，可以达到节约燃料、减少液压系统发热、减轻转向杆系负荷、延长转向系统工作寿命的目的，能够有效的保护转向系统和前桥。
限位卸荷阀根据调节方式的不同可分为手动调整式和自动调整式两种。手动调整式需在转向器出厂时预先根据用户要求调整好卸和角度，而且该角度在以后使用中除非调整不会改变。自动调整式在转向器出厂时，厂家只保证一个较小的卸荷角度，用户装车时转动车轮到极限位置，卸荷阀即自动调整并记忆卸和位置。
为了保护整个动力转向系统，并利于零部件采购和车间装车，目前我厂部分动力转向器带有自动调整限位卸荷阀。
四、动力转向系统的校核
1、动力转向器和转向油泵的选择及匹配
动力转向器的主要参数有缸径、最高工作压力和最大输出扭矩。转向油泵的主要参数有最高油压和控制流量。选择动力转向器和转向油泵时，应首先根据车辆的最大前轴负荷选择相应吨位的动力转向器，然后再根据动力转向器的工作压力和推荐流量选择相应的转向油泵与之匹配。
目前我厂采用的动力转向器的缸径主要有110mm、100mm、90mm、80mm四种，对应的适配轴荷分别为8t、5.5t~6.5t、4t、3.5t。相同缸径的动力转向器的适配轴荷匹配不同，是因为转向器本身设计的最高压力不同造成的。目前我厂采用的转向油泵的最大工作压力主要有10MPa、13MPa，控制流量主要有10L/min、16L/min、20L/min。
建议今后尽量采用带自动调整卸荷阀的动力转向器，以保护转向系统的零部件。
2、转向油管的选择
转向泵厂家推荐转向系统各管路管径按下表选用：
转向泵控制流量
吸油管路最小处通径
高压管路最小处通径
10L/min
φ10
φ6
16L/min
φ11.2
φ7.2
20L/min
φ13
φ8
在不影响使用的前提下，结合转向器及油泵接口规格，目前我厂回油钢管统一采用外径为φ14mm，壁厚为1.5mm的无缝钢管，高压钢管统一采用外径为φ12mm，壁厚为1mm的无缝钢管，经市场验证，未发现有影响转向系统性能使用的现象。
另外，目前设计转向管路时，为不影响转向系统性能，一般要求整个吸油管路的内径不小于φ15mm，整个回油管路的内径不小于φ12mm，整个高压管路的内径不小于φ10mm，
3、转向油罐的选择
转向油罐的功能主要是：储存油液，向油泵及系统供油；散热、降低油液的工作温度；滤清油液杂质，保证工作油液清洁度。
转向油罐的滤清方式有两种，一为进油滤清，二为回油滤清。进油滤清可以提高进入油泵的油的清洁度，防止油罐内部的杂质进入油泵；回油滤清可以防止过滤器压力损失对油泵进油的影响。由于可以在向油罐中加油时采用滤油机加油，以把油罐内部杂质降到最低，因此采用回油滤清的方式越来越多。目前我厂采用的转向油罐均为回油滤清。
转向油罐的过滤精度是很重要的指标。其过滤装置通常采用筒式纸质过滤器，滤纸的过滤精度一般为0.02～0.1mm。筒式过滤器通过弹簧压紧在底座上，与油罐进、出油口隔开。为防止筒式过滤器上下面泄漏杂质，需要用耐油橡胶垫压在滤芯和底座间。一旦滤纸堵塞，油压力增加到一定值时，将克服弹簧压力把滤芯顶开，油不再通过滤纸而直接通过滤芯和底板间的间隙向油泵供油，以保证行驶安全。
布置时转向油罐的位置应尽量靠近油泵，且有利于转向系统的散热。保证油罐油面的正常高度高于油泵的进油口。
4、工作用油的选择
正常工作时转向系统用油的温度一般在50～70℃，在该温度下的运动粘度不低于25～44 mm2/s。目前统一选用长城润滑油公司生产的ATF-Ⅲ型汽车自动传动液代用。
五、转向传动装置的校核
设计过程中主要对转向管柱在车身上的安装位置，滑动花健的长度，及其与方向盘和转向器的连接花键进行校核。特别应注意对于车身可前翻且方向盘位置可调的转向管柱，校核其滑动花键最长状态时应将车身翻起，并将方向盘调整到最高状态。校核其滑动花键最短状态时应将车身放下，并将方向盘调整到最低状态。万向节的夹角。
另外还应用注意的校核项目有，管柱与方向盘连接处的花键参数及锥度是否相同；管柱与转向器连接处的花键参数是否相同；万向节的允许最大夹角是否满足使用要求；方向盘上的回位销是否能够碰触到组合开关上的回位机构；方向盘与组合开关包壳及组合开关包壳与仪表板的间隙是否合适；方向盘导电环与组合开关喇叭触点是否接触良好；管柱调节手柄是否有足够的运动空间；转向器机头是否在地板孔的中心，特别是地板上安装有护管的车身，校核应更加严格、准确。

自动调整卸压阀使用说明书
一、自动调整卸压阀的作用：
装有液压动力转向系统的中重型车，当全行程转向到极限位置时来自于车轮的转向阻力变成无限大，使转向系统压力达到系统最高压力，同时转向系统的每个连接件都要承受最大的转向力。这种状态如持续时间过长，会使液压系统的温度迅速升高，严重时会使油泵烧毁液压系统失效。
为了保护转向油泵及整个的转向系统，在转向机上安装了卸压阀机构。卸压阀机构的作用就是在转向快到极限位置时（即车轮离限位螺钉约3-5mm时），卸压阀机构打开，转向机高、低压腔通过一个节流孔接通，使转向到极限位置也不会达到最高压力。这样有效地控制了油温的升高和各连接件的受力，对转向系统起到了保护作用。
二、自动卸压阀的结构及原理
1、转向机结构（见图2-1）
图2-1

2、自动卸压阀结构图（见图2-2）
图2-2

3、自动卸压阀原理
（1）右转向卸压原理
当向右转向时，转向器上腔高压，转向螺母向下移动，转向接近极限位置时顶杆顶开下端钢球，高压油将上端钢球压开上腔的高压油流向下腔。上下腔间的压力差变小，卸压完成。由于节流孔的作用，所以液压油在流动过程中形成压力降，使上下腔之间还保持一定残余压力。（见图2-3）
图2-3

（2）左转向卸压原理
当向左转向时，转向器下腔高压，转向螺母向上移动，转向接近极限位置时顶杆顶开上端钢球，高压油将下端钢球压开下腔的高压油流向上腔。上下腔间的压力差变小，卸压完成。由于节流孔的作用，液压油在流动过程中形成压力降，使上下腔之间还保持一定残余压力。（见图2-4）
图2-4

三、首次使用说明
转向器总成装车前其自动卸压阀为初始状态（见图3-1），装车后需对其做首次调整：
图3-1

1、将转向桥架高，使车轮离开地。
2、使发动机保持熄火状态。
3、向右转动转向盘，使转向螺母向下移动，并遇到顶杆总成，手感阻力加大，继续用力（大约12-16 N.m）使之变短，直到阻力无限大为止。向右方向调整完毕。（见图3-2）
图3-2

4、向左转动转向盘，完成与向右同样的过程，向左调整完毕。（见图3-3）

图3-3
至此，自动调整卸压阀首次调整完毕。
四、维修与调整
当维修或更换转向系统部件后，由于各联接件的变化，要求自动卸压阀的卸压位置需重新调整，否则可能会出现提前卸压或全行程内不卸压的现象。所以需对卸压机构作复位调整。
1、左转向卸压机构复位
（1）将转向桥架高使车轮离开地面，使发动机保持熄火状态。
（2）方向盘保持直行位置。（见图4-1）
图4-1

（3）松开调整螺栓的锁紧螺母，将调整螺栓的螺纹部分全部拧进转向器。（见图4-2）
图4-2

（4）向右转动方向盘，使转向螺母向下移动直至卸压阀总成与调整螺栓接触，继续用力转动方向盘，使调整螺栓将卸压阀总成顶回到首次调整前的位置。（见图4-3）
左转向卸压机构复位完毕。
2、右转向卸压机构复位
松开调整螺栓的锁紧螺母，将调整螺栓的螺纹部分全部拧进转向器，用调整螺栓将卸压阀总成顶回到首次调整前的位置。（见图4-4）
图4-3

图4-4

.松开导杆上的锁紧螺母，用力将导杆向外拧出约12mm，再将导杆拧回原位，拧紧锁紧螺母。右转向卸压机构复位完毕。

至此，转向器的自动调整卸荷阀已经恢复到出厂时的状态，再按3.首次使用说明做一次，即可完成复位调整。
五、注意事项
1、转向器出厂后至装车调整前期间禁止随意转动输入轴。
2、初次装车或转向系统维修时，请严格按照本公司提供的使用说明书要求的步骤调整使用。
如有其他问题请与我公司联系，联系电话：[phone]
沙市久隆汽车动力转向器有限公司

助力油缸
转向油管
转向控制阀
油罐
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动力转向系统工作原理图