【正文】 和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩(wěn)定性。 電動式電子控制動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于工作壓力和工作靈敏度較高，外廓尺寸較小，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。電動式 EPS 是利用直流電動機作為動力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號，控制電動機扭矩的大小和方向。其次，一般 液壓動力轉(zhuǎn)向所使用的轉(zhuǎn)向油泵的流量是根據(jù)發(fā)動機怠速時能使動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)向速度所需的供應(yīng)量來確定，當(dāng)提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速時其供油量也不斷增加，但由于動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求轉(zhuǎn)向油泵的流量如圖 圖 亦即要求隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高所要求轉(zhuǎn)向油泵的流量保持不變或下降。其中直流電動機、油泵和儲油罐制成一體稱為電動油泵總成。 圖 電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理圖 采用此種方案時用于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力大小是可變的。并確定了動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計方案，闡述了其組成部分，并以框圖的形式描述了電控液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。 動力缸的類型 根據(jù)液壓設(shè)計手冊和工作要求 。當(dāng)缸筒與缸底、缸頭、管接頭或耳軸等件需焊接時，則應(yīng)采用焊接性能較好地 35 鋼，粗加工后調(diào)質(zhì)。 本設(shè)計中缸蓋本身是活塞桿的導(dǎo)向套，所以缸蓋材料選用鑄鐵 HT200。 （ 5）活塞與缸體的密封結(jié)構(gòu) 活塞與缸體之間既有相對運動又需要使動力缸兩腔之間不漏油，因此在結(jié)構(gòu)上應(yīng)慎重考慮。在工作時，活塞桿要外伸出動力缸，很容易把 贓物帶入動力缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一段。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類。 動力缸的主要幾何尺寸的計算和選型 初選動力缸的工作壓力 動力缸是液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件。 表 按負(fù)載選擇執(zhí)行元件的工作壓力 負(fù)載 (kN) 10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 (MPa) ~ ~ ~ ~ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 根據(jù)負(fù)載由表 選取動力缸的工作壓力 MPaP ? 。 活塞桿直徑 D mm??；將活塞桿直徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列直徑 25d mm? . 對有低速運動要求的系統(tǒng)，需對動力缸缸有效工作面積進行驗算，即應(yīng)保證 minminvqA? （ ） 式中： A—動力缸工作腔的有效工作面積； minq —控制動力缸速度的流量閥最小穩(wěn)定流量，從液壓閥產(chǎn)品樣本上查得； minv —動力缸要求達到的最低工作速度。 缸筒壁厚 ? 的計算及外徑強度的校核 2[ ]ypD? ?? （ ） 式中 ? —動力缸缸筒壁厚（ m ）； yp —試驗壓力（ MPa ）， ? ； D —動力缸內(nèi)徑（ m ）； []? —缸體材料的許用應(yīng)力（ MPa ）； []bn?? ? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 18 b? —缸體材料的抗拉強度（ MPa ）； n —安全系數(shù)，一般取 5n? 。 A —動力缸 的作用面 積（ 2m ） )(4 22 dDA ?? ? D —活塞直徑（ m ） ； d —活塞桿直徑（ m ）。 油泵的計算與選型 根據(jù)結(jié)構(gòu)和原理的不同，油泵 通?？煞譃辇X輪泵、柱塞泵、葉片泵等。葉片泵輸出流量均勻、脈動小、躁聲小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、吸油特性不太好、對油液中的污染也比較敏感。 油箱與油管的計算與選型 油箱容積 V 的計算 油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，一般容量可取最大流量的 3～ 5 倍。 閥 類元件 的選型 換向閥 換向閥是利用閥芯和閥體間相對位置的不同來變換不同管路間的通斷關(guān)系，實現(xiàn)接通、切斷，或改變液流的方向的閥類。 按閥的結(jié)構(gòu)形式有：滑閥式、轉(zhuǎn)閥式、球閥式、錐閥式。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 此種換向閥具有工作可靠、壓力損失小、 內(nèi)泄漏小、 換向時間與復(fù)位時間短、 使用壽命長等優(yōu)點，并且在本次設(shè)計中要求換向閥的換向時間短，壓力損失小，從而使轉(zhuǎn)向輕便、靈敏， 所以按閥的結(jié)構(gòu)形式選擇滑閥式換向閥。 電 磁換向閥是利用電磁鐵推力，推動閥心運動以控制液流方向的。 本設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)壓力和流量選用 DBDSGK10 直動式溢流閥，其壓力范圍： ～63Mpa。動作比較靈敏，壓力超調(diào)量較小，但達到穩(wěn)定過程較長。 電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所用傳感器的選擇 車速傳感器 車速傳感器是通過檢測變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，向電子控制器提供汽車行駛速度電信號。 轉(zhuǎn)角傳感器 轉(zhuǎn)角傳感器是檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的角度和方向。價格昂貴，制造維修復(fù)雜。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 26 第 4 章 機械轉(zhuǎn)向器方案 分析 與設(shè)計計算 機械式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用比較多，根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)特點不同，可分為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器和蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器等。反沖現(xiàn)象會使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動又會造成打手，對駕駛員造成傷害。拉桿與齒條用螺栓固定聯(lián)接 (圖 )，因此，兩拉桿與齒條同時向左或右移動，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開有軸向方向的長槽，從而降低了它的強度。此外，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角，為此因與黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 總體布置不適應(yīng)而遭淘汰。 V形和 Y形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省 20％，故質(zhì)量?。晃挥邶X下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動； Y形斷面齒條的齒寬 可以做得寬些，因而強度得到增加；在齒條與托座之間通常裝有用減摩材料 (如聚四氟乙烯 )做的墊片用來減少滑動摩擦。 圖 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 。裝載量不大、前輪采用獨立懸架的貨車和客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 齒條斷面形狀有圓形 (圖 )、 V形 (圖 )和 Y形 (圖 )三種。 側(cè)面輸入、一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭微型貨車上。 圖 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的四種形式 采用側(cè)面輸入、中間輸出方案時，由圖 ，與齒條固連的左、右拉桿延伸到接近汽車縱向 對稱平面附近。與其 它形式轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動效率高達 90％；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，可自動消除齒間間隙，如圖 ，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積??；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。 本章小結(jié) 本章主要是進行動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓動力部分的設(shè)計，其中包括轉(zhuǎn)向 動力缸的選型、其主要零件的結(jié)構(gòu)、材料的選擇以及動力缸的設(shè)計計算、轉(zhuǎn)向油泵的計算與選型、油箱與油管的計算設(shè)計以及各種控制閥、傳感器的選擇等。 前者的成本低，但受溫度與磨損影響易發(fā)生漂移、使用壽命較低，需要對制造精黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 25 度和扭桿剛度進行折中。其中霍爾效應(yīng)式車速傳感器應(yīng)用廣泛。且用以限定轉(zhuǎn)向油泵的最大流量。公稱直徑： 6～ 30mm。電磁換向閥只是采用電磁鐵來操縱滑閥閥芯運動，而閥芯的結(jié)構(gòu)及型式可以是各種各樣的，所以電磁滑閥可以是二位二通、二位三通、二位四通、三位四通和三位五通等多種型式。 按控制方式換向閥分為電磁換向閥、液動換向閥、電液換向閥、機動換向閥、手動換向閥。 按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)有：二位二通閥、二位三通閥、二位四通閥、三位四通閥、三位五通閥等。 對換向閥性能的主要要求是： 1）油液流經(jīng)換向閥時的壓力損失要小 (一般 )； 2）互不相通的油口間的泄漏??； 3）換向可靠、迅速且平穩(wěn)無沖擊。 則： 油管內(nèi)徑 mmd ??? 根據(jù)管路計算結(jié)果選用 2030Q? （ HG440666）一層鋼絲編織低壓膠管。根據(jù)工況要求選擇雙作用葉片泵。柱塞泵最大特點是油壓高（油壓范圍 16～ 35MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓。 由式（ ）計算得活塞的縮入速度 6 0 8 . 2 / m invqvmA?? 動力缸油口直徑 d? 的計算 0 .1 3dD????? 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 30 .1 3 4 0 1 0 8 .2 5?? ? ? ? 10 m??? 取 7d mm?? 式中 d? ——動力 缸油口直徑 ()mm D ——動力 缸 內(nèi)徑 ()m ? ——動力 缸 最大輸出速度 ( min)m ?? ——油口液流速度 ()ms 缸底厚度 h 的計算 0 .4 4 3 [ ]yh D p ?? 30 . 4 4 3 4 0 1 0 1 . 5 1 6 0?? ? ? ? ? 1 10 m??? 式中 h——缸底厚度 ()m D ——動力 缸 內(nèi)徑 ()m yp ——試驗壓力 ()MPa []? ——缸底材料的 許用應(yīng)力 ()MPa 活塞桿直徑的強度校核 214[]Fdd???? （ ） 式中 d —活塞桿直徑（ m ）； F—動力缸負(fù)載（ KN）； []? —活塞桿材料許用應(yīng)力，鑄鐵 [ ] 60MPa? ? ； 1d —空心活塞桿孔徑，對實心桿 1 0d? 。 動力缸的輸出力 雙 桿活塞式 動力缸的推 （或拉） 力 F 310?? pAF （ ） 式中 F —雙桿活塞式 動力缸推力（ KN ） 。 (2)動力缸行程 s 和活塞寬度 B 的計算 根據(jù)液壓元件選用手冊和轉(zhuǎn)向器工作情況計算選擇活塞最大行程 100L mm? 活塞寬度 (? ～ 1 .0 ) 0 .6 5 2 6D D m m?? 則動力缸行程 10 (?? ~ 0 .6 ) 1 5 6D B L m m??? 取為標(biāo)準(zhǔn)值 160s mm? (3)動力缸工作時所需流量