【正文】 主要由以下幾點： 機輔助測試系統(tǒng)，以方便數(shù)據(jù)采集，測試系統(tǒng)可直接采集輸入軸轉矩、輸入軸轉角、齒條位移、進油口壓力和出油口壓力等諸多參數(shù)，以便科研研究之用。 本實驗臺的制作因各種條件因素 的我局限，試驗臺結構簡單，功能比較單一，只適合教學展示，不適合科研研究。 5. 對本實驗臺的實驗內容和項目進行分析和設計。 工作原理進行分 析，并對液壓系統(tǒng)的機構零件進行比較、分析和選定。 本文的主要內容： 、發(fā)展歷程和前景，并分析液壓助力轉向系統(tǒng)的結構和其工作原理，對各種工況的結構情景進行理論分析。 本文主要研究液壓助力轉向系統(tǒng)實驗臺的制作，在實驗臺制作之前，要了解液壓助力轉向試驗臺的結構和工作原理。它直接影響著汽車的舒適性、平順性、操縱穩(wěn)定性和安全性，它對于確保車輛的行駛安全、減少交通事故以及保護駕駛員的安全、改善駕駛員的工作條件起著重要作用。同時指出未來汽車轉向系的發(fā)展方向和前景進行了分析。 并對實驗臺的拆裝實驗和實驗臺的維護進行介紹，同時強調了實驗臺的操作要點和注意事項。 （ 1） 實訓臺操作時先檢查助力泵液面，液面不足請及補充 ； （ 2） 實訓臺運行時請不要觸摸轉動部位 ； （ 3） 操作是應注意與旋轉件，高溫件保持一定的距離以免發(fā)生事故 ； （ 4） 操作時應嚴格遵循電控系統(tǒng)要求，嚴禁運行中插拔頭 ； （ 5） 工作前應檢查電器安全裝置是否靈敏有效 ； （ 6） 方向打死時間不宜過長 ； （ 7） ）設備使用 220V 交流電源，實訓時注意安全用電。在水平方向上再次測量這兩點間的距離 B，然后即可計算前束值。如圖 44 所示 ,測量兩前輪中心線的距離 A 和 B,其 A 和 B 的差值即為前束，即 BA=前束。直至調整到標準數(shù)值，然后路試看其是否有變動，如有變動應將其調正為止。再根據(jù)資料進行同時調整。當用手從外側向內側撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。當用手從內側向外側撫摸，胎紋外緣有銳利的刺手感覺。 前束的作用是消除由于外傾角所產生的輪胎側滑。 液壓助力轉向實驗臺的 設計 31 （ 1）前束值與轉向角符合原廠規(guī)定 ； （ 2）橫拉桿兩個接頭應在同一平面內，螺栓緊固，鎖止可靠。用同樣的方法可以測量左輪的最大左轉角 。 （ 2） 儲油罐的拆卸 松開 儲油罐的安裝支架螺栓和儲油罐進油、回油軟管夾箍，從臺架上拆下儲油罐 液壓助力轉向實驗臺的 設計 29 液壓助力轉向實驗臺常見故障與排除見表 4 所示。 4）擰緊專用螺栓的螺母。轉向油泵安裝完畢后應調整轉向油泵 V形帶的張緊度，并加注 ATF 油液。 （ 1） 轉向油泵的拆卸 l） 拆卸油泵上回油軟管的高壓軟管的泄放螺栓，排放 ATF 潤滑油； 2） 拆卸轉向油泵前支架上的張緊螺栓； 3） 拆卸轉向油泵后支架上的固定螺 栓； 4） 松開轉向油泵中心支架上的固定螺母和螺栓； 5） 取下油泵。 （ l）拆卸轉向器。 液壓助力轉向實驗臺的 設計 28 （ 6）在斷開電源的情況下轉動轉向盤數(shù)次，以便把系統(tǒng)中存在的空氣排出，并補充 ATF 油，使之達到標有 “Max”處。 （ 5）向儲油罐內注入 ATF 油，直到達到標有 “Max”處。通風管和儀表板 （ 4）安裝固定橫拉桿支架的自鎖螺母，并用 45Nm 的力矩擰緊；從車輛內部把回油軟管安裝在轉向控制閥外殼上；安裝保護網(wǎng)（防塵套）；連接下軸，安裝固定螺栓并用 25N （ 3）用 40Nm 的力矩擰緊螺母，安裝在后橫板上轉向器固定自鎖螺母，并且用 40N （ 2）在轉向油泵上安裝高壓和回油軟管，并用 40N 安裝時應注意：油泵上和在轉向控制閥上固定泄放螺栓的密封環(huán)只要被拆卸，就應該更換。 動力轉向器的拆卸和安裝 （ l） 排放轉向液壓油（ ATF 潤滑油） ； （ 2）拆下固定橫拉桿的螺母 ； （ 3）拆卸左前輪罩處的轉向器固定螺栓 ； （ 4）松開在轉向控制閥外殼上的高壓油管 ； （ 5）拆卸后橫板上固定轉向器的左邊自鎖螺母； （ 6） 拆卸緊固齒條與轉向橫拉桿的螺栓； （ 8）拆卸緊固轉向小齒輪與下軸的螺栓，并使各軸分開 ； （ 9）拆卸防塵套。 （ 4）車輪應處于直線行駛位置，轉向燈開關應處在中間位置，才可裝轉向液壓助力轉向實驗臺的 設計 27 盤，否則在安裝轉向盤時，當分 離爪齒通過接觸環(huán)上的簧片時，有可能造成損壞。 （ 2）應將凸緣管推止轉向機構主動齒輪上，夾緊箍圈口應向外，注意不可用手掰開夾箍。 檢查轉向柱有無彎曲、安全聯(lián)軸節(jié)有無磨損或損壞、彈簧彈性是否失效，如有則應修理或更換新件。 （ 8）取下轉向柱橡膠圈，松開夾緊箍的緊固螺栓，拆下轉向柱下端。 （ 6）拆下轉向柱套管的兩個螺釘，拆下套管。 （ 4）拆下組合開關上的三個平口螺栓，取下開關。 （ 2） 取下喇叭蓋，拆卸喇叭按鈕及有關接線。 液壓助力轉向實驗臺的 設計 26 本實驗臺除了做以上實驗外還可以進行液壓助力轉向系的結構和原理的認識、轉向系的拆裝和維護等試驗。當打開電機開關時，電機為油泵提供動力，液壓助力系統(tǒng)工作，此時若轉動方向盤進行轉向時就會感覺轉向十分輕便。本實驗臺轉向阻力試驗不需要精確數(shù)據(jù)，只須區(qū)別有助力和沒有助力情況下轉向的輕便型即可。這種系統(tǒng)控制方便、精度高、調節(jié)靈活，系統(tǒng)的可靠性高，無污染 [25]。 圖 43 液壓加載系統(tǒng) 6. 電機伺服加載系統(tǒng) 電機 伺服加載系統(tǒng)在轉向搖臂上加一個負載力矩，此力矩是由伺服電機提供，用以模擬轉向阻力。轉矩傳感器將轉向阻力傳遞給測試系統(tǒng)。加載裝置其模擬道路轉向阻力是由加載裝置直接向車輪提供。 這種方案雖然可以模擬各種工況下的轉向阻力但是其缺點在于磁粉一旦受潮后將直接影響整個系統(tǒng)的性能和可靠性 [25]。 磁粉制動器加載系統(tǒng)主要由轉向器、各種傳感器和磁粉制動器組成，如圖42 所示。傳感器將收集到的各種信號傳遞給 ECU， ECU 分析處理信號并產生執(zhí)行指令傳遞給電液伺服閥，電液伺服閥受到指令后控制其流量，從而控制動力缸的運動實現(xiàn)加載。 電液伺服加載系統(tǒng)主要由傳感器、控制單元和執(zhí)行器組成，如圖 41 所示。 軟件模擬系統(tǒng)主要用電腦程序、各種力學模型以及各種工況環(huán)境條件進行模擬。這種裝置結構簡單、成本低，但是彈簧產生的模擬阻力與其產生的形變量成正比，而且一旦彈簧選定，其彈性系數(shù)是不可更改，即其產生的模擬阻力是固定。本節(jié)將介紹國內外的模擬試驗臺及其優(yōu)缺點并進行模擬方案比較設計本實驗臺的模擬方案。目前測試汽車轉向道路阻力的試驗臺是汽車行業(yè)內研究的熱點課題。測得的角度就是轉向器間隙形成的角度。 將轉向器的輸出端固定 ，方向盤居中。轉向器的間隙過小，當車輪遇到地面的沖擊時，很容易將沖擊傳遞給駕駛員，造成駕駛員的緊張，如果長時間這樣容易使駕駛員恐慌。 轉向器間隙的測定 轉向器的間隙是衡量汽車轉向性能的一個重要參數(shù)。 在安裝時，將轉向器安裝 在試驗臺臺架上，輸出端不加任何負載。如果轉向器的圈數(shù)低于設計時的圈數(shù)，那么將直接導致齒條的橫向位移較小，轉向輪的偏轉角度也減小，從而使汽車的最大偏轉角度減小，汽車的轉向性能大大降低。齒輪與齒條嚙合，齒輪所轉過的圈數(shù)決定齒條橫向的位移，進而決定著轉向輪的偏轉角度。這樣可以進一步的對所設計的實驗臺進行優(yōu)化設計，提升試驗臺的設計水平，提高實驗臺系統(tǒng)的可靠性。 液壓助力轉向實驗臺的 設計 22 4 液壓助力轉向 實驗臺的試驗設計 本章將通過前面兩章機械系統(tǒng)的設計和液壓系統(tǒng)的設計，以及其結構和工作原理分析，介紹所設計的實驗臺的預期目標、實驗內容，以便后期安裝和調試。組裝完成后要對試 驗臺進行初步的檢查，以確定實驗臺組裝正確。實驗臺臺架制作完成后要對臺架進行噴漆以防銹蝕。 本章小結 本章主要對試驗臺架進行設計焊接，對試驗臺進行組裝調試。也可以關閉電動機開液壓助力轉向實驗臺的 設計 21 關，油泵不工作，轉動方向盤，此時會感覺方向盤轉向沉重，吃力。 表 3 自由間隙 1 2 3 數(shù)據(jù) 平均值 本實驗臺 進行轉向模擬實驗時，首 先接通電源，打開電動機開關，使電動機工作為油泵提供動力。 將轉向器的輸出端固定不動，將轉向測量儀安裝在方向盤上，在方向盤上施加一定轉矩，將方向盤依次沿順時針和逆時針轉動到最大能轉動的位置并記下轉向儀的數(shù)據(jù)，多次測量取平均值。實驗數(shù)據(jù)如下表所示；單位：度。 在方向盤上安裝轉向參數(shù)測試儀，順時針轉到底，讀取方向盤轉過的的角度并記錄，再逆時針測一次讀取角度并記錄。 總體調試實際就是實驗臺實驗調試，機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)調試成功說明實驗臺的初步制作完成。因為液壓系統(tǒng)的工作壓力高，一旦連接不好就會出現(xiàn)漏油，不安全、有污染。 液壓系統(tǒng)結構復雜、是調試的關鍵所在。 綜上所述，經(jīng)檢查調試 本實驗臺制作時各部件安裝都正確。仔細檢查機械組件安裝的位置方向都正確后，轉動方向盤，看各連接件和傳動件的工作和運動是否正確，車輪的偏轉方向是否符合實驗臺設計的要求。第三步對試驗臺總體進行調試，這樣可以檢測出實驗臺的設計缺陷，以便彌補。調試可以分成三步進行，第一步對機械系統(tǒng)進行調式，機械系統(tǒng)結構簡單，調試比較方便，只要各個部件之間不存在干涉就行。 實驗臺的調試 實驗臺制作完成以后，要仔細檢查各個機構總成的安裝位置和方向是否正確以及各個機構之間的工作關系和運動關系是否正常。額定值表壓為 ～ 。如不正常應更換壓力和流量限制閥，或更換齒輪泵。 （ 2）起動電動機，快速關閉截止閥（關閉時間不超過 5min），并讀出壓力數(shù)，表壓額定值為 ～ 。如油管接頭漏油，應查找原因并重新接好。當轉向器主動齒輪不密封時，必須 更換閥體中的密封環(huán)和中間蓋板上的圓形繩環(huán)。目測檢查轉向控制閥、齒條密封（松開波紋管軟管夾箍，再將波紋管推至一旁）、葉輪泵、油管接頭是否有漏油現(xiàn)象，如有滲漏應更換密封件。 圖 32 實驗臺示意圖 轉向系統(tǒng)密封性的檢查，應在熱 工況下 進行。 按照各機構組件的工作關系，運動關系和先后順序對試驗臺進行組裝，組裝時應仔細檢查各 組件的安裝方向，各個連接處一定要緊密連接，特別是液壓助力轉向實驗臺的 設計 18 液壓組件一定要防止漏油。 試驗臺的制作 圖 31 試驗臺架設計樣圖 試驗臺架設計如圖 31 所示，根據(jù)設計樣圖將方形鋼按照設計參數(shù)截取，然后按照設計樣圖進行焊接，焊接完成后對試驗臺臺架進行噴漆以防實驗臺臺架銹蝕。 液壓助力轉向實驗臺的 設計 17 3 實驗臺的制作與調試 經(jīng)過前面 兩 章的分析和設計，本實驗臺所需要各部分零件和機構的總成均已確定。其次對 機械系統(tǒng) 和 液壓系統(tǒng) 進行 設計，機械系統(tǒng)主要包括轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構；液壓系統(tǒng)主要由儲液罐、油管、油泵和轉向控制閥組成。 本實驗臺之所以選擇齒輪泵為液壓助力轉向系統(tǒng)提供液壓油是因為結構簡單、緊湊，質量輕，制造方便， 自吸力強， 操縱靈敏度高，可靠性高 ，成本低 。它們的工作原理都是利用容積的變化，把貯液罐眾多的油吸出，壓入油官中，從而形成流動的油流。轉向液壓泵通常安裝在把發(fā)動機的前端。轉向液壓泵是液壓動力轉向系統(tǒng)的動力源。 轉向油罐 的作用是 貯存、濾清和冷卻助力油。 滑閥式轉向控制閥的結構簡單，工藝性較好，布置方便；而轉閥式轉向控制閥的靈敏度高，工作可靠，密封件少，結構更為先進，因此目前得到廣泛的應用 。而常流式液壓動力轉向系統(tǒng)結構簡單，油泵壽命長，工作壓力低，不易泄露，消耗功率也較少，目前應用較為廣泛。 常壓式液壓助力轉向系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)中有儲能器積蓄液壓能，可以使用流量較小的轉向油泵，而且在轉向油泵不運轉的情況下有保持一定的動力轉向 的能力。上下球頭座 用聚甲醛制成，有很好的耐磨性。 它由橫拉桿體和旋裝在兩端的橫拉桿接頭組成。因此為了不發(fā)生運動干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。 轉向直拉桿是轉向搖臂與轉向節(jié)臂之間的傳動桿件 。36′ 轉向傳動機構 設計 轉向搖臂是轉向器傳動副與轉向直拉桿之間的傳動件。m 動力轉向器 齒條工作行程 168mm 齒條可移動總行程 195mm 方向盤轉動總周數(shù) 周 最小轉彎半徑 空載時內輪最大轉角 40176。因此 ， 本實驗臺選用齒輪齒條式轉向器。但其逆效率也很高，容易將路面沖擊力傳到轉向盤。與此同時，在慣性作用下駕駛員向前沖，致使轉向軸的上下凸緣盤的銷子與銷孔脫開，從而緩和了 沖擊，吸收了沖擊能量，有效地減輕了駕駛員的受傷程度。聯(lián)軸節(jié)的上下凸緣盤靠兩個銷子與銷孔扣合在一起，銷子通過襯套與銷孔配合。對于汽車除要求裝有吸能式轉向盤外，還要求轉向柱管必須裝備能夠緩和沖擊的吸能裝置。因此 ， 本實驗臺方向盤采用四根輻條式的結構，其外表材料采用合成橡膠或樹脂， 這樣有良好的手感，而且還可以防止手心出汗時打滑。其具體設計目標如下 ： ； 、轉閥式轉向閥； ； ； 。實驗臺的制作要有利于本