车辆液压助力转向系统优化

为了使车辆转向轻便，保证行驶安全，一般重型汽车、大型客车和乘用车普遍采用助力转向装置。助力转向装置主要分为液压助力、气压助力和电助力3种。液压助力转向装置，就是在机械转向系统中增设液压助力转向装置，即借助液压传动所产生的动力，减轻驾驶员的操作力，并使汽车改变行驶方向的装置。应该说明的是，在液压机构失效的情况下，驾驶员凭借纯机械转向机构仍然能够实现转向功能，液压系统只是起助力作用，所以称为液压助力转向系统。

如图7.3.1（a）所示，助力转向系统主要由转向油泵3、转向控制阀（阀芯7和阀体9）、螺杆螺母式转向器（11、12）及助力缸15等组成。转向控制阀阀芯7与转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。由于阀芯7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使阀芯7连同转向螺杆11一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有3道油槽A、D、E。转向油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔。

1.车辆直线行驶

阀芯7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，助力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于阀芯7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。

2.车辆向右转弯

转向螺杆11（左旋螺纹）顺时针方向转动，与转向轴制成一体的阀芯7和转向螺杆11克服回位弹簧10及反作用阀8一侧的油压的作用力而向右移动。此时如图7.3.1（b）所示，环槽A与C、B与D分别连通，而环槽C与E使进油道与助力缸15的L腔相通，形成高压回路；环槽B与D使回油道与R腔相通，形成低压回路。在油压差的作用下，活塞向右移动，而转向螺母12向左移动。纵拉杆13也向右移动，带动转向轮向右偏转。由于系统压力很高（一般为8 MPa以上），车辆转向主要依靠助力缸产生的推力，驾驶员作用于转向盘的转向力矩基本上是打开滑阀所需的力矩，一般为5～10 N·m，最大不超过10 N·m，因而转向操纵十分轻便。(www.xing528.com)

3.车辆向左转弯

如图7.3.1（c）所示，阀芯7左移，油路改变流通方向，助力缸15加力方向相反。

图7.3.1　液压助力转向系统示意图

1—储油罐；2—溢流阀；3—转向油泵；4—进油道量孔；5—单向阀；6—安全阀；7—转向控制阀阀芯；8—反作用阀；9—转向控制阀阀体；10—回位弹簧；11—转向螺杆；12—转向螺母；13—纵拉杆；14—转向垂臂；15—助力缸；L—动力缸左腔；R—动力缸右腔

在转向过程中，助力缸的油压随转向阻力而变化，二者相互平衡。车辆转向时，助力缸只提供动力，而转向过程仍由驾驶员通过方向盘进行控制。