液压常流转阀式动力转向系统如图5-8所示,也是由转向液压泵、转向动力缸、转向控制阀等组成。
当汽车直线行驶时,转向控制阀处于中间位置,如图5-9a所示。工作油液从转向器壳体的进油孔B流到阀体中间的油环槽中,经过其槽底的通孔进入阀体和阀芯之间,此时阀芯处于中间位置。进入的油液分别通过阀体和阀芯纵槽及槽肩形成的两边相等的间隙,再通过阀芯的纵槽以及阀体的径向孔流向阀体外圆上、下油环槽,通过壳体油道流到转向动力缸的左转向动力腔L和右转向动力腔R。流入阀体内腔的油液在通过阀芯纵槽流向阀体上油环槽的同时,通过阀芯槽肩上的径向油孔流到转向螺杆和输入轴之间的空隙中,从回油口经油管回到油罐中去,形成常流式油液循环。此时,上、下腔油压相等且很小,齿条-活塞既没有受到转向螺杆的轴向推力,也没有受到上、下腔因压力差造成的轴向推力。齿条-活塞处于中间位置,动力转向器不工作。
图5-8 液压常流转阀式动力转向系统
1—转向液压泵 2—油管 3—阀体 4—扭杆 5—阀芯 6—油管 7—车轮 8—转向拉杆 9—转向动力缸 10—转向摇臂 11—转向横拉杆
图5-9 汽车直线行驶时转向控制阀的工作情况
a)阀芯与阀体的相对位置 b)阀芯中的油流情况
R—右转向动力腔 L—左转向动力腔 B—接转向液压泵 C—接转向油罐
1、8、10—锁销 2—短轴 3—扭杆 4—阀芯 5—阀体 6—下端轴盖 7—转向螺杆 9—定位销
左转向时(右转向与此相反),转动转向盘,短轴逆时针转动,通过下端轴销带动阀芯同步转动,同时弹性扭杆也通过轴盖、阀体上的销子带动阀体转动,阀体通过缺口和销子带动螺杆旋转,但由于转向阻力的存在,促使扭杆发生弹性扭转,造成阀体转动角度小于阀芯的转动角度,两者产生相对角位移,如图5-10b所示。造成通下腔的进油缝隙减小(或关闭),回油缝隙增大,油压降低;上腔则相反,油压升高。上、下动力腔产生油压差,齿条-活塞在油压差的作用下移动,产生助力作用。(www.xing528.com)
图5-10 汽车左转向时转向控制阀的工作情况
a)阀芯与阀体的相对位置 b)阀芯中的油流情况
R—右转向动力腔 L—左转向动力腔 B—接转向液压泵 C—接转向油罐
1、8、10—锁销 2—短轴 3—扭杆 4—阀芯 5—阀体 6—下端轴盖 7—转向螺杆 9—定位销
当转向盘转动后停在某一位置,阀体随转向螺杆在液力和扭杆弹力的作用下,沿转向盘转动方向旋转一个角度,使阀体与滑阀的相对角位移量减小,上、下动力缸油压差减小,但仍有一定的助力作用。使助力转矩与车轮的回正力矩相平衡,车轮维持在某一转角位置上。
在转向过程中,若转向盘转动的速度快,则阀体与阀芯的相对角位移量大,上、下动力腔的油压差也相应加大,前轮偏转的速度也加快;转向盘转动得慢,则前轮偏转的速度也慢;转向盘转到某一位置上不动,则前轮也偏转到某一位置上不变。此即“快转快助,大转大助,不转不助”原理。
转向后需回正时,驾驶人放松转向盘,阀芯在弹性扭杆的作用下回到中间位置,失去了助力作用,转向轮在回正力矩的作用下自动回位。若驾驶人同时回转转向盘时,转向助力器助力,帮助车轮回正。
当汽车直线行驶、偶遇外界阻力使转向轮发生偏转时,阻力矩通过转向传动机构、转向螺杆、螺杆与阀体的锁定销作用在阀体上,使阀体与阀芯之间产生相对角位移,动力缸上、下腔油压不等,产生与转向轮转向相反的助力作用。转向轮迅速回正,保证了汽车直线行驶的稳定性。
当液压动力转向装置失效后,失去方向控制是非常危险的,所以,一旦液压动力转向装置失效,该动力转向器将变成机械转向器。动力传递路线与机械转向系统完全一致。
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