课题11.1 液压动力转向系的基本结构和工作原理
学习目标 | 鉴定标准 | 教学建议 |
1. 了解动力转向装置的功用 2. 掌握液压动力转向系的基本组成 3. 熟悉动力转向系的工作原理 | 应知：液压动力转向系的功用、组成、结构、工作原理 应会：液压动力转向系基本组成和零部件认识 | young folks建议：动力转向装置工作原理以教师借助多媒体讲解为主，动力转向系基本组成和零部件认识以理实一体方式进行 |
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一、动力转向系的功用和分类
提示：对于转向系来说，最主要的要求是转向的灵敏性和操纵的轻便性。高的转向灵敏性，要求转向器具有小的传动比；好的操纵轻便性，则要求转向器具有大的传动比。可见这是一
烟台的海教学设计对矛盾，普通的机械转向系很难兼顾汽车的转向灵敏性和操纵的轻便性。为解决这一矛盾，越来越多的车辆采用了以发动机输出的部分动力为能源的动力转向系。
动力转向系是利用一定的动力助力方式，对转向器施加作用力以减少驾驶员转动转向盘的操纵力、减轻驾驶疲劳的转向系统。 动力转向系按动力介质的不同分为气压式、液压式和电动式三类。
气压式动力转向系主要用于采用气压制动系统的货车和客车。对于装载质量过大的货车，因为其气压制动系统的工作压力较低，使得部件结构复杂、尺寸过于庞大、消耗功率多、易产生泄漏，而且转向力也不宜有效控制，所以这种助力系统不容易用于大型货车和小型轿车。电动动力转向系通常需要微机控制，目前处于发展阶段，并未普及。液压动力转向系工作灵敏度高，结构紧凑、外廓尺寸较小，工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压式动力转向系在各类汽车上得到了广泛的应用。液压式动力转向系按液流形式可以分为常流式和常压式；按转向控制阀的运动方式又可以分为滑阀式和转阀式。让我们先来认识一下液压式动力转向装置。 二、液压式动力转向系的组成、原理
1．液压常流滑阀式动力转向装置
液压常流滑阀式动力转向装置的基本组成如图11-1所示，主要包括转向储油罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸等。
图11-1 液压常流滑阀式动力转向装置
1-少年电脑世界滑阀 2-反作用柱塞 3-滑阀复位弹簧 4-阀体 5-转向螺杆 6-转向直拉杆 7-转向摇臂 8-转向动力缸 9-转向螺母 10-单向阀 11-安全阀 12-节流孔 13-溢流阀 14-转向储油罐 15-转向油泵
汽车直线行驶时，如图11-1a)所示，滑阀1在复位弹簧3的作用下保持在中间位置。转向控制阀内各环槽相通，自油泵15输送出来的油液进入阀体环槽A之后，经环槽B和C分别流入动力缸8的R腔和L腔，同时又经环槽D和E进入回油管道流回油罐14。这时，滑阀与阀体各环槽槽肩之间的间隙大小相等，油路畅通，动力缸8因左右腔油压相等而不起加力作用。
汽车右转向时，驾驶员通过转向盘使转向螺杆5向右转动（顺时针）。开始时，转向螺母暂时不动，具有左旋螺纹的螺杆5在螺母9的推动下向右轴向移动，带动滑阀1压缩弹簧3向右移动，消除左端间隙h，如图11-1b)所示。此时环槽C与E之间、A与B之间的油路通道被滑阀和阀体相应的槽肩封闭，而环槽A与C之间的油路通道增大，油泵送来的油液自A经C流入动力缸的L腔，L腔成为高压油区。R腔油液经环槽B、D及回油管流回储油罐14，动力缸8的活塞右移，使转向摇臂7逆时针转动，从而起加力作用。
想一想：如果油液总是按上面的方向流动，转向轮一直偏转，将会出现什么后果？所以，助力作用必须是随转向盘的转动而进行，随方向盘的停转而减小（维持），若继续转动，则继续助力。这就是所谓的“随动”作用（转向轮的偏转角随转向盘转角变化而变化）。随动作用是如何实现的？
只要转向盘和转向螺杆5继续转动，加力作用就一直存在。当转向盘转过一定角度保持不动时，转向螺杆5作用于转向螺母9的力消失，但动力缸活塞仍继续右移，转向摇臂7继续逆时针方向转动，其上端拨动转向螺母，带动转向螺杆5及滑阀一起向左移动，直到滑阀1恢复到中间稍偏右的位置。此时L腔的油压仍高于R腔的油压。此压力差在动力缸活塞上的作用力用来克服转向轮的回正力矩，使转向轮的偏转角维持不动，这就是转向的维持过程。如转向轮进一步偏转，则需继续转动转向盘，重复上述全部过程。
松开转向盘，滑阀在回位弹簧3和反作用柱塞2上的油压的作用下回到中间位置，动力缸停止工作。转向轮在前轮定位产生的回正力矩的作用下自动回正，通过转向螺母9带动转向螺杆5反向转动，使转向盘回到直线行驶位置。如果滑阀不能回到中间位置，汽车将在行驶中跑偏。
在对装的反作用柱塞2的内端，复位弹簧3所在的空间，转向过程中总是与动力缸高压油腔相通。此油压与转向阻力成正比，作用在柱塞2的内端。转向时，要使滑阀移动，驾驶员作用在转向盘上的力，不仅要克服转向器内的摩擦阻力和复位弹簧的张力，还要克服作用在柱塞2上的油液压力。所以，转向阻力增大，油液压力也增大，驾驶员作用于转向盘上的力也必须增大，使驾驶员感觉到转向阻力的变化情况。这种作用就是“路感”。
总结：液压常流滑阀式动力转向系统，结构复杂、体积大，所以大多应用于大型货车、客车和工程机械上。而小型汽车上主要应用的是液压常流转阀式动力转向装置。
2．液压常流转阀式动力转向装置的工作原理
液压常流转阀式动力转向装置的基本组成如图11-2所示，也是有转向油泵、转向动力缸、转向控制阀等组成。
图11-2 液压常流转阀式动力转向装置
1-苏州阳光健身卡转向油泵 2-油管 3-阀体 4-阀芯 6-油管 7-车轮 8-博盈投资转向拉杆 9-转向动力缸 10-转向摇臂 11-转向横拉杆水电站与电力网技术
当汽车直线行驶时，转阀处于中间位置，如图11-3a)所示。工作油液从转向器壳体的进油孔B流到阀体13的中间油环槽中，经过其槽底的通孔进入阀体13和阀芯12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和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。
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