某重型机动车双回路液压助力转向系统流量分析

王 印

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

某重型机动车双回路液压助力转向系统流量分析

王 印

（安徽江淮汽车股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

本文主要介绍了双回路液压助力转向系统的结构及工作原理，分析计算了多轴转向机动车双回路液压助力转向系统的流量需求。

双回路；液压助力转向系统；应急转向系统；多轴转向

CLC NO.:U463.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)05-98-03

引言

随着科技的发展， 人们对汽车行驶的舒适性和安全性要求逐渐提高，汽车已越来越趋向于高端化、安全性方面的发展，转向系统对汽车行驶安全性起着至关重要的作用。

但是多轴转向的重型卡车当转向泵失效或发动机突然熄火时，系统液压油会形成较大的回油阻尼，增大转向阻力，使转向变得异常困难，甚至转向失控。光靠驾驶员的手力是转不动方向盘的，欧洲经济委员会第 79号法令及我国 GB l7675也规定了汽车转向系的基本要求，对于转向失效的助力转向器都规定了其转向力和转向操作时间，这就是说当转向系统失效时，要有一套应急系统来保证汽车短时间内的助力转向，因此可实现应急转向功能的双回路液压控制转向系统应运而生。

1、双回路液压控制转向系统简介

1.1 原理

双回路液压控制转向系统是在原液压动力转向系统的基础上添加了新的功能部件，为车辆转向增加一套可自动选择的安全装置。在车辆行驶过程中，一旦发动机停车或主转向油泵出现故障，系统将自动切换到应急供油管路，从而保证转向系统正常工作，保障驾乘人员和车辆的安全。

双回路转向系统原理简图如下：

如图1所示，整车双回路液压控制转向系统包括两个三口油罐（1）、应急泵（2）、转向叶片泵（3）、应急阀（4）、方向机（5）、助力缸（6）及油管接头附件。

车辆正常行驶情况下，转向叶片泵输出油通过应急阀进入转向机，应急泵油液通过应急阀回油罐。当发动机熄火或转向叶片泵出现故障时，应急阀将应急泵油液切换到转向机，由应急泵和转向叶片泵同时为转向机供油，实现应急转向。应急泵动力来源于变速箱或分动箱，是由车轮拖动的，只要车辆在行走，车轮在转动，应急泵就可以工作，为系统提供压力油。应急泵具备双旋向工作特点，能够保证在任何情况下为转向系统提供液压助力，保证车辆正常转向。

1.2 车辆带有应急系统的功用

带有应急系统的车辆转向系统在以下状况中能正常工作：

（1）发动机熄火不能正常运转等故障时；（2）主转向泵失效不能提供所需流量时；（3）怠速转向流量小（此时主泵和应急泵同时供油）从而解决怠速方向沉重问题。

总之，应急转向系统在发动机和主转向系统出现任何故障时，都能保证行走车辆具备转向能力，最大程度提高车辆的安全性能。

2、双回路液压助力转向系统流量需求分析

2.1 主泵流量分析

当主泵正常工作时，应急泵不参与方向机流量供应，动转泵控制流量计算如下：

经计算：S1=11906.88mm2；Q0=12.06 L/min

参数表格

对于双前桥转向的汽车，转向系统存在转向助力缸，所以计算增加转向助力缸需求流量，双前桥转向系统的简图如下：

Fasist——助力缸输出力，N

V——转向助力缸推进速度，mm/s

助力缸参数表格

转向助力缸推进速度 V=41.1mmm/s

助力缸所需要的流量 Q01=60•S•N•V

实际的动转泵流量计算：

动力转向泵流量25 L/min可满足整车转向过程中流量需求。

2.2 应急转向泵流量需求计算

应急泵安装在分动器上，当车速10km/h时，分动器取力口输出转速为：446.9 r/min；正常行驶时，转向系统控制流量：25 L/min；系统最高压力：15MPa；国家标准要求：转向系统匹配计算时，基准方向盘角速度为：1.25 r/s；在该条件下，油泵输出流量为25 L/min；

根据欧盟法规要求：N3车型，6S内转到半径20米的圆上，转向手力小于450N；（如下图）

在上述条件下，车辆从直行到转到直径40m圆上，方向盘转角与车辆配置有关，匹配车型实际测试结果为依据进行如下计算：

应急转向泵参数列表

油泵输出流量 Q2=q*n (q:排量 ml/r; n:输入转速 r/ min)，q=16ml/r：

Q2=16×446.9=7.15 L/min

Q2>>Q1；能够满足系统应急转向流量需求。

3、结论

双回路液压应急助力转向系统的出现，解决了当液压系统主油泵出现故障时不能提供助力转向的问题，应急系统能够为方向机提供液压助力，使车辆易于操纵，以满足法规要求，极大提高安全性，有效避免由于车辆转向失控造成的安全事故。

[1] 汽车转向系基本要求，中华人民共和国国家标准，1999．

[2] 液压工程手册．北京理工大学出版社．1998．12.

[3] 汽车设计手册整车·底盘卷．长春汽车研究所．1998.

[4] 陈静，高飞，王春宏，宋海兵.重型商用车双回路液压应急助力转向系统关键技术浅析．汽车实用技术.2014年第二期.

Analysis of flow for dual circuit hydraulic steering system of Certain heavy motor truck

Wang Yin
(Technology Center, Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601)

This paper mainly describes the structure and working principle of dual-circuit hydraulic power steering system, analysis and calculation of the flow requirements for multi-axis steering the commercial vehicle dual-circuit hydraulic power steering system.

dual circuit；hydraulic steering system；emergency steering system；multi-axis steering

U463.4

A

1671-7988(2015)05-98-03

王印，就职于安徽江淮汽车股份有限公司技术中心。