HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMSCONFIDENTIALANDPOSSESSEditionNumber:CHL0501齒輪齒條轉(zhuǎn)向知識講座恒隆集團研究院2010年1月一、液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成油罐油泵轉(zhuǎn)向器吸油管回油管進油管HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS一、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS二、轉(zhuǎn)向裝置的基本要求1外形尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單轉(zhuǎn)向器的安裝部位極為有限，維修時裝卸非常困難，同時從節(jié)省燃料的角度，也應盡可能降低轉(zhuǎn)向器的重量。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS二、轉(zhuǎn)向裝置的基本要求2.轉(zhuǎn)向操作方便，并且在高速行駛狀態(tài)下具備良好的穩(wěn)定性操縱轉(zhuǎn)向時，感覺要平滑流暢，轉(zhuǎn)向裝置處于中間位置時，須具有穩(wěn)固的手感和良好的操縱穩(wěn)定性。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS二、轉(zhuǎn)向裝置的基本要求3.安全、可靠轉(zhuǎn)向器作為安全法規(guī)要求的重要部件，一定要保證它的安全性，且保證在長期的使用過程中的安全可靠。4.使用壽命長、可靠性高轉(zhuǎn)向器即使在惡劣的條件下長期使用，也應該保持良好的可靠性。使用壽命同整車壽命，三包期為1年到3年。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS二、轉(zhuǎn)向裝置的基本要求5.工作時具備良好的安靜性操縱過程中的響聲和噪聲都應在最低程度。6.在不同使用條件下，應能穩(wěn)定地發(fā)揮其性能。在低溫-40℃至高溫120℃（有些車型要求為140℃）的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)向器的操縱性能不應有較大變化。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：

1.轉(zhuǎn)向器最大輸出力

2.油泵最大油壓

3.轉(zhuǎn)向器傳動比

4.油泵流量曲線

5.轉(zhuǎn)向器扭矩-壓力曲線HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計轉(zhuǎn)向器最大輸出力的計算

車輪轉(zhuǎn)向所需的最大轉(zhuǎn)動扭矩為:

Mr=（G3÷P）1/2×f÷3

其中:Mr——最大轉(zhuǎn)動扭矩

G——最大前軸載荷

P——輪胎氣壓

f——輪胎與地面間的滑動摩擦系數(shù)

轉(zhuǎn)向器的最大輸出力為：

F=Mr

÷r

其中：F——最大輸出力

r——最小轉(zhuǎn)向節(jié)臂半徑HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計油泵最大油壓1.進行抗拉強度和穩(wěn)定性計算，并參考同類產(chǎn)品，在現(xiàn)有的齒條直徑（22、24、25、27.7、30、35）系列中選擇齒條直徑。2.根據(jù)齒條直徑確定油缸內(nèi)徑3.計算油泵的最大油壓：

P=F÷[π（D/2）2-π（d/2）2]+PO

P——油泵最大油壓

F——轉(zhuǎn)向器最大輸出力

D——油缸內(nèi)徑

d——齒條直徑

PO——系統(tǒng)底壓（壓力損失）HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計轉(zhuǎn)向器傳動比的選擇

1.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向器的傳動比選擇主要取決于獲得需要的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)響應特性。

2.當動力助力失效時，系統(tǒng)變成非動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（人力操縱），轉(zhuǎn)向器傳動比對轉(zhuǎn)向力的影響需要考慮。

3.動力轉(zhuǎn)向器的傳動比通常選得比非動力轉(zhuǎn)向器大。

4.應具有足夠的轉(zhuǎn)矩放大作用以使動力助力失效時的轉(zhuǎn)向力在可以接受的限度以內(nèi)。

5.轉(zhuǎn)向器的傳動比：

i=n×π×m/cosαn——齒輪齒數(shù)

m——齒輪模數(shù)

α——齒條螺旋角HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計油泵流量曲線對于不同的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，油泵流量的計算如下：

Q=n×i×A+QO+Q1+Q2Q——油泵所需流量

n——轉(zhuǎn)向器的最大轉(zhuǎn)向角速度

i——轉(zhuǎn)向器傳動比

A——轉(zhuǎn)向器助力缸截面積

QO——轉(zhuǎn)向器建壓所用的流量

Q1——轉(zhuǎn)向器內(nèi)泄漏

Q2——油泵的內(nèi)泄漏不同的轉(zhuǎn)速和流量形成了油泵的流量曲線。根據(jù)油泵流量和油泵的轉(zhuǎn)速，最終確定油泵的排量。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)設計轉(zhuǎn)向器扭矩-壓力曲線轉(zhuǎn)向器的扭矩——壓力曲線決定了在不同行駛條件下，駕駛員的手感，根據(jù)不同的駕駛要求，不同的車型有具體曲線要求。但一般認為較合適的曲線如下：

1.壓力在0-0.5MPa,曲線緩慢上升,扭矩變化大,保證高速行車的穩(wěn)定性

2.壓力在0.5-2MPa,曲線上升斜率增加,扭矩變化不大,保證行駛轉(zhuǎn)彎時的手感

3.壓力超過2MPa,曲線迅速上升,扭矩變化小,保證原地轉(zhuǎn)向時仍有較輕的轉(zhuǎn)向手力HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS四、管路的設計1、液壓系統(tǒng)中，推薦管支架間距

管外徑1014182228支架最大間距4004505006007002、在管子的直角拐彎處，兩端必須加一個固定支架，以免引起管子振動

3、軟管的安裝應避免急彎，R≥（9-10）D，軟管接頭至開始彎曲處的最短距離L=6D。軟管受壓時，長度和直徑均有變化，一般長度變化約±4％,因此長度需有余量。

4、油箱的回油管需回到其油面以下，以免引起氣泡和飛濺。

5、軟管過長或急劇振動的情況下，宜用夾子夾牢，但在高壓下使用的軟管應盡量少用夾子，因為軟管受壓變形，在夾子處發(fā)生磨損。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS五、油罐的設計轉(zhuǎn)向油罐的功能

1·為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供加液壓油的容器。

2·為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供檢查液壓油的地方。

3·為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓油熱膨脹提供空間。

4·當系統(tǒng)使油管膨脹時(如限壓時)，提供補償液壓油。

5·使動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠排除空氣。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS五、油罐的設計轉(zhuǎn)向油罐設計要點

1·盡量靠近油泵。

2·材料：目前有金屬罐和塑料油罐，金屬罐重量大、散熱性好；而塑料罐重量輕、成本低。

3·油罐應有足夠的容積，空氣/油約為1:1。

4·進油口總是設計在油面以下，能為油泵提供順暢的進油，且油中不含空氣。

5·回油管接頭能夠順利地使油從轉(zhuǎn)向器流回油罐，并不引起渦流(它會把摻入空氣的油吸入油泵)?；赜涂谝部偸窃O計在油面以下。

6·油罐油面的正常高度應高于泵的進油口。

7·油罐中一般設計有阻隔板以控制流動、減少油中的空氣含量；并使回油引起的渦流不集中在進油口處。

8·油罐必須和大氣相通。

9·油罐的布置應有利于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的散熱。

HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS六、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配恒隆的系統(tǒng)測試手段之一：液壓參數(shù)檢測

利用性能試驗臺、油泵試驗臺（恒隆萬安）等測試設備對系統(tǒng)各部件的參數(shù)進行檢測HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS六、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配恒隆的系統(tǒng)測試手段之二：液壓噪音檢測

利用噪音試驗室對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪音進行檢測和分析。NoisetestingroomHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS六、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配恒隆的系統(tǒng)測試手段之三：轉(zhuǎn)向參數(shù)車載檢測儀

通過車載檢測儀器，對整車轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向扭矩、輸出力、壓力、流量、角度等參數(shù)進行檢測、數(shù)據(jù)處理和分析。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS六、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配恒隆的系統(tǒng)測試手段之四：MTS五通道道路模擬試驗臺

在MTS試驗臺上，利用電液伺服缸對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行模擬路況的加載，同時測試轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)變化，部分替代整車進行系統(tǒng)匹配測試。MTSM/CHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS六、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配系統(tǒng)匹配主要內(nèi)容及方法：1、傳動比匹配：通過比較不同傳動比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向效果來選擇最佳的傳動比。2、扭矩——壓力曲線匹配：通過對不同壓力輸出下的所需扭矩的大小進行調(diào)整，使轉(zhuǎn)向力特性曲線滿足各駕駛條件下的需求。3、轉(zhuǎn)向路感：調(diào)整轉(zhuǎn)向扭桿剛度，使駕駛員獲得合適的路感。4、噪音匹配：通過調(diào)整轉(zhuǎn)向油管總成中降噪管的長度，高壓膠管的長度，高壓膠管和高壓硬管的布置等可降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪音。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器1.齒輪齒條轉(zhuǎn)向器分類按有無助力分1.機械式2.動力式按輸出端形式分1.兩端輸出式（ETO）：拉桿與齒條兩端相連2.中央輸出式（CTO）：拉桿與齒條中央相連3.單端輸出式：僅出齒條一端輸出HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器按油缸和齒條的聯(lián)結(jié)方式分1.串聯(lián)式2.并聯(lián)式按殼體及油缸的構(gòu)造1.殼體油缸1件式2.殼體油缸2件式3.殼體油缸3件式HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器殼體油缸并聯(lián)式HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器殼體油缸串聯(lián)式HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器殼體油缸1件式殼體油缸2件式殼體油缸3件式HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器

開發(fā)的整體式殼體樣件恒隆生產(chǎn)的整體式殼體HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器恒隆公司目前按前軸載荷和有無助力分類1.H系列：前軸負荷在1500Kg左右，適用車型：輕型客車（海獅），MPV（瑞風），SUV（路霸）。2.T系列：前軸負荷在1000Kg左右，使用車型：中型轎車（東方之子），小型MPV（普利馬）。3.Q系列：前軸負荷在800Kg以下，使用車型：小型轎車。4.J系列：機械轉(zhuǎn)向不同的系列：結(jié)構(gòu)類似，規(guī)格不同。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器ModelFront-axesLoadPmax(MPa)Ratio(mm/r)DiameterofRack(mm)DiameterofTube(mm)J011350kg--36.42φ30--BRILLIANCE(JINBEI)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器ModelFront-axesLoadPmax(MPa)Ratio(mm/r)DiameterofRack(mm)DiameterofTube(mm)H011350kg8.544.67φ30φ46BRILLIANCE(JINBEI)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器ModelFront-axesLoadPmax(MPa)Ratio(mm/r)DiameterofRack(mm)DiameterofTube(mm)T021200kg8.8348.94φ25φ42HAINAN-MAZDA(N323)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS七、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器ModelFront-axesLoadPmax(MPa)Ratio(mm/r)DiameterofRack(mm)DiameterofTube(mm)Q01800kg8.543.2φ22φ38CHERY(A11)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)

（一）轉(zhuǎn)向器總成

轉(zhuǎn)向器總成由殼體油缸總成，閥芯總成，齒條總成，限位套總成，間隙調(diào)整機構(gòu)，左、右油管總成，左、右拉桿總成，支架襯套總成及直屬零件等組成。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS

HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)

（二）殼體油缸總成

殼體油缸總成由殼體總成和油缸總成兩個分總成構(gòu)成，主要起支撐轉(zhuǎn)向器內(nèi)部閥芯總成及齒條等零件并與整車安裝的作用。由于內(nèi)部存儲有高壓油，同時承受轉(zhuǎn)向力，因此要求此總成有足夠的強度和耐壓值。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMSHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMSHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)

（三）閥芯總成

閥芯總成由齒輪軸扭桿總成，輸入軸和閥套組成。輸入軸與閥套上的油槽形成轉(zhuǎn)向閥口，通過輸入軸的轉(zhuǎn)動形成轉(zhuǎn)向的壓力，給轉(zhuǎn)向器提供助力。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMSHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMSHENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS中間位置HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS左轉(zhuǎn)向HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（四）齒條總成

齒條總成由齒條、活塞、擋圈、活塞環(huán)、O型圈組成。其作用一是作為活塞桿傳遞液壓力，二是利用齒部與齒輪嚙合形成傳動。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（五）限位套總成

限位套總成由限位套、油封、墊片、襯套及O型圈組成。其作用一是限制齒條運動行程，二是密封液壓油，三是支撐齒條。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（六）間隙調(diào)整機構(gòu)

間隙調(diào)整機構(gòu)由齒條支承座、齒條支承座墊、彈簧、調(diào)整螺塞、鎖緊螺母組成，起支承齒條，調(diào)節(jié)齒輪齒條間隙的作用。HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（七）左右油管總成HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（八）拉桿總成HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS八、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)（九）附件HENGLONGENTERPRISESGROUP/CHINAAUTOMOTIVESYSTEMS九、齒輪齒條嚙合參數(shù)介紹齒輪和齒條的齒形參數(shù)由輸入?yún)?shù)傳動比和齒輪齒條中心矩確定（一）齒形參數(shù)確定i=π·m·Z/cosβ1=l/n；i——線角傳動比（mm/°）；m——齒輪齒條法向模數(shù)，恒隆現(xiàn)有加工刀具模數(shù)系列有：1.63、1.75、1.8、1.85、1.94、2.05、2.25，所有齒形參數(shù)均由以上模數(shù)確定；Z——齒輪齒數(shù)；β1——齒條傾角；l——齒條總行程（mm）；n——方向盤總?cè)?shù)；其中，一般斜