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液压转向助力器检测回路设计 |
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作者：桂林电子工业学院 孙永厚 |
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在重型汽车、大型轮式拖拉机、自行式谷物联合收割机、工程机械等的转向系统中，为了减轻驾驶员的劳动强度，使操纵轻便，广泛地应用了液压转向助力器。液压转向助力器是液压转向系统的关键元件，它的状态直接决定着转向系统的工作状态。因此，液压转向助力器一旦出现故障，对它进行及时诊断和修理是十分必要的。
液压转向助力器由伺服阀和动力缸两部分组成，带有转向助力器的液压转向系统属于滑阀式伺服系统，根据转向助力器的特殊性和转向系统的工作原理，设计了一种检测转向助力器的专用回路，它可以和液压试验台(参见作者发表在《工程机械》2003年第11期上的“液压综合试验台设计”一文)配合使用，使液压综合试验台的性能更加完善。
1 液压转向系统工作原理
车辆液压转向系统如图1所示。它由油箱1、吸油过滤器2、液压泵3、安全阀4和液压转向助力器5(包括伺服阀和动力缸两部分)组成。转向助力器的伺服阀属于滑阀式伺服阀，驾驶员对方向盘的操作，可通过蜗轮、蜗杆机构转变成摇臂的摆动信号，并用此信号控制转向助力器伺服阀芯的轴向移动，转向系统工作原理如下：
(1)不转动方向盘时，伺服阀芯处于中立位置，液压泵低压卸荷，转向液压缸不动，此时车辆沿直线或一定的转弯半径行驶。
(2)右转方向盘时，伺服阀芯左移，转向液压缸有杆腔进油，无杆腔回油。由于液压缸活塞杆固定在车架上，所以转向助力器壳体便跟随阀芯左移，车轮于是向右转向，同时伺服阀芯与转向助力器壳体位置误差减小，只要不停地转动方向盘，该位置误差就不会消除，转向轮就跟随着方向盘转动。当方向盘停止转动时，由于反馈作用，伺服阀芯与转向助力器壳体位置误差消除，回到中立位置，液压泵卸荷，转向停止。
(3)左转方向盘时，其工作原理相同，方向相反。
2 液压转向助力器检测回路测试原理
液压转向助力器检测回路如图2所示。为了模拟转向助力器的工作过程，利用液压缸13、单向阀1、2、3、12和节流阀11组成节流加载桥式回路，以实现双向加载。补油箱6、单向阀4和5起到为加载液压缸13补油的作用。测试时，液压转向助力器和加载液压缸安装在带有操纵机构的专用试验台架上，将被测转向助力器的进、出油口通过快速接头8和7分别与试验台相应的外接油口连接。转向助力器的测试项目如下：
1、2、3、4、5、12. 单向阀 6. 补油箱 7、8. 快速接头 9. 压力表 10. 被测转向助力器 11. 节流加载阀 13. 加载液压缸
图2 液压转向助力器检测回路
(1)空载启动压力的检查。此项测试不需要连接加载液压缸，左右转动方向盘，操纵试验台逐渐使检测回路的压力升高，通过压力表9记录转向助力器启动时的压力值，取3次平均值，应符合规定值。
(2)操纵可靠性和灵活性的检查。将转向助力器与加载液压缸连接好，转动方向盘，同时调节节流加载阀11开口，操纵试验台使检测回路的压力调至额定压力。不断转动方向盘，使转向助力器多次往复运动，观察其灵敏性和可靠性。
(3)耐压性的检查。根据(2)的调整方法，将检测回路的压力调至额定压力的150%。转动转向助力器使活塞停至动力缸的行程极限位置，保压5 min，检查外部泄漏情况。
(4)内泄漏的检查。根据(2)的调整方法，将检测回路的压力调至额定压力。当动力缸的活塞运行到行程极限位置，卸下转向助力器的回油管并接一量杯，再操纵方向盘保压10 min，观察内泄漏量。
3 结论
(1)采用节流加载方式符合转向系统中低压、小流量的要求，测试简单、可靠。
(2)利用液压缸加载能够模拟转向助力器伺服传动过程中往复移动信号的要求。
(3)双向加载调试回路设计可以满足实际转向中的负载大小和方向的变化。
(4)试验台架的工件安装长度可调，能够满足不同行程转向助力器的检测。
参考文献
1 陆望龙. 实用液压机械故障排除与修理大全. 长沙：湖南科学技术出版社，1995
2 武华，米柏林. 液压传动. 哈尔滨：黑龙江教育出版社，1995
3 蔡春源. 机电液设计手册(中). 北京：机械工业出版社，1997
通信地址：广西桂林市七星区金鸡路１号 桂林电子工业学院机电与交通工程系(５４１００４)(end)
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(5/1/2005) |
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