（优秀毕业全套设计）汽车电控液压动力转向系统设计（整套下载）

转向动力缸的活塞两边的工作腔，由于都与低压回油管路相通而不起作用。

转向油泵输出的油液流入转向控制阀，又由此流回转向油罐。

因转向控制阀的节流阻力很小，故油泵输出压力也很低，油泵实际上处于空转状态。

当驾驶员转动转向盘，通过机械转向器使转向控制阀处于与转弯方向相应的工作位置时，转向动力缸的相应工作腔方与回路管路隔绝，转而与油泵输出管路相通，而动力缸的另腔则仍然通回油管路。

地面转向阻力竟转向传动机构传动转向动力缸的推杆和活塞上，形成比转向控制阀节流阻力高得多的油泵输出管路阻力。

于是转向油泵输出压力急剧升高，直到足以推动转向动力缸活塞为止。

转向盘停止转动后，转向控制阀随即回复到中立位置，使动力缸停止工作。

图.常流式液压动力转向系统示意图上述两种液压动力转向系统相比较，常压式的优点在于有储能器积蓄液压能，可以使用流量较小的转向油泵，而且还可以在油泵不运转的情况下保持定的转向加力能力，使汽车有可能续驶定距离。

这点对重型汽车而言尤为重要。

常流式的优点则是结构简单，油泵寿命长，泄漏较少，消耗功率也较少。

因此，目前只有少数重型汽车采用常压式液压动力转向系统，而常流式液压动力转向系统则广泛应用于各种汽车。

.电控动力转向系统电子控制技术在汽车动力转向系统的应用，使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度。

电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便灵活当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。

电子控制动力转向系统简称，根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统液压式和电动式电子控制动力转向系统电动式。

液压式电子控制动力转向系统液压式是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀车速传感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高低速时的转向助力要求。

根据控制方式的不同，液压式电子控制动力转向系统又可分为流量控制式反力控制式和阀灵敏度控制式三种形式。

电动式电子控制动力转向系统液压式动力转向系统由于工作压力和工作灵敏度较高，外廓尺寸较小，因而获得了广泛的应用。

在采用气压制动或空气悬架的大型车辆上，也有采用气压动力转向的。

但这类动力转向系统的共同缺点是结构复杂消耗功率大，容易产生泄漏，转向力不易有效控制等。

近年来随着微机在汽车上的广泛应用，出现了电动式电子控制动力转向系统，简称电动式。

电动式是利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。

电动机的扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后，加在汽车的转向机构上，使之得到个与工况相适应的转向作用力。

.动力转向系统设计方案分析电子控制动力转向系统能减轻低速行驶时驾驶员转向操纵力，提高车辆高速行驶时的稳定性，同时又提高了燃油经济性，与液压动力转向系统相比，电控动力转向系统可节油。

传统的液压动力转向系统由于由发动机带动转向油泵，不管在不转向或转向时都要消耗发动机部分动力，浪费能源，所以本设计采用电动油泵式电控液压动力转向系统，即在转向时由电动机泵驱动油泵，在汽车不转向时不消耗动力，因此能节约能源。

其次，般液压动力转向所使用的转向油泵的流量是根据发动机怠速时能使动力转向系统产生足够的转向速度所需的供应量来确定，当提高发动机转速时其供油量也不断增加，但由于动力转向系统要求转向油泵的流量如图.所示图.转向泵流量特性曲线图亦即要求随着发动机转速的提高所要求转向油泵的流量保持不变或下降。

因此，在高速时转向油泵内大部分泵流量通过溢流阀返回，在转向油泵内循环，造成转向油泵发热，更重要是造成能源浪费，不符合汽车节能要求。

因此本设计采用电控液压动力转向系统。

电控液压动力转向系统由车速传感器转角传感器控制单元油泵直流电动机电磁阀动力缸齿轮和齿条等组成。

其中直流电动机油泵和储油罐制成体称为电动油泵总成。

本次设计采用直流电机驱动油泵，电子控制单元根据车速信号和转向盘转角信号，控制电磁阀的开闭状态和电动机的转速，决定是否助力和助力的大小。

车速低转向角度大时油泵泵油量大，油压高，转向省力车速高转向角速度小时，油泵泵油量小，油压低，转向安全性高，不发飘。

工作原理图见图.。

图.电控液压动力转向系统工作原理图采用此种方案时用于转向系统的助力大小是可变的。

当车辆在定的车速范围内车速较低行驶或者停止时，转向助力较大，转动转向盘比较轻松车辆高速行驶时，转向助力较小，转动转向盘比较费力，安全性能提高，同时还可以减少燃料消耗。

并且用电动机驱动液压泵，减少助力系统工作时对发动机转速直接的机械干涉。

.本章小结本章介绍动力转向系统的组成和分类，详细介绍了电控动力转向系统的分类，其包括液压式电子控制动力转向系统和电动式动力转向系统，详细说明本次设计的液压式电子控制动力转向系统。

并确定了动力转向系统的设计方案，阐述了其组成部分，并以框图的形式描述了电控液压动力转向系统的工作原理。

即电子控制单元根据车速信号和转向盘转角信号，控制电磁阀阀针的开闭，从而控制是否实行助力转向控制单元根据不同信号，计算出液压泵电动机对应的转速，对液压泵电动机转速进行控制，进而控制泵的流量，也就控制了在不同工况下转向助力的大小。

第章液压动力系统的设计汽车电控液压动力转向系统主要由动力转向器和液压系统组成，液压系统所采用的油泵油缸液压阀等液压系统元件均为高度标准化系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应因此在设计中只需要进行液压元件计算选型。

其主要内容包括动力缸的直径与行程液压泵工作压力流量以及各种相关控制阀的选型等。

.动力缸的类型根据液压设计手册和工作要求。

本次设计选择单杆双作用活塞式液压缸。

.动力缸的主要零件的结构和材料缸体的材料动力缸缸体的常用材料为号无缝钢管。

因号钢的力学性能略低，且不能调质，应用较少。

当缸筒与缸底缸头管接头或耳轴等件需焊接时，则应采用焊接性能较好地钢，粗加工后调质。

般情况下，工作压力时使用铸铁，在时使用无缝钢管，在时使用铸钢或锻钢。

因此本次设计中缸体材料选择铸铁。

缸盖的材料动力缸的缸盖可选用号锻缸或铸缸或铸铁等材料。

本设计中缸盖本身是活塞杆的导向套，所以缸盖材料选用铸铁。

缸体端部联接型式采用法兰联接，该结构简单加工与拆卸方便，应用广泛。

活塞的材料活塞常用材料为耐磨铸铁灰铸铁钢及铝合金等。

本设计中活塞材料选择铸铁。

活塞与缸体的密封结构活塞与缸体之间既有相对运动又需要使动力缸两腔之间不漏油，因此在结构上应慎重考虑。

本设计中采用活塞环密封。

.动力缸的密封装置本设计采用形密封圈密封，用橡胶和塑料制成的密封圈有各种不同的端面形式，密封圈用在缸筒和活塞之间缸盖和活塞杆之间活塞和活塞杆之间缸筒和缸盖之间，以防止泄漏。

它结构简单，制造容易，磨损后有自动补偿能力，性能可靠。

在工作时，活塞杆要外伸出动力缸，很容易把赃物带入动力缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的段。

.动力缸的缓冲装置动力缸中缓冲装置的工作原理，是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时在活塞和缸筒之间封住部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。

本设计采用锥形恒节流面积的缓冲装置。

.动力缸的设计计算动力缸是液压系统执行元件。

通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。

活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小使用油压低般不超过。

浮拄式为多级伸缩式油缸，般有个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗伸缩长度大使用油压高可达，易于安装布置等优点。

浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。

动力缸的主要几何尺寸的计算和选型初选动力缸的工作压力动力缸是液压系统执行元件。

工作压力是确定执行元件结构参数的主要依据。

它的大小影响执行元件的尺寸和成本，乃至整个系统的性能，工作压力选得高，执行元件和系统的结构紧凑，但对元件的强度，刚度及密封要求高，且要采用较高压力的液压泵。

反之，如果工作压力选得低，就会增大执行元件及整个系统的尺寸，使结构变得庞大，所以应根据实际情况选取适当的工作压力，执行元件工作压力可以根据总负载值选取，见表.。

表.按负载选择执行元件的工作压力负载工作压力.根据负载由表.选取动力缸的工作压力。

动力缸的主要几何尺寸的计算动力缸的主要几何尺寸，包括动力缸的内径活塞杆直径和动力缸行程等。

动力缸内径和活塞杆直径的计算动力缸的计算主要依据所需的最大作用力以及最大工作行程来确定的。

根据液压系统中动力缸的工作特点，则.式中系统效率，通常按液压系统额定工作压力，由式.可知根据液压设计手册，将动力缸内径圆整为标准系列直径活塞杆直径将活塞杆直径圆整为标准系列直径.对有低速运动要求的系统，需对动力缸缸有效工作面积进行验算，即应保证.式中动力缸工作腔的有效工作面积控制动力缸速度的流量阀最小稳定流量，从液压阀产品样本上查得动力缸要求达到的最低工作速度。

.动力缸工作腔的有效工作面积可见上述不等式满足，动力缸能达到所需低速。

动力缸行程和活塞宽度的计算根据液压元件选用手册和转向器工作情况计算选择活塞最大行程活塞宽度则动力缸行程取为标准值动力缸工作时所需流量的计算动力缸的选型根据上述计算的和值，参照液压元件及选用手册，选用双活塞杆双作用等速缸，其型号为选用。

动力缸的结构参数的计算选型动力缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚缸体外径的计算等。

缸筒壁厚的计算及外径强度的校核.式中动力缸缸筒壁厚试验压力，动力缸内径缸体材料的许用应力缸体材料的抗拉强度安全系数，般取。

铸铁由式.计算得动力缸缸筒壁厚当时，按下式校验强度，即式中缸体材料的许用应力，取最高工作压力试验压力，工作压力时液压缸缸筒厚度液压缸内径外径强度满足设计要求缸体外径的计算.式中缸体外径则由式.计算得动力缸的性能参数的计算主要包括动力缸的推力油口直径缸底厚度等。

动力缸的输出力双杆活塞式动力缸的推或拉力.式中双杆活塞式动力缸推力工作压力动力缸的作用面积活塞直径活塞杆直径。

由式.计算得动力缸的输出速度双杆活塞式动力缸活塞缩入时的速度.式中双杆活塞动力缸的输出速度进入或流出动力缸的流量活塞作用面积活塞直径活塞杆直径。

由式.计算得活塞的缩入速度动力缸油口直径的计算取式中动力缸油口直径动力缸内径动力缸最大输出速度油口液流速度缸底厚度的计算式中缸底厚度动力缸内径试验压力缸底材料的许用应力活塞杆直径的强度校核.