汽车动力转向器优化匹配设计

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汽车动力转向器优化匹配设计汽车动力转向器优化匹配设计
邵奎柱，李勇
（南京依维柯汽车有限公司，南京 210038）
摘 要：
关键词：
中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
分析常规汽车动力转向器应用存在的问题，阐述带卸荷阀动力转向器应用的特性及优点。
动力转向器；结构；匹配；优化设计；卸荷阀
U463.43 A 1006-3331（2010）05-0020-03
者简介：邵奎拄（1978-），男，产品开发部副部长。
Abstract:
Key words:
The article briefly analyzes the problems of conventional auto power steering gear， and elaborates
its features and advantages with the unloading valve steering gear.
power steering gear; structure; match; optimal design; unloading valve
Optimization Match Design of Auto Power Steering Gear
SHAO Kui-zhu， LI Yong
(NAVECO Ltd， Nanjing 210038， China)
本文以汽车动力转向器内部结构优化和支架结构
优化设计为出发点，阐述动力转向器在车桥限位时转
向器输出力阶跃变化的必要性：高操作可识别性，驾
驶员可以明显感觉到转向是否已转到极限位置；中断
力的传递，提高转向系统可靠性，延长系统使用寿
命，尤其转向摇臂、直拉杆球头、转向节臂、梯形臂
等零部件。
NJ6890FWKA5城市客车底盘转向系统参数见表1。
城市客车底盘转向系统计算
1 转向系统参数
2 整车原地转向所需转向力矩
在发动机停止运转或动力转向失效的情况下，车
辆转向的力完全靠驾驶员提供，为此推荐用足够精确
的半经验公式来计算车辆在沥青或者混凝土路面上的
原地转向阻力矩M： R
M ，N·m R
式中 --轮胎和路面间的滑动摩擦系数，常取0.7；
--前轴负荷，N； --轮胎气压，Pa。
f
GP 1
f
3
G1
3
p
M 0.7/3（4 500×9.8）/810 0002 401 N·m R
3
1.3 转向器输出最大力矩
转向器在车桥转到极限位置时，输出最大转向力
矩。此时，常规转向系统输出最大转向力矩为系统助
力液压达到15 MPa、瞬间机械手力可达245～700 N。
1）液压助力输出最大力矩：Mπ·p·D·R· /4
3.14×15×10 ×0.09 ×0.045×0.9/43 863 N·m（计
算时螺杆面积忽略）。
式中 --工作油缸压力，Pa； --动力缸内径，
m； --齿扇灾度圆半径，m； --效率，0.9。
2）手力输出最大力矩： · ·
700×0.25×18.72×0.92 948.4 N·m。
在此情况下，应容驶员作用在转向盘轮缘上的
最大瞬时力。根据试验资料，此力取700 N作为对转向
装置中动力缸以前零件的计算载荷。
3）转向器输出最大力矩： 3 863
2 948.46 811.4 N·m。
d
hh sw
dh
2
62

PD
R
MF Ri
M MM
·
表1 转向系统参数
项目 参数
转向器 角传动比，iW/助力缸径，mm 18.72/90
转向摇臂长，mm/摇臂摆角，° 195/±47
转向油泵最大工作压力，MPa/转向节臂长，mm 15/231
转向盘直径Rs，mm/前桥设计载荷，kg 500/4 500
轮胎型号/轮胎设计气压，kPa 8.25-20/810