转向助力工作原理

浅析电控液压助力转向系统的分配转阀工作过程及转向控制原理

摘 要： 由于汽车高速化后，地面对行路机构和转向系统的冲击力明显增大。从而，对行驶的安全性、操纵性、稳定性提出更高的要求。为此，电控动力转向系统，在各类汽车上普遍装用，已成为必备的装置。本文就电控液压助力转向系统的分配转阀工作过程及转向控制原理做一简单介绍.

关键字：分配转阀工作过程原理

一、分配转阀的工作过程：

分配阀由转阀和阀体及扭力杆组成，其工作原理，如下图所示：

图七、分配阀工作原理

1、直行—转阀在中间常开位置，与阀体凸沿存在着对称的流动间隙，各油孔都和进、回油道相通，动力缸的L、R腔也相通，整个转向助力系统处于低压常流循环状态。

2、右转弯时—转阀顺时针转动，上端销1拨动扭杆和齿轮转动，克服了间隙△，下端销2拨动转阀转动。由于存在转向阻力的关系，要拨动齿轮和齿条，需有足够的转向力矩，这个阻力矩使扭杆产生弹性变形。因有间隙△的存在，造成了阀体转动角度永远小于转阀的转动角度。

这样，就使阀体和转阀之间产生了角位置错移，角位移量等于扭杆的变形量。从而使阀体和转阀的纵向槽错开，造成一侧的通油间隙减小或封闭（通L腔的下槽）；另一侧的通油间隙为加大状态（通R腔的上槽）。这样，就使流入阀体的压力油流向间隙增大的R腔一边，并通过转阀的纵槽和通油孔R，流过壳体上的油道进入动力缸的R腔，推动活塞助力。

同时，另一组的纵向槽也错开（L腔），使阀体上的下油槽与L腔相通的一侧油道间隙增大，使L腔的油经阀体下油环槽油孔，进入阀体与转阀的另一纵向槽，再经转阀的油孔流入转阀内腔，流回油罐。动力缸内的油压差即为转向助力能源。

3、当方向盘仃止在某一转角不变时—转阀和扭杆就停止转动和变形，但不回位，因角位移量等于扭杆的变形量（助力计量值），阀体相对转阀跟踪助力，转过一定角度就减小了通油间隙。此时，M助力=M阻力，相互平衡，维持一定的助力油压差和一定的车轮转角。

汽车转向电动机工作原理及转向系统概述

汽车上配置的转向系统，大致可以分为三类：(1)一种是机械式液压动力转向系统；(2)一种是电子液压助力转向系统；(3)另外一种电动助力转向系统。

一、电动助力转向系统(EPS)

1、英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。

2、主要工作原理：汽车在转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。

由于电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，零件数目少，布置方便，重量轻。

而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能。因此在近年得到迅速的推广，也是今后助力转向系统的发展方向。

有一些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动的助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油。传统的液压动力转向系统的油泵由发动机驱动。

为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，油泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。而汽车行驶中大部分时间处于高于怠速的速度和直线行驶状态，只能将油泵输出的油液大部分经控制阀回流到储油罐，造成很大的“寄生损失”。

液压助力转向的工作原理:

如图1(a)所示，助力转向系统主要由油泵3、控制阀（滑阀7和阀体9）、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。

滑阀7同转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔。

汽车直线行驶时，如图1(a)所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。

图1汽车液压助力转向系统工作原理

1 油箱2 溢流阀3 齿轮油泵4 进油道量孔5 单向阀6 安全阀7 滑阀8 反作用阀9 阀体10 回位弹簧

11 转向螺杆12 转向螺母13 纵拉杆14 转向垂臂15 助力缸

汽车向右转弯时，转向螺杆11（左旋螺纹）顺时针方向转动，与转向轴制成一体的滑阀7和转向螺杆克服回位弹簧10及反作用阀8一侧的油压的作用力而向右移动。此时如图1(b)所示，环槽A与C，B与D分别连通，而环槽C与E使进油道与助力缸15的L腔相通，形成高压回路；B与D使回油道与R腔相通，形成低压回路。在油压差的作用下，活塞向右移动，而转向螺母12向左移动。纵拉杆13也向右移动，带动转向轮向右偏转。由于系统压力很高（一般为6.9Mpa以上），汽车转向主要依靠推力。驾驶作用于转向盘的转向力基本上是打开滑阀所需的力，一般为5～10N，最大不超过10N, 因而转向操纵十分轻便。

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