論轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配構(gòu)架和實踐

唐煌

摘 要：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車動力系統(tǒng)的一個關(guān)鍵部件，對于汽車運行中操縱的穩(wěn)定性以及人工操縱的強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性等，都有著非常重要的作用和影響。本文在對于汽車動力系統(tǒng)的匹配性能測量進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，通過進(jìn)行系統(tǒng)各部件性能的對比分析，進(jìn)行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配架構(gòu)及其實踐的分析研究。

關(guān)鍵詞：汽車；動力系統(tǒng)；匹配構(gòu)架；性能測試；實踐；分析研究

在汽車的動力結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由儲油罐以及動力轉(zhuǎn)向器、動力轉(zhuǎn)向油泵、高壓管等結(jié)構(gòu)部分組成，在汽車工作運行中能夠通過較低的能耗實現(xiàn)汽車操縱性能的改善，減少汽車運行中的操縱強(qiáng)度。從另一方面來講，作為汽車動力系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)裝置，它對于汽車駕駛的安全性以及舒適性有很大的作用影響。在汽車結(jié)構(gòu)部件組裝中，雖然與汽車行駛有關(guān)的各個部件都進(jìn)行了性能以及運行使用可靠性、對于運行環(huán)境的適用性等檢測，并符合相關(guān)設(shè)計的要求和標(biāo)準(zhǔn)，但是在汽車中進(jìn)行集成組裝應(yīng)用時，由于彼此之間的作用影響，其性能作用還會受到一定的影響，而只有通過匹配試驗才能夠?qū)τ谙嗷ブg的作用影響進(jìn)行分析研究，并在實際組裝中進(jìn)行避免，這就是進(jìn)行汽車動力系統(tǒng)匹配架構(gòu)分析研究的主要目的，也是本文所要分析論述的中心。下文將通過對于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能測量方案的分析，并在系統(tǒng)各部件性能對比分析基礎(chǔ)上，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配架構(gòu)以及實踐的分析，促進(jìn)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能作用的提升。

一、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的測試分析

在液壓為主的汽車動力系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由儲油罐、動力轉(zhuǎn)向器、動力轉(zhuǎn)向油泵、高壓管等結(jié)構(gòu)部分組成，在完成汽車動力系統(tǒng)的改造以及組裝中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的各結(jié)構(gòu)部件都是按照相應(yīng)的安裝形式進(jìn)行安裝布置，即在以轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向油泵的進(jìn)油口作為安裝布置的參考點，在進(jìn)行各安裝部件相對三維坐標(biāo)位置確定基礎(chǔ)上，通過在儲油罐以及轉(zhuǎn)向油泵的出油口和動力轉(zhuǎn)向器進(jìn)出油口進(jìn)行真空傳感器與壓力傳感器的安裝應(yīng)用。此外，在進(jìn)行汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能測試中，在轉(zhuǎn)向油泵驅(qū)動運行情況下，使用轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行油泵轉(zhuǎn)速的測量，并在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向器輸入端進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳感器以及光軸編碼器的安裝應(yīng)用，實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)向器輸入轉(zhuǎn)矩以及旋轉(zhuǎn)角度的測量實現(xiàn)，然后通過在動力轉(zhuǎn)向器的輸出端進(jìn)行相應(yīng)的模擬荷載的施加，并在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器旁進(jìn)行噪聲計的安裝應(yīng)用，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)噪聲測量，對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的主噪聲源進(jìn)行測量確認(rèn)，以完成對于汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的測試分析。如下圖1所示，即為汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的測試示意圖。

圖1 汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的測試示意圖

總之，在進(jìn)行汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能測試中，通過將汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及變頻電機(jī)、模擬加載器、伺服電機(jī)等結(jié)構(gòu)系統(tǒng)集成安裝在相應(yīng)的模擬平臺中，并在模擬平臺進(jìn)行前、后、左、右等方向的單一運動或者是復(fù)合運動情況下，實現(xiàn)對于汽車動力系統(tǒng)匹配性能的測試。

二、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各部件匹配性能的對比分析

結(jié)合汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車運行中的作用功能，并根據(jù)系統(tǒng)各部件作用，可以得出動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能主要是由轉(zhuǎn)向油泵以及轉(zhuǎn)向器、循環(huán)油路、汽車的實際運行狀態(tài)等各部件的綜合性能進(jìn)行決定，因此，進(jìn)行汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的測試還需要通過對于各部件性能的測試對比來實現(xiàn)。

其中轉(zhuǎn)向器以及轉(zhuǎn)向油泵作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要部件，在實際工作運行應(yīng)用中，轉(zhuǎn)向手力特性作為其主要性能之一，根據(jù)其在汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作運行中的性能變化曲線，就能夠?qū)崿F(xiàn)其性能的測試判斷。此外，在進(jìn)行轉(zhuǎn)向器性能的判斷對比中，由于轉(zhuǎn)向器的核心部件為轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)閥，其動力源為轉(zhuǎn)向油泵，在工作運行中需要通過轉(zhuǎn)向油泵進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧髁恳约皦毫Φ奶峁瑏頋M足其工作運行需求，因此，轉(zhuǎn)向油泵的性能特征對于轉(zhuǎn)向器性能有著很大的作用影響。如下圖2所示，為某轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中動力轉(zhuǎn)向器手力特性匹配試驗曲線圖。

圖2 某轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中動力轉(zhuǎn)向器手力特性匹配試驗曲線圖

其次，在進(jìn)行動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中循環(huán)油路匹配性能的評價測試時，由于循環(huán)油路通常由油管以及高壓管、接頭、回油管等結(jié)構(gòu)元件組成，并且在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作運行中高壓管需要承受高壓以及車輛運行路面的沖擊、轉(zhuǎn)向盤擾動產(chǎn)生的壓力作用，回油管則容易受到布置環(huán)境的作用影響，因此，在進(jìn)行循環(huán)油路匹配性能評價中，都需要對上述因素條件進(jìn)行分析考慮，來實現(xiàn)循環(huán)油路以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配性能的評價測試。

最后，在進(jìn)行汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪聲分析中，結(jié)合系統(tǒng)造成源產(chǎn)生結(jié)構(gòu)，通過噪聲頻譜分析法，在結(jié)合噪聲測量對象基礎(chǔ)上，實現(xiàn)噪聲原因以及噪聲源的分析研究。通常情況下，由于汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)噪聲源主要包括轉(zhuǎn)向油泵以及液壓脈動、油液流動等結(jié)構(gòu)部分，因此，在進(jìn)行該系統(tǒng)噪聲分析中，需要結(jié)合上述噪聲源實現(xiàn)噪聲原因的分析，以進(jìn)行系統(tǒng)匹配性能測試評價。

根據(jù)上面對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向油泵出油口處噪聲的頻譜分析結(jié)果可以看出，噪聲主要發(fā)生在基準(zhǔn)頻率的10倍、20倍以及30倍、40倍等頻譜處，并且噪聲大小但隨著轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作壓力的增加而增加。這主要是由于轉(zhuǎn)向油泵自身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的，轉(zhuǎn)向油泵作為一種雙作用式葉片泵，在實際工作運行中葉片泵的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片需要在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動兩次并完成兩次吸油和壓油動作，這樣一來就容易造成轉(zhuǎn)向油泵工作運行中產(chǎn)生較大的噪聲，其噪聲源主要包括轉(zhuǎn)向油泵葉片運動噪聲以及壓力閥芯、主閥芯的振動噪聲、油液流動噪聲等，其中葉片運動噪聲是動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪聲源。

三、結(jié)束語

總之，進(jìn)行轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配架構(gòu)以及實踐的分析研究，有利于提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計匹配性能，從而對于汽車動力系統(tǒng)的功能作用進(jìn)行保障，提升汽車駕駛的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性，具有積極作用和價值意義。■

參考文獻(xiàn)

[1]龐文杰，王云超，李耀旭.多軸轉(zhuǎn)向車輛單軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配模型[J].機(jī)械設(shè)計與制造.2014（8）.

[2]王云超，張小江，周梅，鄭東強(qiáng).多軸液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)匹配設(shè)計研究[J].中國機(jī)械工程.2013（10）.

[3]李渭軍，張偉.SX6733GE81城市客車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的匹配設(shè)計[J].客車技術(shù)與研究.2011（3）.