??????? 3.6.2. 液壓動力轉向器
??????? 1．傳統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)的組成
??????? ⑴轉向液壓泵--轉向液壓泵是液壓動力轉向系統(tǒng)的動力源,它的作用是將發(fā)動機產(chǎn)生的機械能轉變?yōu)轵?qū)動轉向動力缸工作的液壓能,再由轉向動力缸驅(qū)動轉向車輪。 除液壓泵本體外,通常還包括限制液壓泵輸出油壓的安全閥和調(diào)節(jié)輸出油量的溢流閥等。
??????? ⑵轉向動力缸--是將轉向液壓泵提供的液壓能,轉變?yōu)轵?qū)動轉向車輪偏轉的轉向助力執(zhí)行元件。
??????? ⑶轉向控制閥--是在駕駛員的操縱下,控制轉向動力缸輸出動力大小、方向和增力快慢的控制閥。轉向控制閥通常還包含一個止回閥它的作用是當動力轉向系統(tǒng)中的液壓部分出現(xiàn)故障時,止回閥能保證駕駛員通過轉向盤也可以直接操縱機械式轉向器工作,使汽車能繼續(xù)控制方向,但此時所需要的轉向力比正常時要大很多。
??????? 2．傳統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)結構形式
??????? 分開式--轉向器、 轉向動力缸和轉向控制閥三者分開布置
??????? 半分開式--是將轉向動力缸和轉向控制閥組合制成整體
??????? 整體式--將轉向控制閥、 轉向動力缸和機械轉向器三者組合成一個整體
??????? 3．傳統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)工作原理：
??????? 直線行駛：汽車直線行駛時轉向盤處于中間位置不動。 轉向蝸桿軸在反作用彈簧的作用下,轉向位置相對于外殼是固定不動的,轉向控制閥的滑閥柱塞相對于閥體處于中間位置。 由轉向液壓泵輸給轉向控制閥的高壓油液直接流回到儲油箱中,轉向動力缸左、 右油室中的油壓相等,因此動力轉向機構處于不工作狀態(tài)。
??????? 右轉向時：汽車右轉彎行駛時轉向盤向右轉動,轉向蝸桿軸驅(qū)動活塞 2 向右移動,與活塞制成一體的齒條通過扇形齒輪和轉向搖臂驅(qū)動前輪向右偏轉。
??????? 左轉向時： 汽車向左轉彎時,轉向盤向左轉動,轉向控制閥進行類似向右轉向的動作,只是各動作方向相反。
??????? 轉向“路感”的產(chǎn)生：整體滑閥式液壓動力轉向系統(tǒng)會產(chǎn)生轉向“路感”。 這是由于轉動轉向盤時,轉向控制閥的滑閥柱塞能隨轉向蝸桿軸同時產(chǎn)生軸向移動。當反作用彈簧被壓縮時,由轉向液壓泵輸向轉向動力缸的高壓油液會同時輸向反作用油腔中,這樣反作用彈簧的彈力和反作用油道中的高壓油液施加給反作用柱塞的壓力就共同作用到轉向蝸桿軸上,產(chǎn)生一個與轉向阻力大小成正比的作用力,這個力反映在轉向盤上就是駕駛員對轉向狀況產(chǎn)生的轉向“路感”
??????? 3.7汽車電子穩(wěn)定控制(EPS)液壓系統(tǒng)?
??????? 汽車ESP（Electronic Stability Program）系統(tǒng)，中文名稱是汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，是目前世界上最尖端的高科技汽車主動安全系統(tǒng)電子設備。ESP系統(tǒng)除了具有制動防抱死系統(tǒng)ABS和牽引力控制系統(tǒng)TCS的功能之外，更是一種智能的主動安全系統(tǒng)。在汽車行駛過程中，ESP始終監(jiān)測車的運動狀態(tài)，尤其是與轉向相關的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)不穩(wěn)定的預兆，ESP系統(tǒng)便實時予以更正，從而使行車安全性大大提高，駕車人員感覺更靈活、更快捷、更安全。ESP是汽車在各種惡劣狀況下，都能非?？煽康陌凑振{駛人員的意圖進行控制，而不會出現(xiàn)擺尾和方向失控等危險狀況。
??????? 汽車ESP系統(tǒng)主要由電子控制單元、傳感器和液壓系統(tǒng)三部分組成，其控制品質(zhì)的好壞和工作性能的可靠性不僅與ECU的控制邏輯、傳感器的作用有關，還與液壓系統(tǒng)動態(tài)特性密切相關。汽車ESP液壓系統(tǒng)是由多個液壓元件組成，各液壓元件在ECU的驅(qū)動下協(xié)同工作，根據(jù)汽車的不同行駛工況對車輪施加相應的液壓制動力，實現(xiàn)車輛的主動干預。作為汽車ESP系統(tǒng)的執(zhí)行機構，液壓系統(tǒng)是一個高速響應系統(tǒng)，各液壓控制閥的動態(tài)響應均在短時間完成。因此，對液壓系統(tǒng)進行動態(tài)特性研究，了解和掌握液壓系統(tǒng)工作過程中的動態(tài)響應特性，保證運動和ECU控制精度以及工作可靠性，是非常必要的。
??????? 由于能大大提升汽車的主動安全水平，ESP從最初只是頂級豪華轎車的選裝配置逐漸演變?yōu)橹屑夀I車標準配置。在ESP逐漸普及的過程中，ESP自身也在不斷升級換代；從早期的5.0、5.3、5.7再到目前我國已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化的ESP8.0以及最新的ESPPlus，Bosch ESP的體積和重量在不斷下降，性能和擴展功能卻在大大地提升，同時其制造成本也在逐漸降低，因而ESP得裝車率逐漸提高。目前盡管ESP在各國NCAP以及汽車安全研究機構的測試評分體系中都不屬于評分項目，但這些機構都無一不例外在鼓勵使用ESP。而美國交通部和NHTSA更是在2006年末發(fā)布了一項硬性的規(guī)定：規(guī)定所有車重不超過10000磅的2009款新車，都要將ESP系統(tǒng)列為標準配置；而到2011年9月，所有在美國本土銷售的新車，都必須將ESP列為標準配置。據(jù)NHTSA的研究數(shù)據(jù)表明，這項措施的實行，每年將會拯救5300到10300人的生命，IIHS對此的預測數(shù)字更是不低于10000人，ESP的主要性可見一斑。
??????? 近年來，汽車工業(yè)已成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車在日常工作和生活中起著越來越重要的作用。汽車生產(chǎn)商為提高產(chǎn)品的競爭力及市場占有率，都把汽車安全技術和價格作為非常重要的競爭手段。由于能大大提升汽車的主動安全水平，可以預見，ESP汽車安全產(chǎn)品的普及率會逐年上升。掌握ESP技術，就掌握了競爭未來汽車安全技術的主動權。然而，國內(nèi)生產(chǎn)的汽車所配置的ESP還來源于進口，其國產(chǎn)化研制工作正在起步。因此，開展汽車ESP液壓系統(tǒng)動態(tài)特性研究，為汽車設計人員提供相應的理論依據(jù)和技術支撐，對縮短ESP研究周期，避免過多的試制品試驗，都有著重要的工程意義汽車ESP液壓系統(tǒng)是由多個液壓元件組成，各液壓元件在WCU的驅(qū)動下協(xié)同工作，根據(jù)汽車的不同行駛工況對車輪施加相應的液壓制動力，實行車輛的主動干預。作為汽車ESP系統(tǒng)的執(zhí)行機構，液壓系統(tǒng)是一個高速響應系統(tǒng)，各液壓控制閥的動態(tài)響應均在短時間內(nèi)完成，其動態(tài)特性直接影響ESP系統(tǒng)控制品質(zhì)的好壞和工作性能的可靠性。
??????? 液壓單元式ESP系統(tǒng)的核心部件，它用于接受電子控制單元的指令，通過各液壓控制閥的開關動作通斷控制回路，進而自動調(diào)節(jié)各制動輪缸的制動壓力。液壓單元主要由液壓控制閥、回油泵和蓄能器等組成，通過液壓控制閥和回油泵產(chǎn)生的液壓力控制制動力。采用循環(huán)調(diào)壓方式進行ESP系統(tǒng)制動壓力調(diào)節(jié)時，通過使制動輪缸中的液壓介質(zhì)泵回制動主缸或蓄能器，實現(xiàn)制動壓力減??；通過制動主缸或蓄能器中的液壓介質(zhì)進入制動輪缸，實現(xiàn)制動壓力的增大；通過增、減壓閥的關閉，截斷回路，使得制動輪缸壓力保持不變。
??????? 在液壓單元中，還有一個很重要的元件--集成閥。集成閥是常通閥和限壓閥的集成，根據(jù)車輛運行狀況，ECU發(fā)出命令，通過常通和限壓狀態(tài)的選擇，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)常規(guī)制動、ABS模式、ASR模式、ESP模式的切換。在ESP模式下，集成閥切換到限壓狀態(tài)，防止系統(tǒng)的工作壓力過載，起限壓閥的作用。回油泵的持續(xù)工作，可能使得系統(tǒng)壓力超過限定壓力而引起系統(tǒng)過載，ECU發(fā)出指令，限壓狀態(tài)切換到常通狀態(tài)，對工作系統(tǒng)進行泄壓：當系統(tǒng)的壓力沒有達到限定值時，常通狀態(tài)切換到限壓狀態(tài)。在ESP液壓系統(tǒng)中，液壓控制閥匯中的增壓閥、減壓閥、吸入閥以及常通閥都是典型的二位二通的電磁閥；回油泵一般為高壓柱塞泵；蓄能器為彈簧活塞式
??????? 4.汽車液壓技術的發(fā)展趨勢??
???????? 提到汽車 ，除了尺寸可取，、變速器、ABS之外，媒體或者專業(yè)人士談論更多的往往是廂體及其它的結構，材料的性能與應用，車橋的強度和結構，懸掛系統(tǒng)的安全和平順等等，如何實現(xiàn)汽車的功能，更好地體現(xiàn)出功能性、實用性、方便性等幾個方面的結合也是我們汽車專業(yè)人士所關注、所追求的。
??????? 　　關注汽車的功能性問題，就會自然而然地將目光落到實現(xiàn)各種功能的液壓技術上。提到液壓技術，相信汽車行業(yè)從業(yè)人員并不陌生。在我們周圍，從自卸車到攪拌車，從垃圾車到掃地車，隨處可見液壓系統(tǒng)的影子。采用各種新功能、新技術的專用汽車琳瑯滿目，令人應接不睱，流連忘返。作為汽車液壓技術人員，透過展會上車輛華麗的外表、精湛的工藝、精美的做工，體會更深的是液壓技術在其中所起到的功能化核心作用，以及液壓技術發(fā)展過程中鮮明的時代和行業(yè)特征。
??????? 　? 舉一個例子，在一輛半掛車系統(tǒng)上，我們看到了液壓驅(qū)動的駕駛室翻轉系統(tǒng)；具有液壓高度調(diào)整和角度調(diào)整功能的牽引座；有液壓伸縮車架、地板升降、尾梯收放以及液壓車橋提升系統(tǒng)等等。而功能化的箱體則可能是自裝卸移動式垃圾壓縮站，也可能是專業(yè)運輸散裝物料的液壓活動地板，更可能是安全有液壓隨車吊和自調(diào)平液壓支撐，或者同時配備液壓翼開系統(tǒng)和遙控操作功能的液壓升降尾板等。
??????? 　 透過現(xiàn)象看本質(zhì)。無論是汽車對于液壓技術的要求，還是液壓技術對汽車發(fā)展所做出的貢獻，如果可以因此思考一下液壓技術與汽車的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢之間的關系，將是非常有價值的。
??????? 1.發(fā)展輕型化、輕量化、集成化技術。在IAA展會上，我們可以看到，汽車已普遍使用插裝元件、鋁合金閥體、液壓回路的集成技術等。而在功能性的箱體結構、最新的驅(qū)動機構以及執(zhí)行元件技術方面，也大量地采用了抗拉強度750mpa高強度鋼、高強度鋁合金材料。甚至全鋁結構的液壓油缸和驅(qū)動機構也不乏其身影。在汽車上，任何降低重量的措施都可以直接提高能源的利用率，降低燃料的消耗。這就是為什么汽車行業(yè)追求輕量化，并樂此不疲的根本原因。
??????? 　 2.廣泛采用現(xiàn)代化的精密制造技術，提高元件的制造精度。尺寸精度的提高意味著更小的泄漏，而表面精度的提高則可以減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失，從而減少功率損失。先進制造技術還使集成化回路的廣泛應用成為可能。集成化回路可以使元件之間的距離縮短，減小流道的長度，從而降低管路的損失。
??????? 4、結束語
?????????? 自2O世紀9O年代以來，工程機械進入了一個新的發(fā)展時期，新技術的廣泛應用使得新結構和新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。隨著微電子技術向工程機械的滲透，工程機械日益向智能化和機電一體化方向發(fā)展，對工程機械行走驅(qū)動裝置提出的要求也越來越苛刻。近年來，液壓技術迅速發(fā)展，液壓元件日臻完善，使得液壓傳動在工程機械傳動系統(tǒng)中的應用突飛猛進，液壓傳動所具有的優(yōu)勢也日漸凸現(xiàn)?？梢韵嘈?，隨著液壓技術與微電子技術、計算機控制技術以及傳感技術的緊密結合，液壓傳動技術必將在工程機械行走驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)揮出越來越重要的作用。
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