八、压力开关的作用及工作原理
在停车状态下发动机回转时,由于泵内部压力的增加而发动机回转速度降低,从而导致发动机熄火的可能,因此需要提升发动机转速.为此泵内产生一定压力时启动压力开关,传递发动机ECU数据开放一定部分节气门,起着提高转速的作用。
动力转向泵的匹配设计
一、动力转向泵匹配计算相关参数
排量V:
转向泵旋转一周时理论上应排出的油液体积(ml/r);
最高转速Nmax:
维持转向泵正常稳定工作的最高转速(r/min);
最低转速Nmin:
维持转向泵正常稳定工作的最低转速(r/min);
理论流量Qt:
泵在单位时间内理论上排出的油液体积,它正比与泵的排量V与转速N,即Qt=N*V(L/min);
实际流量Q:
泵在单位时间内实际排出的油液体积(包括流量控制阀及压力安全阀开启后的回流油液体积),在泵的进出口压力差不等于零时,泵的内部存在一定的泄漏量ΔQ,因此实际流量Q小于理论流量Qt,即Q=Qt–ΔQ(L/min);
控制流量Qk:
转向泵流量控制阀开启时泵每分钟内向转向器输出的流量(L/min);
容积效率ηv:
转向泵实际流量Q与理论流量Qt的比值(%);
控制压力Pk:
转向泵压力安全阀开启时的输出压力(MPa);
输出功率P:
转向泵输出的液压功率(KW)
消耗功率Px:
转向泵输出功率为Ps时需要发动机输入的机械功率(KW)
最高工作温度Tmax:
维持转向泵正常稳定工作的最高温度(℃);
最低工作温度Tmin:
维持转向泵正常稳定工作的最低温度(℃);
二、动力转向油泵的流量匹配
动力转向油泵工作流量的选取是根据转向盘最大瞬时转速计算的,先计算出满足转向盘最大瞬时转速所需要的理论流量Qt,然后再计算出实际需要的流量Q
转向系统的理论流量计算公式为:
Qt=60×N×T×S×IW×10-6(L/min)
式中T:
循环球转向器的螺杆螺距或齿轮齿条转向器的线传动比(mm/r)
N:
转向盘最大瞬时转速(轿车按1.5r/s计算,其他车辆按1.25r/s计算)
S:
转向器油缸实际工作面积
IW:
换向器的传动比(对无换向器的转向系统,IW=1)
转向系统实际需要的流量Q可由以下经验公式得到:
Q=(1.5~2)Qt+ΔQ
式中Q:
实际需要的流量L/min
ΔQ:
转向器允许的内泄漏值(此值由厂家确定L/min)
动力转向泵的控制流量Qk一般取(1.05~1.1)Q
三、动力转向泵的流量特性
一般转向泵的流量随泵的工作转速升高而增加,要求在油泵的开启转速以下线性增加,在开启转速以上流量不明显增加。
这是因为有动力转向器的汽车,希望在正常车速行驶时,系统的工作流量稳定,不随发动机的变化而变化。
不希望出现随发动机转速升高而出现油泵流量增大,导致转向过于灵敏,以致转向盘发飘的现象。
对于车速较高的轿车,则有随泵转速升高而流量适度下降的要求,以便增加转向手感,提高高速行驶安全性。
四、动力转向泵的排量匹配
在动力转向系统的实际需求流量及控制流量确定后,动力转向泵的排量选取仅需满足不同转速下的流量需求即可,不宜过大,流量过大不仅造成发动机功率的浪费,还增加泵系统内循环,造成系统油温过高,减少动力转向泵及整个转向系统的使用寿命。
动力转向油泵排量的选取一般在发动机处于怠速工况时根据转向器所需的理论流量Qt来计算(Qt计算方法见动力转向油泵的流量匹配)
动力转向油泵排量计算公式为:
V=(Qt+ΔQ)÷n÷ηv(ml/r)
式中V:
转向泵的理论排量(ml/r)
Qt:
转向盘最大瞬时转速所需要的理论流量(L/min)
ΔQ:
转向器允许的内泄漏值(此值由厂家确定L/min)
n:
怠速时转向泵的转速(r/min)
ηv:
转向泵的容积效率(此值由厂家确定)
五、动力转向泵的压力匹配
动力转向泵的压力大小是由其负载决定的,因此转向泵的压力匹配仅需考虑其最大工作压力即可。
对于装有压力安全阀的转向器,考虑从转向泵的出口到转向器的进口之间的压力损失,在选择转向泵的最大压力时,一般取转向泵的最大工作压力Pmax=P1+ΔP以确保转向器的输出力矩可以达到其理论最大输出力矩。
式中P1:
转向器的最大压力
ΔP:
压力损失,一般取(0.3-0.5)Mpa
对于未装有压力安全阀的转向器,为了保证转向器的工作压力不会超过其最大工作压力,确保转向系统的工作安全,一般取转向泵的最大工作压力Pmax=P1-ΔPs。
式中ΔPs:
经验值,一般取(0.3-0.5)Mpa
六、动力转向泵的压力曲线
上文已经提过,动力转向泵的压力大小是由其负载决定的,而整车转向需要的驱动力一般随发动机转速的增加而减小,因此转向泵的压力亦随其转速增大而减小。
七、动力转向泵的消耗功率计算
动力转向泵的消耗功率计算公式如下:
消耗功率Px=P*Qt÷60÷η=P*N*V÷60000÷η(KW)
式中P:
转向泵的输出压力(Mpa);Qt:
转向泵的理论流量(L/min)
η:
转向泵的总效率(此值由厂家提供,一般取0.8)
八、动力转向泵的转速匹配
动力转向泵工作转速是根据发动机的最高、最低转速确定的,
转向泵的实际最低转速Nmin=N1×I(r/min)
转向泵的实际最高转速Nmax=N2×I(r/min)
式中N1:
发动机的最低转速(r/min)
N2:
发动机的最高转速(r/min)
I:
发动机~转向泵轮系传动比
考虑到发动机、转向泵及传动轮系等的生产与配合误差,转向泵的设计最低转速应≤(1-20%)Nmin,最高稳定转速应≥(1+20%)Nmax。
九、动力转向泵工作温度要求与液压油选择
1.动力转向泵的工作温度一般在20℃~80℃,瞬时温度也会达到120℃,目前转向泵的设计温度一般为-40℃~135℃
2.推荐使用专用的ATF-3变速箱油,或8#液力传动油。
国内部分中、重型卡车也有使用机油柴油的,在北方冬季寒冷气候下对低速启动有不良影响。
新车1~2万公里磨合期后转向液必须更换,此后没5万公里建议更换一次,以保证油液清洁度。