超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)下，特種車輛數(shù)量逐步增加，成為社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)保障。超重型特種汽車由于自身特性，如何保證車輛運(yùn)行安全，成為首要關(guān)注點(diǎn)之一。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是超重型特種汽車的重要組成部分，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以大大提升車輛性能，保證超重型特種汽車運(yùn)行安全。本文就超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，選擇合理的措施改進(jìn)設(shè)計(jì)，滿足社會(huì)生產(chǎn)生活需要。

關(guān)鍵詞：超重型特種汽車;設(shè)計(jì)改進(jìn);轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)

社會(huì)生產(chǎn)力水平不斷提升，超重型特種汽車逐漸成為現(xiàn)代汽車的主流趨勢(shì)，而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)乎到超重型特種汽車的整體性能。隨著汽車的裝載能力逐步提升，車軸數(shù)量與載荷隨之增長(zhǎng)，這就對(duì)超重型特種汽車的轉(zhuǎn)型液壓系統(tǒng)性能提出了更高的要求。轉(zhuǎn)向液壓助力系統(tǒng)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力，是系統(tǒng)設(shè)定的工作壓力決定，液壓泵決定了流量，但是很多國(guó)產(chǎn)大流量轉(zhuǎn)向器的載荷承受能力較小，難以更好的滿足多橋轉(zhuǎn)向流量需要，應(yīng)該進(jìn)一步設(shè)計(jì)優(yōu)化改進(jìn)。

1 轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)工作原理

超重型特種汽車在保持直線行駛中，如果方向盤保持在恒定不動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)向器的分配閥為中位敞開(kāi)，液壓泵卸載，液壓油直接回到油箱。在汽車轉(zhuǎn)向中，轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，致使螺桿稍微前傾或后移，導(dǎo)致滑閥偏離中間位置，液壓泵的壓力油涌現(xiàn)，通過(guò)液壓控制集成元件保持穩(wěn)壓狀態(tài)，使用轉(zhuǎn)向器分配閥來(lái)進(jìn)入到轉(zhuǎn)向缸，推動(dòng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)[1]。

超重型特種汽車在行駛中，主要是通過(guò)多軸轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用機(jī)械連接與液壓助力方式來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，操作較為簡(jiǎn)單、便捷，對(duì)于超重型特種汽車的機(jī)動(dòng)性提升具有積極作用。滿載狀態(tài)下，車輛轉(zhuǎn)向保持正常運(yùn)行狀態(tài)，如果是空載狀態(tài)下行使，會(huì)造成助力過(guò)量導(dǎo)致超重型特種汽車轉(zhuǎn)向過(guò)度出現(xiàn)擺尾問(wèn)題，需要對(duì)超重型特種汽車的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2 超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在常規(guī)的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上，同設(shè)置帶單向閥的節(jié)流閥、液控背壓閥、開(kāi)始減壓閥等。轉(zhuǎn)向器分配閥不在中位工作狀態(tài)下，液控背壓閥控制支路系統(tǒng)運(yùn)行形成背壓，操作液控?fù)Q向閥來(lái)保證液壓缸正常運(yùn)轉(zhuǎn)。節(jié)流閥是用于控制流量，調(diào)整液控背壓閥閥芯的互動(dòng)速度。而開(kāi)式減壓閥，伴隨轉(zhuǎn)向橋負(fù)荷的升高，系統(tǒng)壓力也隨之升高，超過(guò)低壓轉(zhuǎn)向器的額定工作壓，確保支路壓力維持恒定狀態(tài)，確保工作壓力始終在轉(zhuǎn)向器壓力以上[2]。

如果超重型特種汽車保持直線行駛狀態(tài)，調(diào)整轉(zhuǎn)向器分配閥處于中位狀態(tài)，系統(tǒng)并無(wú)負(fù)載。結(jié)合液體特性，導(dǎo)致液體經(jīng)過(guò)開(kāi)式減壓閥到轉(zhuǎn)向分配閥后，全部回到油箱。究其根本，其原因多樣，一方面是轉(zhuǎn)向器分配閥設(shè)計(jì)成H型，轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)無(wú)法減壓，另一方面在系統(tǒng)無(wú)壓力下，開(kāi)式減壓閥并無(wú)減壓作用，支路無(wú)節(jié)流，液控系統(tǒng)保持非工作狀態(tài)。汽車左轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向器分配閥保持平行狀態(tài)，將壓力油匯入到液控?fù)Q向閥位置控制口，形成封閉回路，減壓到液控?fù)Q向閥，閥芯產(chǎn)生壓力，推動(dòng)閥芯工作，液控?fù)Q向閥保持平行位置。隨著轉(zhuǎn)向橋載荷提升，執(zhí)行系統(tǒng)的壓力也將隨之升高，超過(guò)減壓閥出口壓力標(biāo)準(zhǔn)值后，減壓閥自動(dòng)運(yùn)作進(jìn)行減壓，保證轉(zhuǎn)向器分配閥壓力始終處于恒定狀態(tài)，對(duì)于轉(zhuǎn)向器運(yùn)行可靠提供堅(jiān)實(shí)保障。如果汽車在右轉(zhuǎn)向時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)向器分配閥到交叉位置，壓力又進(jìn)入交叉位置形成封閉回路，開(kāi)啟壓力促進(jìn)閥芯運(yùn)作，控制另一個(gè)液控?fù)Q向閥到交叉位置。

3 超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)技術(shù)

此種系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出，具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：①密封性。液壓元件設(shè)計(jì)中，依托于密封技術(shù)實(shí)現(xiàn)，高壓指標(biāo)較為理想，整體式為15MPa，但是半整體式轉(zhuǎn)向器密封性普遍未能達(dá)到高壓指標(biāo)，半整體轉(zhuǎn)向器為8MPa，最高壓力無(wú)法滿足超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。所以，此種系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化是必然選擇，依據(jù)負(fù)載設(shè)定來(lái)執(zhí)行油路壓力，規(guī)避其他條件限制，保證轉(zhuǎn)向器壓力性能基礎(chǔ)上，使用減壓閥限定為較低壓力，不僅可以滿足系統(tǒng)的運(yùn)行性能，還可以提升系統(tǒng)可靠性和安全性。②靈敏性。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求系統(tǒng)具有足夠的靈敏性，同步運(yùn)作的轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向器。基于轉(zhuǎn)向器分配閥來(lái)控制液控?fù)Q向閥，通過(guò)轉(zhuǎn)向輪后產(chǎn)生一定的壓力差，大概為10μs，控制閥芯單向移動(dòng)耗費(fèi)時(shí)間，高于控制所消耗的時(shí)間。故此，要求系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果，同原本的系統(tǒng)性能相同。③系統(tǒng)散熱性。由于轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)自身特性，在車輛行駛中使用較為頻繁，長(zhǎng)期處于高壓運(yùn)作負(fù)荷下，會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)溫度升高問(wèn)題，保證系統(tǒng)的散熱性能十分關(guān)鍵。在汽車的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)對(duì)油箱容積設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效解決此類問(wèn)題。即便系統(tǒng)相較于原本系統(tǒng)增設(shè)了減壓閥與背壓總向閥，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行需要同時(shí)，避免系統(tǒng)溫度異常升高，減壓閥無(wú)流量，僅僅起到傳遞壓力作用。

超重型特種汽車的轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，還要規(guī)避車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象?？蛰d狀態(tài)下，先一橋轉(zhuǎn)向動(dòng)作，然后其他橋轉(zhuǎn)向動(dòng)作;滿載行駛狀態(tài)下，一橋優(yōu)于多橋，可以規(guī)避擺尾狀態(tài)。對(duì)比分析了解到，超重型特種汽車轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)中，在多橋油缸前設(shè)置防偏擺閥，可以大大提升轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)性能，保證車輛安全行駛。

4 結(jié)論

綜上所述，超重型特種汽車較為特殊，整體車輛運(yùn)行載荷較大，優(yōu)化轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)十分重要，很大程度上關(guān)乎到車輛的行駛安全。所以，可以結(jié)合實(shí)際需要選擇合適的轉(zhuǎn)向器分配閥，提升主系統(tǒng)壓力，使用一個(gè)轉(zhuǎn)向器控制液壓系統(tǒng)，確保轉(zhuǎn)向輕便、安全，車輛正常行駛。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭京，?；鄯?，李振寶，劉曉聰，姜萬(wàn)錄.閥控非對(duì)稱缸全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建模與動(dòng)態(tài)性能分析[J].機(jī)床與液壓，2019，47（20）：138-143+191.

[2]陳勇，胡久強(qiáng).載貨汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)測(cè)試方法研究與應(yīng)用[J].重型汽車，2018，23（03）：29-31.

作者簡(jiǎn)介：劉軍（1970-），男，廣西恭城人，本科，工程師，研究方向：車輛、設(shè)備等。