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转向系的主要总成——动力转向器介绍
作者: 中国机电工程网    发布于:2022-10-28 09:04:00    文字:【】【】【
采用德国ZF集团公司生产的ZF8098型整体式液压动力转向器,其控制阀为转阀式结构,采用变速比传动及自动调整液压转向限位阀。带内置压力安全阀。调整压力为170bar,传动比22.2~26.2。

 

1、转向器技术参数

型号参数

  ZF8098

ZF8095

适用前轴负荷(Kg)

6500

8000

6000

最大输出扭距(Nm)

(4954~5829)

5717~6726

4356-5146

最大压力(Mpa)

18.3

18

油泵流量(L/min)

16~20

16

传动比

22.2~26.2

15.7~18.5

转向盘圈数

6.2

4.4

摇臂摆角

94°

94°

质量(Kg)

41

27

2、转向器的工作原理
(1)ZF8098转向器所属的类型
ZF8098转向器为循环球式转向器,循环球式转向器中一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车,也用于部分轻型越野汽车。
转向螺杆转动时,通过钢球将力传给转向螺母,使螺母沿轴向移动。同时,在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下,所有钢球便在螺旋管状通道内滚动,形成“球流”。

图5、北京切诺基转向器图6、循环球式转向器工作原理

(2) ZF8098转向器的结构
ZF8098转向器由控制阀、动力油缸和完整的人力转向结构组成。转向器所需的压力油由发动机驱动的转向泵供应,油罐接收由转向器流回的低压油,同时向转向泵供油。
壳体(A)和活塞(B)组成油缸,活塞将转向轴(C)的的旋转运动转换为直线运动,同时使摇臂扇齿轴(F)旋转。
通过一圈钢球,活塞(B)和蜗杆(D)相应运动,当蜗杆旋转,钢球依次进入蜗杆面,通过循环管,钢球在蜗杆上可以循环反复。
控制阀由转阀(C)和阀套(D)组成,它们在圆柱面上分别开有6条沟槽。
扭力杆(E)通过固定销分别与转阀和阀套连接,在方向盘不动时,使控制阀处于中位。
安全阀(G)可限制转向器内的异常油压。
充油阀(H)在转向器动作而转向泵不工作时,通过回油管向转向机补油。与固定速比的转向器相比,可变速比的转向器在中位附近的速比较小,保证此时转向的灵敏度。在大角度转向时,转向器的速比较大,可使摇臂扇齿轴获得更大的液压助力。当液压助力失效时,打方向的力较固定速比的转向器要小。

(3) ZF8098转向器随动助力的工作原理
图中的控制阀为剖视状态,活塞两端高压为红色,低压为黄色。

J、K 进油缝 L、M 回油缝N、O 轴向槽 P 回油槽

当转向轴和阀套之间传递扭矩时,扭力杆发生弹性扭转,在控制阀的转阀和阀套间产生扭转力,使阀套偏离原来的中间位置。

当方向盘不动时
扭力杆使控制阀回到中位。通过转向器壳体上的油道,油液进入阀套的年轮状沟槽,经过3个对称的径向孔到达转阀的弧形控制槽。
转阀上的控制槽和阀套上的控制槽间的位置相对,油液经过进油缝(J和K),到阀套上的弧形轴向槽(N和O),然后油液即可通过轴向油道到达助力活塞的一端或两端。
当控制阀处于中位,油液到达活塞的两侧,然后经过转阀上的3个回油槽(P)返回油槽。

向右打方向
当方向盘向右转,活塞左端压力大,活塞将向右移动,从而实现随动助力。
控制阀转阀上的控制沟槽顺时针偏转,进油缝(K)打开较大,让油液通过,另一个进油缝(J)关闭,阻止油液流到阀套上的轴向槽(O)。这样油液只能从进油缝(K)流到阀套上的轴向槽(N),经过钢球滚道,至活塞左端。已关闭另一个进油缝(J)阻止油液回流到油罐,从而压力升高。
活塞右端的油液被排出,经过打开的回油缝(M)和回油槽(P),通过转阀内的油道回油罐。

向左打方向
当方向盘向左转,活塞右端压力大,活塞将向左移动,从而实现随动助力。
控制阀转阀上的控制沟槽逆时针偏转,油液通过打开进油缝(J)和轴向槽(O),至活塞右端。活塞左端的油液经过钢球轨道、回油缝(L)和回油槽(P),再经过转阀内的油道回油罐。
(4) 液压转向限位器功能


T 右侧阀芯  
U  左侧阀芯  
V 活塞右腔
W  活塞左腔
X 右侧调节螺钉  
Y  左侧调节螺钉

液压转向限位器防止以最大工作压力将转向器转到极限位置,从而保护转向器和转向泵,防止油温过高。
双作用的液压转向限位器由2个有弹簧的阀芯(T和U)构成,安装在活塞上,两端突出活塞。
当活塞右移到接近极限位置,右侧阀芯(T)被右侧调节螺钉(X)顶入活塞,在压力作用下,左侧阀芯(U)被推入活塞,活塞左腔的油液经过限位器阀孔减压后至活塞右腔,然后回油。反之,当活塞左移到接近极限位置时,亦然。
 

特别提示:
当液压转向限位器打开时,转向器依然可向外打,但由于液压助力作用大为下降,方向盘上所需的转向力增大,直到到达转向极限位置。
▲ 活塞两端高压为红色,低压为黄色,减压后为棕红色。

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