转向泵的匹配计算

c926转向助力泵的匹配方案

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目录

1．方案说明： (3)

2．匹配校核计算 (3)

2.1、计算用有关参数 (3)

2.2.计算静态原地转向时系统压力P IO (5)

2.2.1计算原地转向阻力矩 (5)

2.2.1助力缸截面面积S (6)

2.3计算转向盘的转动速度 (7)

2.3.1发动机怠速时，转向盘转动速度n rw (8)

2.3.2正常工作阶段转向盘转动速度n (9)

3.结论 (10)

1．方案说明：

C926轿车是基于参考车基础上全新开发的一款车型。底盘平台（悬架、制动、转向系统）采用参考车的，发动机选用JAC的JGE1发动机。

C926轿车转向系统初步设计方案为采用参考原车转向系统。助力转向泵采用JGE1发动机自带的助力转向泵。转向管路重新设计。

下于前轴负荷及助力转向泵等相关参数的变化，应对系统进行匹配校核。

2．匹配校核计算

2.1、计算用有关参数

梯形臂长度：162mm；

主动小齿轮的节圆半径：8.2752mm；

动力缸直径：43.5mm；

齿轮齿条的轴交角：8.3o；

转向梯形底角：63°

活塞轴杆直径：25mm；

轮胎气压：0.21Mpa；

c926轿车满载时前轴的负荷为：1031Kg；（参考车满载时前轴的负荷为：970Kg；）

表1转向油泵性能参数

参考车的转向助力的性能参数如下：

流量曲线图

2.2.计算静态原地转向时系统压力Pio 根据公式：α

sin 1L S Mr

P io ?=

计算静态原地转向时系统压力Pio

式中M r ——原地转向阻力矩，单位N 2mm ；

S ——助力缸截面积，㎜2

1L ——梯形臂长度，单位mm ；

α——转向梯形底角，单位°。

2.2.1计算原地转向阻力矩

静态原地转向阻力矩是汽车使用中最大极限转向所需力矩，以此可以验算最大操纵力和液压系统的油压是否超过助力泵的额定压力。

汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩采用下面的半经验公式计算：

式中——轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取0.7左右 ——转向阻力矩，单位N2mm

——前轴负荷，单位N

——轮胎气压，单位Mpa

f=0.7; G1=1031*9.8; p=0.21;

Mr=(f/3)*sqrt(G1^3/p)

计算结果为：

Mr=

5.1712e+005N2mm

2.2.1助力缸截面面积S

采用下面的公式计算：

］）d ［（D

S 4/22

-=π

式中D ——动力缸直径，单位mm ； d ——活塞轴杆直径，单位mm ；

D=43.5; d=25; S=pi*(D^2-d^2)/4

计算结果为：

S=

995.2958mm

2

根据公式α

sin 1L S Mr

P io ?=得：

alfa=(63*pi/180); Mr=517120; s=995.2958; L1=162;

Pio=Mr/(s*L1*sin(alfa))

Pio=

3.5995Mpa(<8MPa)

参考车的Pio=3.0106（Mpa ）

结论：Pio 未超过转向泵的最大压力，满足使用要求。 2.3计算转向盘的转动速度

发动机怠速时，要求转向油泵具有足够的排量，以满足系统对流量的要求，转向盘转动速度太小，转向会出现滞后、沉重、不灵敏现象。如果排量太大，则流量也大，转向盘转动速度高，会造成过度灵敏，有“发飘”的感觉。同时管路节流损失大，发热严重，对油泵的性能、质量、密封都不利。转向盘转动速度一般应控制在1~1.7圈/秒范围内。

2.3.1发动机怠速时，转向盘转动速度n rw

r

S Q n iw 260

/min ??=

π

式中Q min ——发动机怠速时油泵流量，单位l/min ； S ——助力缸截面积，单位㎜2； r ——转向小齿轮半径，单位㎜2。

考虑到油泵的容积效率，及泄漏等因数的影响，作用于动力缸的实际流量为：

()?-=1min v Q Q η

其中Q ——油泵的计算排量；

v η ——油泵的容积效率，计算时一般取v η=0.75~0.85; ? ——泄漏系数，?=0.05~0.10。

由泵的特性曲线可以得到，发动机怠速时油泵流量为7.0l/min 。

Qmin=7*0.8*(1-0.08) Qmin=

5.1520(l/min) s=995.2958; Qmin=5.1520; r=8.2752;

niw=Qmin*10^6/60/(s*pi*2*r)

niw=

1.6593(r/s)

参考车niw=1.6946(r/s)

满足了原地转向轻便性的要求。

2.3.2正常工作阶段转向盘转动速度n

由泵的特性曲线可以知道，助力泵在发动机转速为1500r/min~3500r/min 之间流量呈线性下降，3500r/min~5000r/min 之间流量值在内。3.7~4.7l/min 范围内保持恒内状态。因此需验证此阶段转向盘的转速是否符合设计规范。

θ

πcos 260

/???=

r S Q n

Qmax=4.7*0.8*(1-0.08); S=995.2958;

n=Qmax*10^6/(60*S*pi*2*8.2752*cos(0.41449))

n=

1. 2171(r/s) Qmax=3.7*0.8*(1-0.08); S=995.2958;

n=Qmax*10^6/(60*S*pi*2*8.2752*cos(0.41449))

计算结果为：

n =

0.9582 (r/s)

参考车的发动机转速3500r/min~5000r/min 时： n=1.243~1.6056(r/s)

对于油泵流量达到额定流量时，由于管中路部分，转向器控制阀等元件的节流作用，泄漏影响，容积效率的影响，难以精确计算

转向盘的转动速度。一般轿车转向盘转动速度在1~1.7圈/秒之间。

结论：本车转向盘的转动速度在设计规范值范围内，满足使用要求。

3.结论

综上所述，参考车发动机转速3500r/min~5000r/min时转向盘的转动速度为1.243~1.6056圈/秒，接近临界值，转向较轻便，车高速行使时有“发飘”趋势。从1015101GB助力油泵的匹配计算可知JGE1发动机转速3500r/min~5000r/min时转向盘的转动速度为0.9582~1.2172圈/秒，满足转向轻便性的要求。因此选择1015101GB助力转向泵可满足使用要求。