轉向助力油泵結構及工作原理

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1、轉 向助力油 泵 知 識 培 訓 目的： 對轉 向助力油 泵 有一 個 初步的了解。 2021/4/1 1 - 目 錄 - 轉向系統(tǒng)概要 1 轉向助力泵概要 2 工作原理 3 轉向助力泵實驗項目 4 零件性能以及噪音影響度分析 5 轉向系統(tǒng)開發(fā)動向 6 1. 轉向系統(tǒng)概要 控制車輛行駛方向系統(tǒng) 1) 車輛行駛時維持安全性 /能夠輕松轉向 2) 性能要求 : 安全性 , 快速反映性 , 耐久性 轉向助力泵 轉向系統(tǒng) NO 名 稱 功 能 轉向助力泵 轉向系統(tǒng)內產(chǎn)生油壓 高壓油管 轉向助力泵把高壓油提供給 轉向器 / 減少脈動 轉向器 轉向回轉運動變?yōu)橹本€運動 傳遞給轉向節(jié) ,控制方向 回流管 液

2、壓油從轉向器 儲油管的 回路 冷卻銷 增加液壓油的冷卻性 ( 適用于部分機種 ) 儲油罐 儲存和提供轉向泵必要的油 轉向器 轉 向助力 泵 回 流管 高壓油管 儲油罐 冷卻銷 1-1. 轉向系統(tǒng)構成及功能 高 壓 管 1-2. 轉向系統(tǒng)工作原理 儲 油罐 方向 盤 回油管 儲油罐 拉桿端頭 曲軸皮帶輪 轉向助力泵 方向盤 回油管 高壓管 油量調節(jié)閥 控制閥 動力汽缸 動力活塞 齒輪 齒條 轉向節(jié) 輪轂 1. 直行時 : 油泵吐出流量 轉向器汽缸 ,左右汽缸油壓是相同 2. 往右轉 : 泵打出油 轉向器控制閥只供給左汽缸油 (形成油壓 ) 3. 往左傳 : 泵打出油 轉向器控制閥只供給右汽缸油

3、(形成油壓 ) 1-2. 轉向系統(tǒng)工作原理 儲油罐 控制閥 油量調整閥 動 力汽缸 動力活塞 助力泵 控制閥 儲 油罐 轉 向器 從發(fā)動 機相 連 接的皮 帶 得到 動 力 ,產(chǎn) 生油 壓 ,傳給轉 向器 1) 低速或停 車時 : 得到油 壓輕 松 轉 向操作 . 2) 高速 時 : 控制油 壓 的上升 ,確保 轉 向的安全性 . 2. 轉 向助力 泵概 要 單 槽皮 帶趨勢 2-1. 零部件構成 品名 PULLEY 品名 CONNECTOR 品名 CATRIDGE ASSY 品名 SPOOL ASSY 品名 D/SHAFT ASSY 品名 CASG 品名 REAR COVER ASSY 品名

4、 壓 力 SW 區(qū) 分 FC-鑄 型 AL-鑄 型 AL-D/CAST型 形 狀 特征 重量重 , 初期噪音方面有利 加工難度大 , 追加涂裝等 防銹處理 重量輕 ,加工性好 FC鑄造相比粗造度好 加工工序多 外觀精密 ,商品性優(yōu)秀 模具費高 加工最少化 ,成本方面有利 新車鐘適用 AL D/C CASING 按材質分類 NO. 名 稱 功 能 材 質 工 法 0 CATRIDGE ASSY 油壓形成的心臟部位 ROTOR回轉產(chǎn)生油量 ,油壓 7.2 , 8.5 , 9.6 ,10.5 cc/rev - - 1 SIDE PLATE 高壓室形成油路 FE燒結 燒結 2 CAMRING 決定吐出

5、體積 FE燒結 燒結 3 ROTOR 回轉產(chǎn)生吐出油壓 FE燒結 燒結 4 VANE 回轉產(chǎn)生吐出油壓 SKH 鍛造 5 LOCK PIN CAMRING 固定 SUJ 鍛造 5 2 4 1 3 CATRIDGE ASSY 構造 區(qū) 分 長徑尺寸 A (mm) 短徑尺寸 B (mm) 備 注 CAMRING MODEL 10.5 cc/rev 9.6 cc/rev 8.5 cc/rev 7.2 cc/rev 5.9 cc/rev 用語解釋 1) 泵吐出流量 (cc/rev) : ROTOR 每轉一回 (rev.) 吐出的流量體積 (cc) 2) CAM PROFILE : 上述形狀的有線軌跡

6、3) 根據(jù)長短徑尺寸來決定吐出量 A B CART ASSY CAMRING 種類 NO. 名 稱 功 能 材 質 工 法 0 SPOOL ASSY 吐出油量及控制油壓 - - 1 SPOOL 殼體 , 控制流量 A5056 加工 2 SPRING 決定油量最高壓力 SWOCV-V 壓 出 3 RETAINER BALL 支撐 SUM24L 鍛 造 4 BALL ORIFICE的油路開關 SUJ 加工 5 ORIFICE 形成壓力油路 S48C 加工 6 NEEDEL 感應性流量控制 S45C 加工 質量管理要點 全數(shù)性能檢查 1 3 5 2 4 不感 應 型 感 應 型 6 SPOOL AS

7、SY 構 造 NO. 名 稱 功 能 材 質 工 法 0 CONNECO TR ASSY 高 壓 管 連 接部位 流量控制 - - 1 BODY CONNECTOR體 S45C 鍛 造 /加工 2 ORIFICE 形成流量油路 FE燒結 燒結 3 SUB SPOOL 控制流量的量 SCM415H 加工 4 SPRING SUB SPOOL 起游 動 SWPB 壓 出 5 LOCK PIN ORIFICE的固定 SUJ 加工 質 量管理要點 - 測 量全部尺寸 不感 應 型 感 應 型 3 1 4 2 5 CONNETOR ASSY 構 造 區(qū) 分 壓 力感 應 型 壓 力不感 應 型 備 注

8、內 部 結構 流量特性 ( N-Q ) N-Q 曲 線 : 測 量 轉 速 (N) 增高而 變 化的 流量 (Q) 特性 - 高速行 駛時 方向 盤 的 傳遞 力偏差大 (高速行 駛時 方向 盤發(fā)輕 ) - 低價型 結構 -高速行 駛時 方向 盤 的 傳遞 力偏差不大 (防止方向 盤發(fā)輕 ) - 高價型 結構 高速時流量相差小 高速 時 流量相差大 SUB SPOOL 按 壓 力反 應 分 類 1. 功能 在停 車狀態(tài) 下 發(fā)動 機回 轉時 , 由于 泵內 部 壓 力的增加而 發(fā)動 機回 轉 速度降低， 從 而 導 致 發(fā)動 機熄火 的可能 , 因此需要 提升 發(fā)動 機 轉 速 . 為 此 泵

9、內產(chǎn) 生一定 壓 力 時 啟動 壓 力 開關 , 傳遞 發(fā)動 機 ECU數(shù) 據(jù) 開放 一定部分 THROTTLE, 起著提高 轉 速的作用 . (發(fā)動 機功率小的汽油 , LPG車輛 必 須 安裝 壓 力 開關 ) 2. 工作原理 壓 力 開關 壓 力 開關 OFF 壓 力 開關 ON TERMINA L PLUNGER SPRING 設 定 壓 力 (1520 kgf/ ) 以下 - 壓 力 開關 OFF 狀態(tài) , PUMP負 荷小 , 不 補償發(fā)動 機 轉 速 設定壓力 (1520 kgf/ ) 以上 - 壓 力 開關 ON 狀態(tài) , 判 斷為泵負 荷高 時 ,補償轉 速 (發(fā)動 機 轉

10、速 補償 是根據(jù) 發(fā)動 機 狀態(tài) 作 決 定 ) 1 2 工作 SPEC NO. 名 稱 功能 材 質 工法 0 ASSY 補償 系 統(tǒng)壓 力 負 荷的 發(fā)動 機 輸 出力 ( RPM ) - - 1 非防水型 PIN TERMINAL 傳遞電 器信 號 ,進 入水分 時 可能 發(fā) 生生 銹 C5441 加工 2 防水 防止水分 進 入 塑料 射出 3 BODY 壓 力 開關 固定 S20C 加工 4 SPRING 高 壓 作 動時 移 動 GUIDE SWP-B 壓 出 5 GUIDE 高 壓 作 動時 TERMINAL接 觸 C3602 加工 6 PISTON 高 壓 作 動時傳遞 GUI

11、DE SUJ 加工 質 量管理要點 - BODY和 TERMINAL之 間絕緣 - 作 動壓 力偏差 3 1 2 4 5 6 非防水型 防水型 壓 力 開關構 造 名 稱 功能 材 質 工法 皮 帶輪 發(fā)動 機 驅動 力 提供 給轉 向助力 泵 SPCC SPHC DRAW SPLIT 質 量管理要點 確 認 皮 帶輪 跳 動 : 全 數(shù)檢查 - SPEC : 0.3 0.5 mm 皮 帶輪構 造 NO. 名 稱 功能 材 質 工法 1 D/SHAFT 皮 帶輪傳遞 回 轉 S45C 鍛 造 /加工 2 BEARING 支撐 傳動軸 SUJ2 鍛 造 /加工 3 BUSH 支撐 傳動軸 ROL

12、L 成型 質 量管理要點 - 傳動軸 端部粗造度 - 壓 入部尺寸 1 2 3 永信 : BEARG TYPE KAYABA : BUSH TYPE 1 D/SHAFT ASSY 構 造 區(qū) 分 BEARG TYPE (永信精工 ) BUSH TYPE (無 錫 MOBIS) 形 狀 支撐方式 BEARING + BUSH 方式 BUSH + BUSH 方式 噪音影 響 度 因高 頻穩(wěn) 定性 , 轉 速即使增高也有利 油膜的形成 ,低速多少有利 ,但 隨 油 溫 上升 粘度下降 ,噪音不 穩(wěn) 定 污 染物影 響 度 滾動 摩擦影 響 比 較 少 異 物 質 BUSH部 ,粘 貼 影 響 度大

13、BUSH BUSH BEARG BUSH 按 軸 支撐分 類 OUTLET (GEAR BOX) INLET (RSVR TANK) 箭 頭 指工作油的流 動 ，基本吐出量是根據(jù) CAM-RING 內 部體 積 所 決 定 回 轉 方向 VANE : 根據(jù)回 轉 加速度接 觸與 CAM-RING， 漏油最少化 3. 工作原理 吐出口 吸入口 吐出口 吸入口 SPOOL C/V SPRING R/V RETAINER BALL PLUG ORIFICE P1 P2 方向 盤轉 到底 傳遞內 部油孔 :P2 泵內壓 力升高 : P1 MAX壓 P/ORIFICE通 過 BALL被推 :P3 解除

14、內 部 壓 力 :P4 P3 P4 RELEIF 壓 力 : FULL TURN時 的最大 壓 力 RELEIF 壓 力控制原理 油量控制 閥 實驗項 目 設備 名 設備 相片 判定 1. 流量特性 實驗 綜 合性 能 實驗 機 滿 足 圖紙 2. 驅動紐 矩 實驗 滿 足效率 3. 連續(xù) RELIEF 實 驗 不能有 粘 貼 4. 油 溫 上升 實驗 165 以下 5. P/SWITCH 作 動 特性 實驗 ON-OFF 工作 4. 轉 向助力 泵實驗項 目 實驗項 目 設備 名 設備 相片 判定 6. 噪音 實驗 噪音 實驗機 滿 足 圖紙 7. 脈 壓實驗 滿 足脈 動值 8. 回 轉變

15、動 耐久 實驗 綜 合耐久 實驗 機 不能有 粘 貼 及 異 常磨 損 9. 回 轉 加 壓 耐久 實驗 不能有 粘 貼 及 異 常磨 損 實驗項 目 設備 名 設備 相片 判定 10.高速耐久 實驗 高速耐久 實驗 機 不能有 粘 貼 及 異 常磨 損 11. 加 壓 耐久 實驗 PULSE 耐久 實驗 機 不能有 粘 貼 及 異 常磨 損 12. 低 溫啟動 性 實驗 13. SURGE 壓實驗 14. OIL SEAL耐寒性 實驗 15. HEAT CYCLE 恒 溫組 實驗 機 工作油正 常吐出及 無 SEAL 損傷 實驗項 目 設備 名 設備 相片 判定 16. STOP, STAR

16、T 實驗 17. 故障力耐久 實驗 18. PULLEY負 荷 張 力 實驗 軸 向力 耐久 實驗 機 無 變 形 損傷 19. 加振耐久 實驗 (含皮 帶輪 ) 20. 共振點 檢 出 實驗 加振 耐久 實驗 機 無 變 形 損傷 21. 鹽霧實驗 鹽霧實驗 機 480HR后 無生 銹 情 況 實驗項 目 設備 名 設備 相片 判定 22. 泥塘 實驗 泥塘 實驗 機 不能有 異 物 質進 入 以及作 動 異 常 23. 耐候性 實驗 臭 氧實驗 機 不能有 SEAL 變 形和 損傷 24. P/S SYSTEM 實 驗 RIG 實驗 機 SYSTEM 驗證 用 NO 實驗 名 需要日期 日

17、程 D+10 D+20 D+30 D+40 1 加 壓 耐久 10 2 高速耐久 9 3 回 轉變動 耐久 5 4 回 轉 加 壓 耐久 10 5 加振耐久 6 6 耐寒性 1 7 HEAT CYCLE 2 8 耐 壓 1 9 SURG 壓 1 10 連續(xù) RELIEF 1 11 STOP & START 1 12 空 運轉 耐久 1 13 泥塘 實驗 11 14 PULLEY 基本強度 1 15 PULLEY 耐久強度 30 16 PULLEY 可靠性 實驗 7 17 油 溫 升 穩(wěn)實驗 1 18 耐厚性 實驗 4 19 BOLT & NUT 聯(lián)結 力 1 可靠性 實驗 需要日期 零部件 形

18、 狀 CHECK POINT CASING 驅動軸和泵體之間的縫隙變化 CAVITATION 發(fā)生與否 根據(jù)泵體內徑及驅動軸外徑所決定 CAVITATION ( 共同現(xiàn)象 ) 噪音的原因 之一是 : 流體流動時管路產(chǎn)生氣孔 ,發(fā)生振動 D/SHAFT 同軸度 ( 回轉慣性 ) 及 BEARING 壓入部真圓度 R/COVER BUSH和 CLEARANCE BEARG 徑向縫隙的不同噪音變動 5. 零部件性能以及噪音影響度分析 零部件 形 狀 CHECK POINT SIDE PLATE NOTCH 角度的脈動 強化平面度規(guī)定值 ( 0.005) - 相關零件規(guī)定 ROTOR : 0.002

19、CAMRING : 0.0015 R/COVER : 0.003 CAM RING PROFILE 形狀 , 同心 , VANE接觸垂直 /直線度 , 上 /下平面度 PULLEY 外徑 SIZE 及 BALANCE HOLE數(shù)影響度 區(qū) 分 液 壓 SYSTEM EHPS Electro-Hydraulic Power steering MDPS Motor Driven Power steering 以后 開 發(fā)動 向 MOTOR 驅動 液 壓 方式 6. 轉 向系 統(tǒng)開發(fā)動 向 2010年以后能用 真 正 SBW 技 術 : 系 統(tǒng)電 器 ,電 子化 區(qū) 分 液 壓 SYSTEM EHP

20、S Electro-Hydraulic Power steering MDPS Motor Driven Power steering 特征 液 壓驅動 的 轉 向 ( PUMP動 力源 : 發(fā)動 機 ) 液 壓 系 統(tǒng) 和 MDPS 中 間階 段 ( PUMP動 力源 : MOTOR ) MOTOR驅動 的 轉 向 (沒 有 PUMP,用 MOTOR控制 ) 優(yōu) 點 1. 成本方面有利 - 液 壓 : 162,000 元 - MDPS : 284,000 元 1. 燃料 費 向上 1. 燃料 費 向上 (環(huán) 境 設計 ) 2 3% 向上 2. LAY OUT 自由度高 缺點 1. LAY OUT 自由度低 2. 改善燃料 費 困 難 1. 成本上升 1. MOTOR 容量受限 ,主要適用于小型 車 備 注 謝謝 !