转向助力油泵结构及工作原理

转 向助力油 泵 知 识 培 训 目的： 对转 向助力油 泵 有一 个 初步的了解。 2021/4/1 1 - 目 录 - 转向系统概要 1 转向助力泵概要 2 工作原理 3 转向助力泵实验项目 4 零件性能以及噪音影响度分析 5 转向系统开发动向 6 1. 转向系统概要 控制车辆行驶方向系统 1) 车辆行驶时维持安全性 /能够轻松转向 2) 性能要求 : 安全性 , 快速反映性 , 耐久性 转向助力泵 转向系统 NO 名 称 功 能 转向助力泵 转向系统内产生油压 高压油管 转向助力泵把高压油提供给 转向器 / 减少脉动 转向器 转向回转运动变为直线运动 传递给转向节 ,控制方向 回流管 液压油从转向器 储油管的 回路 冷却销 增加液压油的冷却性 ( 适用于部分机种 ) 储油罐 储存和提供转向泵必要的油 转向器 转 向助力 泵 回 流管 高压油管 储油罐 冷却销 1-1. 转向系统构成及功能 高 压 管 1-2. 转向系统工作原理 储 油罐 方向 盘 回油管 储油罐 拉杆端头 曲轴皮带轮 转向助力泵 方向盘 回油管 高压管 油量调节阀 控制阀 动力汽缸 动力活塞 齿轮 齿条 转向节 轮毂 1. 直行时 : 油泵吐出流量 转向器汽缸 ,左右汽缸油压是相同 2. 往右转 : 泵打出油 转向器控制阀只供给左汽缸油 (形成油压 ) 3. 往左传 : 泵打出油 转向器控制阀只供给右汽缸油 (形成油压 ) 1-2. 转向系统工作原理 储油罐 控制阀 油量调整阀 动 力汽缸 动力活塞 助力泵 控制阀 储 油罐 转 向器 从发动 机相 连 接的皮 带 得到 动 力 ,产 生油 压 ,传给转 向器 1) 低速或停 车时 : 得到油 压轻 松 转 向操作 . 2) 高速 时 : 控制油 压 的上升 ,确保 转 向的安全性 . 2. 转 向助力 泵概 要 单 槽皮 带趋势 2-1. 零部件构成 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 压 力 SW 区 分 FC-铸 型 AL-铸 型 AL-D/CAST型 形 状 特征 重量重 , 初期噪音方面有利 加工难度大 , 追加涂装等 防锈处理 重量轻 ,加工性好 FC铸造相比粗造度好 加工工序多 外观精密 ,商品性优秀 模具费高 加工最少化 ,成本方面有利 新车钟适用 AL D/C CASING 按材质分类 NO. 名 称 功 能 材 质 工 法 0 CATRIDGE ASSY 油压形成的心脏部位 ROTOR回转产生油量 ,油压 7.2 , 8.5 , 9.6 ,10.5 cc/rev - - 1 SIDE PLATE 高压室形成油路 FE烧结 烧结 2 CAMRING 决定吐出体积 FE烧结 烧结 3 ROTOR 回转产生吐出油压 FE烧结 烧结 4 VANE 回转产生吐出油压 SKH 锻造 5 LOCK PIN CAMRING 固定 SUJ 锻造 5 2 4 1 3 CATRIDGE ASSY 构造 区 分 长径尺寸 A (mm) 短径尺寸 B (mm) 备 注 CAMRING MODEL 10.5 cc/rev 9.6 cc/rev 8.5 cc/rev 7.2 cc/rev 5.9 cc/rev 用语解释 1) 泵吐出流量 (cc/rev) : ROTOR 每转一回 (rev.) 吐出的流量体积 (cc) 2) CAM PROFILE : 上述形状的有线轨迹 3) 根据长短径尺寸来决定吐出量 A B CART ASSY CAMRING 种类 NO. 名 称 功 能 材 质 工 法 0 SPOOL ASSY 吐出油量及控制油压 - - 1 SPOOL 壳体 , 控制流量 A5056 加工 2 SPRING 决定油量最高压力 SWOCV-V 压 出 3 RETAINER BALL 支撑 SUM24L 锻 造 4 BALL ORIFICE的油路开关 SUJ 加工 5 ORIFICE 形成压力油路 S48C 加工 6 NEEDEL 感应性流量控制 S45C 加工 质量管理要点 全数性能检查 1 3 5 2 4 不感 应 型 感 应 型 6 SPOOL ASSY 构 造 NO. 名 称 功 能 材 质 工 法 0 CONNECO TR ASSY 高 压 管 连 接部位 流量控制 - - 1 BODY CONNECTOR体 S45C 锻 造 /加工 2 ORIFICE 形成流量油路 FE烧结 烧结 3 SUB SPOOL 控制流量的量 SCM415H 加工 4 SPRING SUB SPOOL 起游 动 SWPB 压 出 5 LOCK PIN ORIFICE的固定 SUJ 加工 质 量管理要点 - 测 量全部尺寸 不感 应 型 感 应 型 3 1 4 2 5 CONNETOR ASSY 构 造 区 分 压 力感 应 型 压 力不感 应 型 备 注 内 部 结构 流量特性 ( N-Q ) N-Q 曲 线 : 测 量 转 速 (N) 增高而 变 化的 流量 (Q) 特性 - 高速行 驶时 方向 盘 的 传递 力偏差大 (高速行 驶时 方向 盘发轻 ) - 低价型 结构 -高速行 驶时 方向 盘 的 传递 力偏差不大 (防止方向 盘发轻 ) - 高价型 结构 高速时流量相差小 高速 时 流量相差大 SUB SPOOL 按 压 力反 应 分 类 1. 功能 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 THROTTLE, 起着提高 转 速的作用 . (发动 机功率小的汽油 , LPG车辆 必 须 安装 压 力 开关 ) 2. 工作原理 压 力 开关 压 力 开关 OFF 压 力 开关 ON TERMINA L PLUNGER SPRING 设 定 压 力 (1520 kgf/ ) 以下 - 压 力 开关 OFF 状态 , PUMP负 荷小 , 不 补偿发动 机 转 速 设定压力 (1520 kgf/ ) 以上 - 压 力 开关 ON 状态 , 判 断为泵负 荷高 时 ,补偿转 速 (发动 机 转 速 补偿 是根据 发动 机 状态 作 决 定 ) 1 2 工作 SPEC NO. 名 称 功能 材 质 工法 0 ASSY 补偿 系 统压 力 负 荷的 发动 机 输 出力 ( RPM ) - - 1 非防水型 PIN TERMINAL 传递电 器信 号 ,进 入水分 时 可能 发 生生 锈 C5441 加工 2 防水 防止水分 进 入 塑料 射出 3 BODY 压 力 开关 固定 S20C 加工 4 SPRING 高 压 作 动时 移 动 GUIDE SWP-B 压 出 5 GUIDE 高 压 作 动时 TERMINAL接 触 C3602 加工 6 PISTON 高 压 作 动时传递 GUIDE SUJ 加工 质 量管理要点 - BODY和 TERMINAL之 间绝缘 - 作 动压 力偏差 3 1 2 4 5 6 非防水型 防水型 压 力 开关构 造 名 称 功能 材 质 工法 皮 带轮 发动 机 驱动 力 提供 给转 向助力 泵 SPCC SPHC DRAW SPLIT 质 量管理要点 确 认 皮 带轮 跳 动 : 全 数检查 - SPEC : 0.3 0.5 mm 皮 带轮构 造 NO. 名 称 功能 材 质 工法 1 D/SHAFT 皮 带轮传递 回 转 S45C 锻 造 /加工 2 BEARING 支撑 传动轴 SUJ2 锻 造 /加工 3 BUSH 支撑 传动轴 ROLL 成型 质 量管理要点 - 传动轴 端部粗造度 - 压 入部尺寸 1 2 3 永信 : BEARG TYPE KAYABA : BUSH TYPE 1 D/SHAFT ASSY 构 造 区 分 BEARG TYPE (永信精工 ) BUSH TYPE (无 锡 MOBIS) 形 状 支撑方式 BEARING + BUSH 方式 BUSH + BUSH 方式 噪音影 响 度 因高 频稳 定性 , 转 速即使增高也有利 油膜的形成 ,低速多少有利 ,但 随 油 温 上升 粘度下降 ,噪音不 稳 定 污 染物影 响 度 滚动 摩擦影 响 比 较 少 异 物 质 BUSH部 ,粘 贴 影 响 度大 BUSH BUSH BEARG BUSH 按 轴 支撑分 类 OUTLET (GEAR BOX) INLET (RSVR TANK) 箭 头 指工作油的流 动 ，基本吐出量是根据 CAM-RING 内 部体 积 所 决 定 回 转 方向 VANE : 根据回 转 加速度接 触与 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 盘转 到底 传递内 部油孔 :P2 泵内压 力升高 : P1 MAX压 P/ORIFICE通 过 BALL被推 :P3 解除 内 部 压 力 :P4 P3 P4 RELEIF 压 力 : FULL TURN時 的最大 压 力 RELEIF 压 力控制原理 油量控制 阀 实验项 目 设备 名 设备 相片 判定 1. 流量特性 实验 综 合性 能 实验 机 满 足 图纸 2. 驱动纽 矩 实验 满 足效率 3. 连续 RELIEF 实 验 不能有 粘 贴 4. 油 温 上升 实验 165 以下 5. P/SWITCH 作 动 特性 实验 ON-OFF 工作 4. 转 向助力 泵实验项 目 实验项 目 设备 名 设备 相片 判定 6. 噪音 实验 噪音 实验机 满 足 图纸 7. 脉 压实验 满 足脉 动值 8. 回 转变动 耐久 实验 综 合耐久 实验 机 不能有 粘 贴 及 异 常磨 损 9. 回 转 加 压 耐久 实验 不能有 粘 贴 及 异 常磨 损 实验项 目 设备 名 设备 相片 判定 10.高速耐久 实验 高速耐久 实验 机 不能有 粘 贴 及 异 常磨 损 11. 加 压 耐久 实验 PULSE 耐久 实验 机 不能有 粘 贴 及 异 常磨 损 12. 低 温启动 性 实验 13. SURGE 压实验 14. OIL SEAL耐寒性 实验 15. HEAT CYCLE 恒 温组 实验 机 工作油正 常吐出及 无 SEAL 损伤 实验项 目 设备 名 设备 相片 判定 16. STOP, START 实验 17. 故障力耐久 实验 18. PULLEY负 荷 张 力 实验 轴 向力 耐久 实验 机 无 变 形 损伤 19. 加振耐久 实验 (含皮 带轮 ) 20. 共振点 检 出 实验 加振 耐久 实验 机 无 变 形 损伤 21. 盐雾实验 盐雾实验 机 480HR后 无生 锈 情 况 实验项 目 设备 名 设备 相片 判定 22. 泥塘 实验 泥塘 实验 机 不能有 异 物 质进 入 以及作 动 异 常 23. 耐候性 实验 臭 氧实验 机 不能有 SEAL 变 形和 损伤 24. P/S SYSTEM 实 验 RIG 实验 机 SYSTEM 验证 用 NO 实验 名 需要日期 日程 D+10 D+20 D+30 D+40 1 加 压 耐久 10 2 高速耐久 9 3 回 转变动 耐久 5 4 回 转 加 压 耐久 10 5 加振耐久 6 6 耐寒性 1 7 HEAT CYCLE 2 8 耐 压 1 9 SURG 压 1 10 连续 RELIEF 1 11 STOP & START 1 12 空 运转 耐久 1 13 泥塘 实验 11 14 PULLEY 基本强度 1 15 PULLEY 耐久强度 30 16 PULLEY 可靠性 实验 7 17 油 温 升 稳实验 1 18 耐厚性 实验 4 19 BOLT & NUT 联结 力 1 可靠性 实验 需要日期 零部件 形 状 CHECK POINT CASING 驱动轴和泵体之间的缝隙变化 CAVITATION 发生与否 根据泵体内径及驱动轴外径所决定 CAVITATION ( 共同现象 ) 噪音的原因 之一是 : 流体流动时管路产生气孔 ,发生振动 D/SHAFT 同轴度 ( 回转惯性 ) 及 BEARING 压入部真圆度 R/COVER BUSH和 CLEARANCE BEARG 径向缝隙的不同噪音变动 5. 零部件性能以及噪音影响度分析 零部件 形 状 CHECK POINT SIDE PLATE NOTCH 角度的脉动 强化平面度规定值 ( 0.005) - 相关零件规定 ROTOR : 0.002 CAMRING : 0.0015 R/COVER : 0.003 CAM RING PROFILE 形状 , 同心 , VANE接触垂直 /直线度 , 上 /下平面度 PULLEY 外径 SIZE 及 BALANCE HOLE数影响度 区 分 液 压 SYSTEM EHPS Electro-Hydraulic Power steering MDPS Motor Driven Power steering 以后 开 发动 向 MOTOR 驱动 液 压 方式 6. 转 向系 统开发动 向 2010年以后能用 真 正 SBW 技 术 : 系 统电 器 ,电 子化 区 分 液 压 SYSTEM EHPS Electro-Hydraulic Power steering MDPS Motor Driven Power steering 特征 液 压驱动 的 转 向 ( PUMP动 力源 : 发动 机 ) 液 压 系 统 和 MDPS 中 间阶 段 ( PUMP动 力源 : MOTOR ) MOTOR驱动 的 转 向 (没 有 PUMP,用 MOTOR控制 ) 优 点 1. 成本方面有利 - 液 压 : 162,000 元 - MDPS : 284,000 元 1. 燃料 费 向上 1. 燃料 费 向上 (环 境 设计 ) 2 3% 向上 2. LAY OUT 自由度高 缺点 1. LAY OUT 自由度低 2. 改善燃料 费 困 难 1. 成本上升 1. MOTOR 容量受限 ,主要适用于小型 车 备 注 谢谢 !