四、双联泵式转向助力系统
本节以220.176 5600为例对双联泵转向助力系统进行介绍。
双联泵可以在不同发动机转速下(图15),为转向系统及主动悬挂控制(ABC)系统产生不同的油压及流量。
1.双联泵结构示意图(图16)
双联泵由两个泵组成,每个泵供给一个回路。正对输入轴的泵是径向活塞泵,供给主动悬挂控制(ABC)系统的液压。后部的泵为叶片式泵,供给转向系统的液压。两个泵均由普通输入轴(3)驱动,且均用普通轴承支撑。密封环(4)将两个液压回路彼此分离。
2.双联泵转向助力泵功能(图17)
驱动轴旋转(带动转子旋转)产生离心力,从而推动转子上的叶片向着静止嵌入凸轮工作表面径向转动。这是通过液压油辅助进行的,液压油从右压力室通过孔和凹槽,并向着叶片内端面流动。因此,在转子的10个叶片间形成了10个闭合的泵腔。油量增加,则将油液从供给储液罐(B)中吸出;油量减小,则将油液压入压力室(A)。由于凸轮环的形状决定了两个吸入区和两个压力区彼此相对,驱动轴每次转动时,10个泵腔均各自吸入两倍于自身体积的油量。此外,这种吸入区与压力区的双排列还可使施加在转子上的径向液压力相互抵消。
压力和流量控制阀(30)开启,压力限制阀(30c)开启(图18)。
压力及流量控制阀(30)关闭,压力限制阀(30c)关闭(图19)。
(1)油量调节。
叶片式泵由发动机在不同速度下驱动。但助力需要不变的油液流量。由于发动机转速较高时吸入了过多油液,剩余油液通过压力和流量控制阀(30)的无限可变开口供回至叶片式泵的吸入侧。这样,压力及流量控制阀(30)确保了整个发动机转速范围内总有不变的油液流供给转向机。
(2)发动机运转,转向盘未转动。
由叶片式泵产生的压力油作用于压力及流量控制阀(30)内活塞(30a)的端面。弹簧压力及通过校准镗孔(30b)减小的油压作用于活塞(30a)的反面。总之,作用于活塞(30a)端面的压力大于作用于反面的压力。压力及流量控制阀(30)开启,且剩余压力油回流至叶片式泵(2)的吸入侧。
(3)发动机运转,怠速,转向盘转动。
随着活塞(30a)端面压力减少,反面的压力几乎保持不变,从而导致压力及流量控制阀(30)关闭。叶片式泵吸入的油液完全导入转向机。
(4)发动机高转速。
随着发动机转速增大,活塞(30a)端面上的压力增加。这使作用于活塞端面和反面的压力差减小。压力和流量控制阀(30)克服弹簧作用力而平稳开启。剩余油液可流入叶片式泵的吸入侧。
(5)压力限制。
压力限制阀(30c)安装在压力和流量控制阀(30)中,以防止转向系统过载并减小系统中的压力峰值。阀门在约1200kPa的压力下开启。这种情况出现在例如转向完全锁止时,并可听到尖锐的汽笛声。
3.双联泵ABC泵功能(图20、图21)
(1)供油。
输入轴(3)的旋转通过凸轮(3a)作用,在径向运动的加载弹簧活塞(A~G)中产生振摆行程。随着活塞到达下止点(活塞A~C),活塞室内不断增大的空间形成真空。这使油液通过活塞上的孔(11)进入,该孔在到达下止点前将活寨室与泵(活塞D)的入口侧连接起来。在工作冲程,整个缸室在到达下止点前孔(11)(活塞E)被遮住时而密封。油液克服工作压力通过压力分流阀(12)泵入系统,每个活塞(活塞E~G)均分配有一个阀门。到达上止点后,即刻不再有油液进入系统。由于弹簧(12a)的压力高于泵活塞室内的油压,压力分流阀(12)关闭。润滑油通过校准键孔(14a、14b)分流,供给输入轴轴承。
(2)油量调节。
主动悬挂控制(ABC)吸入节流阀(Y86/1)集成在径向活塞泵的吸入侧。这可用于提供径向活塞泵体积流率的无限可变调节。径向活塞泵的基本特性通过孔(11)产生。径向活塞泵内的压力受主动悬挂控制(ABC)系统的限制。