11m低地板出口客车转向系统性能测试

1、11m 低地板出口客车转向系统性能测试 李小明 桂林大宇客车有限公司 摘 要： 根据某 11 m 客车开发设计要求, 需对转向器安装及转向系统在发动机不同转速700 r/min、1 200r/min、2 600 r/min 的原地转向静态性能及动态转向性能进行测试, 以便评定客车在发动机不同转速下转向系统的综合性能。关键词： 低地板; 出口客车; 转向系统; 性能测试; 作者简介：李小明 (1978-) , 男, 底盘工程师;主要从事客车底盘悬架系统和转向系统及底盘总体的设计与研究工作。Performance Test of Steering System for an 11m Low-floor Export BusLi Xiaoming Guilin Dawoo Bus Co., Ltd; Abstract： According to the design requirements of an 11m bus, it is necessary to test the static and dynamic performances of the steering gear insta

2、llation and the steering system at different engine speeds of 700 r/min, 1 200 r/min and 2 600 r/min, in order to evaluate the comprehensive performances of the bus steering system at different engine speeds requirements.Keyword： low-floor; export bus; steering system; performance test; 该 11 m 低地板客车是专门为出口而开发的右舵 CNG 城市客车, 与国内驾驶习惯刚好相反。此款车型采用 ZF8098 转向器的传统液压式助力方式, 前悬架采用门式桥钢板弹簧悬架。根据新车型开发设计要求, 转向系统需要进行安装及匹配后的综合性能测试, 以便确认转向系统是否满足设计要求。1 主要技术参数及测试准备1.1 主要技术参数该车为发动机后置后驱。转向系统布置采用方向盘+方向传动管柱+角传动器+传动轴+转向器 (卧

3、式布置) +转向垂臂+转向直拉杆的方式, 如图 1 所示。有关主要技术参数如下:前悬 2 290 mm、轴距 5 100 mm、后悬 3 150 mm;前悬整备质量 4 000 kg、满载质量 6 000kg;后悬整备质量 7 000 kg、满载质量 10 500 kg;前后悬架都为板簧;轮胎为 275/70R22.5。转向器性能参数:最大工作压力为 170 bar, 流量要求为 1625 dm, 最大输出扭矩为 6 5007 600 Nm;助力泵参数:最大工作压力为 140 bar, 控制流量为 181 L/min, 公称排量为 25 m L/r, 额定工作压力为 119 bar。图 1 转向系统布置简图 下载原图1-方向盘;2-方向传动管柱;3-角转向器;4-传动轴;5-动力转向器;6-转向垂壁;7-转向拉杆;8-前悬架总成1.2 测试准备新车型转向系统测试主要参数有:转向系统压力, 回油管路中液压油流量, 方向盘转向扭矩及转角, 转向系统油温。这些都必须在车辆满载状态下进行测量。测试车辆的安装、调整需满足以下要求:1) 车辆处于直线行驶状态时, 方向盘应对中安装:转向器输入轴上刻

4、度应与壳体上刻度对齐1-2;转向垂臂初始安装位置与设计值相符。2) 转向轮转角调整满足整车设计要求, 且转向轮限位螺栓已调整正确;车辆轮胎气压符合设计要求。正式测量前应做好以下准备工作:1) 按试验要求把车辆加载至满载状态, 并称重确认;提供 12 V 电源电池放置在方向盘附近, 为测试仪器单独供电。2) 安装压力传感器、温度传感器、流量传感器和管路接头等。压力传感器安装在方向机进油口位置, 温度传感器探针分别安装在转向油壶油液内和车外侧窗玻璃上, 流量传感器与在转向油壶回油管路串联连接3-5。3) 拆下车辆原装方向盘, 安装带扭矩传感器的测试用方向盘。4) 测试场地选择水泥路面, 面积足够完成车辆绕“8”字行驶。2 性能测试2.1 静态性能测试1) 不同转速下的压力损失测试 (方向盘在对中位置, 不转动方向盘) 。目的是检测转向系统中油液的流通性。要求发动机在怠速 (转向系统流量大于 11 L/min) 及高速下转向助力泵达到控制流量时, 系统压力不能超过 8 bar, 测试数据见图 2。图 2 在发动机转速 700 r/min、1 200 r/min、2 600 r/min 时的转

5、向管路压力曲线 下载原图由测试数据可知, 在发动机转速 700 r/min、1 200r/min、2 600 r/min 3 种工况下, 转向管路相应流量和系统压力数据分别为 13.2 L/min、19.2 L/min、20.5 L/min 和 3bar、5.3 bar、5.9 bar。因测试过程不转动方向盘, 转向系统不工作, 所以在发动机不同转速下测得的系统压力即为转向系统工作过程中首先要克服的自身压力损失。根据以上转向管路压力测试结果, 其压力损失满足转向器配套厂在发动机怠速下流量大于 11 L/min 和发动机在各种工况下转向系统压力损失不大于 8 bar 的要求。2) 原地转向测试 (发动机怠速运转) 。目的是检测发动机怠速 (700 r/min) 运转时转向系统静态助力性能。要求方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力6-8。测试数据见图 3。图 3 发动机转速 700 min 时原地转向性能曲线 下载原图由测试数据可知, 在发动机怠速工况下, 方向盘向左、右转向至极限位置时, 输入扭矩都在 810 Nm;方向盘最大转角分别为 92

6、9和 903;转向系统建立的最大压力分别为 84 bar、100 bar, 均小于助力泵最大工作压力 140 bar;且左、右转向系统最大压力差为 16 bar, 满足转向器配套厂左、右转向最大压力差小于 20 bar 的要求。3) 原地转向测试 (发动机怠速运转+踩刹车) 。目的是在发动机怠速 (700 r/min) 运转+踩刹车工况下, 测试转向系统静态最大转向助力储备。要求方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力。测试数据见图 4。图 4 发动机转速 700 r/min+踩刹车时原地转向性能曲线 下载原图由测试数据可知, 在发动机怠速+踩刹车工况下, 方向盘向左、右转向至极限位置时, 输入扭矩都在 810Nm;方向盘最大转角分别为 929和 903;转向系统建立的最大压力分别为 100 bar、116 bar, 均小于助力泵最大工作压力 140 bar;且左、右转向系统最大压力差小于 20 bar。4) 车辆在发动机转速 1 200 r/min 的原地转向性能测试。目的是在发动机转速1 200 r/min 的工况下, 测试转向系统静态模拟

7、高速运行液压助力性能。要求方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力。测试数据曲线与图 4 类似, 数据区别是转向系统建立的最大压力分别为 83bar、102 bar, 均小于助力泵最大工作压力 140 bar;且左、右转向系统最大压力差小于 20 bar, 其他同上。5) 车辆在发动机转速 2 600 r/min 的原地转向性能测试。目的是在发动机转速2 600 r/min 的工况下, 测试转向系统静态模拟高速运行液压助力性能。要求方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力。测试数据曲线与图 4 类似, 数据区别是转向系统建立的最大压力分别为 85bar、103 bar, 均小于助力泵最大工作压力 140 bar;且左、右转向系统最大压力差小于 20 bar, 其它同上。根据 2) 、4) 、5) 测试数据可知, 转向阻力保持不变, 随着发动机转速的升高转向系统建立的最大压力逐渐增大, 是因为随着发动机转速的升高转向系统需要克服自身管路压力损失所需的压力也逐渐增大。6) 车辆在发动机怠速 (700 r/m

8、in) 时方向盘转向速率 (角速度) 测试。目的是检测在发动机怠速工况下, 车辆在有限时间和空间内的机动性能9-10。转向器配套厂要求在怠速及方向盘扭矩为 15 N 时, 转向速率至少要达到 1.2 圈每秒 (即 432/s) 。测试数据见图 5。图 5 发动机怠速时方向盘转向速率 (角速度) 测试数据 下载原图由测试数据可知, 在发动机怠速工况下, 方向盘左、右转向输入扭矩 15 Nm时, 转向系统左、右转向的转向速率分别为 450/s 和 500/s, 均大于 432/s 最小值的要求。7) 车辆在发动机最高转速 (2 600 r/min) 时方向盘转向速率 (角速度) 测试。目的是在发动机最高转速工况下, 检测车辆在有限时间和空间内紧急避险的机动性能。转向器配套厂要求在高速及方向盘扭矩为 15 N 时, 转向速率至少要达到 1.5 圈每秒 (即 540/s) 10-11。测试数据见图 6。图 6 发动机最高转速时方向盘转向速率 (角速度) 测试数据 下载原图由测试数据可知, 在发动机最高转速 2 600 r/min 工况下, 方向盘左、右转向输入扭矩 15 Nm 时, 转向系统左

9、、右转向的转向速率分别为 735/s 和757/s, 均大于车辆在发动机最高转速下紧急避险的机动性能最小值 540/s的要求。2.2 动态性能测试1) 车辆在发动机怠速 (700 r/min) 情况下, 绕“8”字的动态转向测试。目的是检测车辆运行时的动态转向性能10-11。要求方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力。测试数据见图7。图 7 车辆在发动机怠速 (700 r/min) 情况下, 绕“8”字的动态转向测试数据 下载原图由测试数据可知, 在发动机怠速 (700 r/min) 工况下, 方向盘从对中位置以输入扭矩 810 Nm 分别向左、右转至极限位置, 经过 2 个连续绕“8”字测试, 左、右转向最大的系统压力分别为 34 bar 和 41 bar, 均小于助力泵压力 140 bar 和压力差 20 bar 的要求, 可知在车辆动态测试中转向系统能够提供足够的液压助力储备。2) 车辆在发动机怠速 (700 r/min) 情况下, 连续绕 10 个“8”字的转向系统油温测试。目的是检测车辆运行时连续大角度转向的系统油温。要求油温达到50开始测试, 方向盘从对中位置分别向左、右转至极限位置时, 转向系统液压助力能提供足够的液压助力, 且连续绕 10 个“8”字后, 系统油温不能超过120。测试数据见图 8。图 8 发动机怠速 (700 r/min) 情况下, 连续绕 1 0 个“8”字的转向系统油温测试数据 下载原图由测试数据可知, 在发动机怠速工况下, 方向盘从对中位置以输入扭矩 810 Nm 分别向左、右转至极限位置, 经过 10 个连续绕 8 字测试, 系统油温从开始测试 51.1降到 49.3, 远低于允许最高温度 120。之所以出现测试后的温度不升反降, 主要原因是由外界的环境温度 (18) 引起, 同时说明转向系统管路散热性能良好。3 结束语经过对测试数据的分析可知, 此款客车转向器的安装及转向系统的匹配性能良好, 转向系统在各种工况下都能为车辆正常行驶提供足够的液压助力, 可以确认转向系统安装及

《11m低地板出口客车转向系统性能测试》由会员小**分享，可在线阅读，更多相关《11m低地板出口客车转向系统性能测试》请在金锄头文库上搜索。