CN111964566B - 一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，首先设置合理的动力转向器输入端的驱动装置、动力转向器的固定夹具、转向垂臂锁紧装置；自由间隙的测量方法：把动力转向器固定到定位夹具上，计算机控制动力转向器输入端转动，当动力转向器输出端接近中位时，转向垂臂锁紧装置无间隙锁定转向垂臂；计算机控制伺服电机驱动转向器输入端分别向两个方向旋转，找到输入扭矩小于0.1 N·m的位置定为输入端中位，驱动输入端从中位分别向两个方向慢速转动，直至转向器进、出口压差比中位的压差值高0.125Mpa，绘制角度和压差曲线、扭矩和压差曲线，计算角度和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时，两个方向上转过的角度之和即为自由间隙。
Description
技术领域
本发明属于动力转向器的性能检测领域，涉及汽车动力转向器的关键性能指标自由间隙的测量方法，尤其是一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法。
背景技术
汽车动力转向器自由间隙的定义是：把转向器输出端刚性地固定在中间位置，在额定工作流量下，测量在两个方向上总成进油口压力增加0.1MPa时转向器输入轴转过的角度；从原理上讲自由间隙角度包括转向器传动副机械间隙角度和转阀的液压死区角度。
要实现测量转向器自由间隙有以下技术难点：
1.转向器输出端的高效固定方式，机构应该可以自动锁定转向垂臂并消除间隙；
2.转向器输入端近似无间隙的，无附加摩擦力矩的，非刚性的快速驱动连接；
3.转向器进口压力增加值0.1Mpa的测量，要克服油源压力波动的影响，另外转向器额定压力在8Mpa以上，如果要兼顾其他试验的要求，一般传感器的量程、精度、耐压能力很难满足需求；
4.测控软件要能够控制自动寻找转向器输入端中位，记录转角和压力曲线，并计算出自由间隙角度。
目前普遍采用原理性方法对动力转向器自由间隙进行测量，测量精度和稳定性较差，安装和调整过程效率低，不能较大范围对产品进行试验检测。
发明内容
为了解决现有技术中动力转向器自由间隙的测量精度和稳定性较差的问题，本发明提出一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，实现了稳定准确的测量动力转向器自由间隙。
为此，本发明的技术方案为：一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，具体为：动力转向器输入端的驱动装置设置：包括能在三维方向上调整的机械支座，伺服电机结合高精度减速器固定在机械支座上，高精度减速器输出端顺序连接波纹管联轴器、高精度扭矩传感器、波纹管联轴器、输出连接轴，输出连接轴的外端焊接有配合转向器输入轴的花键套；
动力转向器的固定夹具设置：在输出连接轴的外端设置有动力转向器的固定夹具；
在动力转向器的固定夹具下面设置转向垂臂锁紧装置；所述转向垂臂锁紧装置，在动力转向器的固定夹具的下面设置有左锁定挡块、右锁定挡块，左锁定挡块能绕左销轴摆动、右锁定挡块能绕左销轴摆动，分别采用一个油缸控制右锁定挡块，左锁定挡块的摆动；
在动力转向器进出油口管路上通过三通分别连接压差传感器；
自由间隙的测量方法：把动力转向器固定到定位夹具上，动力转向器的输入轴与花键套配合，转向垂臂位于下面；计算机控制伺服电机驱动动力转向器输入端转动，当转向器输出轴接近中位时，控制油缸使左锁定挡块、右锁定挡块向上摆动，通过左锁定挡块、右锁定挡块无间隙锁定转向垂臂；计算机控制伺服电机驱动转向器输入端分别向两个方向旋转，直至输入扭矩达到3N·m，程序记录这两个位置的角度值；再驱动输入端向两个角度位置的中间位置调整，输入扭矩小于0.1 N·m的位置定为输入端中位；驱动输入端从中位分别向两个方向慢速转动直至转向器进出口压差比中位的压差值高0.125Mpa，绘制角度和压差曲线、扭矩和压差曲线，计算角度和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时，两个方向上转过的角度之和即为自由间隙。
本发明中，计算扭矩和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时两个方向上的输入扭矩，即为转阀的两个方向的不灵敏扭矩值；这样可以测试转阀的两个方向的不灵敏扭矩值，满足综合检测。
本发明的有益效果是：本发明中转向垂臂锁紧装置的设置，左锁定挡块、右锁定挡块摆动时之间形成的开口配合转向垂臂末端的形状可以实现转向垂臂的锁定并消除间隙；动力转向器输入端的驱动装置，把输入驱动环节的传动间隙尽可能减到最小且无附加转动力矩；机械支座可在三维方向上调整驱动端来满足不同转向器输入端的位置差异，波纹管联轴器可以补偿小的位置偏差，从而节约调整时间；在动力转向器进出油口管路上连接压差传感器，压差测量能够很好消除油源压力波动对微小压力测量的干扰，选择合理的量程和精度来满足微小压力增量测量的要求；采用本发明，通过对动力转向器自由间隙指标的测量，有效地实现了稳定准确的自由间隙测量，能反映动力转向器总成的装调水平，和零件精度对总成装调的影响，有助于对产品质量进行评估改善和设计优化。
附图说明
图1是本发明中动力转向器输入端的驱动装置及动力转向器的固定夹具的结构示意图。
图2是本发明中转向垂臂锁紧装置的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图进一步描述本发明。
如图1、图2所示，一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，具体为：
动力转向器输入端的驱动装置设置：包括能在三维方向上调整的机械支座3，伺服电机4结合高精度减速器5固定在机械支座上，高精度减速器5输出端顺序连接波纹管联轴器6、高精度扭矩传感器7、波纹管联轴器6、输出连接轴8，输出连接轴的外端焊接有配合转向器输入轴的花键套9；
动力转向器的固定夹具设置：在输出连接轴的外端设置有动力转向器的固定夹具1；
在动力转向器的固定夹具下面设置转向垂臂锁紧装置2；所述转向垂臂锁紧装置2，在动力转向器的固定夹具的下面设置有左锁定挡块2-1、右锁定挡块2-2，左锁定挡块能绕左销轴2-4摆动、右锁定挡块能绕左销轴2-3摆动，分别采用一个油缸控制右锁定挡块2-2、左锁定挡块2-1的摆动；
在动力转向器进出油口管路上通过三通分别连接压差传感器；
自由间隙的测量方法：把动力转向器固定到定位夹具上，动力转向器的输入轴与花键套配合，转向垂臂10位于下面；计算机控制伺服电机驱动动力转向器输入端转动，当转向器输出轴接近中位时，控制油缸使左锁定挡块、右锁定挡块向上摆动，通过左锁定挡块、右锁定挡块无间隙锁定转向垂臂10；计算机控制伺服电机驱动转向器输入端分别向两个方向旋转，直至输入扭矩达到3N·m，程序记录这两个位置的角度值；再驱动输入端向两个角度位置的中间位置调整，输入扭矩小于0.1 N·m的位置定为输入端中位；驱动输入端从中位分别向两个方向慢速转动直至转向器进出口压差比中位的压差值高0.125Mpa，绘制角度和压差曲线、扭矩和压差曲线，计算角度和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时，两个方向上转过的角度之和即为自由间隙。
本发明的以上技术方案和方法已实施，效果良好。
所述伺服电机型号：松下伺服电机MHMD082P1C。所述高精度减速器型号：德国NEUGART PLE80, 这种选择很好的满足了测量要求，并可实现快速转向器输入端连接。
本发明的主要创新在于：
1.转向垂臂锁紧并消除间隙的方式。
2.输入驱动的近似无间隙，无附加摩擦力矩；
3.采用压差传感器进行微小压力测量，消除液压油压力波动影响，且不需要额外液压元件进行保护；
4.自由间隙测控过程策略，达到稳定过程和测量结果。
Claims (2)
1.一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，其特征是，具体为：动力转向器输入端的驱动装置设置：包括能在三维方向上调整的机械支座，伺服电机结合高精度减速器固定在机械支座上，高精度减速器输出端顺序连接波纹管联轴器、高精度扭矩传感器、波纹管联轴器、输出连接轴，输出连接轴的外端焊接有配合转向器输入轴的花键套；
动力转向器的固定夹具设置：在输出连接轴的外端设置有动力转向器的固定夹具；
在动力转向器的固定夹具下面设置转向垂臂锁紧装置；所述转向垂臂锁紧装置，在动力转向器的固定夹具的下面设置有左锁定挡块、右锁定挡块，左锁定挡块能绕左销轴摆动、右锁定挡块能绕右销轴摆动，分别采用一个油缸控制右锁定挡块，左锁定挡块的摆动；
在动力转向器进出油口管路上通过三通分别连接压差传感器；
自由间隙的测量方法：把动力转向器固定到固定夹具上，动力转向器的输入轴与花键套配合，转向垂臂位于下面；计算机控制伺服电机驱动动力转向器输入端转动，当转向器输出轴接近中位时，控制油缸使左锁定挡块、右锁定挡块向上摆动，通过左锁定挡块、右锁定挡块无间隙锁定转向垂臂；计算机控制伺服电机驱动转向器输入端分别向两个方向旋转，直至输入扭矩达到3N·m，程序记录这两个位置的角度值；再驱动输入端向两个角度位置的中间位置调整，输入扭矩小于0.1 N·m的位置定为输入端中位；驱动输入端从中位分别向两个方向慢速转动直至转向器进出口压差比中位的压差值高0.125Mpa，绘制角度和压差曲线、扭矩和压差曲线，计算角度和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时，两个方向上转过的角度之和即为自由间隙。
2.根据权利要求1所述的一种稳定有效的动力转向器自由间隙的测量方法，其特征是：计算扭矩和压差曲线上从压差最低点升高到0.1Mpa时两个方向上的输入扭矩，即为转阀的两个方向的不灵敏扭矩值。
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