汽车转向系统故障诊断与维修(共27页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上 摘 要: 关键词:汽车转向系统,工作原理,故障,维修。本文讨论了汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理及可能出现的故障,同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案。本文主要讨论的转向系统维修部件有:转向操纵机构、机械和动力转向系统、转向系仪器检测、转向盘转向力的检测、转向盘自由转动量的检测、转向操纵机构的维修、转向器的维修、转向传动机构的维修等。Fault diagnosis and repair of automobile steering systemAbstract: This paper discusses the automobile stee
2、ring system the function of each part, composition, main structure, working principle, and the possible faults, and puts forward to a fault repair scheme. This paper mainly describes the steering system repair parts are: steering mechanism, mechanical and power steering system, steering system, appa
3、ratus for detecting the steering wheel steering force detection, steering wheel free rotation detection, steering mechanism, steering gear, repair repair repair and steering mechanism.Keyword:Vehicle steering system, working principle, failure,repair目录1 概述31.1 汽车转向系统概述31.2 转向系统简介及工作原理32 汽车转向系统的故障诊断
4、62.1 机械转向系故障诊断 62.2 动力转向系故障诊断 102.3 转向系仪器检测 143对汽车转向系统的故障进行维修 163.1以广州本田汽车为例的转向系统典型故障分析163.2机械转向系的维修 193.3动力转向系的维修 224结论 25谢辞 26参考文献 27专心-专注-专业引 言汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。其作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向,并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时,能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。因此,转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。1 概 述转向系统简介:机械转向
5、系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部件组成。1.1汽车转向系统概述用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要,因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向。就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是, 驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵横线
6、偏转一定角度。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,即称为汽车转向系统。汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。机械转向系统:完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。动力转向系统:借助动力来操纵的转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。1.2转向系统结构及工作原理机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成如图1。图1 转向系统结构上图是一种机械式转向系统。驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转
7、向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆,再传给固定于转向节上的转向节臂,使转向节和它所支承的转向轮偏转,从而改变了汽车的行驶方向。这里,转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。1.2.1转向操纵机构(见图2)图2 转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成,它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。1.2.2.机械转向器 机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。 目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。1.2.3
8、转向传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节,使两侧转向轮偏转,且使二转向轮偏转角按一定关系变化,以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。(1)汽车转向原理汽车转向时,要使各车轮都只滚动不滑动,各车轮必须围绕一个中心点O转动,中心要落在后轴中心线的延长线上,并且左、右前轮也必须以这个中心点O为圆心而转动。 为了满足上述要求,左、右前轮的偏转角应满足如下关系:由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离,称为车转弯半径。转弯半径越小,则汽车转向所需场地就越小。当外转向轮偏转角达到最大值时,转弯半径R 最小。在理想情况下,最小转弯半径与的关系为:(2)转向直拉杆转
9、向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(或转向节臂)。它所受的力既有拉力、也有压力,因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的,以保证工作可行。直拉杆的典型结构如图3在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,上述三者间的连接都采用球销。图3 直拉杆的典型结构1.螺母 2.球头销 3.橡胶防尘垫 4.螺塞 5.球头座6.压缩弹簧 7.弹簧座 8.油嘴 9.直拉杆体 10.转向摇臂球头销(3)转向减振器随着车速的提高,现代汽车的转向轮有时会产生摆振(转向轮绕主销轴线往复摆动,甚至引起整车车身的振动),这不仅影
10、响汽车的2 汽车转向系统的故障诊断2.1机械转向系故障诊断2.1.1机械转向的故障检查方法(1) 检查横拉杆是否弯曲必要时校正。检查调整螺栓的螺纹有无乱纹现象。(2) 转向横拉杆球头的检查检查转向横拉杆内、外球接头(球头销)的转动力矩和摆动力,用弹簧秤3检查内、外球头销2和1的摆动力分别应为5.9-51N和6.9-64.7N。用扭力扳手4检查转向横拉杆外球头销1的轴向间隙应为0,转动力矩应在0.3-4.ONm,若达不到要求,则应更换球头销。(3) 连接支架的检查桑塔纳轿车连接支架的检查。检查连接支架、连接件和减振器支架有无断裂和变形现象,检查转向横拉杆内衬套是否损坏和老化。(4) 转向柱与转向
11、管柱的检查1)检查转向柱与转向管柱的变形与损坏情况不允许补焊或矫正,若变形或损坏严重必须更换。检查转向柱轴承的磨损与烧蚀情况,严重时应更换。2) 转向传动轴万向节的检查用手检查万向节在十字轴1的两个方向的径向间隙,若发现有间隙时,应更换万向节的轴承3。拆卸万向节时,先将轴承3拆下,再拆下十字轴1(拆前做好万向节2与传动轴4的对正标记)。装配时,应先将万向节2与传动轴4的对正标记对准,先装上十字轴1,然后用台钳压人轴承3。3) 转向柱支承环的检查捷达轿车转向柱支承环的检查。检查转向柱上支承环的磨损与损坏情况,严重的应更换。4) 安全柱销及橡胶支承套的检查桑塔纳轿车安全柱销及橡胶支承套的检查。检查
12、转向柱上的安全销是否损坏,橡胶衬套及聚乙稀套管是否损坏。检查橡胶支承环是否老化、损坏。检查弹簧是否损坏或弹力减弱。机械转向系的常见故障部位主要有:转向盘自由行程、转向传动机构连接处、转向器等。机械转向系的常见故障主要包括:转向沉重,转向盘自由行程过大和转向轮抖动。2.1.2 转向沉重故障分析与诊断(1) 故障现象汽车行驶中,驾驶员向左、右转动转向盘时,感到沉重费力,无回正感;汽车低速转弯行驶和调头时,转动转向盘感到非常沉重,甚至打不动。(2) 故障主要原因及处理方法转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准,转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有:1)转向轮轮胎气
13、压不足,应按规定充气。2)转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准,应校正车轴和车架,并重新调整转向轮定位。3)转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧,应予调整。机械转向器的检查:检查转向小齿轮与齿条有无磨损与损坏,转向器壳体上是否有裂纹,并注意转向器上的零件不允许焊接或矫正,只能更换。还要检查轴承及衬套的磨损与损坏,以及油封、防尘套的磨损与老化情况,并及时更换之。转向减振器的检查:检查转向减振器的行程。工作行程L应为最大长度(Lmax)556mm与最小长度(Lmin)344.5mm之差,为211.5mm。行程不足时应更换。检查转向减振器的阻尼力,最大阻尼载荷为560N
14、,最小阻尼载荷为180N(在试验台上进行)。检查转向减振器的支承是否开裂。检查转向减振器端部的橡胶衬套是否损坏老化。动力转向器的检查检查所有漏油处,更换全部O形圈及密封垫。液压分配阀若有问题必须整体更换或更换分配阀上的密封环。检查小齿轮、齿条是否损坏。检查轴承、油封是否损坏。检查防尘罩是否损坏与老化。检查转向器外壳是否有裂纹和漏油处。4)转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小,应予调整。5)转向器缺油或无油,应按规定添加润滑油。6)转向器壳体变形,应予校正。7)转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦,应予修理。8)转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油,应予调整或添加润滑脂。9)转向节主销与转
15、向节衬套配合过紧或缺油,或转向节止推轴承缺油,应予调整或添加润滑脂等。(3) 故障诊断方法以桑塔纳乘用车为例,先检查轮胎气压,排除故障由轮胎气压过低引起。接着按图4机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程找出故障位置。图4 机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程2.1.3 转向盘自由行程过大转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。(1) 故障现象汽车保持直线行驶位置静止不动时,转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大,需用较大的幅度转动转向盘,方能控制汽车的行驶方向;而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。(2) 故障主要原因及处理方法转向盘自由行程过大的根本原因
16、是转向系传动链中处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有:1)转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷,应予调整或更换。2)转向盘与转向轴连接部位松旷,应予调整。3)转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷,应予调整。4)纵、横拉杆球头连接部位松旷,应予调整或更换。5)纵、横拉杆臂与转向节连接松旷,应予调整或更换。6)转向节主销与衬套磨损后松旷,应予更换。7)车轮轮毂轴承间隙过大,应予更换等。(3) 故障诊断方法造成转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中处或多处连接的配合间隙过大,诊断时,可从转向盘开始检查转向系各部件的连接情况,看是否有磨损、松动、调整不当等情况,找
17、出故障部位。2.1.4 转向轮抖动(1) 故障现象汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时,出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。尤其是高速时,转向轮摆振严重,握转向盘的手有麻木感,甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。(2) 故障主要原因及处理方法转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准,转向系连接部件之间出现松旷,旋转部件动不平衡。具体原因主要有:1)转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷,应予校正动平衡或更换轴承。2)转向轮使用翻新轮胎,应予更换。3)两转向轮的定位不正确,应予调整或更换部件。4)转向系与悬挂的运动发生干涉,应予更换部件。5)转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大,应予调整
18、或更换轴承。6)转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷,应予调整或更换。7)转向器在车架上的连接松动,应予紧固。8)转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一,应予更换。9)转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷,应予紧固或调整。10)转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一,应予更换等。(3) 故障诊断方法以桑塔纳乘用车为例,根据转向轮抖动特征,按照图5机械械转向系转向轮抖动常见故障原因的诊断流程找出故障部位。图5 机械转向系转向轮抖动常见故障原因的诊断流程2.2 动力转向系故障诊断为了操纵轻便,转向灵敏和提高行车安全,目前高级乘用车、豪华客车和重
19、型货车广泛采用了动力转向系。动力转向系一般是在机械转向系的基础上加装转向助力装置;常用的助力装置是液压式,主要由转向泵、动力油缸、控制阀、转向油罐和油管等组成。动力转向系的常见故障部位主要有:转向盘自由行程、转向传动机构连接处、转向器、转向泵、控制阀、油管接头等。动力转向系的常见故障主要是转向沉重和转向噪声。2.2.1 转向沉重(1) 故障现象汽车行驶中,驾驶员向左、右转动转向盘时,感到沉重费力,无回正感;汽车低速转弯行驶和调头时,转动转向盘感到非常沉重,甚至打不动。(2) 故障主要原因及处理方法转向沉重故障一般由液压转向助力系统失效或助力不足,机械传动机构损坏或调整不当引起。具体原因主要是:
20、1)转向油罐油液油量不足或规格不对,应使用正确的油液并调整到规定高度。2)油路堵塞或不畅,应予检修。3)油路中有泄漏现象,应予检修排除。4)油路中有空气,应予排气。5)转向泵传动带损坏或打滑,应予调整或更换。6)调节阀失效,使输出压力过低,应予更换或调整。7)转向机构调整不当,应予调整等。(3) 故障诊断方法检查转向油罐中油液是否不足,规格是否不对和有无气泡,检查管接头有无松动,转向泵传动带张紧力是否正常。将转向盘向左右极限位置来回转动,如果左右转向都沉重,故障在转向泵、液压缸或转向传动机构;如果左右转向助力不同,故障在控制阀。详见图6所示动力转向系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程。图6
21、 动力转系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程2.2.2 转向噪声(1) 故障现象汽车转向时,转向系出现过大的噪声。(2) 故障主要原因及处理方法装有动力转向系的汽车,在发动机起动后,转向助力泵的溢流阀中出现液流噪声是正常的,但噪声过大甚至影响转向性能时,该噪声应视为故障。因助力系统引起转向噪声的原因主要是:1)转向泵损坏或磨损严重,应予修理或更换。2)转向泵传动带打滑,应予调整或更换。3)控制阀性能不良,应予检修。4)系统中渗入空气,应予排气。5)管道不畅,应予检修等。(3) 故障诊断方法转向时发出“咔哒”声,在已排除转向泵叶片噪声的情况下,则由转向泵带轮出现松动引起。转向时发出“嘎嘎”声
22、,由转向泵传动带打滑引起。转向时转向泵发出“咯咯”声,是由于系统中有空气;发出“嘶嘶”声,而且系统无泄漏,转向泵传动带张紧度也合适,则由油路不畅或控制阀性能不良引起。2.2.3动力转向系的其他故障(1) 转向助力瞬间消失故障原因主要是:转向泵传动带打滑,控制阀密封圈泄漏,系统泄漏造成油面过低,发动机怠速过低,系统内有空气等。动力转向泵所有金属元件的清洗只能使用酒精。流量控制阀的检查,检查流量控制阀,保证其能在泵壳、泵体孔滑动自如,若卡住,检查控制阀的泵壳、泵体孔是否存在杂质、刮痕和毛刺。毛刺可用细砂布去掉,若阀或泵壳、泵体有损坏而不能修复,则对损坏件进行更换。流量控制阀只能作为一总成来维修,不
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