转向系统构造原理与鼓掌检修.pptx
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1、2.2.转向柱管与转向轴转向柱管与转向轴 转向柱管安装在车身上,支承着转向盘。转向轴从转向柱管中穿过,支承在柱管内的轴承和衬套上,是连接转向盘和转向器的传动件,并传递它们之间的转矩。3.撞车安全保护装置 为保护驾驶员的安全,汽车转向操纵机构中常采用以下几种安全保护措施:(1)吸能式转向盘:在撞车时,转向盘骨架产生变形(图15-5),以吸收能量,减轻驾驶员受伤的程度。另外,转向盘柔软的外表面也有缓冲保护作用。第1页/共53页(2 2)可分离式安全转向操纵机构:)可分离式安全转向操纵机构:该机构的转向轴分为上、下两段,当发生撞车时,上、下两段互相分离或互相该机构的转向轴分为上、下两段,当发生撞车时
2、,上、下两段互相分离或互相滑动,从而避免在第一次冲击时转向盘随车身后移对驾驶员造成的伤害。滑动,从而避免在第一次冲击时转向盘随车身后移对驾驶员造成的伤害。如图如图15-615-6所示,所示,第2页/共53页(3 3)缓冲吸能式转向操纵机构:)缓冲吸能式转向操纵机构:这种操纵机构从结构上能使转向轴和转向管柱在这种操纵机构从结构上能使转向轴和转向管柱在受到冲击后,轴向收缩并吸收冲击能量,从而有效缓和转向盘对驾驶员的冲击,受到冲击后,轴向收缩并吸收冲击能量,从而有效缓和转向盘对驾驶员的冲击,减轻驾驶员所受到伤害的程度。按其结构不同又可分为:网格状转向管柱(减轻驾驶员所受到伤害的程度。按其结构不同又可
3、分为:网格状转向管柱(图图15-15-7 7)、波纹管变形吸能装置()、波纹管变形吸能装置(图图15-815-8)和钢球滚压变形吸能装置()和钢球滚压变形吸能装置(图图15-915-9)。)。第3页/共53页二、机械转向器 转向器是转向系中的减速增矩装置,并改变转向力矩的传动方向。转向器是转向系中的减速增矩装置,并改变转向力矩的传动方向。1.1.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器图图15-1015-10所示为两端输出的齿轮齿条式转向器。其工作过程为:转向轴旋所示为两端输出的齿轮齿条式转向器。其工作过程为:转向轴旋转转万向节旋转万向节旋转转向齿轮轴旋转转向齿轮轴旋转转向齿条直线运动转向齿条直线运动
4、转向横拉杆带动转向横拉杆带动转向节转动。转向节转动。第4页/共53页2.2.循环球式转向器循环球式转向器它是目前国内外汽车上较为流行的一种结构形式,一般有两级传动副,第一级是螺杆它是目前国内外汽车上较为流行的一种结构形式,一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。图图15-1215-12所示为一种循环球式转向器。所示为一种循环球式转向器。图15-12 循环球式转向器第5页/共53页3.螺杆曲柄指销式转向器图15-13为螺杆曲柄指销式转向器。其动力传递路线为:转向蜗杆指销摇臂轴。图15-13 螺杆曲柄指销式转向器第6页/共53页三、转向
5、传动机构三、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给转向桥两侧的转向节,使两侧转向轮偏转,并使两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.转向传动机构的组成与布置方式 以图15-14为例,转向传动机构主要由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂和转向横拉杆等组成。图15-14 与非独立悬架配用的转向传动机构示意图第7页/共53页转向传动机构的组成和布置,因转向器位置和转向桥悬架类型不同而异。(1)与非独立悬架配用的转向机构布置方案:主要有图15-14所示几种。(2)与独立悬架配用的转向机构布置方案:主要有图15-15所示几种。图15-
6、15 与独立悬架配用的转向传动机构示意图第8页/共53页2.转向传动机构零部件结构(1)转向摇臂:其作用是把转向器输出的力和运动传给直拉杆。转向摇臂的典型结构如图15-16所示。(2)转向直拉杆:其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。结构如图15-17所示。图15-16 转向摇臂和摇臂轴图15-17 转向直拉杆第9页/共53页(3)转向横拉杆:它是联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆。图15-18a所示为一种转向横拉杆结构图。转向横拉杆由横拉杆体和两端的横拉杆接头组成。两端接头为球头座球头销结构,其上有压紧弹簧和调节螺塞(图15-18b)。球头座分上、下两部分(图15-1
7、8c)。图15-18 汽车转向横拉杆(4)转向减振器:随着汽车车速的不断提高,现代汽车的转向轮有时会产生摆振,即转向轮绕主销轴线往复摆动,进而引起整车车身的振动,大大影响了汽车行驶的稳定性和舒适性,加剧了前轮轮胎的磨损。为此,越来越多的高速汽车转向传动机构中安装了转向减振器。转向减振器一端与车身或前桥铰接,另一端与转向直拉杆或转向器铰连。第10页/共53页第二节 动力转向系的构造与工作原理按传能介质不同,动力转向系有液压式和气压式两种。一、液压动力转向系组成与工作原理它由动力装置(转向液压泵)、执行机构(转向动力缸)、控制元件(转向控制阀、单向阀等)以及辅助元件(转向油罐、油管)组成,如图15
8、-19捷达CiF轿车动力转向系统所示。第11页/共53页2.液压动力转向系工作原理以图15-20为例,说明如下:汽车直线行驶时,转向阀在转向控制下将低压油油路回O、高压动力油路P、通动力缸左腔L的油路A、通动力缸右腔R的油路B四路油道接通,转向油泵处于卸荷状态,动力缸R、L腔无压力,动力转向器无助力。驾驶员顺时针转动方向盘,带动转向阀,控制动力油由P经A到达动力缸L腔,R腔制动油由B回流到O,动力缸两腔压力不同,推动活塞运动,通过传动机构使左、右转向轮向右偏转,从而实现右转向助力。向左转向时情况相反。在转向过程中,驾驶员只施加很小的操纵力,大部分动力由液压转向泵提供。当动力转向装置出现故障时,
9、在驾驶员的作用下,实现机 械转向。此时,单向阀打开,R、L两腔液压油可与主油路 自由流通。图15-20 液压转向加力装置结构布置方案示意图第12页/共53页二、整体式液压动力转向器1.齿轮齿条式整体动力转向器(图15-21)转向动力缸活塞与转向齿条制成一体。活塞将动力缸分成左右两腔。由转向油 罐、转向液压泵、流量控制阀组成的供 能装置输出的油液流人转阀进油口进入 阀腔,由转向阀控制油液流向。转向阀 阀套与转向齿轮制成一体。2.循环球式整体液压动力转向器(图15-22)转向螺母同时也是动力活塞。转向动力传递路线为:转向盘转向轴短轴 锁销阀芯 锁销扭杆轴盖定位销 阀套锁销转向螺杆 转向螺母转向摇臂
10、轴 较大间隙的扇形凸缘合 转向螺杆转向螺母 转向摇臂轴图图15-2115-21图15-22 循环球式液压整体动力转向器第13页/共53页三、转向液压泵转向油泵是助力转向的动力源,其作用是将输出的机械能转化为液压能,经转向控制阀向转向动力缸提供一定压力和流量的工作油液。1.叶片式转向泵的基本结构和工作原理图15-23所示为双作用叶片泵工作原理图。叶片泵为容积式液压泵,主要由定子环、转子、叶片、泵体、配油盘等组成。2.流量-安全组合阀为了限制动力转向系的最高工作和最大流量,在转向油泵内装有流量安全组合阀。图15-24所示的叶片泵中,由柱塞和弹簧组成流量阀;钢球、阀杆和弹簧组成安全阀,安装在流量阀体
11、内腔中。图15-23 双作用叶片泵工作原理图图15-24 潜没式双作用叶片泵第14页/共53页第三节 转向系统常见故障诊断与检修一、常见故障及经验诊断法大多数汽车的转向轴是前轴。前轴和转向系的常见故障是前轮轮胎磨损不正常、转向盘自由行程过大、转向沉重、自动跑偏和前轮摆头等。1.前轮轮胎磨损不正常(1)现象:轮胎磨损速度加快,胎面形状出现异常。(2)原因:a.轮胎气压不符合要求;b.轮胎长期未换位;c.前轮定位不正确,其中尤其是前束与外倾配合不正确;d.轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷;e.纵、横拉杆或方向机松旷;f.钢板弹簧u形螺栓松旷;g.钢板弹簧衬套与其销松旷;h.前轮径向圆或端面圆跳动太大
12、;i.前轮旋转质量不平衡;j.前轮摆头;k.前轴与车架纵向中心线不垂直或车架两边的轴距不等;l.前轴或车架弯、扭变形;第15页/共53页m.前轴刚度不足;n.转向横拉杆(尤其是弓形横拉杆)或横拉杆臂刚度不足;o.前轮放松制动回位慢或制动拖滞;p.轮胎螺栓松动;q.经常超载、偏载、起步过急、高速转弯或制动过猛;r.经常行驶在拱度较大的路面上;s.转向梯形不能保证各车轮纯滚动,出现过多转向或不足转向;t.轮胎质量不佳。(3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图15-25所示。2.转向盘自由行程过大(1)现象:汽车保持直线行驶位置静止不动时,轻轻来回晃动转向盘,感到游动角度很大。(2)原因:a.转
13、向器内主、从动啮合部位松旷或主、从动部分的轴承松旷;b.转向盘与转向轴的连接部位松旷;c.转向器垂臂轴与垂臂连接部位松旷;d.纵、横拉杆球头连接部位松旷;第16页/共53页图15-25 前轮轮胎磨损不正常诊断流程图第17页/共53页e.纵、横拉杆臂与转向节的连接部位松旷;f.转向节与主销松旷;g.轮毂轴承松旷。(3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图15-26所示。图15-26 转向盘自由行程太大诊断流程图第18页/共53页3转向沉重(1)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;当汽车以低速转弯行驶或掉头时,转动转向盘非常吃力,甚至打不动。(2)原因:a.轮胎气
14、压不足;b.转向节与主销配合过紧或缺油;C.纵、横拉杆球头连接调整过紧或缺油;d.转向器主动部分轴承预紧力太大或从动部分与衬套配合太紧;e.转向器主、从动部分的啮合调整得太紧;f.转向器无油或缺油;g.转向节承推轴承缺油或损坏;h.转向器转向轴弯曲或其套管凹瘪造成刮碰;i.主销后倾过大、主销内倾过大或前轮负外倾;j.前梁、车架变形造成前轮定位失准。(3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图15-27所示。第19页/共53页 图15-27 转向沉重诊断流程图第20页/共53页4.4.自动跑偏自动跑偏(1 1)现象:汽车行驶中自动跑向一边,必须用力把住转向盘才能保持直)现象:汽车行驶中自动跑向一
15、边,必须用力把住转向盘才能保持直线行驶。线行驶。(2 2)原因:)原因:a.a.两前轮轮胎气压不等、直径不一或车箱装载不均;两前轮轮胎气压不等、直径不一或车箱装载不均;b.b.左右两架前钢板弹簧挠度不等或弹力不一;左右两架前钢板弹簧挠度不等或弹力不一;c.c.前梁、后桥轴管或车架发生水平平面内的弯曲;前梁、后桥轴管或车架发生水平平面内的弯曲;d.d.车架两边的轴距不等;车架两边的轴距不等;e.e.两前轮轮毂轴承或轮毂油封的松紧度不一;两前轮轮毂轴承或轮毂油封的松紧度不一;f.f.前、后桥两端的车轮有单边制动或单边拖滞现象;前、后桥两端的车轮有单边制动或单边拖滞现象;g.g.两前轮外倾角、主销后
16、倾角或主销内倾角不等;两前轮外倾角、主销后倾角或主销内倾角不等;h.h.前束太大或负前束;前束太大或负前束;i.i.路面拱度较大或有侧向风。路面拱度较大或有侧向风。(3 3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图如图15-2815-28所示。所示。第21页/共53页 图15-28 自动跑偏诊断流程图第22页/共53页5.前轮摆头(1)现象:汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时,有时出现两前轮各自围绕主销进行角振动的现象,通常称之为前轮摆头。尤其是高速摆头时,两前轮左右摆振严重,握转向盘的手有麻木感,甚至在驾驶室内可看到整个车头晃动。(2)原因:a.前轮旋转
17、质量(包括轮胎、轮辋、制动鼓或盘、轮毂等)不平衡;b.前轮径向圆或端面圆跳动太大;c.前轮使用翻新胎;d.前轮外倾角太小、前束太大、主销负后倾或主销后倾角太大;e.两前轮的主销后倾角或主销内倾角不一致;f.前梁或车架弯、扭变形;g.转向系与前悬挂的运动互相干涉;h.转向系(如横拉杆、横拉杆臂、垂臂等)刚度太低;i.转向机主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大;第23页/共53页j.转向机垂臂与其轴配合松旷;k.纵、横拉杆球头连接松旷;l.转向节与主销配合松旷或转向节与前梁拳形部沿主销轴线方向配合松旷;m.前轮轮毂轴承松旷;n.转向机在车架上的连接松动;o.前悬挂减振器失效或左、右两边减振器效能不一
18、;p.左、右两架前悬挂高度或刚度(钢板弹簧表现在厚度、长度、片数、弧高或新旧程度等方面)不一;q.前钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷;(3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图15-29所示。第24页/共53页图15-29 前轮摆头诊断流程图第25页/共53页二、机械转向机构的检修1.齿轮齿条转向器及转向操纵机构的检修:将拆下的转向器总成壳体的安装部分夹持的台钳上(钳口垫上铜片或铝片),再按下述步骤进行拆卸:(1)拆卸转向横拉杆接头分总成在拆卸之前,应先在转向齿条接头分总成上做好装配标记,以便装配时使用;拧松锁紧螺母,拆下转向横拉杆接头分总成。(2)拆卸防尘罩拆卸防尘套锁簧和防尘罩
19、管箍;拆下转向器齿条防尘罩。(3)拆卸转向齿条接头分总成将转向齿条接头螺母松开,从转向齿条壳接头上拆下转向齿条接头螺母;使用专用工具拆卸锁紧螺母。第26页/共53页(4)拆卸压簧导向螺母用17mm扳手拆下压簧导向螺母,从转向齿条壳总成里拆下压簧和导向块分总成。(5)拆下转向器齿条拉出齿条时,齿条应朝壳体侧面拔出,以防划伤衬套,要直接拔出齿条,不允许旋转。(6)用螺丝刀拆下油封要注意拆卸时不要划伤壳体。(7)用专用工具拆下弹性挡圈从转向齿条壳体中将转向器小齿轮和轴承一起拆出。(8)拆卸向心球轴承用专用工具拆下轴上弹性挡圈;用专用工具拆卸轴承。第27页/共53页图15-31 调整转向盘自由行程图1
20、5-30 转向盘的自由行程2.2.调整与维护调整与维护(1 1)转向盘自由行程的检查与调整)转向盘自由行程的检查与调整汽车每行驶汽车每行驶2000020000kmkm后,应检查转向盘的自由行程。将转向盘自直线行驶后,应检查转向盘的自由行程。将转向盘自直线行驶位置轻轻左右转动,在转向盘外缘上有位置轻轻左右转动,在转向盘外缘上有lmmlmm10mm10mm的自由行程时,则转的自由行程时,则转向机构调整正确(向机构调整正确(见图见图15-3015-30)。若转向盘自由行程过大,则应进行调整。)。若转向盘自由行程过大,则应进行调整。第28页/共53页拆下转向器调整螺塞上的锁紧螺母(见图15-31)。用
21、自制的扳手螺栓向内拧动调整螺塞,直至转向盘自由行程达到要求为止。若调整后无法恢复转向盘的自由行程,则应检查转向传动轴及万向节、齿条接头、横拉杆接头是否存在较大的间隙,若存在应修复或更换上述零部件。(2)转向齿条预加载荷的调整若拆散转向器并重新装配时,应进行转向齿条预加载荷的调整,其过程如下。用一个自制扳手拧紧转向调整螺塞,紧固力矩为6.86Nm。前后拉动转向齿条约15次,使转向齿条处于稳定状态,然后继续拧紧调整螺塞,紧固力矩为12.25Nm。用扳手将调整螺塞向回拧动4555。使用专用维修工具在转向齿轮上测量转向齿条的预加载荷。规定加载值(启动力矩)为29.4Nm58.8Nm(3kgfm6kgf
22、m)。如果预加载荷没有达到规定值应继续拧紧调整螺塞。在使用专用维修工具拧紧锁紧螺母时,应用自制扳手固定调整螺塞,以防转动。锁紧螺母紧固力矩为34.3Nm44.1Nm。第29页/共53页再一次检查转向齿轮的开始松动力矩(启动力矩),其规定值为:29.4Nm58.8Nm。注意:(3)零部件变形、损坏与磨损的处置检修时,若发现零部件变形、损坏或严重磨损,应进行修理或更换。(4)转向机构连接紧固状况的检查汽车每行驶20000km后,应检查转向机构各连接部位的紧固状况,若连接螺栓或螺母松动,应按规定力矩紧固。(5)转向器的润滑和紧固状况的检查汽车开始行驶10000km,以后每行驶40000km后,应检查
23、转向器是否漏油,并更换润滑脂。同时应检查转向器的紧固状况。(6)转向机构防尘罩的检查汽车每行驶20000km后,应检查转向机构各处防尘罩(转向齿条防尘罩、横拉杆接头防尘罩、转向轴防尘罩)是否开裂损坏和老化,若有上述情况出现,应更换防尘罩。(7)转向齿轮与转向传动轴的相对位置当把转向齿轮固定在转向传动轴十字轴万向节叉上时,应保证在万向节与转向齿轮间的花键部分的露出长度为5mm(见图15-32),若不合适应进行调整。第30页/共53页3.循环球式转向器及转向操纵机构的检修 1.转向器的修理转向器的拆卸循环球式转向器除因故障、发卡或零件有损坏等原因需拆散检查外,一般不需要解体。当行驶一定里程后,需进
24、行正常维护或因故障而需拆检时,可按以下程序进行。a.在车上拆下转向器的转向臂和万向节叉的锁紧螺栓,将转向器总成从车上拆下,并卸下通气塞,放泄转向器内的润滑油。b.将转向臂轴转到中间位置(即将转向螺杆拧到底后,再回拧3.5圈)。拧下侧盖的4个紧固螺栓,用软质锤或铜棒轻轻敲打转向臂轴端头,取出侧盖和转向臂总成(见图15-33)。取转向臂轴时,应注意不要损坏油封。c.拧下转向器底盖4个紧固螺栓,用铜棒轻轻敲打转向螺杆的一侧,取下底盖。d.从壳体中取出转向螺杆及转向螺母总成。注意:取出时别碰伤油封。e.螺杆4及螺母总成如无异常情况,尽量不要解体。必须解体时,先拧下3个固定导管夹的螺钉,拆下导管(见图1
25、3-34),握住螺母,慢慢转动螺杆,排出全部钢球(见图15-35)。第31页/共53页图15-33 拆下侧盖和转向臂轴图15-34 拆下导管图15-35 排出钢球注意:两个循环道夹中的钢球最好不要混在一起,不要丢失。每个循环道有48个钢球。如果螺母内留有一个钢球,螺母也不能拆下。转向器的检查对解体后的转向器零件进行清洗,并用压缩空气吹干,然后进行下列检查。a.检查壳体有无裂纹、损坏,如有则应更换。b.对转向螺杆、螺母应进行探伤检查,若发现有裂纹或滚道如果超第32页/共53页表面有严重磨损、剥落及损伤时应更换。c.检查钢球表面有无剥落及损坏现象,如有则应根据螺杆与螺母的滚道尺寸成组地进行更换,以
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