轉向系統(tǒng)課件

1、轉向系統(tǒng)2006年5月概述轉向系分類循環(huán)球式轉向器動力轉向系液壓動力轉向系統(tǒng)的維護動力轉向系統(tǒng)常見故障排除油溫對轉向系的影響攪拌車底盤轉向系主要參數1、概述 汽車在行駛過程中，需按駕駛員的意志經常改變其行駛方向，即所謂汽車轉向。就輪式汽車而言，實現汽車轉向的方法是，駕駛員通過一套專設的機構，使汽車轉向橋（一般是前橋）上的車輪（轉向輪）相對于汽車縱軸線偏轉一定角度。在汽車直線行駛時，往往轉向輪也會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動偏轉而改變行駛方向。此時，駕駛員也可以利用這套機構使轉向輪向相反方向偏轉，從而使汽車恢復原來的行駛方向。這一套用來改變或恢復汽車行駛方向的專設機構，即稱為汽車轉向系統(tǒng)（俗稱

2、汽車轉向系）。因此，汽車轉向系的功用是，保證汽車能按駕駛員的意志而進行轉向行駛。1、概述 轉向器是轉向系的減速傳動裝置，一般有1- 2級減速傳動副。 它可按傳動副的結構形式分類。曾經出現過的轉向器結構形式很多，但有些已被淘汰。目前在汽車上廣泛采用的有齒輪齒條式、循環(huán)球( 齒條齒扇式、循環(huán)球( 曲柄指銷式和蝸桿曲柄指銷式等幾種結構形式。1、概述 轉向器傳動效率轉向器傳動效率 轉向器的輸出功率與輸入功率之比稱為轉向器傳動效率。 在功率由轉向軸輸入，由轉向搖臂輸出的情況下求得的傳動效率稱為正效率，而傳動方向與上述相反時求得的效率則稱為逆效率。 逆效率很高的轉向器很容易將經轉向傳動機構傳來的路面反力傳

3、到轉向軸和轉向盤上，故稱為可逆式轉向器。 可逆式轉向器有利于汽車轉向結束后轉向輪和轉向盤自動回正，但也能將壞路面對車輪的沖擊力傳到轉向盤，發(fā)生“打手”情況。1、概述 轉向器傳動效率轉向器傳動效率 不平道路對轉向輪的沖擊載荷輸入到這種轉向器，即由其中各傳動零件（主要是傳動副）承受，而不會傳到轉向盤上。路面作用于轉向輪上的回正力矩同樣也不能傳到轉向盤。這就使得轉向輪自動回正成為不可能。此外，道路的轉向阻力矩也不能反饋到轉向盤，使得駕駛員不能得到路面反饋信息（所謂喪失“路感”），無法據以調節(jié)轉向力矩。逆效率略高于不可逆式的轉向器稱為極限可逆式轉向器。其反向傳力性能介于可逆式和不可逆式之間，而接近于不

4、可逆式。采用這種轉向器時，駕駛員能有一定的路感，轉向輪自動回正也可實現，而且只有在路面沖擊力很大時，才能部分地傳到轉向盤。現代汽車上一般不采用不可逆式轉向器。經常在良好路面上行駛的汽車多采用可逆式轉向器。極限可逆式轉向器多用于中型以上越野汽車和工礦用自卸汽車1、概述 轉向盤自由行程轉向盤自由行程 單從轉向操縱靈敏而言，最好是轉向盤和轉向節(jié)的運動能同步開始并同步終止。然而，這在實際上是不可能的。這是因為在整個轉向系中各傳動件之間都必然存在著裝配間隙，而且這些間隙將隨著零件的磨損而增大。在轉向盤轉動過程的開始階段，駕駛員對轉向盤所施加的力矩很小，因為只是用來克服轉向系內部的摩擦，使各傳動件運動到其

5、間的間隙完全消除。故可以認為這一階段是轉向盤空轉階段。此后，才需要對轉向盤施加更大的轉向力矩以克服經車輪傳到轉向節(jié)上的轉向阻力矩，從而實現使各轉向輪偏轉的目的。轉向盤在空轉階段中的角行程稱為轉向盤自由行程。轉向盤自由行程對于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過度緊張是有利的，但不宜過大，否則將使轉向靈敏性降低。一般說來，轉向盤從相應于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過10-15。當零件磨損嚴重到使轉向盤自由行程超過25 -30 時，則必須進行調整。2、轉向系分類按轉向能源的不同分為按轉向能源的不同分為2.1. 機械轉向系 機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成2.

6、 2 動力轉向系按傳動介質的不同，可以分為氣壓式和液壓式兩種。按液流形式，又可分為常壓式和常流式兩種。o常壓式的優(yōu)點在于有儲能器積蓄液壓能，可以采用流量較小的轉向油泵，而且還可以在油泵不運轉的情況下保持一定的轉向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離；o常流式的優(yōu)點則是結構簡單，油泵壽命較長，泄漏較少，消耗功率較小。3、循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器是目前國內外應用最廣泛的結構型式之一， 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。 為了減少轉向螺桿轉向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現滾動摩擦。轉向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓

7、弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母側面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內。轉向螺母外有兩根鋼球導管，每根導管的兩端分別插入螺母側面的一對通孔中。導管內也裝滿了鋼球。這樣，兩根導管和螺母內的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球流道。 轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成球流。在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內循環(huán)，不會脫出4、動力轉向系o類型：n根據機械轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者在轉向裝置中的布置和聯(lián)接關系的不同，

8、液壓動力轉向裝置分為整體式、組合式和分離式三種結構形式。o整體式液壓動力轉向裝置的轉向控制閥、轉向動力缸和機械轉向器組合成一個整體。o組合式液壓動力轉向裝置的轉向控制閥、轉向動力缸和機械轉向器三者中的兩者組合成一個整體。o分離式液壓動力轉向裝置的轉向控制閥、轉向動力缸和機械轉向器都是分離設置。n按其轉向控制閥閥芯的運動方式，可分為滑閥式和轉閥式。4.1 動力轉向系功用功用：兼顧汽車轉向操縱省力且反應靈敏兩方面的要求。n汽車轉彎時,減小對轉向盤的操作力；n限制轉向系統(tǒng)的減速比；n原地轉向時，能提供必要的助力；n限制車輛高速或在薄冰上的助力，具有較好的轉向穩(wěn)定性；n在動力轉向裝置失效時，能保持機械

9、轉向系統(tǒng)有效工作。4.2 動力轉向系組成 1. 轉向操縱機構 2. 轉向傳動機構 3. 機械轉向器 4. 轉向控制閥 5.轉向動力缸 6.轉向油泵 7.轉向油罐等組成4.2 動力轉向系組成 轉向操縱機構轉向操縱機構 轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。4.2 動力轉向系組成轉向傳動機構轉向傳動機構 車轉向時，要使各車輪都只滾動不滑動，各車輪必須圍繞一個中心點O轉動，顯然這個中心要落在后軸中心線的延長線上，并且左、右前輪也必須以這個中心點O為圓心而轉動。 為了滿足上述要求，左、右前輪的偏轉角應滿足如下關系： 4.3 動力轉向系組成轉向傳動

10、機構轉向傳動機構非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要包括轉向搖臂2、轉向直拉桿3、轉向節(jié)臂4和轉向梯形。在前橋僅為轉向橋的情況下，由轉向橫拉桿6和左、右梯形臂5組成的轉向梯形一般布置在前橋之后，當轉向輪處于與汽車直線行駛相應的中立位置時，梯形臂5與橫拉桿6在與道路平行的平面(水平面)內的交角90。4.4 動力轉向系組成 轉向直拉桿的作用是將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂(或轉向節(jié)臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質特種鋼材制造的，以保證工作可靠。直拉桿的典型結構如圖十所示。在轉向輪偏轉或因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節(jié)臂的相對運動都是空間運

11、動，為了不發(fā)生運動干涉，上述三者間的連接都采用球銷1.螺母 2.球頭銷 3.橡膠防塵墊 4.螺塞 5.球頭座 6.壓縮彈簧 7.彈簧座 8.油嘴 9.直拉桿體 10.轉向搖臂球頭銷 4.4 動力轉向系組成1 球頭銷； 2密封圈 ；3 下防塵罩 ；4上防塵罩 ；5下球頭座； 6上球頭座； 7 限位套 ；8開口銷 ；9圓錐彈簧 ；10螺塞； 11 左接頭； 12 卡箍； 13 橫拉桿4.4 動力轉向系組成 1-轉向盤 2-轉向管柱 3、4-方向盤位置調整及鎖緊機構 5-轉向傳動軸 6-轉向器總成 7-轉向搖臂 8-轉向直拉桿 8-轉向直拉桿 9-轉向節(jié)臂 10-轉向油罐 11-轉向油泵 12-轉向

12、油管 13 轉向節(jié) 14梯形臂 15轉向橫拉桿4.5葉片式轉向油泵44350-1610A 4.5.1葉片式轉向油泵的工作原理o當轉子順時針方向旋轉時，葉片在離心力及高壓油的作用下緊貼在定子的內表面上。其工作容積開始由小變大，從吸油口吸進油液；而后工作容積由大變小，壓縮油液，經壓油口向外供油。由于轉子每旋轉一周，每個工作腔都各自吸、壓油兩次，故將這種型式的葉片泵稱為雙作用式葉片泵。雙作用葉片泵有兩個吸油區(qū)和兩個排油區(qū)，并且各自的中心角是對稱的，所以作用在轉子上的油壓作用力互相平衡。因此，這種油泵也稱為卸荷式葉片泵。 1.進油口 2.葉片 3.定子 4.出油口 5.轉子 4.6 動力轉向系統(tǒng)圖4.

13、7 動力轉向工作原理o如前圖所示，當汽車直線行駛時，轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與油罐相通，轉向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作用。當汽車需要向右轉向時，駕駛員向右轉動轉向盤，轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與R腔接通，將L腔與油罐接通，在油壓的作用下，活塞向下移動，通過傳動結構使左、右輪向右偏轉，從而實現右轉向。向左轉向時，情況與上述相反。4.8 動力轉向器液壓油路示意圖 直線行駛時 4.8 動力轉向器液壓油路示意圖 右轉向時4.8 動力轉向器液壓油路示意圖 左轉向時4.9 轉閥工作原理正確、及時的維護，是減少故障率和延長使用壽命的保證。對于液壓動力轉向系統(tǒng)而言，主要是應保證其

14、工作油液的品質及規(guī)定數量 5、液壓動力轉向系統(tǒng)的維護 1油液品質應符合規(guī)定 液壓動力轉向系統(tǒng)所使用的油液牌號，應符合原廠的要求，油液應具有良好的黏溫特性、耐磨性、抗氧化性、潤滑性，無雜質和沉淀物?，F在公司車輛采用殼牌VG46抗磨液壓油。方向機推薦采用CD級15W/40柴油機油(10度以上），無原廠規(guī)定牌號油液的，可用13號機械油或8號液力傳動油代替，但不能兩種油液混用。 5、液壓動力轉向系統(tǒng)的維護 2定期檢查轉向油罐的液面高度 應結合維護周期檢查轉向油罐液面高度是否在規(guī)定刻線上，不足時應添加；添加的油液要經過濾清，品種要與原油液相同 5、液壓動力轉向系統(tǒng)的維護 3按時換油 因為液壓動力轉向系統(tǒng)

15、的油液是在高溫高壓下工作的，容易變質，所以，即使油液看起來比較干凈，也要定期更換，一般一年更換一次，或按原廠規(guī)定 新轉向器在行駛5000公里以后必須更換用油及油罐濾芯，以后每行駛24000km或油變質時，必須更換油及油罐濾芯。換油時，將前軸頂起，發(fā)動機以怠速運轉，卸下轉向器下部的放油螺塞，左、右打方向盤至極限位置數次5、液壓動力轉向系統(tǒng)的維護 4排氣 在轉向系統(tǒng)加油時或轉向系統(tǒng)混入空氣時，需要將空氣排出。排氣的方法是先將油液注到油罐規(guī)定的液面高度，然后啟動發(fā)動機，在怠速狀態(tài)下左、右打轉向盤到極限位置(在極限位置停留不得超過10s，以防油泵發(fā)熱)，反復幾次，并不斷往油罐補充油液5、液壓動力轉向系

16、統(tǒng)的維護 4液壓限位閥的檢查和調整 支起車輪，將3mm厚的墊片放在前軸的限位凸塊上，啟動發(fā)動機，轉動轉向盤至車輪的限位機構起作用時為止，這時限位閥應卸荷，用旋具作傳導，可聽到卸荷的排油聲，否則應對限位閥進行調整。 調整后應進行復驗，其方法是慢慢使汽車起步，轉動轉向盤直到液壓加力作用不足但又不完全是機械轉向時，車輪轉向限位螺釘與前軸限位凸塊之間應有2mm3mm的間隙。5、液壓動力轉向系統(tǒng)的維護 正確、及時的維護，是減少故障率和延長使用壽命的保證。對于液壓動力轉向系統(tǒng)而言，主要是應保證其工作油液的品質及規(guī)定數量 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 1轉向沉重 故障現象：動力轉向的汽車，本來轉向是很輕便的

17、，突然感到轉向沉重或方向盤轉不動。 故障原因： 油箱缺油或油液高度不足。 系統(tǒng)中混入大量空氣。 油箱濾網堵塞或管路堵塞。 液壓泵磨損，內部泄漏或驅動部分打滑、磨壞。 助力器內溢油閥、安全閥機件磨損，彈簧過軟或調整不當。 助力器內滑閥與滑壁間隙過大或關閉不嚴。 系統(tǒng)各接頭、襯墊處密封不良，產生液壓油外漏；系統(tǒng)內部密封元件損壞產生內漏。6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 1. 轉向沉重故障排除方法 檢查液壓泵驅動部分的工作情況。檢查驅動皮帶是否打滑或其他驅動形式的齒輪傳動等有無損壞。 檢查油箱內的油面高度，看其是否達到規(guī)定的高度。如油面過低，應予以加足，使油面達到油尺上的高度標記。檢查油箱內的濾清器是否

18、堵塞或損壞，如果堵塞，應進行清洗；如果損壞，應予以更換。 檢查系統(tǒng)中是否混有空氣。如果發(fā)現液壓油中有泡沫(或液壓油混濁)，就可能是油路中有空氣(通常通過觀察回油管回油時是否夾帶有氣泡來判定)。空氣的進入通常是液壓泵的進油管裂損、接頭松動以及液壓泵軸上的密封環(huán)損壞等所致。如出現上述損壞，均應先給予維修，然后再排除系統(tǒng)中的空氣。6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 1. 轉向沉重故障排除方法檢查液壓泵流量及溢油閥、安全閥的作用是否良好?？捎脡毫Ρ斫釉诠苈飞蠙z查，如果作用不良，應將閥及彈簧卸下，進行清洗和檢查，必要時更換新件。檢查控制閥內的滑閥，看其作用是否良好。如因間隙過大或關閉不嚴，應更換新的轉向螺桿及

19、滑閥(配合間隙值可參照使用說明書要求)。 檢查助力活塞上的密封環(huán)和閥室體徑向環(huán)槽的中間密封作用是否良好，必要時應予更換，同時還要檢查液壓缸表面有無損傷。 檢查單向閥的球閥與閥座的接觸是否嚴密。如因臟物墊起而關閉不嚴，應進行清洗，如因閥本身引起的關閉不嚴，必須更換新件 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 2轉向時有噪聲 故障現象：轉向時液壓泵處發(fā)生響聲。 故障原因： 液壓泵驅動部分發(fā)響，如皮帶過松、驅動齒輪傳動件損壞等 液壓油量不足、系統(tǒng)中混有空氣。 油箱濾芯堵塞或損壞。 各管路接頭松動或油管破裂、堵塞 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 2轉向時有噪聲故障排除 先檢查油箱內的油面高度，若油面過低應補足液壓

20、油。 檢查回油管的回油情況，觀察液壓油中是否夾帶有氣泡(油液呈混濁狀) 之處，如有氣泡，應先查出漏氣，然后再排除空氣。 檢查油箱濾芯以及油路各處有無堵塞、損壞，若有均應將其修復。 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 3方向盤自由行程過大 故障現象：轉動方向盤發(fā)現自由行程過大(通常指大于30。)。 故障原因：主要是機械驅動部分間隙過大所致。 轉向直拉桿兩端的球頭銷與銷座的間隙過大。 齒條與齒扇的間隙過大。 轉向螺桿和轉向螺母與鋼球之間的間隙過大。 故障診斷與排除：應逐一檢查上述間隙是否過大，并采取相應的措施。 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 4左右轉向時輕重不一 故障現象：汽車在行駛中左右轉彎時，左右轉

21、動方向盤感到輕重不同。 故障原因： 控制閥中的滑閥偏離中間位置，或雖在中間位置但與閥體臺肩的縫隙大小不一致。 滑閥或閥體臺肩處有毛刺、碰傷或有臟物阻滯，使液壓油循環(huán)受阻致使加力不平衡。 動力缸一側有空氣，造成活塞兩側壓力差過大，致使左、右向輕重不同。6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 4. 左右轉向時輕重不一故障排除先檢查液壓油是否臟污，視需要更換液壓油與清洗液壓助力系統(tǒng)。拆檢控制閥?；y在中間位置時的預開縫隙一般僅有0.10.2mm，全開縫隙為1.02.0mm。在裝配時如調整不當或緊固不牢，都會使滑閥偏離中間位置，遇此情況則需要重新按規(guī)定裝配與緊固。若不屬裝配問題則需考慮制造誤差與損傷，視情況予以

22、更換或修復。排除系統(tǒng)中的空氣，解決動力缸一側有空氣的影響。 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 5. 轉向時轉向盤強烈抖動 故障現象：汽車行駛中，轉向時感到轉向盤強烈抖動(打手)。 故障原因： 助力液壓系統(tǒng)中缺油或空氣混入較多。 齒條與齒扇間的間隙過大。 轉向螺桿和轉向螺母與鋼球間的間隙過大。6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 5. 轉向時轉向盤強烈抖動故障排除檢查液壓油的油量是否足夠和系統(tǒng)中是否有空氣。必要時加油與排除空氣。檢查齒條與齒扇的間隙，如間隙過大，應進行調整。 檢查轉向螺桿和轉向螺母球槽與鋼球的配合間隙，如間隙較大，可選配加大尺寸公差組的鋼球裝配。注意：必須整組更換；若間隙過大，則應更換轉向螺桿、轉向螺母，并重新選配鋼球組 6、動力轉向系統(tǒng)常見故障排除 6. 汽車直線行駛時，轉向盤發(fā)飄或跑偏 故障現象：汽車直線