第八章转向系

第八章转向系一、转向系的功用转向系的功用是实现汽车行驶方向的改变和保持汽车稳定的行驶路线。二、转向系的组成（1）转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。(2)转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。(3)转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机。(相关视频：第一集)三、转向系的分类转向系可分为机械式转向系、液压式转向系、电动式动力转向系四、转向系的工作原理1、液压转向系由转向油泵、转向油管、转向油罐以及位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向动力缸等组成。当驾驶员转动转向盘时，转向摇臂摆动，通过转向直拉杆、横拉杆、转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。这样，为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩，比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多。2、机械式转向系由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成。汽车转向时，驾驶员作用于转向盘上的力，经过转向轴传到转向器，转向器将转向力放大后，又通过转向传动机构的传递，推动转向轮偏转，致使汽车行驶方向改变。机械式转向系是由机械零部件构成。完全由驾驶员所付的操纵力来实现，操纵较费力。3、电动式动力转向系组成由电控单元（ECU）、电源、电机、转向齿轮机构和转向传感器组成。工作原理当汽车转向时，电控单元根据传感器检测的转向力矩及转向速度等参数，计算出最佳作用力后，使电机工作，推动转向，减轻驾驶员的劳动强度。(相关视频：第二集)五、转向器1、转向器的作用与分类（1）转向器的作用转向器是转向系中减速增扭的传动装置，其作用是增大由转向盘传到转向节的力并改变力的传递方向，获得所要求的摆动速度和角度。（2）转向器的分类转向器形式，按其结构型式，可分为蜗杆指销式，循环球式和齿轮齿条式；按其作用力的传递情况，可分为可逆式不可逆式和极限式三种。2、蜗杆指销式转向器(1)组成蜗杆指销式转向器，按其传动副中的指销数目，可分为单销式和双销式两种。指销在曲柄孔中的的只承型式有滑动结构和滚动结构两种。此种转向器传动副为蜗杆与指销。所示为东风EQ140型汽车采用的蜗杆双指销式转向器，主要由壳体，蜗杆，曲柄，指销，转向摇臂轴，上盖，下盖调整螺塞及螺钉等组成。(2)工作过程汽车转向时，通过转向盘和转向轴使蜗杆转动，嵌于螺杆螺旋槽的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴摆动，并通过转向传动机构，使汽车转向轮偏转，实现汽车转向。（3）蜗杆与摇臂轴主销啮合间隙的调整调整时，应使摇臂轴主销与蜗杆处在中间啮合位置上进行。首先松开摇臂轴调整螺钉的锁紧螺母，用手握住蜗杆轴输入端，使蜗杆行程到中间位置，来回转动蜗杆，同时用螺丝刀顺时针方向转动调整螺钉。当感到有摩擦阻力时停止旋转螺钉，再检测蜗杆输入端的扭矩，到合适为止，拧紧锁紧螺母。3、循环球式转向器(1)组成循环球式转向器传动效率高，机件磨损小，操纵省力，使用寿命长，广泛使用于轻型，中型汽车上(BJ1041,BJ2023,CA1092型等)。循环球式转向器由两套传动副，一套是螺杆螺母传动副，一套是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副。图示为解放CA1092所采用的循环球式转向器。他主要由螺杆，螺母，齿条，齿扇，外壳等组成。(2)工作过程当转动转向盘时，转向螺杆也随之转动，通过钢球将作用力传给螺母，螺母即产生轴向移动。同时，由于摩擦力的作用，所有钢球在螺杆与螺母之间滚动，形成“球流”。钢球在螺母内绕行两周后，流出螺母进入导管，在由导管流回螺母。随着螺母沿螺杆作轴向移动，其条齿带动齿扇运动，齿扇带动垂臂轴移动，从而使转向垂臂产生摆动通过转向传动机构使转向轮偏转，完成汽车转向。（3）齿扇与齿条的啮合的调整调整时，齿条与齿扇的啮合，必须处在中间位置才能进行，否则间隙不准确。一般是利用摇臂轴轴向位移调整螺钉来进行调整。调整螺钉旋进，啮合间隙减小，反之，增大。当齿扇在中间位置时，不允许有间隙但应转动自如，无轻重不均匀感觉或卡滞现象，最后拧紧锁紧螺母。4、齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器具有结构简单，轻巧，传动杆件少，维修方便，操纵灵敏等优点，目前广泛应用于采用前轮独立悬架、微型汽车和中、高级轿车上，如桑塔纳、一汽奥迪、天津TJ7100等。此转向器传动副为齿轮齿条。（1）组成主要由转向齿轮、转向齿条、转向器壳、调整螺钉等组成。弹簧通过转向齿条压块将转向条压紧在转向齿轮上，已保证齿轮齿条始终无间隙啮合，有效的减小转向自由行程，提高操纵灵敏度，而其弹力的大小由调整螺钉调整。防尘套钉调整。防尘套由来防止尘土等杂物进入转向器。为了使条轴向运行时，两防尘套内腔压力平衡，壳体上钻有通气孔，使两腔连通。（2）工作过程驾驶员通过转向操纵机构，转向齿轮传动，从而使转向齿条移动，转向齿条通过转向直拉杆，转向摆杆和左右转向横拉杆，使两车轮绕主销偏转。由于这种形式转向器反冲较大，因此，一般在齿轮与转向轴间加装软性万向节或在前桥中设置横向减振器，从而达到吸收冲击能量的作用，减轻对驾驶员的伤害。（3）齿轮齿条间隙的调整转向器一经拆卸，必须调整齿轮齿条间隙。调整方法是：将车轮着地并处于直线行驶位置，松开锁紧螺母，向里拧动调整螺钉，直至螺钉与垫圈档块接触为止。此时，转向盘应处于间隙啮合状态，转动灵活。调好后，拧紧锁紧螺母。(相关视频：第三集)六、转向传动机构功用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、与独立悬架配用的转向传动机构当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。组成转向横拉杆、转向减振器、前桥转向臂、转向齿轮轴、防尘套等。2、与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括：1、转向摇臂2、转向直拉杆3转向节臂4和转向梯形。在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆和左、右梯形臂组成的转向梯形一般布置在前桥之后。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，梯形臂与横拉杆在与道路平行的平面(水平面)内的交角＞90。在发动机位置较低或转向驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前，此时上述交角＜90°。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在汽车的横向左右摆动，则可将转向直拉杆横置，并借球头销直接带动转向横拉杆，从而推动两侧梯形臂转动。3、转向传动机构的主要组成零件的结构（1）转向摇臂作用是把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆，进而推动转向轮偏转。转向摇臂的典型结构如图。（2）转向直拉杆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，以保证工作可靠。(3)转向横拉杆作用是联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆，它在汽车行驶过程中反复承受拉力和压力，因此多用高强度冷拉钢管制造。(相关视频：第四集)七、转向器的检修1.转向柱与转向管柱的检查（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。拆卸万向节时，先将轴承拆下，再拆下十字轴（拆前做好万向节与传动轴的对正标记）。装配时，应先将万向节与传动轴的对正标记对准，先装上十字轴，然后用台钳压人轴承。2.转向器的检查（1）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。（2）转向减振器的检查桑塔纳轿车转向减振器的检查。检查转向减振器是否漏油，规定油量为86mL。检查转向减振器的行程。工作行程L应为最大长度556mm与最小长度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，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。（3）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。3.转向横拉杆的检查（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，用弹簧秤检查内、外球头销的摆动力分别应为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的轴向间隙应为0，转动力矩应在0.3-4.ON·m，若达不到要求，则应更换球头销。八、转向传动机构的装配与调整1.转向角的检查与调整汽车前轮的最大转向角是指前轮向左或向右转到极限位置时的角度，它不仅影响汽车行驶的稳定性，而且对轮胎的磨损也有一定影响。因为转向角过大，汽车转弯时将增大轮胎与地面的横向滑移，同时轮胎与翼子板、直拉杆有磨损的可能。转向角过小，则使汽车转向半径增大，汽车转弯困难，行车安全受到影响。因此，转向角应按原厂规定进行检查和调整。(1)检查方法检查时，先将汽车用举升器将前桥顶起，使两前轮离地处于直线行驶位置，然后在左（或右）轮胎下垫一平木板，在平木板上固定一张白纸，用直尺靠紧轮胎外边缘在白纸上画出与车轮平行的直线，把方向盘向左（或向右）转到极限位置，同上方法做出第二条直线，然后用角尺量出两直线间的夹角，即转向角。若测量结果不符合要求时，应进行调整。(2)调整方法①松开锁紧螺母；②顺时针旋入调整螺钉，直到最小转弯直径符合规定时为止(注意：将方向盘往左、右转到极限位置后，车轮不应触及翼子板等其它机件)；③调好后扭紧锁紧螺母。2.方向盘游动间隙的检查与调整(1)什么是方向盘的游动间隙所谓方向盘的游动间隙是指转动方向盘时，前轮不发生偏转而方向盘所能转动的角度。其标准值应小于14°，方向盘转动弧长应小于37毫米。(2)检查方法①使两前轮处于直线行驶的位置；②将游隙检查器的刻度盘和指针分别夹持在转向轴管和方向盘上；③向左(右)转动方向盘至感到有阻力时，记下指针所指的位置；再向右(左)转动方向盘至感到有阻力时为止。此时；指针在刻度盘上所划过的角度就是方向盘的游动间隙。若发现游动间隙过大，应查明原因，及时调整，以保修理质量。(3)调整方法①调整前，检查转向器、转向摇臂、联轴节、转向拉杆和转向节各连接和固定部位是否松动，必要时予以紧固和调整。②调整转向器的齿扇和齿条的啮合间隙。松开锁紧螺母，顺时针转动调整螺钉，使啮合间隙减小，扭紧锁紧螺母。