汽车转向系统诊断与维修

汽车转向系统诊断与维修1概述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(steeringsystem)。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)相对于汽车纵横轴线偏转一定角度。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转向系简介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。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。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转向传动机构及原理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。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。显然这个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。2汽车转向系统的故障诊断2.1机械转向系故障诊断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。2.1.1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。2.1.2故障原因及处理办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。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。2.2转向盘自由行程过大2.2.1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。2.2.2故障原因及处理办法转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动轴中—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。2.3转向轮抖动2.3.1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。2.3.2故障原因及处理办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。2.4转向噪音2.4.1故障现象汽车转向时，转向系出现过大的噪声。2.4.2故障原因及处理办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。2.5转向仪器检测转向系的常用诊断参数有：转向盘最大自由转动量（即转向盘自由行程）、转向盘外缘最大转向切向力（即转向盘最大转向力，N）、转向轮最大转向角（°）、汽车最小转弯半径（m）、转向轮定位参数等。对于前轮转向的汽车，转向轮定位参数包括主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束，即我们常说的前轮定位。转向轮定位的检测在行驶系中介绍。转向轮定位应该是行驶系的内容，但由于该参数的改变，既可能造成行驶系故障（如轮胎异常磨损），也可能造成转向系故障（如转向沉重），因此转向轮定位参数通常也作为转向系的诊断参数。依靠人工经验很难判断转向盘的转向力和自由转动量是否正确，可以使用专门仪器来检测。2.5.1转向盘转向力的检测转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转向盘转动。此时，力矩传感器将转向力矩变成电信号，而定位杆内端连接的光电装置则将转角的变化转变为电信号。这两种电信号由微机自动完成数据的采集、转角的编码、运算、分析、存储、显示和打印，因而该仪器既可测得转向力，又可测得转向盘转角。转向力的检测可按转向轻便性实验方法进行，一般有原地转向力实验、低速大转角（“8”字行驶）转向力实验、弯道转向力实验等，可参照有关国家标准的规定进行检测。2.5.2转向盘自由转动量的检测转向盘自由转动量又可称为转向盘自由行程，是指汽车保持直线行驶位置不动时，左右晃动转向盘时的自由转动量（游动角度）。GB/T18565中规定：最大设计车速大于或等于100km/h的汽车，转向盘自由转动量最大为200；最大设计车速小于100km/h的汽车，转向盘自由转动量最大为300。转向盘自由转动量是一个综合诊断参数，当其超过规定的值时，说明从转向盘至转向轮的传动链中有—处或几处的配合出现松旷。转向盘自由转动量过大时，将造成驾驶员工作紧张，并影响行车安全。转向盘自由转动量可采用专用检测仪进行（转向参数测量仪也能检测）。简易的转向盘自由转动量检测仪由刻度盘和指针两部分组成。刻度盘通过磁力座吸附在驾驶室仪表盘或转向管柱上，指针则固定在转向盘的周缘上；也可将指针通过磁力座固定在仪表板或转向管柱上，而刻度盘固定在转向盘周缘上。使用该种检测仪时，应使汽车保持直线行驶位置不动，转动转向盘至一侧极限位置，将刻度盘归零，再轻轻转动转向盘至行程另一侧极限位置，指针所示刻度即为转向盘自由转动量。3对汽车转向系统的故障进行维修3.1机械转向系的维修转向操纵机构的维护和修理作业主要包括：清洁部件外部。检查转向管柱与转向盘、转向器的花键连接是否松动或磨损，视情况予以更换。检查转向传动轴万向节有无松动、磨损，视情况予以更换。3.2转向器的维护（1）检查转向器固定是否可靠，有无漏油现象。若有，应将转向器可靠固定，找出漏油原因并加以排除。（2）检查转向器外壳是否破裂，视情况焊补或更换。（3）检查调整齿轮、齿条配合间隙。（4）检查调整转向盘自由行程。以循环球式转向器为例：松摇臂轴上调整螺栓的锁紧螺母1，拧动调整螺栓2，使自由行程满足±15°，然后将调整螺栓锁止。（5）紧固。按规定力矩紧固转向器螺钉、转向器与车架的固定螺钉、转向管柱固定螺钉等。（6）润滑。转向器润滑油一般每隔8000km检查添加，48000km更换；每隔2000km润滑转向传动轴。3.3转向传动机构的维修（1）拆卸与分解①分开转向摇臂与直拉杆。②在转向摇臂与摇臂轴之间做好装配记号，拆下转向摇臂。③拆下转向直拉杆总成并分解。④拆下转向横拉杆总成并分解。（2）检修①检查转向摇臂或上端花键有无裂纹或损坏，若有应更换。②检查转向摇臂锁紧螺母有无损伤，若有应更换。③各球头销、销座及球碗应无裂纹，球头销颈部磨损不超过1mm，球面磨损失圆不超过0.50mm，否则应更换。④球头销螺纹应无损伤，否则应更换；球头销弹簧不应有弹力减弱或折断现象，否则应更换。⑤检查转向节应无裂纹，轴颈与轴承的配合间隙符合要求。⑥防尘装置应齐全、有效。（3）装配①安装转向直拉杆总成：将弹簧座、弹簧和上球头座依次装入转向直拉杆端头的支承孔。将球头销的球头涂以润滑脂，从转向直拉杆侧面的大孔中装入。放入球头座，拧入螺塞；拧紧时先将螺塞拧到底，再退回1/5～1/2圈，然后用开口销锁住调整螺塞。装上油封和护套。装配转向直拉杆的另—端。将转向直拉杆的两个球头销分别装到转向摇臂和转向节上臂锥孔内，按规定力矩拧紧球头销螺母，装好开口销。②安装转向横拉杆总成：将转向横拉杆接头夹在虎钳上，装入上球头座。将球头销涂以润滑脂，使球头销穿过上球头座中心孔后落入球头座，再依次装入球头座、弹簧座和弹簧，拧上螺塞；拧紧时先将螺塞拧到底，再退回1/5-1/2圈，然后用开口销锁住调整螺塞。在球头销端装入油封、密封罩和油封盖，并装配另—端转向横拉杆接头总成。分别将左、右横拉杆接头总成装到横拉杆的两端，并拧紧左右横拉杆接头的4个螺栓。把转向横拉杆总成装到左、右梯形臂的锥孔内，按规定力矩拧紧球头销螺母，装好开口销。③将转向摇臂上端套入转向摇臂轴，对正装配记号，将轴端螺母拧紧。