第3章汽车转向系

汽车底盘构造与维修第三章汽车转向系汽车底盘构造与维修第一节概述汽车行驶中，驾驶员通过操纵转向盘，经过一套传动机构，使转向轮在路面上偏转一定的角度来改变其行驶方向，确保汽车稳定安全的正常行驶。能使转向轮偏转以实现汽车转向的一整套机构称为汽车转向系。汽车底盘构造与维修一、转向系的作用与类型汽车底盘构造与维修1、转向系的作用通过驾驶员转动转向盘，根据需要改变汽车行驶方向。汽车底盘构造与维修汽车转向系按其转向能源的不同，可分为机械式转向系、液压式动力转向系和电动式动力转向系。2、转向系的分类汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修(1)机械式转向系由转向操纵机构、转向器和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(转向柱)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。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修汽车的转向，完全由驾驶员所付的操纵力来实现的，操纵较费力，劳动强度较大，但其具有结构简单、工作可靠、路感性好、维护方便等优点，多应用于中小型货车或轿车上。汽车底盘构造与维修(2)液压式动力转向系液压式动力转向系，是在机械式转向系的基础上，增加了转向控制阀、转向油泵、转向动力缸等一套液压助力装置，如图3-2所示。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修当汽车转向时，由发动机驱动的油泵产生高压油，高压油在控制阀的作用下，进入动力缸推动转向轮偏转，这时作用在转向盘的作用力就很小，从而减轻了驾驶员的劳动强度。液压式动力转向系操纵轻便，灵活省力，维护简单。目前，广泛应用于高速轿车和重型货车上。汽车底盘构造与维修(3)电动式动力转向系电动式动力转向系由电控单元、电源、电机、转向齿轮机构和转向传感器组成。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修当汽车转向时，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。电动式动力转向具有节能，无需油压管路系统，并不直接消耗发动机功率，环保优势强、安装自由度大等优点，但电能动力不如液压动力大，目前只用于前轴负荷较小的轿车上。汽车底盘构造与维修二、转向原理汽车底盘构造与维修1.转向过程(以机械式转向系为例)汽车转向时，驾驶员对转向盘施加一力矩，该力矩通过转向轴，输入转向器。经过减速增力传给转向摇臂再通过转向纵拉杆传给左转向节上的转向节臂，使左转向节和它所支承的左轮偏转，由于右转向节与左转向节之间用左、右梯形臂和横拉杆连接，故右转向节及支承的右轮也随之偏转相应的角度，实现了汽车转向。汽车底盘构造与维修2.转向车轮的运动汽车转向时，由于车轮在转弯过程中，内、外车轮滚动的距离不相等，必然会引起车轮边滚动边滑动的现象，造成轮胎加速磨损。汽车底盘构造与维修汽车转向时，要保证每个车轮都是纯滚动而不发生侧滑，必须使汽车车轮转向轨迹符合一定的规律，必须使各个车轮的轴线都相交于一点，即使所有的车轮能围绕它们的共同圆心转动，如图3-4所示，交点O称为转向中心，这个转向中心随驾驶员操纵的转向轮转角的变化而改变，因此转向中心也称为瞬时转向中心。汽车底盘构造与维修内转向轮偏转角大于外转向轮偏转角，两偏转角的关系是:式中B—两侧主销中心距离L—汽车轴距这个关系式是由转向梯形(前轴，左右梯形臂和横拉杆组成)来保证的。LBcotcot汽车底盘构造与维修从转向中心到转向外轮中心的距离称为转弯半径，用R表示。当外转向轮偏转到最大允许转角时，转弯半径最小，称为最小转弯半径。转弯半径越小，汽车转向性越好。汽车底盘构造与维修三、四轮转向系简介当汽车低速行驶转向，转向盘转动角很大时，其后轮相对前轮反向偏转。当汽车急转弯、掉头、避障或进出车库时，转向半径减小，转向机动性大大提高。当汽车高速行驶转弯时，后轮相对于前轮同向偏转，从而迫使汽车横摆角度和横摆角速度大大减小，提高行驶的操纵性、稳定性和舒适性，确保高速行车安全。四轮转向主要类型有机械式四轮转向系、液压式四轮转向系、电控式四轮转向系。汽车底盘构造与维修第二节机械式转向系汽车底盘构造与维修一、转向器汽车底盘构造与维修1.转向器的作用与分类汽车底盘构造与维修(1)转向器的作用转向器的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。汽车底盘构造与维修(2)转向器的分类转向器按结构型式，可分为蜗杆指销式、循环球式和齿轮齿条式三种。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。汽车底盘构造与维修2.蜗杆指销式转向器汽车底盘构造与维修(1)组成东风EQl40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，如图3-5所示。汽车底盘构造与维修(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。汽车底盘构造与维修3.循环球式转向器汽车底盘构造与维修(1)组成循环球式转向器由二套传动副组成，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。解放CA1092所采用的循环球式转向器由螺杆、螺母、齿条、齿扇、外壳等组成。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修(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，再由导管流回螺母，随着螺母沿螺杆作轴向移动，其齿条带动齿扇运动，齿扇带动垂臂轴转动，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。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修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，传力杆件少，维修方便，操纵灵敏等优点，目前广泛吨用于采用前轮独立悬架的轻、微型汽车和中、高级轿车上，如上海桑塔纳、一汽奥迪、天津TJ7100等。汽车底盘构造与维修(1)组成如图所示轿车转向器主要由转向齿轮、转向齿条、转向器壳、调整螺钉等组成。汽车底盘构造与维修弹簧通过转向齿条压块将转向齿条压紧在转向齿轮上，以保证齿轮齿条始终无间隙啮合，有效地减小转向自由行程，提高操纵灵敏度，而其弹力的大小可由调整螺钉调整。汽车底盘构造与维修(2)工作过程驾驶员通过转向操纵机构，转向齿轮转动，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。汽车底盘构造与维修二、转向器的检测与维修汽车底盘构造与维修1.蜗杆指销式转向器的检修汽车底盘构造与维修(1)分解要点首先拧下放油螺栓，放尽转向器中的润滑油，再用扳手拧松摇臂轴调整螺钉的锁紧螺母，把调整螺钉逆时针旋转一周，拆下转向器侧盖上的双头螺栓，然后，再拧下其余固定螺栓，取下侧盖。汽车底盘构造与维修接着用手抓住摇臂轴扇形块，用力拔出摇臂轴(如果拔不出来，可用木锤敲击摇臂轴输出端头，即可拔出)，再拧下转向器下盖螺栓，取下垫圈及下盖，用铜锤或铜棒轻轻敲击蜗杆轴花键端部，取出蜗杆，轴承等(注意:用铜锤敲击时，要保持蜗杆垂直于轴承的位置，以防止碰伤轴承的保持架和油封刃口)。最后，松开转向器上盖的螺栓，取出垫片、止推轴承外圈和保持架等，分解后，对全部零件进行彻底清洗，清洗后分开放置，以备检测维修。汽车底盘构造与维修(2)主要部件的检修汽车底盘构造与维修①壳体及盖的检修用敲击及直观法检查壳体及盖应无裂损，无法修补，则换用新件，在平台上用塞尺检测壳体与盖的结合面的平面度误差，其值应为0.10mm，否则应进行修磨，壳体上两蜗杆轴承孔公共轴线与摇臂轴承孔公共轴线垂直度误差，应符合原厂技术标准，否则进行修理或更换。汽车底盘构造与维修②蜗杆的检修直观检查蜗杆滚道若有轻微剥落或明显阶梯形磨损，用油石修磨后可继续使用，若磨损严重，剥落较大，应换用新件。磁力探伤蜗杆应无裂纹，否则换用新件。③蜗杆平面止推轴承的检修直观检查内外滚道，若有金属剥落，磨损严重或保持架变形、有缺口，一律更换，检查轴承钢球，若有碎裂，能从保持架上脱落，则一律换用新件，更换轴承时注意：内外圈保持架要成套更换。汽车底盘构造与维修④用游标卡尺检测蜗杆与轴承的配合间隙其配合间隙应为0.10mm，或符合原厂技术标准，否则可用电镀法进行修复或换用新件。汽车底盘构造与维修用磁力探伤法检查摇臂轴任何部位不得有裂纹，否则换用新件，检查摇臂轴端部花键应无明显扭曲、变形。若发现有两齿以上扭曲、变形、损坏，一律换用新件，用外径千分尺检测油封轴颈的磨损应不得大于0.15mm。用百分表检测摇臂轴支承轴径的径向跳动不得大于0.05mm，否则进行修磨或换用新件。⑤摇臂轴的检修汽车底盘构造与维修⑥摇臂轴主销、支承轴承的检修直观检查摇臂轴主销工作面应无金属剥落，若有剥落或严重偏磨或轴承挡片碎裂，应更换主销轴承总成。当摇臂轴主销装入滚道时，其距离要符合技术标准，并对主销轴承预紧度进行调整。汽车底盘构造与维修(3)装复与调整要点汽车底盘构造与维修当换用新衬套时用图3-8所示的芯棒，分别把衬套垂直压入壳体内，如图3-9所示，然后对衬套孔铰削、使其与摇臂轴配合间隙符合技术标准，再用图3-10所示芯棒在压床上将油封压入转向器前端摇臂轴孔内，压装时，油封端面平的一面必须朝向壳体外，U形槽一面朝向壳体内，如图3-11所示。①装复壳内衬套和油封汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修②装复转向器下盖先把转向器壳体竖立放置固定，将新轴承外圈压入壳体轴承孔内(注意:轴承外圈有滚道一面朝壳体内)。外圈压入后距端面距离为12.5～13mm，如图3－12所示，接着把新的0形密封圈套入轴承垫块的槽中，然后装入轴承垫块(注意：0形密封圈光滑的外缘不要被轴承孔边划坏，更不得反装)，再把转向器下盖，调整螺钉，锁紧螺母依次装入轴承孔中，最后以30-60N·m的扭力对角扭紧固定螺栓。再把转向器壳旋转180º。使上盖轴承孔朝上，将下轴承的保持架总成装到壳体下盖的轴承外圈轨道上，如图3－13所示。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修③装复蜗杆装复蜗杆时，一般不需要更换蜗杆轴承，若更换新轴承，利用压力机套管(图3-14)把新轴承压入蜗杆两端，然后，把蜗杆从转向器壳体上盖轴承孔中装入，这时，蜗杆输入端朝上，另一端内圈与下盖平面轴承保持架总成应吻合，如图3－15所示。注意：保持架方向，应符合规定要求，如图3－16所示。汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修汽车底盘构造与维修④装复上盖总成装好蜗杆的上轴承保持架，用压床压入轴承外圈，使其到壳体上端面距离达到12.5～13mm，如图3-17所示，一般情况下，上盖密封圈不需要更换。用新0形密封圈时，注意密封圈方向不要装错。汽车底盘构造与维修当上盖油封更换时，取出旧油封压入新油封即可，但注意油封安装方向，正确的安装方法是，把油封的U形端面朝向壳体，平端面朝外，转向器端面均匀地涂上密封胶，最后把装有调整垫片的上盖（注意：调整垫片或垫片总厚度为1.2mm，垫片不要漏装，0.5mm垫片1个，0.02mm，0.10mm，0.05mm垫片各2个）对准壳体端面上的螺孔、并在壳体端面上均匀涂上密封胶，再用专用的固定螺栓，以30～60N·m的扭力，对角均匀拧紧。在拧紧螺栓时，边拧边观察下盖上的调整螺钉是否拧紧，此螺钉应处在旋松的位置。汽车底盘构造与维修⑤蜗杆轴承预紧度的调整装好上盖后，应往摇臂轴未装入之前，必须对蜗杆轴承预紧度进行调整，它是利用转向器下盖处的调整螺塞来调整的。调整时，先用内六角扳手把调整螺塞拧到底，再退回1/8～1/4圈，使蜗杆在输入端具有1.0～1.7N·m预紧力矩，然后以50N·m的扭力拧紧调整螺塞的锁紧螺母。汽车底盘构造与维修当摇臂轴主销总成检修后，若重新进行组装或更换主销轴承，必须检查并调整轴承预紧度。调整时，主销轴承要洗干净，清洗后，加足润滑脂，并换用新的主销轴承止动垫片。然后把主销轴承装入摇臂孔中，认真调整主销上的螺母，使主销转动自如，无卡带，无轴向间隙，最后用钳子翻起止动