课题十五 液压助力转向系构造原理

课题十四液压助力转向系统结构原理主讲人：陈贵勇1、液压动力转向装置液压动力转向系按液流的形式不同，可分常流式和常压是两种。按其动力转向装置的结构不同可分为整体式和分开式。液压式动力转向装置机构图1.转向油泵该泵为叶片转子式结构，固定在发动机壳体上，由发动机驱动产生转向动力油，供给转向机正常工作1-定子；2-转子；4-转子轴;5-节流孔；6-流量控制阀；7-限压阀；a-进油口；b-出油口叶片式转向油泵2.流量控制阀流量控制阀是通过改变可变节流口的通流面积，使液流流动时的局部阻力发生改变，从而实现对流量的控制或调节的阀类。流量控制阀是通过改变阀的流通面积来实现流量控制，达到控制气缸等执行元件的运动速度的气动元件。从流体力学角度看，流量控制在气动回路中利用某种装置造成一种局部阻力，并通过改变局部阻力的大小，来达到调节流量的目的。实现流量控制的方法有两种，一种是设置固定的局部阻力装置，如毛细管、孔板等；另一种是设置可调节的局部阻力装置，如节流阀。从功用上分，流量控制阀有两类，一类设置在回路中，以控制所通过的空气流量，包括节流阀、单向节流阀和行程节流阀；另一类连接在换向阀的排气口，以控制排气量，属于这一类阀的有排气节流阀。流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。3.安全阀起过载保护作用，安全阀由阀体、阀芯和弹簧及调整螺杆组成，其进油口与系统压力油相同，出油口与回油路相同，当系统压力大于阀芯所受向下的弹簧力时，阀芯升起阀口打开系统压力油经阀口溢流回泵箱，当系统压力小于溢流阀的调定压力时，阀芯所受向上作用力小于阀芯所受向下的弹簧力，这时阀芯在弹簧的作用下压在阀座上阀口关闭，调整螺钉可改变弹簧的弹簧力以调整溢流阀的开启压力。4.储液罐转向储油罐的功能是储存转向油；向转向泵及系统供油；散热、降低转向油工作温度；滤清转向系统中的杂质，保证转向油清洁度。2、液压转向系的工作原理如图所示，转向液压系统中从主油路分流、经减压阀6减压后作为先导油路的动力源，以保证先导油路油压不大于2．5MPa。转向系统液压原理不转动方向盘时，转向器7两个出油口关闭，流量放大阀2的主阀杆在复位弹簧作用下保持在中位，转向泵5与转向油缸1的油路被切断，主油路经过流量放大阀卸荷回油箱；转动方向盘时，转向器7排出的油量与方向盘的转角成正比，先导油进入流量放大阀工作，通过主阀杆上的计量小孔控制主阀杆位移，即控制开口的大小，从而控制进入转向油缸1的流量。由于流量放大阀2采用了压力补偿，使得进出口的压差基本上为一定值，因而进入转向油缸1的流量与负载无关，只与主阀杆上开VI大小有关。停止转向后主阀杆一端油压趋于平衡，在复位弹簧的作用下，主阀杆回复到中位，从而切断到油缸的主油路。1．转向油缸2．流量放大阀3．滤油器4．散热器5．转向泵(BG2080)6．减压阀7．全液压转向器3、液压式动力转系常见故障1转向沉重或助力不足现象：操作方向盘时感觉沉重转向助力不足或方向盘转不动。原因：油泵皮带松动；储油罐油面低；转向器与转向柱没有对正；各连接处松动；轮胎充气不当；流量控制阀卡住；油泵输出压力不够；油泵内泄漏过大；转向器内泄漏过大。诊断：按规定调整油泵皮带张力；加油至规定油面高度，如油面过低，检查所有管路和接头，拧紧松动的接头；对正转向器和转向柱，松开夹紧螺栓，正确地装配；按规定压力给轮胎充气；进行油压试验，或对整个动力转向系统进行测试。转向沉重、助力不足故障诊断框图见图1。典型案例：一辆上海桑塔纳2000型轿车，行驶里程3400km。该车行驶中发动机前部突然发出“吱吱”的刺耳响声，同时感觉转向沉重，无法继续行驶。起动发动机，可听到响声来自前部驱动带。经检查，发现转向油泵带轮发卡(不转)。关闭发动机，检查皮带张紧力正常。拆下多楔带，用手转动转向油泵不发卡，但运转起来带上负荷后又转不动，说明转向助力系统高压管路有堵塞现象。拆下转向油泵与转向器之间的高压油管，用压缩空气吹，发现其内部不通。增加空气压力，最后从管中吹出2块半熔化的塑料状异物。更换此管后发动机运转正常，传动带不再发响，但试车时发现转向沉重，好像没有助力作用。更换转向油泵后，上述故障彻底排除，说明转向油泵已经损坏。2动力转向装置噪声现象：汽车行驶中动力转向装发出噪声，转向操作比较费力。原因：动力转向油泵驱动皮带松弛；动力转向油泵轴承损坏；油泵配油盘、转子磨损或进入异物；泵密封环过度磨损；储油罐油量不足；液压油中混入空气，油管接头松动；动力转向器的动力缸装配不当或传动件啮合间隙过大；控制阀有故障。诊断：检查动力转向装置各部分，若是油泵有响声，一般是储油罐油量不足、驱动皮带过松、系统中混入空气、滤网堵塞或安装不当所致，若不是油泵响而是其它部分有中击声，则可能是动力缸装配不当、控制阀故障、传动件啮合间隙过大等原因，均应及时排除。动力转向装置噪声的故障诊断框图见图2。3行驶跑偏及左、右侧转向力不同现象：汽车直线行驶时发飘，向一侧跑偏，驾驶员转向时感觉左、右侧的转向力不同，有时相差很大。原因：控制阀的阀芯偏离中位，阀芯与阀体配合不良；动力转向液压油路的油管破损或管接头漏油；某一动力缸混入空气；工作油液变质、过脏或牌号不对；控制阀阀孔堵塞；溢流阀或单向阀工作不良。诊断：检查工作油液是否变质、过脏。对于新车或大修后的车辆，若加注的工作油液牌号不对，或不严格执行磨合保养中的换油规定，容易造成油质变坏、脏污；对于旧车，则可能是控制阀、溢流阀或单向阀工作不良引起的。在发动机熄火的情况下，转动方向盘，凭手感判断控制阀是否开启自如；若有问题，可拆卸后进行检查。左、右侧转向力不同，较常见的是工作油液的问题。若经检查发现工作油液脏污或牌号不对，可按规定牌号更换工作油液，并按规定数量加注。行驶跑偏及左、右侧转向力不同的故障诊断框图见图3。4动力转向液产生乳状泡沫、液面低以及压力低原因：转向液中有空气或由于泵内泄漏造成液体损耗。诊断与排除：首先检查有无漏油并加以解决，排除系统中的空气。如果油面低，则过低的温度会使空气进入转向系统。如果油面高度正确，但泵仍然起泡沫，可将泵从车上取下，将储油罐和泵体分开，检查有无堵塞，壳体有无裂缝，若堵塞或外壳开裂，应更换壳体。典型案例：一辆北京切诺基汽车，其动力转向系统的助力效果不明显，且时有时无，时大时小。打开储油罐，可见液压油呈泡沫乳化状。将方向盘转至中间位置，使发动机怠速运转，此时若液面高度比发动机熄火时低，说明动力转向系统中混入空气。检查系统是否漏油：将汽车两前轮悬空，使发动机怠速运转，将方向盘连续从左极限转至右极限数次(注意：在极限位置停留的时间不要超过5s)，观察整个液压系统有无漏油痕迹(尤其应注意各油管接头和薄壁壳体处)，若发现漏油，必须查明原因予以排除。检查液压油量：让汽车两前轮悬空，起动发动机，使液压油温度达到正常工作温度(77℃)。在发动机停止运转的情况下，向储油罐内加注液压油，使油面达到标尺上“COLD”的位置。使发动机怠速运转，左右转动方向盘(不要转到极限位置)，直到油液中没有气体存在(储油罐内没有气泡和乳化现象)。把方向盘转到中间位置，5由转向器的原因造成的输出压力低原因：活塞环磨损；动力缸严重磨损；控制阀间的油封漏油。诊断与排除：从车上取下转向器，拆开后检查活塞环和动力缸；从车上取下转向器，拆开后更换油封。使发动机继续运转2—3min，观察液压油中是否又出现乳状泡沫。若有，说明空气尚未排尽，应继续排气。使发动机熄火，复查液面高度，必要时补加液压油至标尺的“COLD”位置。对汽车进行路试，当液压系统达到稳定的工作温度后，再次检查液面高度。此时，正常情况液面应达到标尺的“HOT”位置，否则需要继续添加液压油。6快速向右或向左转动方向盘时转向力瞬时增大原因：泵内液面低；油泵皮带打滑；内泄漏量过大。诊断与排除：按需要添加液压油：调整皮带张力或更换皮带：按压力试验的方法检查油泵压力。7发动机运转特别是在原地转向时方向盘颤动或跳动原因：泵内液面低i油泵皮带松方向盘转到极限位置时转向拉杆碰撞发动机油底壳油泵压力不足；流量控制阀卡住。诊断与排除：按需要加注转向油液；按规定调整皮带张力；校正间隙按压力试验方法检查油泵压力；检查流量阀有无胶质或损坏，必要时予以更换。8转向油泵输出压力低原因：泵内相互靠合的平面过分磨损；定子、转子、配油盘有擦伤；叶片安装不当；叶片卡死在转子槽内。定子或配油盘裂纹或断裂。诊断与排除：更换零件，冲洗系统；正确安装叶片；清除毛刺、胶质及脏物：更换损坏的零件。9方向盘回正性差原因：轮胎充气不足；各球销润滑不良；转向器输出端相互摩擦；转向器和转向柱不对正；前轮定位不正确：转向传动机构卡住；主销球接头咬住：方向盘与外罩摩擦；转向柱轴承过紧或卡滞；控制阀卡住或堵塞；回油软管扭曲或堵塞。诊断与排除：按规定气压给轮胎充气；润滑各接头；松开夹紧螺栓后重新正确安装，对正转向器和转向柱。如有必要，应对轮胎进行检查和调整。将汽车前轮放在前轮定位检查架上，拆开转向摇臂和摇臂轴的连接。用手转动前轮，如果车轮转不动或需用很大的力才能转动，应检查转向系统各接头是否卡住。