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轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

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用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(steering system)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要,因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是汽車安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。

汽車在行駛過程中,需按駕駛員的意志經(jīng)常改變其行駛方向,即所謂汽車轉(zhuǎn)向。就輪式汽車而言,實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是,駕駛員通過一套專設(shè)的機(jī)構(gòu),使汽車轉(zhuǎn)向橋(一般是前橋)上的車輪(轉(zhuǎn)向輪)相對(duì)于汽車縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。在汽車直線行駛時(shí),往往轉(zhuǎn)向輪也會(huì)受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用,自動(dòng)偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向。此時(shí),駕駛員也可以利用這套機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反方向偏轉(zhuǎn),從而使汽車恢復(fù)原來的行駛方向。這一套用來改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu),即稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(俗稱汽車轉(zhuǎn)向系)。因此,汽車轉(zhuǎn)向系的功用是,保證汽車能按駕駛員的意志而進(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。


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轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造原理

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類:機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源,其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。

圖1所示為機(jī)械轉(zhuǎn)向系的組成和布置示意圖。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí),駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤1施加一個(gè)轉(zhuǎn)向力矩。該力矩通過轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸輸入轉(zhuǎn)向器。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向搖臂,再經(jīng)過轉(zhuǎn)向直拉桿傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂,使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。為使右轉(zhuǎn)向節(jié)及其支承的右轉(zhuǎn)向輪隨之偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度,還設(shè)置了轉(zhuǎn)向梯形。轉(zhuǎn)向梯形由固定在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上的梯形臂和兩端與梯形臂作球鉸鏈連接的轉(zhuǎn)向橫拉桿組成。

從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列部件和零件屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。 由 轉(zhuǎn)向搖臂至轉(zhuǎn)向梯形這一系列部件和零件( 不含轉(zhuǎn)向節(jié))均屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在正常情況下, 汽車轉(zhuǎn)向所需能量,只有一小部分由駕駛員提供,而大部分是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效時(shí),一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員 獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而形成的。

對(duì)最大總質(zhì)量在50t以上的重型汽車而言,一旦動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效,駕駛員通過機(jī)械傳動(dòng)系加于轉(zhuǎn)向節(jié)的力遠(yuǎn)不足以使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。故這種汽車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)當(dāng)特別可靠。

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轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)要求

1)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。

2)轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正能力。

3)在行駛狀態(tài)下,轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振,轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。

4)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào),應(yīng)使車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)最小。

5)轉(zhuǎn)向靈敏,最小轉(zhuǎn)彎直徑小。

6)操縱輕便。

7)轉(zhuǎn)向輪傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。

8)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)。

9)轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。

10)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車行駛方向的改變相一致。

正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu),可以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)向輪的自動(dòng)回正能力決定于轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù)和轉(zhuǎn)向器逆效率的大小.合理確定轉(zhuǎn)向輪的定位參數(shù),正確選擇轉(zhuǎn)向器的形式,可以保證汽車具有良好的自動(dòng)回正能力。

轉(zhuǎn)向系中設(shè)置有轉(zhuǎn)向減振器時(shí),能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振,同時(shí)又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。

為了使汽車具有良好的機(jī)動(dòng)性能,必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角,其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的2~2.5倍。

轉(zhuǎn)向操縱的輕便性通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。

轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到第一端的圈數(shù)不得超過2.0圈,貨車則要求不超過3.0圈。

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轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見故障

方向跑偏

方向跑偏表現(xiàn)為:在行駛中,感到汽車自動(dòng)偏向一邊,必須把方向盤用勁把住,才能保持正直的行駛方向。其原因是:左右輪胎氣壓不等;個(gè)別制動(dòng)蹄片刮摩制動(dòng)轂,或一邊車輪輪殼軸承過緊;個(gè)別鋼板彈簧折斷,兩邊鋼板彈力不均;前軸或車架彎曲;前輪定位失準(zhǔn)或兩邊軸距不等;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套間隙左右不一,或橫拉桿兩邊球頭松緊調(diào)整不一;貨車貨物裝載不均。

方向擺頭

方向擺頭表現(xiàn)為:汽車在行駛中,感到兩前輪左右搖擺,方向盤難以掌握。其原因是:橫直拉桿球頭調(diào)整過松(彈簧折斷或調(diào)整間隙過大);轉(zhuǎn)向盤自由行程過大;轉(zhuǎn)向器滾輪與蝸桿嚙合間隙過大;蝸桿上下軸承間隙過大;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套的間隙過大;前輪輪殼軸承裝配過松,或前輪輪輞失圓擺差過大;前輪定位失準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)向沉重

轉(zhuǎn)向沉重表現(xiàn)為:讓行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,感到沉重吃力。其原因是:蝸桿的上下軸調(diào)整得過緊或軸承損壞;蝸輪和蝸桿嚙合過緊,轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向搖臂軸與襯套無間隙;轉(zhuǎn)向軸彎曲或管柱凹癟,互相刮碰;方向盤碰、磨管柱;轉(zhuǎn)向節(jié)上的推力軸承缺油或損壞;轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套裝配過緊或缺潤(rùn)滑油;轉(zhuǎn)向節(jié)拉桿(直拉桿)螺塞旋得太緊,或拉桿接頭缺油;橫拉桿球頭調(diào)整過緊,或拉頭缺油;輪胎氣壓不足;前軸或車架彎曲,前輪定位失準(zhǔn)。

轉(zhuǎn)彎不足

轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)向不足表現(xiàn)為:在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)量不夠。其原因是:轉(zhuǎn)向搖臂裝在搖臂軸上的位置不當(dāng);轉(zhuǎn)向角限位螺栓調(diào)整過長(zhǎng);前軸前后竄動(dòng);循環(huán)球或轉(zhuǎn)向器扇形齒與蝸桿盒裝配位置不妥。

前輪調(diào)整

前輪最大偏轉(zhuǎn)角(轉(zhuǎn)向角)的大小,影響到汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)向半徑(亦稱通過半徑),偏轉(zhuǎn)角越大,轉(zhuǎn)向半徑越小,汽車的機(jī)動(dòng)性越強(qiáng)。

前輪最大偏轉(zhuǎn)角是通過前橋上的限位螺絲進(jìn)行調(diào)整的。其方法是:將前橋頂起,轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,使前輪偏轉(zhuǎn)至與相碰物(翼子板、橫拉桿、車架等)相距8~10mm,轉(zhuǎn)動(dòng)限位螺絲,將車輪限止到此位置,此時(shí)的輪胎著地軌跡中心線與輪胎在直線行駛時(shí)的著地軌跡中心線之間的夾角為最大偏轉(zhuǎn)角。各種車型的最大偏轉(zhuǎn)角和最小轉(zhuǎn)向半徑不盡相同,調(diào)整前要參照汽車的使用說明書。

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轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維護(hù)方法

現(xiàn)代中高級(jí)轎車和重型汽車普遍采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),不僅大大改善了汽車操縱輕便性,還提高了汽車行駛安全性。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套依靠發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。轎車普遍采用齒輪條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱靈敏性高、轉(zhuǎn)向操縱輕便,而且由于轉(zhuǎn)向器完全封閉的,平時(shí)不需檢查調(diào)整。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)主要是:

定期檢查儲(chǔ)液缺罐內(nèi)動(dòng)力轉(zhuǎn)向液液面高度

熱態(tài)時(shí)(約66℃,用手摸感覺燙手),其液面高度必須在HOT(熱)和COLD(冷)標(biāo)記之間。如果是冷態(tài)(約為21℃),則液面高度必須在ADD(加)和CLOD(冷)標(biāo)記之間。如果液面高度不符合要求,必須加注DEXRON2型動(dòng)力轉(zhuǎn)向液(液力傳動(dòng)油)。

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