單元八 汽車轉向系
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1、 單元八 汽車轉向系 8.1 概述 8.1.1轉向系的功用、類型、組成及工作過程 1.功用 1)功用:汽車轉向系的功用是改變和保持汽車的行駛方向。 定義:當汽車需要改變行駛方向時,必須使轉向輪繞主銷軸線偏轉一定角度,直到新的行駛方向符合駕駛員的要求時,再將轉向輪恢復到直線行駛位置。這種由駕駛員操縱,轉向輪偏轉和回位的一整套機構,稱為汽車轉向系。 2 .類型、組成及系統的工作過程 1)分類 汽車轉向系按轉向能源的不同分為機械轉向系和動力轉向系兩大類。 2)基本組成 機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源。機械轉向系由轉向
2、操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成,圖8-1為其一般布置情況示意圖。 圖8-1機械轉向系示意圖 1 / 71 3.系統工作過程 汽車轉向時,駕駛員轉動轉向盤,通過轉向軸、萬向節(jié)和轉向傳動軸,將轉向力矩輸入轉向器。從轉向盤到轉向傳動軸這一系列部件即屬于轉向操縱機構。轉向器中有1~2級嚙合傳動副,具有減速增力作用。經轉向器減速后的運動和增大后的力矩傳到轉向搖臂,再通過轉向直拉桿傳給固定于左轉向節(jié)上的轉向節(jié)臂,使左轉向節(jié)及裝于其上的左轉向輪繞主銷偏轉。左、右梯形臂的一端分別固定在左、右轉向節(jié)上,另一端則與轉向橫拉桿作球鉸鏈連接。當左轉向節(jié)偏轉時,經梯形臂、橫拉
3、桿和梯形臂的傳遞,右轉向節(jié)及裝于其上的右轉向輪隨之繞主銷同向偏轉相應的角度。轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節(jié)臂、梯形臂和轉向橫拉桿總稱為轉向傳動機構。梯形臂,以及轉向橫拉桿和前軸構成轉向梯形,其作用是在汽車轉向時,使內、外轉向輪按一定的規(guī)律進行偏轉。 4.動力轉向系 動力轉向系是兼用駕駛員體力和發(fā)動機動力作為轉向能源的轉向系。動力轉向系是在機械轉向系的基礎上加設一套轉向加力器而構成的。圖8-2為一種液壓式動力轉向系示意圖。其中,轉向油罐、轉向油泵、轉向控制閥和轉向動力缸為構成轉向加力器的各部件。 圖8-2 動力轉向系示意圖 采用動力轉向系的汽車,在正常情況下
4、轉向時,駕駛員操縱機械轉向系一方面提供轉向所需的一小部分能量,另一方面則同時帶動轉向加力器工作,由發(fā)動機通過轉向加力器提供轉向所需的大部分能量。在轉向加力器失效時,一般還能由駕駛員獨立承擔汽車轉向任務。 8.1.2轉向系角傳動比、轉向時車輪運動規(guī)律 1.轉向系角傳動比 轉向盤的轉角與安裝在轉向盤同側的轉向車輪偏轉角的比值,稱為轉向系角傳動比,常用iW表示。 2.轉向時車輪運動規(guī)律 汽車轉向時,內側車輪和外側車輪滾過的距離是不相等的。對于一般汽車而言,后橋左右兩側的驅動輪由于差速器的作用,能夠以不同的轉速滾過不同的距離。但前橋左右兩側的轉向輪要滾過不同的距離,必然引
5、起車輪沿路面邊滾動邊滑動,致使轉向時的行駛阻力增大,輪胎磨損增加。為了避免這種現象,要求轉向系能保證在汽車轉向時,所有車輪均作純滾動。顯然,這只有在轉向時,所有車輪的軸線都交于一點方能實現。此交點O稱為汽車的轉向中心(圖8-3)。由圖可見,汽車轉向時內側轉向輪偏轉角β大于外側轉向輪偏轉角α。α與β的關系是:ctgα=ctgβ+B/L 式中:B—兩側主銷中心距(略小于轉向輪輪距);L—汽車軸距。 這一關系是由轉向梯形保證的,故上式也稱為轉向梯形理論特性關系式。迄今為止,所有汽車轉向梯形的設計實際上都只能保證在一定的車輪偏轉角范圍內,使兩側車輪偏轉角大體上接近以上關系式。 從轉
6、向中心O到外側轉向輪與地面接觸點的距離R稱為汽車轉彎半徑。轉彎半徑R愈小,則汽車轉向所需場地就愈小,汽車的機動性也愈好。當外側轉向輪偏轉角達到最大值αmax時,轉彎半徑R最小。 汽車內側轉向輪的最大偏轉角一般在35°~42°之間。載貨車的最小轉彎半徑一般約為7m~13m。 圖8-3雙軸汽車轉向示意圖 三軸汽車轉向時,與上述情況類似。 圖8-4 前橋轉向的三軸汽車轉向示意圖 對于只用前橋轉向的三軸汽車,由于中橋和后橋車輪的軸線總是平行的,故不存在理想的轉向中心。它是用一根與中、后輪軸線等距的假想平行線CD與前輪軸線交于O點,如圖8-4所示
7、,轉向時所有車輪均繞O點滾動。在這種情況下,只有前輪作純滾動,而中、后橋車輪在滾動的同時還伴有輕微的滑動。 8.2 機械轉向器 8.2.1轉向器的功用、類型、傳動效率及轉向盤自由行程 1.功用 轉向器是轉向系中的減速增力傳動裝置。其功用是增大由轉向盤傳到轉向節(jié)的力,并改變力的傳遞方向。 2.類型 轉向器的種類較多,一般是按轉向器中嚙合傳動副的結構型式分類。目前應用較廣泛的有蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球式和齒輪齒條式等幾種。 3.轉向器的傳動效率 轉向器的輸出功率與輸入功率之比稱為轉向器傳動效率。當功率由轉向盤輸入,從轉向搖臂輸出時,所求得的
8、傳動效率稱為正效率。反之則稱為逆效率。 4. 轉向盤自由行程 由于轉向系各傳動件之間都存在著裝配間隙,而且這些間隙將隨零件的磨損而增大,因此在一定的范圍內轉動轉向盤時轉向節(jié)并不隨即同步轉動,而是在消除這些間隙并克服機件的彈性變形后,才作相應的轉動,即轉向盤有一空轉過程。轉向盤為消除間隙、克服彈性變形所空轉過的角度稱為轉向盤自由行程。轉向盤自由行程對于緩和路面沖擊及避免駕駛員過度緊張是有利的,但過大的自由行程會影響轉向靈敏性。一般規(guī)定轉向盤從直行中間位置向任一方向的自由行程不超過10°~15°。當零件磨損到使轉向盤的自由行程超過25°~30°時,則
9、必須進行調整。通常是通過調整轉向器傳動副的嚙合間隙來調整轉向盤自由行程。 8.2.2轉向器的構造和工作原理 1.蝸桿曲柄指銷式轉向器 1)構造 圖8-6所示為EQ1090E型汽車的蝸桿曲柄雙銷式轉向器。它主要由轉向器殼體、轉向蝸桿、轉向搖臂、指銷等組成。 轉向器殼體固定在車架的轉向器支架上。殼體內裝有傳動副,其主動件是轉向蝸桿,從動件是裝在搖臂軸曲柄端部的指銷。具有梯形截面螺紋的轉向蝸桿支承在轉向器殼體兩端的兩個向心推力球軸承1和2上。轉向器下蓋上裝有調整螺塞,用以調整向心推力軸承1、2的預緊度,調整后用螺母鎖死。 蝸桿與兩個錐形的指
10、銷相嚙合,構成傳動副。兩個指銷均用雙列圓錐滾子軸承支承在曲柄上,其中靠近指銷頭部的一列軸承無內圈,滾子直接與指銷軸頸接觸,使該段指銷軸頸的直徑可以做得大些,以保證其有足夠的強度。裝在滾動軸承上的指銷可繞自身軸線旋轉,以減輕蝸桿與指銷嚙合傳動時的磨損,提高傳動效率。螺母用來調整軸承的預緊度,以使指銷能自由轉動而無明顯軸向間隙為宜,調整后用銷片(圖中未示出)將螺母鎖住。 安裝指銷和雙排圓錐磙子軸承的曲柄制成叉形,與搖臂軸制成一體。搖臂軸用粉末冶金襯套支承在殼體中。轉向器側蓋上裝有調整螺釘,旋入螺釘可改變搖臂軸的軸向位置,以調整指銷與蝸桿的嚙合間隙,從而調整了轉向盤自由行程。調整后用螺
11、母鎖緊。搖臂軸伸出殼體的一端通過花鍵與轉向搖臂連接。 圖8-6東風EQ1090E型汽車轉向器 2)工作過程(觀看蝸桿曲柄指銷式工作原理動畫) 汽車轉向時,駕駛員通過轉向盤帶動轉向蝸桿(主動件)轉動,與其相嚙合的指銷(從動件)一邊自轉,一邊以曲柄為半徑繞搖臂軸軸線在蝸桿的螺紋槽內作圓弧運動,從而帶動曲柄、進而帶動轉向搖臂擺動,實現汽車轉向。 蝸桿曲柄指銷式轉向器傳動副中的指銷,可以如上述有兩個,也可以只有一個。單銷式與雙銷式在結構上基本一樣。與雙銷式相比,單銷式的結構較簡單,但轉向搖臂的擺角不大,一般總擺角只有80°,而雙銷式的則可達
12、120°左右。因為當搖臂軸轉角很大時,雙銷式中的一個指銷雖已與蝸桿脫離嚙合,但另一個指銷仍保持嚙合。此外,當搖臂軸轉角不大時,雙銷式的兩個指銷均與蝸桿嚙合,每個指銷所承受的載荷比單銷式指銷的載荷小,故雙銷式的指銷比單銷式的指銷磨損小,壽命長。 8.2.3 齒輪齒條式轉向器(觀看齒輪齒條式轉向器錄象) 1.結構 圖8-7a所示為齒輪齒條式轉向器。它主要由轉向器殼體、轉向齒輪、轉向齒條等組成。轉向器通過轉向器殼體的兩端用螺栓固定在車身(車架)上。 圖8-7齒輪齒條式轉向器 齒輪軸通過球軸承、滾柱軸承垂直安裝在殼體中,其上端通過花鍵與轉向軸上的萬向節(jié)(圖中未畫
13、出)相連,其下部是與軸制成一體的轉向齒輪。轉向齒輪是轉向器的主動件。與它相嚙合的從動件轉向齒條水平布置,齒條背面裝有壓簧墊塊。在壓簧的作用下,壓簧墊塊將齒條壓靠在齒輪上,保證二者無間隙嚙合。調整螺塞可用來調整壓簧的預緊力。壓簧不僅起消除嚙合間隙的作用,而且還是一個彈性支承,可以吸收部分振動能量,緩和沖擊。 2.工作過程(觀看齒輪齒條式轉向器錄象) 轉向齒條的中部通過拉桿支架與左、右轉向橫拉桿連接。轉動轉向盤時,轉向齒輪轉動,與之相嚙合的轉向齒條沿軸向移動,從而使左、右轉向橫拉桿帶動轉向節(jié)轉動,使轉向輪偏轉,實現汽車轉向。 3.調整 齒輪齒條轉向器的調整主要是調整轉向齒
14、輪與轉向齒條的嚙合間隙(如圖8-8所示),調整方法如下:轉動齒輪使齒條處于伸縮運動的中間位置,使用扭力扳手和專用套筒將調整螺塞擰到7-15N·m,然后退回30°-40°,然后保持螺塞位置不變,再擰緊鎖緊螺母;專用工具套入齒輪花鍵端以10-15r/min的速度轉動齒輪,測量齒輪齒條嚙合預緊度(齒輪轉動阻力矩)(帶伸縮膠套和潤滑脂),轉動平順;安裝連接叉到齒條上時,注意齒條端面刻線與連接叉刻線要對齊。 8-8齒輪齒條式轉向器的調整 4.特點 齒輪齒條式轉向器結構簡單;傳動效率高,操縱輕便;重量輕;由于不需要轉向搖臂和轉向直拉桿,還使轉向傳動機
15、構得以簡化。在有效地解決了逆?zhèn)鲃有矢吆蛯崿F轉向器可變速比等技術問題后,這種轉向器在前輪為獨立懸架的中級以下轎車和輕型、微型貨車上得以廣泛應用,如本田飛度轎車,上海桑塔納轎車、天津夏利轎車及柳州五菱微型貨車等均采用齒輪齒條式轉向器。 8.2.4循環(huán)球式轉向器(觀看循環(huán)球式錄象) 8-9解放CA1092型汽車轉向器 1.結構 循環(huán)球式轉向器是目前國內外汽車應用最廣泛的一種轉向器。與其它型式的轉向器相比,循環(huán)球式轉向器在結構上的主要特點是有兩級傳動副。 圖8-9所示為解放CA1092型汽車的循環(huán)球—齒條齒扇式轉向器。第一級傳動副是轉向螺桿—
16、轉向螺母;螺母的下平面加工成齒條,與齒扇軸內側的齒扇相嚙合,構成齒條—齒扇第二級傳動副。顯然,轉向螺母既是第一級傳動副的從動件,也是第二級傳動副的主動件。通過轉向盤轉動轉向螺桿時,轉向螺母不能隨之轉動,而只能沿桿軸向移動,并驅使齒扇軸(即搖臂軸)轉動。 轉向螺桿支承在兩個推力球軸承上,軸承的預緊度可用調整墊片調整。在轉向螺桿上松套著轉向螺母。為了減少它們之間的摩擦,二者的螺紋并不直接接觸,其間裝有許多鋼球,以實現滾動摩擦。螺桿和螺母的螺紋都加工成截面近似為半圓形的螺旋槽,二者的槽相配合即形成截面近似為圓形的螺旋管狀通道。螺母側面有兩對通孔,可從此孔將鋼球塞入螺旋通道內。螺母外有兩根鋼球導
17、管,每根導管的兩端分別插入螺母側面的一對通孔中。導管內也裝滿鋼球。這樣,兩根導管和螺母內的螺旋通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球“流道”。 2.工作原理(觀看循環(huán)球式轉向器工作原理錄象) 當轉動轉向螺桿時,通過鋼球將力傳給轉向螺母,使螺母沿桿軸向移動。同時,由于摩擦力的作用,所有鋼球便在螺桿和螺母之間的螺旋通道內滾動。鋼球在螺旋通道內繞行兩周后,流出螺母而進入導管的一端,再由導管的另一端流回螺母內。故在轉向器工作時,兩列鋼球只在各自的封閉流道內循環(huán)流動,而不會脫出。 3.調整 轉向螺母下平面上加工出的齒條是傾斜的,與之相嚙合的是變齒厚齒扇。只要使齒扇軸相對
18、于齒條作軸向移動,便可調整二者的嚙合間隙。調整螺釘旋裝在側蓋上。齒扇軸靠近齒扇的端部切有T形槽,螺釘的圓柱形端頭嵌入此切槽中,端頭與T形槽的間隙用調整墊圈來調整。旋入螺釘, 則齒條與齒扇的嚙合間隙減??;旋出螺釘則嚙合間隙增大。調整好后用鎖緊螺母鎖緊。轉向器的第一級傳動副(轉向螺桿—轉向螺母)因結構所限,不能進行嚙合間隙的調整,零件磨損嚴重時,只能更換零件。 4.特點 循環(huán)球式轉向器傳動效率高(正效率最高可達90%~95%),故操縱輕便,轉向結束后自動回正能力強,使用壽命長。但因其逆效率也很高,故容易將路面沖擊傳給轉向盤而產生“打手”現象,不過,隨著道路條件的改善,這個缺點并不明顯。因此
19、,循環(huán)球式轉向器廣泛用于各類各級汽車。 8.3 轉向操縱機構(觀看轉向柱錄象) 轉向操縱機構一般由轉向盤1、轉向軸15、轉向柱管2、萬向節(jié)8、11及轉向傳動軸9等組合,如圖8-9所示。它的主要作用是操縱轉向器和轉向傳動機構,使轉向輪偏轉。 轉向柱管2中部用橡膠墊3和半圓形支架4固定在駕駛室前圍板上,下端插入鑄鐵支座5的孔中。支座5固定在轉向操縱機構支架6上。 轉向軸15穿過轉向柱管2,其下端支承在支座5中的圓錐滾子軸承(圖中未畫出)上,上部則通過襯套16支承在柱管2的內壁上,其上端用螺母與轉向盤 圖8-10 東風
20、EQ1090E型汽車轉向操縱機構和轉向器布置圖 1-轉向盤;2-轉向柱管;3-橡膠墊;4-轉向柱管支架;5-轉向柱管支座;6-轉向操縱機構支架;7-轉向軸限位彈簧;8-上萬向節(jié);9-轉向傳動軸;10-花鍵防護套;11-下萬向節(jié);12-轉向器;13-轉向搖臂;14-轉向直拉桿;15-轉向軸;16-轉向軸襯套;17-電喇叭按鈕;18-電喇叭按鈕搭鐵彈簧;19-電喇叭按鈕接觸罩;20-搭鐵接觸板組件;21-按鈕電刷組件;22-集電環(huán)組件;23-導線組件 相連接,轉向盤上裝有電喇叭按鈕及相應部件。轉向軸通過萬向傳動裝置與轉向器中的轉向蝸桿相連。下萬向節(jié)與轉向傳動軸用滑動花鍵相連接。
21、 為了保證駕駛員的安全,同時也為了更加舒適、可靠地操縱轉向系,現代汽車(特別是轎車)通常在轉向操縱機構上增設相應的安全、調節(jié)裝置。這些裝置主要反映在轉向軸和轉向柱管的結構上。通常情況下,將轉向軸和轉向柱管統稱為轉向柱。 8.3.1 安全式轉向柱 安全式轉向柱是在轉向柱上設置能量吸收裝置,當汽車緊急制動或發(fā)生撞車事故時,吸收沖擊能量,減輕或防止沖擊對駕駛員的傷害。 圖8-11a所示為一種用鋼球連接的分開式轉向柱。轉向軸分為上轉向軸和套在軸上的下轉向軸兩部分,二者用塑料銷釘連成一體。轉向柱管也分為上柱管和下柱管兩部分,上、下柱管之間裝有鋼球,下柱管的外徑與上柱管的內徑
22、之間的間隙比鋼球直徑稍小。上、下柱管連同柱管托架通過特制橡膠墊固定在車身上,橡膠墊則利用塑料銷釘與托架連接。 當汽車發(fā)生碰撞時,轉向器總成對轉向柱施加軸向沖擊力(第一次沖擊),將連接上、下轉向軸的塑料銷釘切斷,下轉向軸便套在上轉向軸上向上滑動,如圖8-11b所示。在這一過程中,上轉向軸和上柱管的空間位置沒有因沖擊而上移,故可使駕駛員免受傷害。如果駕駛員的身體因慣性撞向轉向盤(第二次沖擊),則連接橡膠墊與柱管托架的塑料銷釘被切斷,托架脫離橡膠墊,如圖8-11c所示,即上轉向軸和上轉向柱管連同轉向盤、托架一起,相對于下轉向軸和下轉向柱管向下滑動,從而減緩了對駕駛員胸部的沖擊。在上述兩次沖擊過
23、程中,上、下轉向柱管之間均產生相對滑動。因為鋼球的直徑稍大于上、下柱管之間的間隙,所以滑動中帶有對鋼球的擠壓,沖擊能量就在這種邊滑動邊擠壓的過程中被吸收。 圖8-10鋼球連接分開式轉向柱 8.3.2 可調節(jié)式轉向柱(觀看轉向盤調整錄象) 駕駛員不同的駕駛姿勢和身材對轉向盤的最佳操縱位置有不同的要求。而且,轉向盤的這一位置往往會影響駕駛員進、出汽車的方便性。為此,一些汽車裝設了可調節(jié)式轉向柱,使駕駛員可以在一定的范圍內調節(jié)轉向盤的位置。調節(jié)的型式分為傾斜角度調節(jié)和軸向位置調節(jié)兩種。圖8-12所示為轉向盤傾斜角度的變化圖,圖8-13為軸向伸縮式轉向柱。 圖8-12轉向盤
24、傾斜角度的變化 圖8-13 伸縮式轉向柱 若需要軸向調整轉向盤的位置,駕駛員可順時針方向轉動伸縮杠桿,使伸縮杠桿帶動鎖緊螺栓向外端移動,將螺栓內端的楔形鎖松開,使滑軸能夠在轉向軸內轉動并軸向移動。轉向盤位置調好后再利用伸縮杠桿鎖定。 8.4 轉向傳動機構 8.4.1功用 轉向傳動機構的作用是將轉向器輸出的力和運動傳給轉向輪,使兩側轉向輪偏轉以實現汽車轉向。 8.4.2 轉向傳動機構的組成、構造 1. 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構如圖8-14所示,它一般由轉向搖臂2、轉向直拉桿3
25、、轉向節(jié)臂4、兩個梯形臂5和轉向橫拉桿6等組成。各桿件之間都采用球形鉸鏈連接,并設有防止松脫、緩沖吸振、自動消除磨損后的間隙等的結構措施。 圖8-14與非獨立懸架配用的轉向傳動機構示意圖 當前橋僅為轉向橋時,由左、右梯形臂5和轉向橫拉桿6組成的轉向梯形一般布置在前橋之后(圖8-14a),稱為后置式。這種布置簡單方便,且后置的橫拉桿6有前面的車橋做保護,可避免直接與路面障礙物相碰撞而損壞。當發(fā)動機位置較低或前橋為轉向驅動橋時,往往將轉向梯形布置在前橋之前(圖8-14b),稱為前置式。若轉向搖臂2不是在汽車縱向平面內前后擺動而是在與路面平行的平面內左右擺動(如北京BJ2020N
26、型汽車),則可將轉向直拉桿3橫向布置,并借球頭銷直接帶動轉向橫拉桿6,從而使左右梯形臂5轉動(圖8-14c)。 圖8-15轉向搖臂 ?、俎D向搖臂。圖8-15所示為常見轉向搖臂的結構型式。其大端具有三角細花鍵錐形孔,用以與轉向搖臂軸外端相連接,并用螺母固定;其小端帶有球頭銷,以便與轉向直拉桿作空間鉸鏈連接。轉向搖臂安裝后從中間位置向兩邊擺動的角度應大致相等,故在把轉向搖臂安裝到搖臂軸上時,二者相應的角位置應正確。為此,常在搖臂大孔外端面上和搖臂軸的外端面上各刻有短線,或是在二者的花鍵部分上都少銑一個齒,作為裝配標記。裝配時應將標記對齊。 ②轉向直拉桿。圖8-16所示為解放
27、CA1092型汽車的轉向直拉桿。直拉桿體由兩端擴大了的鋼管制成,在擴大的端部里,裝有由球頭銷、球頭座、彈簧座、壓縮彈簧和螺塞等組成的球鉸鏈。球頭銷的錐形部分與轉向搖臂連接,并用螺母固定;其球頭部分的兩側與兩個球頭座配合,前球頭座靠在端部螺塞上,后球頭座在彈簧的作用下壓靠在球頭上,這樣,兩個球頭座就將球頭緊緊夾持住。為保證球頭與座的潤滑,可從油嘴注入潤滑脂。拆裝時供球頭出入的直拉桿體上的孔口用油封墊的護套封蓋住,以防止?jié)櫥鞒龊臀畚锴秩搿? 壓縮彈簧能自動消除因球頭與座磨損而產生的間隙,并可緩和由轉向輪經轉向節(jié)臂球頭銷傳來的向前(圖中為向左)的沖擊。彈簧座的小端與球頭座之間留有不大的間隙,
28、作為彈簧緩沖的余地,并可限制緩沖時彈簧的壓縮量(防止彈簧過載)。此外,當彈簧折斷時此間隙可保證球頭銷不致從管孔中脫出。端部螺塞可以調整此間隙。調整間隙的同時也調整了前彈簧的預緊度,調好后用開口銷固定螺塞的位置,以防松動。 圖8-16 解放CA1092型汽車轉向直拉桿 為了使轉向直拉桿在受到向前或向后的沖擊力時,都有一個彈簧起緩沖作用,兩端的壓縮彈簧應裝在各自球頭銷的同一側。由球頭銷傳來的向后(圖中為向右)的沖擊力由前壓縮彈簧承受。當球頭銷受到向前的沖擊力時,沖擊力依次經前球頭座、前端部螺塞、直拉桿體和后端部螺塞傳給后壓縮彈簧。 ③轉向橫拉桿。圖8-17a所示為解放CA
29、1092型汽車轉向橫拉桿。橫拉桿體用鋼管制成,其兩端切有螺紋,一端為右旋,一端為左旋,與橫拉桿接頭旋裝連接。接頭的螺紋孔壁上開有軸向切口,故具有彈性,旋裝到桿體上后可用螺栓夾緊。兩端接頭結構相同,如圖8-17b所示。由于橫拉桿體兩端是正反螺紋,因此,在旋松夾緊螺栓以后,轉動橫拉桿體,即可改變轉向橫拉桿的總長度,從而調整轉向輪前束。 在橫拉桿兩端的接頭上都裝有由球頭銷等零件組成的球形鉸鏈。球頭銷的球頭部分被夾在上、下球頭座內,球頭座用聚甲醛制成,有較好的耐磨性。球頭座的形狀見圖8-17c。裝配時上、下球頭座凹凸部分互相嵌合。彈簧通過彈簧座壓向球頭座,以保證兩球頭座與球頭的緊密接觸,在球頭和
30、球頭座磨損時能自動消除間隙,同時還起緩沖作用。彈簧的預緊力由螺塞調整。球鉸上部有防塵罩,以防止塵土侵入。球頭銷的尾部錐形柱與轉向梯形臂連接,并用螺母固定、開口銷鎖緊。 圖8-17解放CA1092型汽車轉向橫拉桿 東風EQ1090E型汽車的轉向橫拉桿接頭結構型式與解放CA1092型汽車的相似,如圖8-17所示。但其上、下球頭座是鋼制的。此外,螺孔切口(在橫拉桿體上,而不在接頭上)兩邊沒有供夾緊螺栓穿入的耳孔,螺栓通過沖壓制成的卡箍夾緊在桿體上,從而簡化了接頭的結構和制造工藝。 圖8-18東風EQ1090E型汽車轉向橫拉桿接頭 ④轉向節(jié)臂和梯形臂。解放CA1092型
31、汽車的轉向節(jié)臂和梯形臂如圖8-19中所示。轉向直拉桿通過轉向節(jié)臂與轉向節(jié)相連。轉向橫拉桿兩端經左、右梯形臂與轉向節(jié)相連。轉向節(jié)臂和梯形臂帶錐形柱的一端與轉向節(jié)錐形孔相配合,用鍵防止螺母松動。臂的另一端帶有錐形孔,與相應的拉桿球頭銷錐形柱相配合,同樣用螺母緊固后插入開口銷將螺母鎖住。 圖8-19解放CA1092型汽車轉向節(jié)臂和梯形臂 2.與獨立懸架配用的轉向傳動機構 當轉向輪采用獨立懸架時,由于每個轉向輪都需要相對于車架(或車身)作獨立運動,所以,轉向橋必須是斷開式的。與此相應,轉向傳動機構中的轉向梯形也必須分成兩段(圖8-20a)或三段(圖8-20b),轉向搖臂1在平行于
32、路面的平面中左右擺動,傳遞力和運動。 圖8-20與獨立懸架配用的轉向傳動機構示意圖 1-轉向搖臂;2-轉向直拉桿;3-左轉向橫拉桿;4-右轉向橫拉桿;5-左梯形臂;6-右梯形臂;7-搖桿;8-懸架左擺臂;9-懸架右擺臂 圖8-21 天津夏利TJ7100型轎車轉向傳動機構 天津夏利TJ7100型轎車的轉向傳動機構如圖8-21所示。轉向器齒條的兩端制有內螺紋。轉向橫拉桿的內端裝有帶螺紋的球頭,并將其旋入齒條中。橫拉桿的外端也通過螺紋與橫拉桿接頭連接,并用螺母鎖緊。橫拉桿接頭外端通過球頭銷與轉向節(jié)連接。松開鎖緊螺母,轉動轉向橫拉桿(左、右兩側橫拉桿的轉動量應相同)
33、,可以調整前輪前束。柳州五菱輕型車的轉向傳動機構與其相類似。 圖8-22 上海桑塔納轎車轉向器與轉向橫拉桿 1-轉向減振器活塞桿端;2-轉向減振器;3-轉向減振器缸筒端;4-轉向器殼體凸臺;5-鎖緊螺母與調整螺栓;6-壓簧;7-轉向齒輪軸;8-齒條輸出端;9-防塵罩;10-卡箍;11-轉向器殼體;12-右橫拉桿總成;13-右橫拉桿球頭銷;14-連接件;15-左橫拉桿總成;16-左橫拉桿球頭銷;17-轉向支架(齒條與橫拉桿連接件);18-轉向減振器支架;A、B-調節(jié)桿 上海桑塔納轎車的轉向傳動機構如圖8-22所示。轉向齒條一端輸出動力,輸出端8銑有平面并鉆孔,用兩個螺栓
34、與轉向支架17連接。支架17下端的兩個孔分別與左、右轉向橫拉桿總成15、12的內端相連。橫拉桿外端的球頭銷16、13分別與左、右轉向節(jié)臂連接。通過調節(jié)桿A、B可以改變兩根橫拉桿總成的長度,以調整前束。 為了避免轉向輪的擺振、減緩傳至轉向盤上的沖擊和振動,轉向器上還裝有轉向減振器2。減振器缸筒端3固定在轉向器殼體11上;其活塞桿端1經減振支架18與轉向齒條連接。 8.5 動力轉向裝置 8.5.1 動力轉向裝置的功用及意義 轉向輕便和轉向靈敏對轉向系角傳動比iW的要求是互相矛盾的。在機械轉向系中,單靠選擇iW、改善轉向器本身的結構,以同時滿足轉向輕便和轉向靈敏是很有限的。為
35、了減輕駕駛員的疲勞強度,改善轉向系統的技術性能,采用動力轉向裝置。采用動力轉向的汽車轉向時,所需的能量只有小部分是駕駛員提供的體能,而大部分是發(fā)動機驅動轉向油泵旋轉,將發(fā)動機輸出的部分機械能轉化為壓力能,并在駕駛員的控制下對轉向傳動裝置或轉向器傳力,從而實現轉向。 8.5.2 動力轉向裝置組成 動力轉向裝置由機械轉向器、轉向控制閥、轉向動力缸以及將發(fā)動機輸出的部分機械能轉換為壓力能的轉向油泵(或空氣壓縮機)、轉向油罐等組成。 8.5.3動力轉向裝置的類型 動力轉向裝置按傳能介質的不同,可以分為液壓式和氣壓式兩種。液壓式動力轉向裝置按液流型式分為常流式和常壓式兩種。
36、見圖8-23和8-24所示。 液壓式動力轉向裝置按其轉向控制閥閥芯的運動方式可分為滑閥式和轉閥式兩種型式。 圖8-23動力轉向裝置組成 圖8-24 常流式液壓動力轉向裝置示意圖 圖8-25 常壓式液壓動力轉向裝置示意圖 8.5.4動力轉向器的構造及工作原理 1.滑閥式動力轉向器 圖8-25所示為黃河JN1181C13型汽車整體式動力轉向裝置。其中的機械轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者組裝在一起,構成整體式動力轉向器。 圖8-26 黃河JN1181C13型汽車動力轉向裝置 2.轉閥式動力轉向器 北京切諾基吉普車采用轉閥
37、式動力轉向器。這種動力轉向器由循環(huán)球—齒條齒扇式機械轉向器、轉閥式轉向控制閥和轉向動力缸三部分組成,并將三部分設計成一個整體,如圖8-28所示。 (1)轉閥式動力轉向器的構造。循環(huán)球—齒條齒扇式機械轉向器的轉向螺母和齒條制成圓柱形(稱為齒條—活塞19),安裝在轉向器殼體的油壓缸筒內,將缸筒分為左、右(對應于車上的安裝位置分別為下、上)兩腔室,構成轉向動力缸。在齒條—活塞19左部的圓柱形表面上制有環(huán)槽,槽內套有O形橡膠密封圈,在密封圈的外面還套有聚四氟乙稀活塞環(huán)20,以保證活塞在動力缸中工作時的密封和耐磨。 轉向控制閥主要由閥體13、轉閥12、短軸組件(短軸3、彈性扭桿4
38、和下端軸蓋14等)及密封圈、軸承等零件組成。整個轉向控制閥組件滑裝在動力轉向器殼體右端孔內。 閥體13制成圓桶形,外表面切有6道環(huán)形槽。其中3道寬深的槽是油槽,每道油槽底部均制有4個間隙相等的徑向通孔作為油道,中間油槽上的4個通孔直徑較大,與進油口32相通,是進油道,兩邊油槽的4個通孔直徑較小,經轉向器殼體內的油道分別與動力缸左、右腔相通;另外3道淺窄的環(huán)槽用來安裝密封圈組件11。閥體左邊緣處開有矩形缺口,轉向螺桿17的鎖定銷16卡入此缺口中,形成閥體13帶動螺桿17的傳力連接。靠近閥體左端固定有鎖定銷29,此銷外端埋在閥體外圓表面以下,內端伸出少許,與下端軸蓋14外圓上的缺口相
39、卡,形成蓋14帶動閥體13的傳力連接。閥體內表面切有8條互不貫通的縱向槽,并形成8道槽肩。 圖8-28 北京切諾基吉普車轉閥式動力轉向器 轉閥12也制成圓桶形,其外圓與閥體13高精度間隙配合(轉閥與閥體組成精密偶件,不可單獨更換)。轉閥外表面切有閥體對應的8條互不貫通的縱槽,其相應的槽肩與閥體內表面上的槽肩相配合,形成油液流動的間隙。在轉閥的8道槽肩中,相間的4道槽肩上開有徑向通孔,形成回油孔。轉閥右端外圓處切有環(huán)槽,用來安裝O形密封圈10。轉閥左端內圓柱面上開有缺口,短軸3左端安裝的鎖定銷30即卡入此缺口中,以保證短軸3和轉閥12同步轉動,相互之間不發(fā)生角位移。在短軸和轉閥之間留
40、有較大的徑向間隙,供低壓油流通。 短軸3為空心管形軸件,其中有彈性扭桿4。短軸右端外表面制有三角形花鍵,與轉向軸下端的萬向節(jié)(圖中未畫出)相連接,駕駛員轉動轉向盤的作用力即由此輸入;短軸左端凸緣盤上制有弧形缺口。彈性扭桿4的右端經傳力銷2與短軸固定;扭桿4左端通過三角形花鍵與下端軸蓋14相連接。下端軸蓋14為圓盤形零件,其外圓與閥體13左端內表面滑動配合;圓盤上也開有弧形槽孔。轉向螺桿17右端凸緣的外圓滑動配合在閥體13左端內圓表面中,桿17凸緣上的叉形凸塊插入軸蓋14和短軸3的弧形缺口之中,并有一定的相對角位移量,以保證和限制轉向時彈性扭桿的扭轉。 調整螺塞6
41、旋裝在轉向器殼體右端的螺紋孔中,其左端和中部裝有滾針軸承9和34。該螺塞支承著短軸并在軸向對閥體13定位,使裝在閥體上的鎖定銷29與軸蓋14之間、裝在螺桿17上的鎖定銷16與閥體13之間軸向靠緊。調整螺塞6左端還裝有彈簧(圖中還未畫出),以壓緊轉閥12,阻止轉閥軸向移動,并使轉閥與短軸3左端上的鎖定銷30軸向靠緊。螺桿17右端凸緣的左側裝有軸向止推滾針軸承28,以保證螺桿和轉閥組件轉動靈活和軸向定位。 在動力轉向器殼體上對應于轉向控制閥的部位,開有與轉向油泵相通的兩個油管接口,分別為進油口32和出油口33,在進油口內還裝有止回閥31。 轉向器側蓋25上旋裝有調整螺釘27,旋進或旋
42、出螺釘27可以改變搖臂軸18的軸向位置,從而調整齒條與齒扇的嚙合間隙,調好后用螺母26鎖緊。 ?。?)轉閥式動力轉向器的工作過程。汽車直線行駛時,轉閥2處于中間位置,如圖8-27a所示。來自轉向油泵的油液從動力轉向器殼體進油口經閥體1的進油道P流進閥體和轉閥之間。由于轉閥處于中間位置,進入的油液分別經過閥體和轉閥縱槽槽肩形成的兩邊相等的間隙、閥體油道L、R,流進轉向動力缸5的左、右腔室,使兩腔油壓相等,齒條—活塞4保持在中間平衡位置,不起轉向及轉向加力作用。與此同時,流進閥體和轉閥之間的油液還經轉閥的4條徑向回油孔匯集于轉閥內腔的回油道O,最后經轉向器殼體回油口流回轉向油罐,形成常流式油液
43、循環(huán)。 圖8-29不同行駛狀態(tài)下轉閥與閥體相對位置及動力轉向器工作示意圖 汽車左轉向時,短軸3(圖8-28)在轉向軸驅動下逆時針方向轉動,并分兩路傳遞運動和力:一路通過其左端的銷釘30撥動轉閥12同步轉動;另一路則通過其右端的傳力銷2傳至彈性扭桿4的右端,并經桿4左端的三角形花鍵傳給下端軸蓋14,軸蓋14又通過其圓盤外緣上的缺口和銷29傳給閥體13,最后經固定在閥體上的銷16傳給轉向螺桿17。由于受到轉向搖臂軸18傳來的路面轉向阻力,剛轉向時齒條—活塞19暫時不能軸向移動,而螺桿17也不能軸向移動,所以軸向螺桿17暫時不能隨短軸3同步轉動,即閥體暫時不能隨短軸同步轉動。由短
44、軸經銷2傳遞的駕駛員的轉向力矩只能使彈性扭桿4發(fā)生扭轉變形,從而使轉閥相對于閥體轉過不大的角度,二者縱槽槽肩兩邊的間隙不再相等:通R油道的一邊增大;通L油道的一邊減小,如圖11-27b所示。來自油泵的油液從油道P進入閥體與轉閥之間,流向間隙增大的一邊,并經R油道流進動力缸的右腔,使該腔油壓升高;而與L油道相通的動力缸左腔油壓則降低(左腔油液通過L油道流進閥體與轉閥之間,再經傳閥的4條徑向油孔、回油道O流回轉向油罐)。左、右兩腔的壓力差作用在齒條—活塞上,幫助轉向螺桿迫使齒條-活塞開始左移,轉向輪開始向左偏轉,轉向加力起作用。同時轉向螺桿本身也開始與短軸同向轉動。只要轉向盤繼續(xù)轉動,彈性扭桿的扭
45、轉變形便一直保持不變,閥體與轉閥之間的相對角位置也不變,轉向加力作用就一直存在,轉向輪將繼續(xù)向左偏轉。 一旦轉向盤停止轉動并維持在某一轉角位置不動,短軸及轉閥便不再轉動。但齒條—活塞在油壓差的作用下仍繼續(xù)左移,導致轉向螺桿連同閥體沿原轉動方向繼續(xù)轉動,使彈性扭桿的扭轉變形減小,閥體與轉閥的相對角位移量減小,動力缸左、右兩腔油壓差減小。減小了的油壓差仍作用在齒條—活塞上,以克服轉向輪的回正力矩,轉向輪的偏轉角維持不動。 在轉向過程中,轉向盤轉得愈快,彈性扭桿的扭轉速度就愈快,轉閥相對于閥體產生角位移的速度也愈快,從而使動力缸左、右兩腔產生壓力差的速度加快,轉向輪的偏轉速度也相
46、應加快。 由上述分析可知,轉閥式動力轉向裝置能使轉向輪偏轉的角度隨轉向盤轉角的增大而增大;轉向輪偏轉的速度隨轉向盤轉動速度的加快而加快;轉向盤停止轉動并維持轉角不動,轉向輪也隨之停止偏轉并維持偏轉角不動,因而具有隨動作用。在正常情況下,駕駛員操縱轉向盤所提供的轉向力矩主要用來使彈性扭桿產生扭轉變形,以控制轉向過程,而克服路面轉向阻力及轉向傳動機構摩擦阻力使轉向輪偏轉所需要的動力則主要由轉向動力缸提供。 若在前述維持轉向的位置上松開轉向盤,被扭轉變形的彈性扭桿4(圖8-29)的右端將順時針方向自動轉過一定的角度而恢復自由狀態(tài),轉閥12則在隨之同向轉動的短軸3帶動下回復到中間位置,動力
47、缸停止工作,轉向輪在回正力矩作用下自動回正。如果需要液壓加力,駕駛員可以回轉轉向盤,使動力轉向裝置幫助轉向輪回正。 汽車右轉向時,彈性導桿的扭轉方向、轉閥相對于閥體的轉動方向以及動力缸中齒條—活塞軸向移動的方向均與前述相反,使轉向輪向右偏轉。 汽車直線行駛時,若遇路面作用力而使轉向輪偏轉(設轉向輪向左偏轉,駕駛員仍保持轉向盤處于直線行駛位置),轉向阻力通過轉向傳動機構、齒條—活塞、轉向螺桿作用于閥體,使閥體相對于不轉動的轉閥逆時針方向轉動(即在圖8-30a所示位置上,閥體1相對于轉閥2逆時針方向轉動),動力缸左腔油壓升高,右腔油壓降低,壓力差作用在齒條—活塞上使其右移,并通過轉向傳
48、動機構使轉向輪向右偏轉而回正。從而保證了汽車直線行駛的穩(wěn)定性,并有效地避免了轉向盤“打手”現象。 在轉向過程中,動力缸中的油液壓力是隨轉向阻力而變化的。而動力缸中油壓的變化又受控于彈性扭桿的扭轉變形量:轉向阻力增大,彈性扭桿的扭轉變形量也增大,轉閥相對于閥體的角位移量增大,從而使動力缸中油壓升高;反之則動力缸中油壓降低。顯然,彈性扭桿的扭轉變形量取決于轉向阻力的大小。在此過程中,彈性扭桿因扭轉變形而產生的反作用力(與轉向阻力成遞增函數關系)傳到轉向盤上,使駕駛員能感覺到轉向阻力的變化情況,所以這種轉閥式動力轉向裝置具有“路感”作用。 在動力轉向裝置失效的情況下由人力轉向時,
49、短軸3(圖8-28)隨轉向盤轉過一定角度后,其左端凸緣上的弧形缺口便抵住轉向螺桿17右端的叉形凸塊,由短軸直接帶動轉向螺桿轉動,以保證汽車轉向。這時的動力轉向器即變?yōu)闄C械轉向器,轉向變得沉重,轉向盤自由行程增大。 與滑閥式動力轉向器相比,轉閥式動力轉向器的主要優(yōu)點是靈敏度高,因而適用于高速行駛的轎車。 8.5.5 動力轉向系主要構件 1.轉向油泵的構造及工作原理 轉向油泵是液壓式動力轉向裝置的能源,一般由發(fā)動機驅動,其作用是將輸入的機械能轉換為液壓能輸出。轉向油泵有齒輪式、葉片式、轉子式和柱塞式等幾種型式。曾被廣泛采用的齒輪式轉向油泵的構造及工作原理與發(fā)動機潤滑系
50、中的齒輪式機油泵類似。葉片式轉向油泵具有結構緊湊、輸油壓力脈動小,輸油量均勻、運轉平穩(wěn)、性能穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點,現代汽車采用較多,故以下僅介紹葉片式轉向油泵。 ?。?)葉片式轉向油泵的工作原理。葉片式轉向油泵按其轉子葉片每轉一周的供油次數和轉子軸的受力情況可以分為單作用非卸荷式和雙作用卸荷式兩種。 ①單作用非卸荷式葉片泵: 單作用非卸荷式葉片泵主要由端蓋、驅動軸、轉子、定子、葉片及殼體組成,如圖8-28所示。 定子具有圓柱形內表面。轉子上沿圓周均勻制有徑向切槽。矩形葉片裝在轉子的切槽內,可在槽內移動;葉片沿轉子軸向的兩端分別壓靠在兩側端蓋的端面上,
51、并可在端面上滑動。這樣就由定子內表面、轉子外表面、葉片和端蓋構成若干個油腔。轉子和定子中心不重合,有一偏心距e。當轉子旋轉時,葉片在自身離心力的作用下緊貼定子的內表面,將上述各油腔密封,并在轉子切槽內作往復運動。 圖8-30單作用葉片工作原理圖 當轉子按圖示逆時針方向轉動時,右半轉子上各葉片均沿切槽向外滑動而伸出,相鄰兩葉片之間油腔的工作容積均增大,因而具有吸油作用;而左半轉子上各葉片則均沿切槽向內滑動而被壓回,相鄰兩葉片之間油腔的工作容積均減小,因而具有壓油作用。轉子每轉一周,葉片在切槽內作往復伸、縮運動各一次,完成吸油、壓油各一次,故稱為單作用葉片泵。由于右邊吸油區(qū)的油壓低,左
52、邊壓油區(qū)的油壓高,左、右兩油區(qū)的壓力差作用在轉子上,使轉子軸的軸承上承受較大的載荷,故稱其為非卸荷式葉片泵。 ②雙作用卸荷式葉片泵: 雙作用卸荷式葉片泵也由轉子、定子、葉片、端蓋等組成,如圖8-29所示。與單作用葉片泵的不同之處在于:雙作用葉片泵的轉子與定子的中心相重合;定子的內表面不是圓形而是一個近似的橢圓形,它由兩條長半徑R(ab,a′b′)和兩條短半徑r(cd,c′d ′)所決定的圓弧以及四段過渡曲線所組成。當轉子旋轉,葉片由短半徑r向長半徑R處運動時,兩葉片間油腔的工作容積逐漸增大,形成局部真空而吸油;而葉片由長半徑R向短半徑r處運動時,兩葉片間油腔的工
53、作容積逐漸減小而壓油。轉子每轉一周,葉片在轉子切槽內往復運動兩次,完成兩次吸油和兩次壓油,故稱為雙作用葉片泵。由于兩個吸油區(qū)和兩個壓油區(qū)各自的中心夾角對稱,所以作用在轉子上的油壓作用力相互平衡,故又稱為卸荷式葉片泵。為了使轉子受到的徑向油壓力完全平衡,工作油腔數(即葉片數)應當為偶數。 圖8-31雙作用葉片泵工作原理圖 ?。?)葉片式轉向油泵的構造。北京切諾基吉普車采用雙作用卸荷式葉片泵,其構造如圖8-30所示。 左端蓋23和右端蓋19以外圓柱面與殼體1的內孔滑動配合,配合表面之間分別裝有O形密封圈22和10,其中密封圈10使端蓋19的右側(與油泵的壓油腔、出油道9均相
54、通)與殼體的進油腔31隔開。定子21即位于左、右端蓋之間的進油腔31內,其兩端與左、右端蓋的接合端面靠彈簧12的彈力壓緊,彈性擋圈30限制端蓋在彈簧12作用下向左軸向移動。 在右端蓋19上開有兩個對稱的吸油凹槽J,兩凹槽均與進油腔31相通,實現雙邊進油,以利于增大油泵的流量。此外,在左、右兩端蓋上還對稱開有兩個壓油凹槽E,轉子工作腔內壓出的高壓油流入其中的左端蓋壓油凹槽后,經定子21上的八個軸向通孔29匯集于右端蓋19的壓油凹槽內,右端蓋的壓油凹槽開有軸向通道,與出油道9相通。兩個定位銷20使定子21與左、右端蓋周向定位;右端蓋19又通過定位銷11與殼體1周向定位,從而保證了端蓋各油口以
55、及殼體進、出油道之間正確的相對位置。 轉子27位于定子21的內孔中,以三角形花鍵孔與驅動軸14的花鍵軸段相配合。轉子沿圓周方向均勻地開有10條徑向切槽,每條槽內裝有可沿槽徑向滑動的矩形葉片28,葉片兩長邊制成圓弧形,以利于與定子內表面良好接觸,這種接觸必須可靠,以保證油泵正常工作。為此,除依靠葉片本身的離心力外,還在葉片槽根部制有小油腔(其結構形狀如圖11-33中局部放大圖B所示);在左、右端蓋23、19與轉子葉片槽根部相對應的圓周上分別開有環(huán)形油槽24、26,高壓油經端蓋與轉子之間的間隙進入環(huán)形油槽后,即可流入葉片槽根部的小油腔 圖8-32北京切諾基吉普車葉片
56、式轉向油泵 1-殼體;2-溢流閥;3-安全閥;4-出油管接頭;5、10、18、22-O形密封圈;6-節(jié)流孔;7-感壓小孔;8-橫向油道;9-出油道;11、20-定位銷;12-端蓋壓緊彈簧;13-軸承;14-驅動軸;15-骨架油封;16-卡圈;17-隔套;19-右端蓋;21-定子;23-左端蓋;24、26-環(huán)形油槽;25-滾針軸承;27-轉子;28-葉片;29-定子軸向通孔;30-擋圈;31-進油腔;32進油道;33-螺塞;34-鋼球;35-溢流閥彈簧;36-安全閥彈簧;37-進油道;J-吸油凹槽;E-壓油凹槽 內,迫使葉片可靠地壓向定子內表面。 驅動軸14右部軸頸通過向心
57、球軸承13支承在殼體1上,軸的左端插入左端蓋23中的無內圈滾針軸承25中,起支承作用。軸14的左中段制有三角形花鍵;軸的右端與皮帶盤相配合,發(fā)動機傳出的動力由此輸入,通過花鍵帶動轉子旋轉。 葉片式轉向油泵的輸出油量隨轉子旋轉速度(從而隨發(fā)動機轉速)的升高而增大。轉向油泵設計時一般須保證即使在發(fā)動機怠速運轉狀態(tài)下,油泵的輸出油量也能滿足快速轉向所需的動力缸活塞移動速度。這樣,當發(fā)動機轉速高時,油泵的輸出油量將過大,導致油泵消耗功率過多和油溫過高。油泵的輸出油壓取決于液壓系統的負荷(即動力缸活塞所受的運動阻力,也可以理解為油液的流通阻力)。輸出油壓過高,將導致動力缸和油泵超載而損壞其零件。為
58、此,北京切諾基吉普車所用轉向油泵在進、出油道之間裝有控制流量的溢流閥2和控制壓力的安全閥。 當輸出油量過大時,出油管接頭4內節(jié)流孔6中油液的流速很高,其靜壓力相應很低,此壓力經感壓小孔7、橫向油道8傳到溢流閥2的左側,使閥2左、右兩側壓力差增大,在壓力差作用下閥2壓縮彈簧35在殼體1內左移,使進油道32與出油道9相溝通,部分油液即在泵內循環(huán)流動,使輸出油量減少。當輸出油量不大,而輸出油壓過高(如油道堵塞等原因造成)時,過高的油壓同樣經小孔7、油道8傳至閥2左側,迫使鋼球34和安全閥3壓縮彈簧36而右移,則高壓油可通過帶濾網的螺塞33的中心孔經進油道32流回進油腔31,從而降低了輸出油壓。
59、 8.6 轉向系維修 8.6.1機械式轉向系的維修 1 .循環(huán)球機械轉向器的維修 1)循環(huán)球機械轉向器主要零件的檢修: ?。?) 轉向器殼體的檢修: ?、贇んw、側蓋產生裂紋更換,二者結合平面的平面度公差為0.10mm; ②修整殼體變形。殼體變形的特點是搖臂軸軸承承孔的公共軸線對于轉向螺桿兩軸承承孔公共軸線的垂直度誤差逾限(公差為0.04~0.06mm)。兩軸線的軸心距變大(公差為0.10mm)。不但會引起轉向沉重的故障,同時減少了轉向器傳動副傳動間隙可調整的次數,縮短了轉向器的使用壽命。修整變形時,先修整結合平面;然后更換搖臂軸襯套。 ?。?)轉向螺桿
60、與轉向螺母的檢修: ①轉向螺桿與轉向螺母的鋼球滾道無疲勞磨損、劃痕等耗損,鋼球與滾道的配合間隙不得大于0.10mm。檢驗鋼球與滾道配合間隙的方法有兩種:一種方法是把轉向螺母夾持固定后,把轉向螺桿旋轉到一端止點,然后檢驗轉向螺桿另一端的擺動量,其擺動量不得大于0.10mm,轉向螺桿的軸向竄動量也不得大于0.10mm。另一種方法是將轉向螺桿和轉向螺母配合副清洗干凈后,把轉向螺桿垂直提起,轉向螺母在重力作用下,應能平穩(wěn)地旋轉下落,說明配合副的傳動間隙合格。若無其它耗損,傳動副組件一般不進行拆檢; ②總成修理時,應檢查轉向螺桿的隱傷,若產生隱傷、滾道疲勞剝落、三角鍵有臺階形磨損
61、或扭曲,應更換; ③轉向螺桿的支承軸頸若產生疲勞磨損,會引起明顯的轉向盤沉重、轉向遲鈍,可按原廠規(guī)定的錐角磨削修整軸頸,然后刷鍍修復。實踐證明,其耐久性可達100000Km以上。 ?。?)搖臂軸的檢修: ?、倏偝纱笮迺r,必須進行隱傷檢驗,產生裂紋后更換,不許焊修; ?、谳S端花鍵出現臺階形磨損、扭曲變形,應更換; ③支承軸頸磨損逾限,但無其它耗損可進行刷鍍修復或噴焊修復。 2)循環(huán)球轉向器的裝配與調整: ?。?)安裝轉向螺桿組件。轉向螺桿螺母組件在維修時一般不拆散。若拆散重新組裝時,先平穩(wěn)地逐個裝入鋼球,裝鋼球的過程中,轉向螺桿和轉向螺母不要
62、相對運動,必要時,只能稍許轉動轉向螺母(圖8-31)或用塑料棒將鋼球輕輕沖進滾道內;然后給裝滿鋼球的導管口涂壓潤滑脂防止鋼球脫出,用導管卡將導管固定在轉向螺母上。所裝鋼球的直徑和數量必須符合原廠規(guī)定。如EQD131型汽車安裝φ450mm轉向盤的轉向器的鋼球為φ7.144mm,共2×49+1粒;EQ140/47型長軸汽車安裝φ550mm轉向盤的轉向器的鋼球為φ7.144mm,共2×58+1粒。 圖8-33鋼球的裝入 ?。?)裝入鋼球后,轉向螺母的軸向竄動量不得大于0.10mm。 (3)將軸承內圈壓在轉向螺桿的軸頸上。 ?。?)組裝搖臂軸,如圖8-32所示。
63、 圖8-32循環(huán)球式轉向器裝配圖 ①檢查用于轉向螺母與齒扇嚙合間隙的調整螺釘的軸向間隙,此間隙若大于0.12mm,在調整螺釘與搖臂上的承孔端面間加止推墊片調整; ②搖臂軸承預潤滑之后,將搖臂裝入殼體內。并按順序裝入止推墊片、調整螺釘、墊圈、孔用彈性擋圈; (5)安裝轉向器下蓋、上蓋: ?、侔演S承裝入下蓋承孔中,如圖8-32所示; ②安裝調整墊片2和下蓋1,從殼體孔中放入轉向螺桿組件,安裝下蓋,裝下蓋之前在結合平面上涂以密封膠; ?、郯演S承外圈和轉向螺桿油封7壓入上蓋,并裝入上蓋調整墊片4和上蓋6;
64、0;④通過增減下蓋調整墊片或用下蓋上的調整螺塞調整轉向螺桿的軸承緊度。然后檢查轉向盤的轉向力矩,一般為0.6~0.9N·m。 ?。?) 安裝轉向器側蓋: ①給油封9涂密封膠后,油封唇口向內,均勻地壓入殼體上的承孔內; ②將轉向螺母移至中間位置(轉向器總圈數的1/2),使扇形齒的中間齒與轉向螺母的中間齒相嚙合,裝入搖臂軸組件; ?、蹅壬w密封墊涂以密封膠,安裝、緊固。 ?。?)調整轉向器轉向間隙: ①使轉向器的傳動副處于中間位置(直形位置); ②通過調整螺釘12,調整轉向器傳動副的嚙合間隙,在直行位置上應呈無
65、間隙嚙合; ?、壑虚g位置上,轉向器轉動力矩應為1.5~2.0N·m。轉向器轉動力矩調整合格后,按規(guī)定扭矩鎖緊調整螺釘。 ?。?) 安裝搖臂時,應注意搖臂與搖臂軸二者的裝配記號對正,應特別注意搖臂固定螺母應確實做到緊固、鎖止可靠。 (9) 按原廠規(guī)定加注潤滑油。 (10) 有條件時,應檢查轉向器反驅動力矩(轉向軸處于空載狀態(tài)時,使搖臂軸轉動的力矩)。轉向器的反驅動力矩應符合原廠規(guī)定。 2. 蝸桿曲柄指銷式轉向器的維修 蝸桿曲柄指銷式轉向器傳動效率較高,轉向輕便、而且結構簡單,調整方便。EQ1090型汽車采用了此種轉向器。 ?。?)拆卸: ?、俨鹣聜壬w
66、時,應先拆下雙頭螺栓及其余的固定螺栓; ?、诎纬鰮u臂軸; ?、鄄鹦掇D向螺桿下軸承蓋及其附件,取出轉向螺桿; ?、懿鹣罗D向螺桿上軸承蓋組件。 拆卸轉向器時,不能用汽油或煤油清洗橡膠類密封件,禁止用蒸氣或堿溶液清洗軸承;結合平面上的紙墊及固態(tài)膠狀物必須清除干凈,必要時可用木棒、塑料棒沖擊拆卸零件,不得用榔頭直接敲擊,防止砸傷零件表面。 (2)主要零件的檢修: ①轉向螺桿的檢修: a傳動副已喪失傳動間隙調整能力時更換; b滾道表面嚴重磨損或出現嚴重壓痕、疲勞剝落和裂紋等耗損更換; c軸承軸頸出現疲勞磨損,磨削后刷鍍修復
67、。 ②搖臂軸的檢修: a扇形塊、花鍵出現明顯的扭曲時更換。φ42mm兩孔的軸線與φ35mm軸的軸線的平行度誤差不得大于0.10:100mm;φ42mm兩孔端面在同一平面里的位置度誤差不得大于0.08mm;花鍵安裝記號(刻線)與扇形塊中線之夾角不超過13; b 搖臂軸任何部位出現裂紋都應更換,禁止焊修; c 支承軸頸磨損逾限,刷鍍修理或更換。 ③檢查主銷軸承組件: a主銷頭部產生疲勞剝落或已經產生偏磨或破裂,更換組件; b用兩個手指捏住主銷頭部轉動,應轉動自如,主銷在軸承內若有軸向竄動,視情況進行調整。 ?、軗u臂軸襯套間隙使用限度為0.20mm。 ?。?)轉向器的裝配。裝配前應復查所更換的零件和修復零件,復檢合格的零件清洗后用壓縮空氣吹干。在裝配中,應盡可能的使用專用工具,相關螺栓、螺母的緊固扭矩應符合原廠規(guī)定。 ?、侔惭b轉向器下蓋: a 先把軸承14的外座圈壓入殼體5,有滾道的一面沉入殼體下端面距離為12.5~13.0mm; b 把“O”形密封圈壓入軸承墊塊的槽內,而且密封圈不得產
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