汽车转向系(动力转向装置的组成和类型).ppt

汽车底盘机械检修 王学军 3 3 1动力转向装置的组成和类型 一 动力转向器对于转向系来说 最主要的要求是转向的灵敏性和操纵的轻便性 高的转向灵敏性 要求转向器具有小的传动比 好的操纵轻便性 则要求转向器具有大的传动比 可见这是一对矛盾 普通的机械转向系很难兼顾汽车的转向灵敏性和操纵的轻便性 为解决这一矛盾 越来越多的车辆采用了以发动机输出的部分动力为能源的动力转向系 动力转向系统就是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的 转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力 3 3 1动力转向装置的组成和类型 一 动力转向器用以将发动机 或电机 输出的部分机械能转化为压力能 并在驾驶员控制下 对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力 以助驾驶员施力不足的一系列零部件 总称为动力转向器 3 3 1动力转向装置的组成和类型 二 作用减轻驾驶员转向的操纵力 提高驾驶操作性 三 分类 液压式 气压式 电动助力式 电液助力式 1 按传能介质 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 2 液压式动力转向装置按液流型式 常流式 常压式 3 按动力缸 控制阀及转向器的相对位置分 整体式半整体式组合式 4 液压式按转向控制阀阀芯的运动方式分 滑阀式 转阀式 3 3 1动力转向装置的组成和类型 常流式液压动力转向装置示意图 三 分类 3 3 1动力转向装置的组成和类型 常流式液压动力转向装置示意图直线行驶状态 三 分类 转向控制阀经常处于开启位置 转向动力缸的活塞两端工作腔均与低压回油管路相通而不起作用 转向油泵输出的油液流入转向控制阀后又流回转向油罐 回流阻力很小 所以油泵输出压力很低 处于空转状态 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 当驾驶员转动转向盘时 机械转向器使转向控制阀处于工作位置 转向动力缸的相应工作腔与回油路隔绝 转而与油泵输出管路相通 动力腔另一侧仍然与回油管路相通 常流式液压动力转向装置示意图转向行驶状态 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 地面转向阻力经转向传动机构传到转向动力缸的推杆和活塞上 形成比转向控制阀节流阻力高得多的油泵输出管路阻力 转向阻力大于油管压力 油泵输出的油压迅速升高 直到推动转向动力缸活塞为止 转向盘停止转动 转向控制阀随即回到中立位置 动力缸停止工作 常流式液压动力转向装置示意图转向行驶状态 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 安全阀 限制油泵输出的最大压力 流量控制阀 用以限定转向油泵的最大流量 流量控制阀和安全阀一般制作在油泵内 单向阀 在加力装置正常的情况下关闭 在加力装置失效时开启 使油罐中的油液流入动力腔的吸油侧 也叫短路阀 常流式液压动力转向装置示意图 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 转向油泵在发动机带动下运转 输出的压力油充入储能器 当储能器压力达到规定值时 油泵自动卸荷空转 转向控制阀常处于关闭状态 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 常压式液压动力转向装置示意图车辆直线行驶时 当转动转向盘时 机械转向器通过转向摇臂等杆件推动转向控制阀进入开启位置 储能器中的压力油流入转向动力缸 通过动力缸推杆输出的液压作用力作用在转向传动机构上 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 常压式液压动力转向装置示意图车辆转向行驶时 转向盘一停止转动 转向控制阀随即回到关闭位置 综上所述 无论转向盘处于什么位置 无论运动还是静止 液压系统工作管路中总是保持高压 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 常压式液压动力转向装置示意图车辆转向行驶时 两种转向加力装置比较 1 常压式优点储能器积蓄压力能 可以用小流量的油泵 而且可以在油泵不运转的情况下保持一定的转向加力能力 这一点对重型汽车很重要 2 常流式优点结构比较简单 油泵寿命长 泄漏少 消耗功率也较小 目前常压式应用很少 常流式广泛应用于各型汽车 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 1 整体式动力转向系统 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 整体式动力转向器示意图1 油罐2 液压泵3 流量控制阀4 安全阀5 单向阀6 转向盘7 转向轴8 转向控制阀9 机械转向器10 转向动力缸11 转向摇臂12 转向直拉杆 特点 1 控制阀 动力缸 机械转向器组合成一个整体 2 结构紧凑 输油管路简单 容易布置 3 拆卸困难 转向器要求密封性好 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 2 半整体式动力转向系统 整体式动力转向器示意图1 油罐2 液压泵3 流量控制阀4 安全阀5 单向阀6 转向盘7 转向轴8 转向控制阀9 机械转向器10 转向动力缸11 转向摇臂12 转向直拉杆 1 控制阀 动力缸 机械转向器任意两个组合成一个整体 2 主要总成各自独立 结构简单动力缸尺寸 数目 安装位置灵活 3 管路复杂 零件数目多 适用于大载重汽车 特点 3 3 1动力转向装置的组成和类型 三 分类 整体式动力转向器示意图1 油罐2 液压泵3 流量控制阀4 安全阀5 单向阀6 转向盘7 转向轴8 转向控制阀9 机械转向器10 转向动力缸11 转向摇臂12 转向直拉杆 3 组合式动力转向系统机械转向器作为独立件 而控制阀和动力缸组合成一个部件 可以在不改变原来机械转向系统零部件的情况下 根据需要附加安装动力转向系统 缺点是零部件较多 安装调试比较麻烦 动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的 主要由 机械转向器 转向控制阀 转向油泵 转向动力缸以及转向油罐等组成 3 3 1动力转向装置的组成和类型 四 组成 l 转向盘2 转向控制阀3 机械转向器与动力缸总成4 转向传动机构5 转向油罐6 转向油泵R 转向动力缸右腔L 转向动力缸左腔 原理 直线行驶时 转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与油罐想通 动力转向器不起助力作用 3 3 1动力转向装置的组成和类型 四 组成 l 转向盘2 转向控制阀3 机械转向器与动力缸总成4 转向传动机构5 转向油罐6 转向油泵R 转向动力缸右腔L 转向动力缸左腔 原理 右转向时 向右转动转向盘 转向控制阀将转向油泵泵出的工作液与R腔接通 将L腔与油罐接通 在油压的作用下 活塞向下移动 通过传动机构使左右轮向右偏转 从而实现右转向 向左转向时 上述情况相反 3 3 1动力转向装置的组成和类型 四 组成 l 转向盘2 转向控制阀3 机械转向器与动力缸总成4 转向传动机构5 转向油罐6 转向油泵R 转向动力缸右腔L 转向动力缸左腔 3 3 1动力转向装置的组成和类型 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 3 1动力转向装置的组成和类型 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 1 组成由油泵15 分配阀 包括滑阀1和阀体4 螺杆螺母式转向器 包括转向螺杆5 转向螺母5及转向摇臂7 及动力缸8等主要部分 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 1 转向油罐14用来储存 滤清转向动力缸8的油液 2 转向油泵15将油罐内的油加压送入转向控制阀 能量转换装置 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 3 动力缸8固定在车架或车身上 由活塞和缸筒组成 活塞杆与转向摇臂铰接 能量转换装置 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 4 转向控制阀由阀体4 滑阀1 反作用柱塞2 回位弹簧3组成 控制油泵输出油液的流向 使转向器与动力缸协同工作 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 5 阀体4的内圆柱面上开有三道环槽 A是总油道 与油泵15相通 环槽D E是回油道 与油罐14相通 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 6 滑阀1上开有两道环槽 B是动力缸R腔的进回油环槽 C是动力缸L的进回油环槽 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 7 阀体4下面装有反作用柱塞2 两个柱塞之间装有滑阀回位弹簧3 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 2 结构特点 8 滑阀1通过两个轴承支承在转向轴上 它与转向螺杆5固定形成一体 滑阀1两端与阀体4的端面有h的间隙 使滑阀同转向螺杆5做轴向移动 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 工作原理 直线行驶 1 滑阀1在复位弹簧3的作用下保持在中间位置 转向控制阀内各环槽相通 油液进入A后 经B C分别流入动力缸的R L腔 同时经环槽D E进入回油管道流回到油罐14 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 工作原理 直线行驶 2 此时由于动力缸两端的压力油相等 动力缸8不起作用 整个系统中处于低压状态 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 工作原理 直线行驶 3 此时由于动力缸两端的压力油相等 动力缸8不起作用 整个系统中处于低压状态 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 工作原理 右转向行驶 1 使转向螺杆5向右移动 开始时 由于转向车轮的偏转阻力很大 转向螺母9暂时保持不动 而具有左旋螺纹的转向螺杆5却在转向螺母9的轴向反作用力推动下向右轴移动 同时带动滑阀1压缩回位弹簧3向右轴向移动 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 3 工作原理 右转向行驶 2 环槽C与E A与B之间的油路通道被滑阀1和阀体4相应的槽间封闭 而环槽A与C之间的油路通道增大 油液经C流入动力缸L腔 形成高压 而动力缸R腔的油液经环槽B D流回油罐14 R腔为低压 动 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 力缸的活塞向右移 使转向摇臂7逆时针转动 从而起转向加力作用 只要转向盘和转向螺杆继续转动 助力过程一直持续 3 工作原理 右转向行驶 3 当转向盘停止转动时 动力缸在液压油的压力差的作用下继续右移 起助力作用 由于转向螺母9在转向摇臂7上端的拨动下 带动转向螺杆5及滑阀1一起左移 一直移动到滑阀1处于中间偏右的位置 由于滑阀1右边的缝隙小于左边 使得L 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 腔的油压仍然比R腔高 使转向轮的偏转角维持不动 防止转向轮回正 3 工作原理 右转向行驶 4 当转向盘停止转动时 动力缸在液压油的压力差的作用下继续右移 起助力作用 由于转向螺母9在转向摇臂7上端的拨动下 带动转向螺杆5及滑阀1一起左移 一直移动到滑阀1处于中间偏右的位置 由于滑阀 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 1右边的缝隙小于左边 使得L腔的油压仍然比R腔高 使转向轮的偏转角维持不动 防止转向轮回正 如果要使转向轮进一步偏转 则继续转动转向盘 3 工作原理 右转向行驶 5 结论动力转向装置能使转向轮的偏转角随转向盘转角的增大而增大 转向盘保持不动而转向轮的偏转角也保持不动 即 随动 作用 工作中 转向轮偏转的开始和终止较转向盘转动的开始和终终止都略滞后 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 1 3 工作原理 左转向行驶 滑阀1左移 改变油路 A B接通 R腔称为高压 动力缸8带动转向摇臂7左移 当油压过高 可能造成加速转向 此时由转向螺母带动螺杆右移 滑阀改变方向右移 减小了动力缸的油压 转向速度减慢 保证转向轮偏转与转向盘的转动相适应 五 常流式液压动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 4 单向阀安装在转向控制阀的进出油道之间 正常情况下进油道压力高 回油道压力低 在压力差的作用下进 回油道不相通 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 4 单向阀当油泵失效后 靠驾驶员强制进行转向 如图 进油道变为低压 回油道变为高压 使单向阀开启 两油道相通 动力缸两侧油腔也相通R腔流向L腔 减小人力转向的油液阻力 作用 将不工作的油泵短路 五 常流式液压动力转向的工作原理 6 节流阀和溢流阀安装在转向油泵内 当转向油泵输出的油量超过一定值时 油液在节流阀的作用下产生的油压差把溢流阀打开 使多余的油液流回到油泵的入口处 可以限制油泵及系统内的最高压力 五 常流式液压动力转向的工作原理 1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 节流孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 1 转向油泵2 油管3 阀体4 扭杆5 阀芯6 油管7 车轮8 转向拉杆9 转向动力缸10 转向摇臂11 转向横拉杆 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 汽车直线行驶时 阀芯处于阀体对中的位置 压力油同时通左右两腔 并且与油箱相通 左右动力缸油压相等 汽车保持直线行驶 1 转向油泵2 油管3 阀体4 扭杆5 阀芯6 油管7 车轮8 转向拉杆9 转向动力缸10 转向摇臂11 转向横拉杆 直行时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接液压泵O 接储油罐 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 汽车左向行驶时 阀芯与阀套的相对位置发生改变 液压油流入动力缸右腔 另一腔通油箱 产生压差 促进汽车左转 1 转向油泵2 油管3 阀体4 扭杆5 阀芯6 油管7 车轮8 转向拉杆9 转向动力缸10 转向摇臂11 转向横拉杆 左转弯时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接油泵O 接储油罐 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 汽车右向行驶时 阀芯与阀套的相对位置发生改变 液压油流入动力缸右腔 另一腔通油箱 产生压差 促进汽车左转 1 转向油泵2 油管3 阀体4 扭杆5 阀芯6 油管7 车轮8 转向拉杆9 转向动力缸10 转向摇臂11 转向横拉杆 右转弯时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接油泵O 接储油罐 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 六 常流转阀式动力转向的工作原理 3 3 1动力转向装置的组成和类型 七 转向油泵 叶片式转向油泵示意图1 定子2 转子3 叶片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 转向油泵是液压式动力转向装置的能源 一般由发动机驱动 作用 将输入的机械能转换成液压能输出 类型 齿轮式 叶片式和柱塞式等几种形式 3 3 1动力转向装置的组成和类型 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 叶片式转向油泵示意图1 定子2 转子3 叶片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 齿轮式油泵的构造及工作原理与发动机润滑系的齿轮式机油泵类似 叶片式转向油泵具有结构紧凑 输油压力脉动小 输油量均匀 运转平稳 性能稳定 使用寿命长等优点 被广泛采用 如图所示为一种叶片式油泵示意图 七 转向油泵 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 叶片式转向油泵示意图1 定子2 转子3 叶片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 齿轮式油泵的构造及工作原理与发动机润滑系的齿轮式机油泵类似 叶片式转向油泵具有结构紧凑 输油压力脉动小 输油量均匀 运转平稳 性能稳定 使用寿命长等优点 被广泛采用 如图所示为一种叶片式油泵示意图 七 转向油泵 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 1 进油口2 叶片3 定子4 排油口5 转子 七 转向油泵 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 1 动力转向器零件的检验1 滑阀和阀体的定位孔出现裂纹 明显的磨损 滑阀在阀体内发卡 应更换阀体组件 2 输入轴配合表面不得有明显的磨痕 划伤和毛刺 否则应更换 3 修理时 必须更换所有的橡胶类密封元件 4 壳体上的球堵 堵盖之类的密封件不得有渗漏现象 3 4动力转向系故障及排除 一 系统检查 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 3 4动力转向系故障及排除 二 故障及分析 动力转向系主要构件动力转向器控制阀示意动画 动力转向器的构造及工作原理动力转向器控制阀示意动画 3 3 1动力转向装置的组成和类型 1 组成动力转向装置由机械转向器 转向控制阀 转向动力缸以及转向油泵 转向油罐等组成 2 分类 1 按传能介质分动力转向装置分为液压式和气压式两种 如图3 16所示为常流式动力转向装置示意图 图3 16常流式液压动力转向装置示意图1 转向油罐2 转向油泵3 安全阀4 流量控制阀5 单向阀6 转向控制阀7 机械转向器8 转向动力缸 3 3 1动力转向装置的组成和类型 图3 17常压式液压动力转向装置示意图1 转向油罐2 转向油泵3 储能器4 转向动力缸5 转向控制阀6 机械转向器 3 3 1动力转向装置的组成和类型 2 按动力缸 控制阀及转向器的相对位置分1 整体式 2 半整体式 3 转向加力器 如图3 18所示为三种结构布置方案 图3 18常流式动力转向的三种布置方案示意图a 整体式动力转向器b 半整体式动力转向器c 转向加力器式动力转向器1 油罐2 液压泵3 流量控制阀4 安全阀5 单向阀6 转向盘7 转向轴8 转向控制阀9 机械转向器10 转向动力缸11 转向摇臂12 转向直拉杆 3 3 2常流式动力转向装置的工作原理 3019 TIF 3 3 2常流式动力转向装置的工作原理 图3 19常流式动力转向装置工作原理图1 滑阀2 反作用柱塞3 滑阀回位弹簧4 阀体5 转向螺杆6 转向直拉杆7 转向摇臂8 转向动力缸9 转向螺母10 单向阀11 安全阀12 量孔13 溢流阀14 转向油罐15 转向油泵 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 1 转向油泵 图3 20叶片式转向油泵示意图1 定子2 转子3 叶片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 转向油泵是液压式动力转向装置的能源 一般由发动机驱动 其作用是将输入的机械能转换成液压能输出 转向油泵有齿轮式 叶片式和柱塞式等几种形式 齿轮式油泵的构造及工作原理与发动机润滑系的齿轮式机油泵类似 叶片式转向油泵具有结构紧凑 输油压力脉动小 输油量均匀 运转平稳 性能稳定 使用寿命长等优点 被广泛采用 如图3 20所示为一种叶片式油泵示意图 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 2 转向控制阀转向控制阀主要有滑阀式和回转式两种 滑阀式的工作原理已经介绍过 下面主要介绍回转式控制阀的工作原理 图3 21回转式转向控制阀构造1 转向齿轮2 7 销3 阀体4 阀套5 阀芯6 扭杆8 密封圈9 轴承P 转阀进油口A B 通动力缸左 右腔通道O 转阀出油口 如图3 21所示为回转式转向控制阀的结构示意图 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 图3 22右转弯时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接油泵O 接储油罐 图3 23左转弯时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接油泵O 接储油罐 3 3 3动力转向系主要部件结构与工作原理 图3 24直行时转阀工作位置A 接动力缸左腔B 接动力缸右腔P 接液压泵O 接储油罐 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 1 电子控制动力转向系统动力转向系统转向操纵灵活 轻便 能吸收路面对前轮的冲击 因此被许多汽车使用 但传统的动力转向系统仍然存在一些缺点 如果所设计的助力放大倍数是为了适应汽车在低速行驶状态下转动转向盘的操纵力 则当汽车以高速行驶时 转动转向盘的操纵力就显得太小 不利于对高速行驶的汽车进行方向控制 如果所设计的助力放大倍数是为了适应汽车在高速行驶状态下转动转向盘的操纵力 则当汽车停止或低速行驶时 转动转向盘就显得非常吃力 即转向沉重 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 1 电动式动力转向系统电动式动力转向系统主要用于轻型汽车 因为轻型汽车发动机室自由空间狭小 其转向助动力要求不大 电动式动力转向系统由机械转向器 电动机 离合器 控制装置 转矩传感器和车速传感器等组成 如图3 25所示 在操纵转向盘时 转矩传感器根据输入力的大小产生相应的电压信号 由此电动式动力转向系统就可以检测出转向力的大小 同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速 再用于控制电动机的电流 从而形成适当的转向助力 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 图3 25电动式动力转向系统示意图1 输出轴2 减速器3 扭杆4 转矩传感器5 转向盘6 输入轴7 车速传感器8 电动机9 控制电流10 开关电流11 离合器12 小齿轮13 齿条14 横拉杆15 轮胎 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 图3 26电动式动力转向系统装车实例1 发动机2 电动机与离合器3 减速器4 转矩传感器5 车速传感器6 ECU7 蓄电池8 发动机回转信号源9 齿轮箱 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 电子 液力式动力转向系统电子 液力式动力转向系统可通过控制电磁阀动作 使动力转向助力的大小随车速产生变化 当汽车在低速时操纵力减轻 而在中低速以上随手感变化来改变操纵力大小 图3 27电子 液力式动力转向系统1 转向轴2 销钉3 控制阀轴4 回转阀5 阻尼孔6 小齿轮轴7 动力缸右室8 动力缸左室9 活塞10 动力缸11 齿条12 小齿轮13 转向齿轮箱14 柱塞15 油压反力室16 电磁阀17 分流阀18 油泵19 油箱20 油孔21 转向盘 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 1 构造 转向齿轮箱 在转向齿轮箱中 转向轴上端与控制阀轴 下端与小齿轮轴以销钉连接 小齿轮轴上端以销钉与回转阀连接 转向盘通过转向轴与控制阀轴连接 分流阀 分流阀具有将油泵输出的动力油分流至回转阀与电磁阀两侧的作用 即使回转阀与电磁阀两侧的油压变化 分流阀也总是可以以一定流量 并根据车速与操纵力的变化 向电磁阀两侧供给油液 电磁阀 电磁阀由滑阀 电磁线圈 油路通道等构成 电磁阀油路的阻尼面积 可随电磁线圈通电电流占空比 通断比 变化 车速降低时 通电电流大 滑阀被吸引 油路的阻尼面积增大 流向油箱的回流量增加 随着车速升高 电流减小 油液回流量也减少 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 工作原理电子 液力式动力转向系统具有3种控制状态 停止与低速状态 由于流向电磁阀通电电流大 经分流阀分流的油液通过电磁阀回流油箱 故柱塞受到的背压 油压反力室压力 小 因此 柱塞推动控制阀柱的力矩和转向盘回转力矩可在转向轴处产生较大转矩 中高速直行状态 车辆直行时 转向角度小 转向轴相对扭转角也小 回转阀与控制阀连通的油孔开度减小 回转阀侧压力升高 由于分流阀的作用 使电磁阀侧油量增加 中高速转向状态 在从存在油压反力的中高速直行状态转向时 转向轴的扭转角更小 回转阀与控制阀连通油孔的开孔也更小 使回转阀一侧油压进一步升高 随着该油压上升 固定阻尼孔将向油压反力室供给油液 导致柱塞推力进一步增强 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 3 电动 液力式动力转向系统电动 液力式动力转向系统 是以电动机驱动油泵实现动力转向 图3 28电动 液力式动力转向系统示意图1 点火开关2 蓄电池3 交流发电机4 发动机5 速度传感器6 电动机 油泵组件7 动力转向齿轮箱8 转向传感器 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 1 构造 电动机 油泵组件 该电动机 油泵组件与电子燃油喷射系统采用的电动燃油泵结构相同 转向齿轮箱 该转向齿轮箱与一般动力转向齿轮箱结构大体相同 控制系统 在电子控制单元 ECU 内 已存储有根据试验获得的不同运转条件下的控制方法 从而可从传感器输入信号判定行驶状况 计算出应向电动机提供的驱动电流 向功率控制器发出驱动信号 功率控制器接收信号控制器指令 调整油泵驱动电动机的供给电流 实现对系统油压的控制 转向传感器可以把转向盘动作状况转换为电信号 并输出到电子控制单元去 转向传感器安装在转向轴下端 其内部有光耦合器 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 工作原理 图3 29电动 液力式动力转向系统装车实例1 液压软管2 信号控制器3 电动机 油泵组件4 功率控制器5 转向传感器 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 四轮转向系统汽车四轮转向系统 Four WheelSteering 4WS 是指汽车转向时 后轮也可相对于车身偏转而主动转向 使汽车的四个车轮都能够起到转向作用 以提高汽车的机动性 操纵稳定性和行驶安全性 1 四轮转向系统的特点及工作原理1 优点 转向操作响应快 准确性高 2 缺点 低速转向时汽车尾部易碰到障碍物 3 四轮转向系统的组成及工作原理 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 汽车在低速转弯时 如图3 30所示 二轮转向 2WS 的汽车前轮转向时 因为后轮不偏转 所以回转中心在后轴的延长线上 而4WS汽车是后轮逆相位偏转 即后轮的转动方向与前轮的转动方向相反 所以4WS汽车的回转中心比2WS汽车更靠近车辆本身 亦即回转半径较小 低速时后轮的逆相位转角在一定车速范围内与车速成反比 即随着车速的增加而减小 直到达到某一车速 如35km h 时后轮的转角减为0 此后随着车速的增加 后轮与前轮以同相位偏转 且成正比关系 即高速时后轮与前轮同相位偏转且成正比关系 如图3 31所示 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 汽车的这种转向方式在低速转弯行驶时 可以提高汽车的机动灵活性 便于停车 出库 转弯调头 避障行驶等 在高速弯道行驶时 可大大减小车身的横摆角速度 减小车身动态侧倾的倾向 提高汽车高速行驶的操纵稳定性 图3 302WS与4WS汽车转弯轨迹比较 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 图3 31 与4WS汽车中高速弯道行驶对比 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 四轮转向系统的分类汽车转向时后轮偏转的方向和转角的大小受车速高低的控制并随汽车车速的高低而变化 微小转角控制 横向加速度 车速感应型四轮转向系统 前轮转角 车速感应型四轮转向系统 1 横向加速度 车速感应型四轮转向系统 图3 32横向加速度 车速感应型四轮转向系统1 储油罐2 泵3 前动力缸4 分配阀5 后动力缸6 弹簧7 控制器8 电磁阀 3 3 4电子控制动力转向系统与四轮转向系统 2 前轮转角 车速感应型四轮转向系统 前轮转角感应型四轮转向系统 前轮转角比例 车速感应型四轮转向系统 图3 33前轮转角 车速感应型四轮转向系统1 储油罐2 泵3 前动力缸4 分配阀5 后动力缸6 弹簧7 控制器8 电磁阀9 切断阀10 车速传感器11 转角传感器 3 4 2转向系零件的检查与调整 1 转向器的检查与调整 1 循环球式转向器因为它效率高 工作平顺 坚固耐用 长期使用也不致发生松动或迅速磨损 1 齿扇轴与转向器壳体中滚针轴承间隙的检查 2 螺杆与钢球螺母间隙的检查 3 齿扇与钢球螺母啮合间隙的调整 2 双销式转向器检查转向器摇臂轴的轴向间隙 用手握住摇臂用力推拉 应无松旷的感觉 3 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式机械转向器结构简单 可靠性好 转向齿条和转向齿轮直接啮合 无需中间传动 操纵灵敏性好 3 4 2转向系零件的检查与调整 1 零件出现裂纹应更换 横拉杆 齿条在总成修理时应进行隐伤检验 2 转向齿条的直线度误差不得大于0 30mm 3 齿面上无疲劳剥落及严重的磨损 4 转向齿条与转向齿轮的啮合间隙调整 因结构的差异 调整方法也有所不同 3 4 2转向系零件的检查与调整 2 转向传动机构的调整 1 球节的调整主 横拉杆两端球节如有松旷现象 可将调整螺塞