转向系主要机件的构造和识别.doc

转向系主要机件的构造和识别 一、转向系的功用与组成汽车在行驶中，为了适应外界条件的变化，必须及时改变行驶方向，因此，用来改变或恢复汽车行驶方向的一套机构称为汽车转向系。按转向能源不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系由转向机和转向联动机构组成。如图3-49所示。动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独力承担汽车转向任务。因此，动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。图3-49 机械转向系的组成和结构示意图二、转向系的构造和识别（一）东风EQ2102型汽车转向系东风EQ2102军用汽车转向系属于动力转向系，动力转向系由转向器及转向操纵机构和转向传动机构组成。整体式动力转向器、动力转向油泵、动力转向油罐以及高压油管，回油管和进油管等组成动力转向部分，转向传动机构由转向器控制的转向垂臂、转向直拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆等组成。其系统原理见图3-50。图3-50 液压系统示意图1-整体式动力转向器 2-液压泵 3-贮油罐 1.方向盘东风EQ2102汽车的方向盘采用的是480mm的双幅条式方向盘。2.转向传动装置东风EQ2102的转向传动装置带有两个十字轴万向节、可滑动支架、方向盘角度位移可调机构和滑动花键副。图3-51中，扳手逆时针旋转120140时，方向盘可前后调整8，上下位移50mm。滑动花键副可满足驾驶室翻转的需要。汽车行驶时，驾驶室和车架的相对运动转化为花键副的滑动，减小了方向盘的振动，减轻了驾驶员的疲劳。图3-51 EQ2102转向传动装置3.转向器东风EQ2102型汽车所用的IPS40整体式动力转向器主要由机械循环球、齿轮啮合副、液压控制阀、动力缸、行程阀及其它零件组成，如图3-52所示。整体式动力转向器总成有结构紧凑、传动效率高、易实现装车的优点，但其对设计、制造工艺要求较高。图3-52 整体式动力转向机1-转阀 2-滚针轴承 3-行程阀 4-循环球 5-防尘油封动力转向器的主要结构原件结构特点为：（1）控制阀(转阀)实现转向助力的控制元件。（2）精密滚柱轴承提高转向器的效率及自动回正性能。（3）行程卸荷阀在规定的转向器行程极限位置，使转向系统卸荷，以保护油泵和系统联接件。（4）循环球传动机构提高效率，传动平稳。（5）防尘防水密封输入轴及输出轴上均有唇口式密封件。（6）扭杆提供真实的“路感”，使转阀回到中心位置。（7）活塞两端工作面积均等使转向稳定性不受背压的影响。（8）高温密封件这些专门开发的密封件可以在148.9高温下连续工作。（9）手动转向能力液压系统失效时可实现机械转向。（10）紧凑性重量轻，输出扭矩大。转向工作原理如图3-53所示。图3-53 动力转向器结构原理转向时，司机通过方向盘将转向力矩传递给转向器的输入轴。扭杆的一端用销钉与输入轴联接，另一端与螺杆联接。来自输入轴的转向力矩通过扭杆传到螺杆，由于循环球机构的作用，螺杆试图使齿条活塞沿缸孔做轴向运动，但来自车轮的地面阻力通过拉杆系统使摇臂轴限制了齿条活塞的轴向运动，因此扭杆被扭转，输入轴上的油槽与阀套上的油槽相对位置发生了改变即控制阀起作用，并引导高压油流向指定的油缸，即上油缸或下油缸，在相对应的齿条活塞的端面产生了液压作用力，并推动齿条活塞轴向移动，使摇臂轴产生转动，实现了汽车转向。如果转向轮受到地面冲击负荷，冲击力通过摇臂轴传到齿条活塞，进一步传动螺杆，转向器内部的结构致使转阀将高压油送入相应的油缸，以克服这一冲击力。由于液压油吸收这一冲击力，转向器防止了方向盘打手现象。转向器在齿条活塞的两端各装备了一个行程阀，当转向轮接近限位螺钉时，限制该方向转向助力的那个行程阀开启，转向器内油压降低，这样可减小油泵产生的热量，同时减小动力转向系统联接件的负荷。4.转向油泵东风EQ2102的转向油泵采用的是叶片泵，它是动力转向系统的动力源。其特点是结构紧凑、噪音低、容积效率高。转向叶片泵的结构特点：（1）椭圆形泵油腔：保证转子转动时，油腔容积变化而起泵油的作用。（2）滚针轴承及滚珠轴承：保证叶片泵的高效率、转动平稳、低噪音。（3）安全阀：保证系统压力达到设计的最高值时可靠地开启，防止系统过载并保护油泵不致受到损坏。（4）溢流阀：当发动机带动油泵在高于设定的开启转速运转时，溢流阀开启，转向油泵多余的流量经旁通口进入油罐，防止转向机及系统过热。转向叶片泵的工作原理：转向叶片泵安装在空气压缩机的后端，动力取自空气压缩机的曲轴。当转子转动时，由于离心力的作用，叶片与油腔内壁贴紧，带动液压油运动。因为油腔内各处的容积不同，而油是不可压缩的，因此液压油被泵出油腔，油罐的油被吸入油腔后又经阻尼孔进入转向器，为转向助力提供动力。5.转向油罐转向油罐的作用是储存、过滤和冷却液压动力转向系统的工作油液。东风EQ2102采用的是拉延成形的金属油罐（如图3-54)，其安装在驾驶室后悬置横梁的右侧，便于车下检查和保养。油罐上盖装有加油小盖，小盖上装有油标尺和通气塞，用以检查油面高度和通气。图3-54 转向油罐总成1-加油盖总成 2-O形橡胶密封圈 3-加油滤清器总成 4-压板 5-O形橡胶密封圈 6-油罐盖总成 7-油罐盖油封环 8-弹簧 9-弹簧垫圈 10-滤清器上油封环 11-滤芯 12-芯柱 13-滤芯下油封环 14-滤清器垫圈 15-阀片 16-直通六角回油管接头 17-O形橡胶密封圈 18-油罐筒、支架及进出油管总成 19-圆螺母过滤工作原理：（1）正常工作状态：转向机的回油经油罐回油口进入滤芯内腔，由滤芯过滤后进入油罐的油泵吸油区内，油泵的溢流经油罐的旁通油口直接进入油罐的油泵吸油区内。（2）当滤芯内外的的压差达到300Kpa时，滤芯内部的压力将使开启阀开启，从转向机来的油不再经滤芯过滤，而直接进入油泵吸油区内。（二）解放CA1121J型汽车转向系解放CA1121J汽车的转向系装有整体式动力转向器，有部分CA1121J汽车装用机械式转向器。整体式动力转向器为循环球式动力转向器，中间位置传动比均为20：5，方向盘直径为500mm，转向传动轴上装有两个万向节。1.转向器图3-55 动力转向器1-扭杆 2-阀芯 3-上盖 4-上盖防松螺母 A-进油口 5-阀体 6-密封环 7-转向螺杆 8-外壳 B-出油口 9-转向螺母 10-阀套 11-隔套 12-螺杆轴承外圈 C-进油道 13-锁环 14-螺杆轴承 15-防尘盖 D-回油道图3-55为CA1121J汽车动力转向器结构图，助力方式为扭杆转阀式。动力转向部分与循环球式机械转向器做成一体，扭杆1随方向盘和转向传动轴一起旋转，由扭杆的弹性控制转阀和转向助力油的流向，起动力转向作用。动力转向器的阀体5上加工有油道，被密封环6分隔成互不相通的进油道与回油道，隔套11上加工有与进、回油道分别相通的均布油孔，转向螺杆7上加工有均布的通向由转向螺母9分隔成的左右两腔。右腔为转向螺杆上加工纵向槽，直接通右腔；左腔为转向螺杆上的油孔通过阀体5上的油道及外壳8上的油道通往左腔。阀套10上的油孔与转向螺杆7上的进、回油孔相通，阀套10的内壁上加工有通向阀体5回油孔的油槽，转向螺杆7与阀套10构成转阀。扭杆1与阀芯2及阀套10通过连接销组成一体，扭杆1的前端与转向螺杆7通过连接销连接。转向时，由于地面的阻力，转向螺杆7不动，即扭杆1前端不动，而由于打转向时扭杆1带动阀芯2及阀套10相对转向螺杆7旋转一个角度，阀套10与转向螺杆7组成的通往左右两腔和回油道的间隙（即油道）发生变化，间隙的一侧被逐渐减少至封闭，间隙的另一侧被加大。间隙减小的一侧通往的一腔与进油道隔断，与回油道相通，间隙加大的一腔与进油道相通，与回油道隔断。由于转向时地面的阻力和油道间隙发生变化，使油泵的压力增高，高压油经进油口及油道进入一腔，推动转向螺母9一面旋转一面移动，带动车轮转动，而另一腔的油经回油道流回动力转向油罐。当方向盘打到一定位置不动时，由于车轮的转动，使转向螺杆7转动一个角度，使转向螺杆7与阀套10组成间隙逐渐达到两侧间隙相同，即使左右两腔均与回油道相通，左右两腔的压力趋于相等，即保持车轮的角度，使汽车按一定角度转弯。当松开方向盘后，由于地面的反作用力，使车轮回转，带动转向螺母9及转向螺杆7回转一个角度，转向螺杆7与阀套10组成的间隙按与转向时相反的方向动作，此时左右两腔亦按与转向时相反的顺序与进回油口相通，使方向盘自动回位，但由于有液压的阻力，自动回位功能不如机械转向明显。2.方向盘及转向传动装置图3-56 方向盘及转向传动装置1-柱管及支架总成 2-转向轴总成 3-转向轴上轴承总成 4-锁紧螺母 5-转向轴球轴承 6-螺栓 7-万向节叉 8-十字轴 9-油封 10-滚针轴承总成 11-孔用弹性挡圈 12-螺塞 13-传动轴及万向节总成 14-滑动套与万向节总成 15、16-防尘罩 17-万向节叉 18-螺母 19-平垫圈 20-弹簧垫圈 21-密封盖 22-方向盘 23-喇叭按钮 24-接触板总成 25-集电环 26-螺钉 27-接触座 28-绝缘衬垫 29-弹簧 31、32-钉 33、34、35、36-护罩方向盘及转向传动装置结构如图3-56。在转向机构中,采用传统的直拉杆和横拉杆球头销结构，直拉杆两端球头销用来连接转向臂下端和前轴转向节上臂，转向时将转向臂的前后摆动变为汽车左前轮的偏转；横拉杆两端球头销用来连接左转向节臂和右转向节臂，转向时左前轮的偏转拉动右前轮偏转，实现汽车转弯，是汽车转向机构中的重要组成部分。（三）北京BJ2020VJ型汽车转向系1.转向器北京BJ2020转向器为循环球式齿条齿扇式机械转向器（见图3-57），其传动比为24：1。 转向盘位于驾驶室的左侧，在转向器与转向盘的转向轴上装有柔性联接器。图3-57 BJ2020VJ转向器分解图1-摇臂轴 2-螺钉 3-油封 4-转向螺杆 5-轴承 6-转向螺母 7-钢球8-导管 9-导管卡 10-垫圈11-螺钉 12-衬垫 13-下盖 14-垫圈 15-螺栓16-侧盖 17-衬垫 18-锁紧螺母 19-转向器壳 20-转向摇臂 21-螺栓 22-垫圈 23-螺母 24-开口销 25-油封 26-调整螺母 27-锁紧垫片 28-锁紧螺母有些北京BJ2020V系列汽车装有动力转向系，其转向器是循环球式。这种动力转向器（见图3-58）有循环球系统，其作用是在螺杆和齿条活塞之间充当旋转的螺纹。螺杆下端由止推轴承支撑、上端由组合轴承支撑。当螺杆旋转时带动齿条活塞运动，因为齿条与转向摇臂轴(齿扇)啮合，所以转动的螺杆就驱动转向摇臂轴旋转，进而带动了转向连杆机构。图3-58 BJ2020VJ助力转向器 图3-59 TC 系列助力转向油泵1-动力转向器 2-油管接口皮带驱动的助力转