前桥转向结构及原理【研究荟萃】

1、新知识员工培训,学习目的： 1、掌握前轴总成的结构和工作原理。 2、了解汽车转向系统的工作原理。,1,行业特选,车桥,功能： 通过悬架与车架相连，两端安装汽车车轮，传递车架与车轮之间各方向的作用力。 分类： 按结构分为：整体式、断开式。 按作用分为：转向桥、驱动桥、转向驱动桥、支持桥。 我公司底盘均为42结构，前桥为转向桥，后桥为驱动桥。 转向桥（前桥）功能 承受垂直载荷、纵向力、侧向力以及这些力造成的力矩。 利用转向节使车轮可以偏转一定的角度，实现汽车的转向。 前轮定位参数 主销内倾角 主销后倾角 前轮外倾角 前轮前束,2,行业特选,非断开式前桥总成图,3,行业特选,江淮底盘的前桥配置,4,

2、行业特选,前桥定位参数,为保证汽车稳定的直线行驶,应使转向轮具有自动回正作用.当转向轮在遇外力作用发生偏转时,在外力消失后,应能自动回到直线行驶的位置.这种自动回正作用是由转向轮定位参数来保证实现的.这些定位参数有:,5,行业特选,1.1主销后倾角 在纵向平面内,主销上部向后倾斜一个角称为 主销后倾角.,主销后倾角,6,行业特选,1.2 主销后倾角的作用 主销后倾角能形成回正的稳定力矩,当主销具有后倾角时,主销轴线与路面交点A将位于车轮与路面接触点B的前 面,如上图.当汽车直线行驶时,若转向轮受到外力作用而稍有偏转,将使汽车行驶方向偏离.由于汽车本身离心力的作用,在B处,路面对车轮作用着一个侧

3、向反作用力Y.反力Y对车论形成绕主销轴线作用的力矩Yl,其方向正好与车轮偏转方向相反,从而使车轮回复到原来中间的位置,保证了汽车稳定的直线行驶.此力矩也被称为稳定力矩.但此力矩也不宜过大,否则在转向时为了克服此稳定力矩,必须在转向盘上施加较大的力.因稳定力矩的大小取决于力臂l的数值,力臂l又取决于后倾角的大小.为使转向不至于沉重,一般取为2-3.,7,行业特选,2.1 主销内倾角 在横向平面内,主销上部向内倾斜一个角,称为 主销内倾角.,主销内倾角,8,行业特选,2.2 主销内倾角的作用 主销内倾角也有车轮自动回正的作用.当车轮在外力作用下由中间位置偏一个角度时,车轮的最低点将陷入路面以下,但

4、实际上车轮的下边缘是不可能陷入路面以下的,而是将转向车轮连同整个汽车前部向上抬起一个相应的角度,这样汽车本身的重力有使车轮回复到原来中间位置的效应. 此外,主销的内倾还使得主销轴线与路面交点到车轮中心平面与地面交线的距离c减小,从而可减少转向时加在转向盘上的力,使转向操纵轻便,同时也可减少从转向轮传到转向盘上的冲击力.但c值也不宜过小,即内倾角不宜过大,否则在转向时,车轮绕主销偏转的过程中,轮胎与路面间将产生较大的滑动,增加了轮胎与路面间的摩擦阻力,不仅时转向沉重,而且加速了轮胎的磨损.因此一般内倾角不大于8,距离c为40-60mm. 主销内倾角是在前轴设计中保证的,由机械加工来实现的,加工时

5、将前梁两端的主销孔轴线上端向内倾斜就形成了内倾角.,9,行业特选,前轮外倾角 前轮外倾角具有定位作用,如果空车时车轮的安装正好垂直于地面,则满载时,车桥将因承载变形,而可能出现车轮内倾.这样将加速轮胎的偏磨损.另外,路面对车轮的垂直反作用力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向轮毂外端的小轴承,加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷,降低了他们的使用寿命.因此,为了使轮胎磨损均匀和减轻轮毂外轴承的负荷,安装车轮时预先使车轮有一定的外倾角,以防止车轮内倾.同时,车轮的外倾角也可以与拱形路面相适应.但外倾角不宜过大,否则也会使轮胎产生偏磨损. 前轮外倾角是在转向节设计中确定的.设计时使转向节轴颈的轴线与水平面

6、成一角度,即前轮外倾角 (一般为1左右).,10,行业特选,前轮外倾角,11,行业特选,前轮前束,安装车轮时,使汽车两前轮的中心面不平行,两轮前边缘距离B小于后边缘距离A,A-B之差为 前轮前束,12,行业特选,前轮前束通过改变横拉杆的长度来调整 前束值一般为3-6mm(斜交胎),1-3mm(子午胎),13,行业特选,二 转向系,转向系的功能： 保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系 转向系的分类： 机械转向：能源为驾驶员体力，所有传力件都是机械的。 动力转向：能源一小部分由驾驶员提供，大部分由发动机通过转向助力装置提供。 机械转向系的结构： 转向盘

7、、转向轴、转向万向节、转向传动轴、操纵机构、转向器、 转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、左转向节、梯形臂、转向横拉杆、右转向节。 动力转向系结构： 动力转向泵、动转油壶、动转管路、动力转向器，其余同机械转向结构。,14,行业特选,方向盘,15,行业特选,转向轴及方向盘,16,行业特选,循环球式转向器,17,行业特选,动力转向管路原理,18,行业特选,转向系运动干涉校核,目的：检查转向拉杆与悬架导向机构的运动是否协调，以及校核转向传动的零件在转向和悬架变形时是否会与其它零件相碰。,19,行业特选,2. 转向系的改装要点 .1在转向设备如拉杆和转向臂附近安装车身设备时要考虑转向时的空间，要 在最大位

8、置时留下至少40mm间隙； .2转向机构中方向盘自由行程的检查 在发动机怠速动转时检查方向盘的自由行程； 方向盘的自由行程为1535mm； 如果方向盘自由行程大于1535mm，顺时针旋转调节螺钉可使之减小，反之逆时针旋转会增大自由行程 。 .3动力转向系统的使用注意事项： 严禁打死舵的时间超过5秒； 禁止转向轮转到死点继续转动方向盘； 禁止原地打方向； 各润滑部位定时添加润滑脂。动力转向系统油液不足时及时添加动力转向油； 检查管路连接部位，确保无漏油现象,20,行业特选,转向系统常见故障以及排除 一般来讲引起方向重的原因有如下几种： 1)助力泵故障 通过试验判断助力泵的泵压达不到标准值时，显然

9、方向沉重与此有关。首先应检查流量控制阀与阀座的啮合面、安全阀钢球是否封闭不严。如果是流量阀或安全阀泄漏，可通过研磨的方法修复。其次再检查安全阀的弹簧是否失效。这点可通过在弹簧后面加垫片的方法检查，如果在弹簧后面增加一垫片后，最大泵压有明显增加，说明弹簧失效。如果这两个部位都无问题，则应拆卸解体助力泵，观察叶片泵的腔壁是否磨损和拉伤。因腔壁拉伤会使高、低压腔相通，从而造成压力建立不起来。一般拉伤的原因都是油脏所至。如果方向突然沉重，则应检查是否是泵轴断,21,行业特选,2)转向机故障 通过检查如果发现是转向机助力油压较低时，说明方向重的原因在转向机。此时应请专业厂家来进行修理。一般来讲转向机故障

10、大部分是由于活塞、缸筒拉伤、或是活塞上密封圈损坏造成活塞两腔相通，使助力压力不能有效地建立。此外，活塞圆周面上的各种密封圈、转向螺杆上的密封圈破损，也会造成高压卸荷，而使助力压力降底。 3)缺油，系统有空气 如果助力系统缺油，造成系统内有空气，此时不仅转向沉重，而且在转向时还有噪音。此时按加油与放气的程序进行排气即可 4)储油罐内回油滤清器堵塞 储油罐内回油滤清器长期不保养、更换，造成堵塞，使助力油循环不畅，造成回油背压增大，同样会使方向沉重。,22,行业特选,5) 两个限位阀的密封圈失效，使活塞两腔相通造成助 力失效 a、两侧方向都沉重 如果遇有方向沉重的故障，特别是向两侧打方向都沉重，应当

11、从两个方面去查找原因：一方面查找转向机械部分的原因，如果机械部分没有问题，再查找转向助力方面的原因。 引起方向沉重机械方面的原因主要在于转向节。长时间不保养，使转向立柱和衬套严重缺油、磨损甚至烧蚀，都会引起方向沉重。因此在保养时，必须向转向立柱空腔内注满润滑脂，而且每次注油时需用千斤将前桥支承起来，要注到立柱上、下两支承面都有润滑脂挤出为止，此时说明立柱与衬套间已注满滑脂。转向立柱的平面止推轴承如果严重磨损，或是损坏，也会造成方向重的故障。 如果汽车行驶时无规律地两边摇晃，方向不好掌握，说明转向系统机械传动各机构较松旷。例如前轮轮鼓轴承松旷、转向轴扇齿与活塞直齿间隙过大、横直拉杆球头松旷、转向

12、机固定螺丝松旷、前轮定位有较大的偏差等等。前轮钢圈变形当然也会引起方向的抖动，如果排除上述的机械原因，则很可能是转向机内定位转向螺母的偏摆杆折断或松旷所致。,23,行业特选,b、单边转向沉重 在实际中往往发生向一个方向转向轻快，而向另一个方向转向沉重的故障，这一般是由于负责密封一侧高压腔的密封件漏损所至。倒如转向螺杆密封圈、活塞圆周上油道密封圈等。 还有一种情况应当注意，那就是转向沉重，一侧的限位阀封闭不严。封闭不严可能是调整不当，使该限位阀大部分在常开位置，或是阀与阀座封闭不严，更多的情况是限位阀上两个“0”型密封圈失效所致。 有的时候会发生向某一方面转向时从头至尾都很轻，而向另外一个方面打

13、方向时，开始很轻，每打到某一个位置，方向就突然沉重。这种故障一般来讲是由于该方向的限位阀调整不当，使车轮还没有到极限位置时，限位阀就打开卸荷，此后方向立刻沉重。遇有此故障只要按上节所述进行限位阀的重新调整就行了。,24,行业特选,c、转向时有异响 转向时有异响一般是机械部分，例如主销与衬套损伤、立柱止推轴承损坏等造成。检查时可以左、右打方向，观察响声的部位进行 d、转向时有噪音 转向时有“吱、吱”的噪音，严重时转向高压油软管都抖动，这显然是缺油进空气所致。按照上节所述放空气的方法将空气排净， e、快速打方向沉重 在转向时如果慢慢打方向，方向还轻。如果在急转弯时快速打方向，方向立刻就重。这说明在

14、快速打方向时，助力泵的有效排量不够，助力油对油缸高压腔的补充还跟不上活塞的运动，助力油压得不到建立，因而反映转向沉重的故障。这类故障主要在助力泵。如果助力泵流量控制阀泄漏、弹簧失效以及泵叶片与腔室表面严重磨损都会造成这种现象。,25,行业特选,g、方向摇晃或跑偏 方向跑偏的故障首先应检查机械部分和外界因素。 汽车行驶在拱形路面的一侧上本身就有偏跑的倾向，当拱形较大时跑偏就较为明显是外界的因素造成的。 前轮两边轮胎气压不同、一边是新轮胎另一边是旧轮胎或左右胎磨损差异较大、前钢板错位(例如钢板中心螺栓)、前轮定位偏差较大等都会造成方向跑偏。如果排除上述机械和外部因素，方向仍然严重跑偏，那就可能是转向机内控制转向螺母偏摆杆初始位置调整不当，使汽车直线行驶时，转向螺母在偏置位置，偏置的滑阀总使活塞某一侧产生高压助力，造成汽车自动跑偏。 如果汽车行驶时无规律地两边摇晃，方向不好掌握，说明转向系统机械传动各机构较松旷。例如前轮轮鼓轴承松旷、转向轴扇齿与活