技师论文转向系的结构组成与故障诊断检修.docx
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技师论文转向系的结构组成与故障诊断检修
摘要............................................................................................................................1
关键词........................................................................................................................1
前言............................................................................................................................1
1汽车转向系的类型和组成....................................................................................1
2两侧转向轮偏转角之间的理想关系式................................................................2
3转向系统的传动比................................................................................................4
4转向盘的自由行程................................................................................................5
5转向操纵机构........................................................................................................5
6广州本田汽车转向系统典型的故障..................................................................10
总结..........................................................................................................................11
参考文献..................................................................................................................12
摘要:
转向系是用来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交关系,同时转向系统是驾驶员操纵汽车行驶方向的枢纽,其性能的好坏直接影响到车辆操纵性和安全行驶,在汽车的使用中,容易遇到转向系故障,若不及时检修和排除,就有机械失灵以致交通肇事的危险,因此在使用中要注意维护,发现故障要及时诊治,消除不安全隐患,确保车辆安全行驶。
随着车辆的使用历程的延长,转向装置机件的磨损也会越来越严重,以致改变了原来正确的集合尺寸和配合间隙,使技术状况变坏,从而影响到汽车的操纵稳定性,同时也使机动性能降低
关键词:
转向机构结构组成案例分析与计算故障分析
前言
汽车在行驶过程中,需要按驾驶员的意志经常改变其行驶方向,即所谓汽车转向,就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是,驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮相对于汽车转过一定角度,在汽车直线次行驶时,往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用,自动偏转而改变行驶方向。
因此,汽车转向机构的功用是保证汽车能按驾驶员的意志而经行转向行驶,所以转向机构的完好与否将直接影响驾驶的安全,同时这套机构在很大程度上决定了驾驶员操纵舒适性和灵活性。
1汽车转向系的类型和组成
汽车转向系按能源的不同可分为机械转向系统和动力转向系统两大类
机械转向系统
机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源,其中所用部件都是机械的,主要由转向操纵机构,转向器和转向传动机构三大部件组成。
下图是红旗CA7220型轿车的机械动力转向系统,当汽车转向时,驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩,该力矩通过转向轴3和柔性联轴器4输入转向器6,再经过左,右横拉杆11,9传给固定于两侧转向节14上的左右转向节臂13,使转向节和它所支撑的转向轮绕注销转过一定角度,实现转向。
从转向盘到转向器之间的一系列零部件,都属于转向操纵机构。
由转向器至转向金额这一系列零部件,均属于转向机构
专线盘在驾驶室内安放的位置与各国交通法规有关。
包括我国在内的大多数国家规定车辆右侧通行,相应的将转向盘安装在驾驶室左侧,这样,驾驶员的左方视野较广阔,有利于车辆安全交会。
动力转向系统
动力转系统是兼用驾驶员体力和发动机的动力作为转向能源的转向系统。
在正常情况下,汽车转向所需的能量只有一小部分是由驾驶员提供的,而大部分能量是由发动机通过助力转向装置提供的,但在加力装置失效时,一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。
因此,动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设了一套转向装置而形成的。
2两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
在汽车转向行驶时,为了避免产生路面对汽车行驶的附加阻力以及轮胎过快磨损,要求转向系统保证汽车所有车轮均作纯滚动,显然,这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时方可能实现,此交点O称为转向中心。
由图可见,对于两轴汽车,内转向轮偏转角B应大于外轮转向角A。
在车轮为绝对刚体的假设条件下,a与B的理想关系为
为此,必须精心设计转向传动机构中转向梯形的几何参数,但是迄今为止,所有汽车的转向梯形实际上都 只能设计在一定的车轮偏转角范围内,使两侧车轮偏转角的关系大体上接近于理想关系。
由转向中心到外转向轮与地面接触点的距离称为汽车转向半径R。
转向半径越小。
则汽车转向所需的场地越小。
对于只用前桥转向的三轴汽车,由于中论和后轮的轴线总是平行的故不存在理想的转弯半径,计算半径时,可以用一根与中,后轮轴线等距离的平行线作为理想的双轴汽车的后轮轴线。
双轴汽车转向时两侧转向轮偏转角的理想关系如下:
cotα=cotβ+B/L
汽车转向行驶时,为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力,减轻轮胎磨损,要求转系统能保证所有车轮均作纯滚动,即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。
其中α、β分别是内外侧转向轮的偏转角,B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离;L是汽车轴距。
3转向系统的传动比
1.转向器角传动比
转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比iω1称为转向器角传动比。
2.转向传动机构角传动比
转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比iω2称为转向传动机构角传动比。
3.转向系统角传动比
转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比iω为转向系统角传动比。
iω=iω1iω2
4.转向系统的力传动比
两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比ip称为转向系统的力传动比,它与角传动比iω成正比。
4转向盘的自由行程
转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘的自由行程。
转向盘的自由行程有利于缓和路面冲击,避免驾驶员过度紧张,但不宜过大,否则将使转向灵敏性能下降。
一般来说,,转向盘从相应于汽车直线行驶时的中间位置向任何方向的自由行程最好不要超过10---15度,当零件磨损严重到使转向盘的自由行程超过25---30度时必须经行调整
5转向操纵机构
5.1转向操纵机构的组成
转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。
如下图所示
为保证转向节臂轴在中间位置时,从转向摇臂起始的全套转向传动装置机构也处于中间位置,在摇臂轴的外端面和转向摇臂上外断面上刻有短线,作为装配标记,装配时,应将两个零件上的标记短线对齐。
5.2转向操纵机构的部件及安全装置
1.转向盘
转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。
转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接,转向盘上
装有喇叭按钮,有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。
2.转向轴和转向管柱及其吸能装置
转向轴是连接转向盘和转向器的传动件,转向柱管固定在车身上,转向轴从转向柱管中穿过,支承在柱管内的轴承和衬套上。
轿车除要求装有吸能式转向盘外,还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。
转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是:
当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时,通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式,吸收冲击能量。
2)转向轴错位和支架变形缓冲
Mazda6轿车转向柱管吸能装置的工作原理是:
发生碰撞时,转向器向后移动,下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中,上转向传动轴被压扁,吸收了冲击能量。
此外,转向柱管通过支架和U形金属板固定在仪表板上。
当驾驶员身体撞击转向盘后,转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来向前移动。
这时,一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。
3)转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲
如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向柱管吸能装置,当发生猛烈撞车导致人体冲撞转盘时,网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形,吸收冲击能量。
转向器逆效率很高的转向器称为可逆式转向器。
其特点是路面传到转向传动机构的反力很容易传到转向轴和转向盘上,利于汽车转向结束后转向轮和转向盘的自动回正,但也能将坏路面对车轮的冲击力传到转向盘,发生“打手”情况。
常用于轿车、客车和货车。
4.不可逆式转向器
逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。
不可逆式转向器使转向轮不能自动回正、没有路感。
由于上述特性,在汽车上很少采用。
5.极限可逆式转向器
逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可逆式转向器。
其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之间,接近于不可逆式。
采用这种转向器时,驾驶员有一定路感,可以实现转向轮自动回正,只有路面冲击力很大时,才能部分地传到转向盘。
常用于越野车和矿用自卸汽车。
6广州本田汽车转向系统典型的故障
一、转向沉重
故障现象:
行车转向时,转动转向盘感到沉重费力。
检查转向盘的转动力时,其值大于30N。
故障分析排除:
1、检查储油罐是否缺油、转向油泵驱动皮带是否打滑,同时确认系统内无空气。
若是缺油或皮带打滑转向助力泵皆不能正常工作而没有助力,若油中混有气体则由于气体具有可压缩性因而起不到助力作用。
加满油或换油,更换清洁皮带,排气便可排除相应故障。
2、检查转向油泵的压力。
在压力控制阀和截流阀全开的情况下测量怠速时的静态油压应小于等于1500KPa。
否则,检查动力转向器与动力转向油泵之间的进油和回油管路是否堵塞、老化或变形。
若没问题,则说明转向器转阀有故障。
3、如果检测的动力转向油泵的压力正常,则在压力控制阀和节流阀全闭的情况下,测量怠速时的油泵卸荷压力,应为7200~7800KPa。
若压力过低,则检查流量控制阀与油泵总成是否正常。
4、如果上述检查均正常,则检查转向盘向左向右转动时的动力,两者的差值应小于等于2.9N。
否则,应检查油缸管路是否变形或安装不当。
若正常,则检查齿条轴是否变形、齿条导向螺塞调整是否过紧。
若是也正常,则说明转向控制阀有故障。
5、如果左右两方向转向盘转向力差值正常,则应检查并调整齿条导向螺塞。
若通过调整齿条导向螺塞不能消除上述故障,则应更换动力转向器;若齿条导向调整正常,则应检查动力转向装置以外的零部件是否有故障:
1)、转向轴相关零部件卡滞、转动不自如
2)、转向万向节是否有故障
3)、各球头销装配过紧或缺油
4)、转向系统内机件相互干涉。
二、转向冲击或振动
故障现象:
当前轮达到最大转向角时,车辆出现冲击或振动
故障分析排除:
1、检查齿条导向螺塞的调整是否正确,并视情调整。
若经调整无效,则更换动力转向器。
2、若齿条调整正确,则应检查转向油泵驱动皮带是否打滑,必要是调整其预紧力或更换。
三、转向不灵及操纵不稳
故障现象:
需要较大幅度转动转向盘,才能控制汽车的行使方向;汽车直线行驶时感觉行驶不稳定。
故障分析排除:
1、检查齿条导向螺塞的调整是否正确,并视情调整
2、检查转向油泵传动带是否打滑,并视情调整其预紧力或更换皮带
3、检查怠速转速是否过低或怠速不稳。
在发动机怠速或车辆低速行驶时转动转向盘,如果发动机熄火,则说明发动机怠速不正常,应予调整。
4、检查储油罐是否缺油、动力转向系内是否有空气。
四、转向回跳
故障现象:
车辆转弯时,转向盘有生硬和会跳现象。
故障分析和排除:
1、检查转向油泵传动带是否打滑,致使油泵瞬时停止工作而失去助力作用。
如果是,则调整传动带预紧力或更换皮带。
2、安装压力表,在压力控制阀和节流阀完全关闭的情况下测量油泵压力。
如果油泵压力超过500KPa,则应检查流量控制阀是否正常。
如果正常就更换转向油泵总成。
五、油液渗漏
故障现象:
转向系统零部件上有漏油痕迹。
故障分析和排除:
先检查转向油罐、动力转向器、转向油泵、油泵进出油软管及其接头、动力缸管路及其接头是否有渗油现象,再循油迹查明具体渗漏部位,确定紧固作业或更换密封元件。
六、动力转向系统有“嗡嗡”声
故障现象:
转向时,动力转向系统有“嗡嗡”声
故障分析与排除:
1、检查是否由于油液脉动而引起的(原地转向时噪声将更明显)。
若是,则是正常现象。
2、检查噪声是否因液力变矩器或ATF油泵工作不良而引起。
检查时可以通过暂时拆下动力转向油泵皮带来判断,若拆下传动带后,噪声仍旧存在则是液力变矩器或ATF油泵工作不良。
3、检查出油(高压)软管是否与其他机件相碰擦。
如果是,则重新固定出油软管。
七、动力转向系统有“咔哒”声
故障现象:
转向时,动力系统有“咔哒”声或震颤声。
故障分析与排除:
1、检查万向节、横拉杆或球头销是否松旷。
必要时,拧紧松动的紧固件或更换不良的零部件。
2、检查转向轴是否有明显的摆动。
如果有,则更换转向轴总成。
3、检查齿条导向螺塞是否正确,并视情进行调整。
4、如果在发动机熄火时,左右转动方向盘有“咔哒”声或震颤声,这是由于转向控制阀触碰七限位器所致,是正常噪声。
八、转向油泵发出“吱吱”声
故障现象:
转向时,动力转向油泵发出“吱吱”声。
故障分析与排除:
转向油泵发出“吱吱”声是由于转向油泵传动带打滑所致,此时应调整传动带张紧力或更换皮带。
总结
汽车转向系统性是指在驾驶员在不紧张,疲劳的情况下,汽车能够遵循驾驶员通过转向系及转向车轮的方向行驶,且当遭遇外界干扰时,汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
汽车的操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶员的操纵方便程度,而且也是决定高速汽车安全行驶的一个主要性能,所以人们称之为“高速车辆的生命线”。
参考文献
[1]余志生《汽车理论》[M]机械工业出版社 2006
[2]王予望《汽车设计》[M]机械工业出版社 2006
[3]陈家瑞《汽车构造》[M]机械工业出版社 2006
[4]中国知网《汽车与驾驶维修》2002
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