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轉向系統

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用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉向系統(steering system)。汽車轉向系統的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉向系統對汽車的行駛安全至關重要,因此汽車轉向系統的零件都稱為保安件。汽車轉向系統和制動系統都是汽車安全必須要重視的兩個系統。

汽車在行駛過程中,需按駕駛員的意志經常改變其行駛方向,即所謂汽車轉向。就輪式汽車而言,實現汽車轉向的方法是,駕駛員通過一套專設的機構,使汽車轉向橋(一般是前橋)上的車輪(轉向輪)相對于汽車縱軸線偏轉一定角度。在汽車直線行駛時,往往轉向輪也會受到路面側向干擾力的作用,自動偏轉而改變行駛方向。此時,駕駛員也可以利用這套機構使轉向輪向相反方向偏轉,從而使汽車恢復原來的行駛方向。這一套用來改變或恢復汽車行駛方向的專設機構,即稱為汽車轉向系統(俗稱汽車轉向系)。因此,汽車轉向系的功用是,保證汽車能按駕駛員的意志而進行轉向行駛。


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轉向系統構造原理

汽車轉向系統分為兩大類:機械轉向系統和動力轉向系統。

機械轉向系統

機械轉向系統以駕駛員的體力作為轉向能源,其中所有傳力件都是機械的。機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。

圖1所示為機械轉向系的組成和布置示意圖。當汽車轉向時,駕駛員對轉向盤1施加一個轉向力矩。該力矩通過轉向軸、轉向萬向節和轉向傳動軸輸入轉向器。經轉向器放大后的力矩和減速后的運動傳到轉向搖臂,再經過轉向直拉桿傳給固定于左轉向節上的轉向節臂,使左轉向節和它所支承的左轉向輪偏轉。為使右轉向節及其支承的右轉向輪隨之偏轉相應角度,還設置了轉向梯形。轉向梯形由固定在左、右轉向節上的梯形臂和兩端與梯形臂作球鉸鏈連接的轉向橫拉桿組成。

從轉向盤到轉向傳動軸這一系列部件和零件屬于轉向操縱機構。 由 轉向搖臂至轉向梯形這一系列部件和零件( 不含轉向節)均屬于轉向傳動機構。

動力轉向系統

動力轉向系統是兼用駕駛員體力和發動機動力為轉向能源的轉向系。在正常情況下, 汽車轉向所需能量,只有一小部分由駕駛員提供,而大部分是由發動機通過動力轉向裝置提供的。但在動力轉向裝置失效時,一般還應當能由駕駛員 獨立承擔汽車轉向任務。因此,動力轉向系是在機械轉向系的基礎上加設一套動力轉向裝置而形成的。

對最大總質量在50t以上的重型汽車而言,一旦動力轉向裝置失效,駕駛員通過機械傳動系加于轉向節的力遠不足以使轉向輪偏轉而實現轉向。故這種汽車的動力轉向裝置應當特別可靠。

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轉向系統設計要求

設計要求

1)汽車轉彎行駛時,全部車輪應繞瞬時轉向中心旋轉。

2)轉向輪具有自動回正能力。

3)在行駛狀態下,轉向輪不得產生自振,轉向盤沒有擺動。

4)轉向傳動機構和懸架導向裝置產生的運動不協調,應使車輪產生的擺動最小。

5)轉向靈敏,最小轉彎直徑小。

6)操縱輕便。

7)轉向輪傳給轉向盤的反沖力要盡可能小。

8)轉向器和轉向傳動機構中應有間隙調整機構。

9)轉向系應有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。

10)轉向盤轉動方向與汽車行駛方向的改變相一致。

正確設計轉向梯形機構,可以保證汽車轉彎行駛時,全部車輪應繞瞬時轉向中心旋轉。

轉向輪的自動回正能力決定于轉向輪的定位參數和轉向器逆效率的大小.合理確定轉向輪的定位參數,正確選擇轉向器的形式,可以保證汽車具有良好的自動回正能力。

轉向系中設置有轉向減振器時,能夠防止轉向輪產生自振,同時又能使傳到轉向盤上的反沖力明顯降低。

為了使汽車具有良好的機動性能,必須使轉向輪有盡可能大的轉角,其最小轉彎半徑能達到汽車軸距的2~2.5倍。

轉向操縱的輕便性通常用轉向時駕駛員作用在轉向盤上的切向力大小和轉向盤轉動圈數多少兩項指標來評價。

轎車轉向盤從中間位置轉到第一端的圈數不得超過2.0圈,貨車則要求不超過3.0圈。

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轉向系統常見故障

方向跑偏

方向跑偏表現為:在行駛中,感到汽車自動偏向一邊,必須把方向盤用勁把住,才能保持正直的行駛方向。其原因是:左右輪胎氣壓不等;個別制動蹄片刮摩制動轂,或一邊車輪輪殼軸承過緊;個別鋼板彈簧折斷,兩邊鋼板彈力不均;前軸或車架彎曲;前輪定位失準或兩邊軸距不等;轉向節主銷與襯套間隙左右不一,或橫拉桿兩邊球頭松緊調整不一;貨車貨物裝載不均。

方向擺頭

方向擺頭表現為:汽車在行駛中,感到兩前輪左右搖擺,方向盤難以掌握。其原因是:橫直拉桿球頭調整過松(彈簧折斷或調整間隙過大);轉向盤自由行程過大;轉向器滾輪與蝸桿嚙合間隙過大;蝸桿上下軸承間隙過大;轉向節主銷與襯套的間隙過大;前輪輪殼軸承裝配過松,或前輪輪輞失圓擺差過大;前輪定位失準。

轉向沉重

轉向沉重表現為:讓行駛的汽車轉彎時,轉動方向盤,感到沉重吃力。其原因是:蝸桿的上下軸調整得過緊或軸承損壞;蝸輪和蝸桿嚙合過緊,轉向器的轉向搖臂軸與襯套無間隙;轉向軸彎曲或管柱凹癟,互相刮碰;方向盤碰、磨管柱;轉向節上的推力軸承缺油或損壞;轉向節主銷與襯套裝配過緊或缺潤滑油;轉向節拉桿(直拉桿)螺塞旋得太緊,或拉桿接頭缺油;橫拉桿球頭調整過緊,或拉頭缺油;輪胎氣壓不足;前軸或車架彎曲,前輪定位失準。

轉彎不足

轉彎時轉向不足表現為:在汽車轉彎時的轉動量不夠。其原因是:轉向搖臂裝在搖臂軸上的位置不當;轉向角限位螺栓調整過長;前軸前后竄動;循環球或轉向器扇形齒與蝸桿盒裝配位置不妥。

前輪調整

前輪最大偏轉角(轉向角)的大小,影響到汽車轉彎時的轉向半徑(亦稱通過半徑),偏轉角越大,轉向半徑越小,汽車的機動性越強。

前輪最大偏轉角是通過前橋上的限位螺絲進行調整的。其方法是:將前橋頂起,轉動方向盤,使前輪偏轉至與相碰物(翼子板、橫拉桿、車架等)相距8~10mm,轉動限位螺絲,將車輪限止到此位置,此時的輪胎著地軌跡中心線與輪胎在直線行駛時的著地軌跡中心線之間的夾角為最大偏轉角。各種車型的最大偏轉角和最小轉向半徑不盡相同,調整前要參照汽車的使用說明書。

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轉向系統維護方法

現代中高級轎車和重型汽車普遍采用動力轉向系統,不僅大大改善了汽車操縱輕便性,還提高了汽車行駛安全性。動力轉向系統是在機械轉向系的基礎上加設一套依靠發動機輸出動力的轉向加力裝置而形成的。轎車普遍采用齒輪條式動力轉向機構。這種轉向器結構簡單、操縱靈敏性高、轉向操縱輕便,而且由于轉向器完全封閉的,平時不需檢查調整。

動力轉向系統的養護主要是:

定期檢查儲液缺罐內動力轉向液液面高度

熱態時(約66℃,用手摸感覺燙手),其液面高度必須在HOT(熱)和COLD(冷)標記之間。如果是冷態(約為21℃),則液面高度必須在ADD(加)和CLOD(冷)標記之間。如果液面高度不符合要求,必須加注DEXRON2型動力轉向液(液力傳動油)。

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