1、第十一章 机械转向系 第十一章 机械转向系 第一节第一节 概述概述第二节第二节 机械转向器机械转向器第三节第三节 转向操纵机构转向操纵机构第四节第四节 转向传动机构转向传动机构第五节第五节 转向系的检修和调整转向系的检修和调整第六节第六节 机械转向系的故障诊断机械转向系的故障诊断 第十一章 机械转向系 第一节第一节 概概 述述 一、转向系的功用一、转向系的功用转向系是指由驾驶员操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构。转向系的功用是按照驾驶员的意愿改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定地直线行驶。第十一章 机械转向系 二、转向系的分类二、转向系的分类转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两
2、大类。机械转向系以驾驶员的体力作为转向动力源。动力转向系除了驾驶员的体力外，还以汽车的动力作为辅助转向动力源，又可以分为液压式、气压式和电动式动力转向系。第十一章 机械转向系 第十一章 机械转向系 三、机械转向系的基本组成和工作原理三、机械转向系的基本组成和工作原理1基本组成基本组成汽车机械转向系由转向操纵机构、机械转向器和转向传动机构三大部分组成，其具体组成如图11-1-1所示。转向操纵机构包括转向盘、转向轴、万向节和转向传动轴。机械转向器有多种类型，轿车上以齿轮齿条转向器多见。转向传动机构包括转向摇(垂)臂、转向直(纵)拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆等。第十一章 机械转向系 图11
3、-1-1 机械转向系示意图 第十一章 机械转向系 2工作原理工作原理如图11-1-1所示，汽车转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、转向节和转向传动轴，将转向力矩输入转向器。转向器中有12级啮合传动副，具有降速增矩的作用。转向器输出的转矩经转向摇臂，再通过转向直拉杆传给固定在左转向节上的转向节臂，使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转。左、右转向梯形臂的一端分别固定在左、右转向节上，另一端则与转向横拉杆作球铰链连接。当左转向节偏转时经左转向梯形臂、转向横拉杆和右转向梯形臂的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转一定的角度。左、右转向梯形臂和转向横拉杆构成转向梯形，其作用是在汽车
4、转向时，使左、右转向轮按一定的规律进行偏转。第十一章 机械转向系 二、转向系的参数二、转向系的参数1转向系角传动比转向系角传动比转向系角传动比是指转向盘的转角与转向盘同侧的转向轮偏转角的比值，一般用iw表示。转向系角传动比是转向器角传动比i1和转向传动机构角传动比i2的乘积。转向器角传动比是转向盘转角和转向摇臂摆角之比。转向传动机构角传动比是转向摇臂摆角与同侧转向轮偏转角之比。第十一章 机械转向系 转向系角传动比越大，增矩作用加大，转向操纵越轻便，但由于转向盘转的圈数过多，导致操纵灵敏性变差，所以转向系角传动比不能过大。而转向系角传动比太小又会导致转向沉重，所以转向系角传动比既要保证转向轻便，
5、又要保证转向灵敏。但机械转向系很难做到这一点，所以越来越多的车辆采用动力转向系。第十一章 机械转向系 2转向时车轮运动规律转向时车轮运动规律汽车在转向行驶时，要求车轮相对于地面作纯滚动，否则如果有滑动的成分，车轮边滚边滑会导致转向行驶阻力增大，动力损耗，油耗增加，也会导致轮胎磨损增加。第十一章 机械转向系 LBcotcot式中：B为两侧主销中心距(可近似认为是转向轮轮距)；L为汽车轴距。汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不等的。对于一般汽车而言，后桥左、右两侧的驱动轮由于差速器的作用，能够以不同的转速滚过不同的距离。但前桥左、右两侧的转向轮要滚过不同的距离，保证车轮作纯滚动就要求所有车
6、轮的轴线都交于一点。此交点O称为汽车的转向中心，如图11-1-2所示。由图可见，汽车转向时内侧转向轮偏转角大于外侧转向轮偏转角。与的关系是：第十一章 机械转向系 图11-1-2 汽车转向示意图 第十一章 机械转向系 这一关系是由转向梯形保证的。所有汽车转向梯形的设计实际上都只能保证在一定的车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏转角大体上接近以上关系式。从转向中心到外侧转向轮与地面接触点的距离R称为汽车转弯半径。转弯半径R愈小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性也愈好。从图11-1-2可以看出，当外侧转向轮偏转角达到最大值max时，转弯半径R最小。第十一章 机械转向系 3转向盘的自由行程转向盘的自由
7、行程转向盘的自由行程是指转向盘在空转阶段的角行程，这主要是由于转向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。由于转向系各传动件之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因此在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不随即同步转动，而是在消除这些间隙并克服机件的弹性形变后，才进行相应的转动，即转向盘有一空转过程。第十一章 机械转向系 转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性，所以汽车维护中应定期检查转向盘的自由行程。一般汽车转向盘的自由行程应不超过1015，否则应进行调整。第十一章 机械转向系 第二节第二节 机机械械转转向向器器 一、
8、转向器概述一、转向器概述1功用功用转向器的功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传动方向。2类型类型转向器的结构类型较多，一般按转向器中传动副的结构形式分类，主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚轮式等形式。第十一章 机械转向系 3转向器的传动效率转向器的传动效率1)定义定义转向器的传动效率是指转向器输出功率与输入功率之比。当功率由转向盘输入，从转向摇臂输出时，所求得的传动效率称为正传动效率；反之，转向摇臂受到道路冲击而传到转向盘的传动效率则称为逆传动效率。第十一章 机械转向系 2)按传动效率分类除了按照结构进行分类，转向器还可以按照传动效率的不同分为可逆式转向器、极限可逆式
9、转向器和不可逆式转向器。可逆式转向器是指正、逆传动效率都很高的转向器。正传动效率高使汽车转向操纵轻便；逆传动效率高有利于汽车转向后转向轮自动回正，转向盘“路感”强。但逆传动效率高会导致在坏路行驶时出现“打手”，所以可逆式转向器主要应用于经常在良好路面行驶的车辆。第十一章 机械转向系 极限可逆式转向器是指正传动效率远大于逆传动效率的转向器。这种转向器主要应用于中型以上的越野汽车、工矿用自卸汽车等车辆上，以避免严重的“打手”现象，同时又可以保证在恶劣的路面下转向轻便。不可逆式转向器是指逆传动效率很低的转向器，这种转向器使驾驶员不能得到路面的反馈信息，没有“路感”，而且转向轮也不能自动回正，所以很少
10、采用。第十一章 机械转向系 二、转向器的结构和原理二、转向器的结构和原理1齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器广泛应用于各种轿车上。图11-2-1所示为桑塔纳轿车上采用的齿轮齿条式转向器转向系统，主要由齿轮齿条转向器、左右转向横拉杆和转向节等组成。驾驶员转动方向盘，转向齿轮带动转向齿条左右移动，再通过左右转向横拉杆带动转向节转动，从而使左右转向轮偏转，实现汽车的转向。第十一章 机械转向系 图11-2-1 桑塔纳轿车所采用的齿轮齿条式转向器转向系统 第十一章 机械转向系 1)结构和原理结构和原理齿轮齿条式转向器的具体结构如图11-2-2所示，转向器通过转向器壳体的两端用螺栓固定在车身
11、(车架)上。齿轮轴通过球轴承、滚柱轴承安装在壳体中，其上端通过花键与转向轴上的万向节(图中未画出)相连，其下部分是与轴制成一体的转向齿轮。转向齿轮是转向器的主动件，与之相啮合的从动件转向齿条水平布置，齿条背面装有压块。在压紧弹簧的作用下，压块将齿条压靠在齿轮上，保证二者无间隙啮合。调整螺塞可用来调整压紧弹簧的预紧力。压紧弹簧不仅起消除啮合间隙的作用，而且还是一个弹性支承，可以吸收部分振动能量，缓和冲击。第十一章 机械转向系 图11-2-2 齿轮齿条式转向器 第十一章 机械转向系 2)特点特点齿轮齿条式转向器结构简单，可靠性好，也便于独立悬架的布置；同时，由于齿轮齿条直接啮合，故转向灵敏、轻便。
12、另外，转向齿条的节距由齿条端头起至齿条中心逐渐由大变小，转向齿轮与转向齿条的啮合深度逐渐变大，在转向盘转动量相同的条件下，齿条的移动距离在靠近齿条端头要比靠近齿条中心部位稍短些，这与转向初期转向灵敏、转向后期省力的要求正好吻合。此时，转向器的传动比为可变传动比。目前，轿车已经广泛采用可变传动比的齿轮齿条式转向器。第十一章 机械转向系 2循环球式转向器循环球式转向器图11-2-3所示为解放CA1091型汽车的循环球式转向器，它由两级传动副组成：第一级传动副是转向螺杆和转向螺母；第二级传动副是齿条齿扇传动，螺母的下平面加工成齿条，与齿扇相啮合。转向螺母是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副的主动
13、件。当转向盘转动时，转向螺杆带动转向螺母沿螺杆移动，并驱使齿扇及摇臂轴转动。转向螺杆支承在两个推力球轴承上，轴承的预紧度可通过调整垫片14调整。在转向螺杆上松套着转向螺母，为了减少它们之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有许多钢球，以实现滚动摩擦。第十一章 机械转向系 转向螺母下平面上加工出的齿条是倾斜的，与之相啮合的是变齿厚齿扇。只要使齿扇轴相对于齿条作轴向移动，便可调整二者的啮合间隙。调整螺钉18旋装在侧盖上。摇臂轴靠近齿扇的端部切有T形槽，调整螺钉18的圆柱形端头嵌入此切槽中，端头与T形槽的间隙用调整垫圈16来调整。旋入调整螺钉18，则齿条与齿扇的啮合间隙减小；旋出螺钉，则啮合间隙
14、增大。调整好后用锁紧螺母19锁紧。当转动转向螺杆时，通过钢球将力传给转向螺母，使螺母沿螺杆轴向移动。随着螺母沿螺杆作轴向移动，其齿条便带动齿扇绕着转向摇臂轴作圆弧运动，从而使转向摇臂轴连同摇臂产生摆动，并通过转向传动机构使转向轮偏转，实现汽车转向。第十一章 机械转向系 图11-2-3 循环球式转向器 第十一章 机械转向系 3蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器图11-2-4和图11-2-5所示为东风EQ1090E型汽车所用的蜗杆曲柄指销式转向器，它主要由转向器壳体、转向蜗杆、转向摇臂轴、曲柄和指销、上盖和下盖、调整螺塞和螺钉、侧盖等组成。第十一章 机械转向系 图11-2-4 蜗杆曲柄指销式
15、转向器(一)第十一章 机械转向系 图11-2-5 蜗杆曲柄指销式转向器(二)第十一章 机械转向系 转向器壳体固定在车架的转向器支架上。壳体内装有传动副，其主动件是转向蜗杆，从动件是装在摇臂曲柄端部的指销。具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的两个向心推力球轴承上。转向器下盖上装有调整螺塞，用以调整向心推力轴承的预紧度，调整后用螺母紧固。蜗杆与两个锥形的指销相啮合，构成传动副。两个指销均用双列圆锥滚子轴承支承在曲柄上，并可绕自身轴线转动，以减轻蜗杆与指销啮合传动时的磨损，提高传动效率。销颈上的螺母用来调整轴承的预紧度，使指销能自由转动且轴向推动无间隙，调整后用锁片(图中未示出)将螺母锁
16、住。第十一章 机械转向系 安装指销和双列圆锥滚子轴承的曲柄制成叉形，与摇臂轴制成一体。摇臂轴用粉末冶金衬套支承在壳体中。转向器侧盖上装有调整螺钉，旋入或旋出调整螺钉可以改变摇臂轴的轴向位置，以调整指销与蜗杆的啮合间隙，从而调整转向盘自由行程，调整后用螺母锁紧。摇臂轴伸出壳体的一端通过花键与转向摇臂连接。汽车转向时，驾驶员通过转向盘转动转向蜗杆，使指销一边自转，一边以曲柄为半径绕摇臂轴轴线在蜗杆的螺纹槽内作圆弧运动，从而带动曲柄、转向摇臂摆动，实现汽车转向。第十一章 机械转向系 第三节第三节 转向操纵机构转向操纵机构 一、功用一、功用转向操纵机构的功用是产生转动转向器所必需的操纵力，并具有一定的
17、调节和安全性能。第十一章 机械转向系 二、组成二、组成转向操纵机构主要由转向盘和转向柱组成。图11-3-1所示为桑塔纳轿车的转向操纵机构。转向盘用于产生转向操纵力，转向柱包括转向轴和转向柱套管。转向轴用于将转向盘的转矩传到转向器上，转向轴通过轴承支承于转向柱套管，转向柱套管固定在车身上。为了便于驾驶员操纵及保护驾驶员的安全，目前许多汽车的转向操纵机构都带有调整和安全装置。第十一章 机械转向系 图11-3-1 桑塔纳轿车的转向操纵机构 第十一章 机械转向系 1安全转向柱安全转向柱1)可分离式安全转向柱可分离式安全转向柱桑塔纳轿车采用了可分离式安全转向柱。图11-3-2(a)所示为转向操纵机构的正
18、常工作位置。转向轴分为上、下两段，两段用安全联轴节连接，上转向轴下部弯曲并在端面上焊接有半月形凸缘盘，盘上装有两个驱动销，与下转向轴上端凸缘的孔相配合，形成安全联轴节。一旦发生撞车事故，驾驶员因惯性胸部撞向转向盘时，转向柱压缩安全元件而向下移动，使两个驱动销迅速从下转向轴凸缘的孔中退出，形成缓冲而减少对驾驶员的伤害。图11-3-2(b)所示为转向盘受撞击时，安全元件被折叠、压缩和安全联轴节脱开使转向柱产生轴向移动的情形。第十一章 机械转向系 图11-3-2 桑塔纳轿车可分离式安全转向柱 第十一章 机械转向系 2)缓冲吸能式转向柱缓冲吸能式转向柱缓冲吸能式转向柱从结构上能使转向轴和转向轴套管在受
19、到冲击后轴向收缩并吸收冲击能量，从而有效地缓和转向盘对驾驶员的冲击，减轻其所受伤害的程度。第十一章 机械转向系 图11-3-3(a)所示为一种球式缓冲吸能式转向柱。转向轴分为上转向轴和套在轴上的下转向轴两部分，二者用塑料销钉连成一体。转向轴套管也分为上、下两部分，上、下转向轴套管之间装有钢球，下柱管的外径与上柱管的内径之间的间隙比钢球直径稍小。上、下柱管连同转向轴套管托架通过特制橡胶垫固定在车身上，橡胶垫则利用塑料销钉与托架连接。第十一章 机械转向系 当发生第一次碰撞时(转向器对转向轴施加强烈的轴向冲击力)，将连接上、下转向轴的塑料销钉切断，下转向轴便套在上转向轴上向上滑动，如图11-3-3(
20、b)所示。在这一过程中，上转向轴和上转向轴套管的空间位置没有因冲击而上移，故可使驾驶员免受伤害。第二次碰撞时(由于惯性，驾驶员的身体撞向转向盘)，则连接橡胶垫与柱管托架的塑料销钉被切断，托架脱离橡胶垫，即上转向轴和上转向轴套管连同转向盘、托架一起，相对于下转向轴和下转向轴套管向下滑动，从而减缓了对驾驶员胸部的冲击。在上述两次冲击过程中，上、下转向轴套管之间均产生相对滑动。因为钢球的直径稍大于上、下柱管之间隙，所以滑动中带有对钢球的挤压，冲击能量就在这种边滑动边挤压的过程中被吸收。第十一章 机械转向系 图11-3-3 球式缓冲吸能式转向柱 第十一章 机械转向系 2可调节式转向柱可调节式转向柱为了
21、驾驶的方便、舒适和驾驶员进出驾驶室的方便，一些汽车装设了可调节式转向柱，使驾驶员可以在一定的范围内调节转向盘和转向柱的位置。转向柱调节的形式分为角度调节和轴向位置调节两种。图11-3-4所示为转向轴角度调整机构。转向轴套管的上段和下段分别通过调整支架和下托架与车身相连，而且转向轴套管由调整支架夹持并固定。锁紧螺栓穿过调整支架上的长孔和转向轴套管，螺栓的左端为左旋螺纹，调整手柄拧在该螺纹上。当向下扳动手柄时，锁紧螺栓的螺纹放松，转向轴套管以下托架上的枢轴为中心在装有螺栓的支架长孔范围内上下移动。确定了转向轴套管的合适位置后，向上扳动调整手柄，从而将转向轴套管定位。第十一章 机械转向系 图11-3
22、-4 转向轴角度调整机构 第十一章 机械转向系 图11-3-5所示为转向轴伸缩机构。转向轴分为上、下两段，二者通过花键连接。上转向轴由调节螺栓通过楔状限位块夹紧定位。调节螺栓的一端拧有调节手柄。当需要调整转向轴的轴向位置时，先向下推调节手柄，使限位块松开，再轴向移动转向盘，调到合适的位置后，向上拉调节手柄，将上转向轴锁紧定位。第十一章 机械转向系 图11-3-5 转向轴伸缩机构 第十一章 机械转向系 第四节第四节 转向传动机构转向传动机构 一、功用一、功用转向传动机构的功用是连接转向器和转向轮，并将转向器输出的动力和运动传给左、右转向节，使转向轮偏转，并保证左、右转向轮的偏转角按一定关系变化。
23、第十一章 机械转向系 二、组成及构造二、组成及构造1与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构示意图如图11-4-1所示，主要包括转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂和转向横拉杆。各杆件之间都采用球形铰链连接，并设有防止松动、缓冲吸振、自动消除磨损后的间隙等的结构。第十一章 机械转向系 图11-4-1 与非独立悬架配用的转向传动机构示意图 第十一章 机械转向系 当前桥仅为转向桥时，由左、右转向梯形臂和转向横拉杆组成的转向梯形一般布置在前桥之后，如图11-4-1(a)所示。这种布置当转向轮处于汽车直线行驶位置时，转向梯形臂与横拉杆的夹角90。
24、当发动机位置较低或前桥为转向驱动桥时，往往将转向梯形布置在前桥之前，此时上述夹角90，如图11-4-1(b)所示。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与路面平行的平面内左右摆动(如北京BJ2020N型汽车)，则可将转向直拉杆横向布置，并借球头销直接带动转向横拉杆，从而推动左、右转向梯形臂转动，如图11-4-1(c)所示。第十一章 机械转向系 1)转向摇臂常见转向摇臂如图11-4-2所示，其大端有三角细花键锥形孔，用以与转向摇臂轴外端相连接，并用螺母固定；其小端带有球头销，以便与转向直拉杆作空间铰链连接。转向摇臂安装后从中间位置向两边摆动的角度应大致相等，故在把转向摇臂安装到摇臂轴上时
25、，二者相应的角度位置应正确。为此，常在摇臂大孔外端面上和摇臂轴的外端面上各刻有短线，或是在二者的花键部分上都少铣一个齿作为装配标记。装配时应将标记对齐。第十一章 机械转向系 图11-4-2 转向摇臂 第十一章 机械转向系 2)转向直拉杆转向直拉杆解放CA1091型汽车的转向直拉杆如图11-4-3所示，东风EQ1090E型汽车的转向直拉杆与之类似。第十一章 机械转向系 图11-4-3 解放CA1091型汽车转向直拉杆 第十一章 机械转向系 直拉杆体是一段两端扩大的钢管，在扩大的端部里，装有由球头销、球头座、弹簧座、压缩弹簧和螺塞等组成的球铰链。球头销的锥形部分与转向摇臂连接，并用螺母固定；其球头
26、部分的两侧与两个球头座配合，前球头座靠在端部螺塞上，后球头座在弹簧的作用下压靠在球头上，这样，两个球头座就将球头紧紧夹持住。为保证球头与座的润滑，可从油嘴注入润滑脂。拆装时供球头出入的直拉杆体上的孔口用油封垫盖住，以防止润滑脂流出和污物侵入。第十一章 机械转向系 压缩弹簧能随时消除因球头与座磨损而产生的间隙。弹簧座的小端与球头座之间留有不大的间隙，作为弹簧缓冲的余地，并可限制缓冲时弹簧的压缩量(防止弹簧过载)。此外，当弹簧折断时，此间隙可保证球头销不致从管孔中脱出。端部螺塞可以调整此间隙，调整间隙的同时也调整了前弹簧的预紧度，调好后用开口销固定螺塞的位置，以防松动。第十一章 机械转向系 3)转
27、向横拉杆转向横拉杆解放CA1091型汽车的转向横拉杆如图11-4-4(a)所示。横拉杆体用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋，一端为左旋，与横拉杆接头旋装连接。两端接头结构相同，如图11-4-4(b)所示。接头的螺纹孔壁上开有轴向切口，故具有弹性，旋装到杆体上后可用螺栓夹紧。旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，可改变转向横拉杆的总长度，从而调整转向轮前束。在横拉杆两端的接头上都装有球头销等零件组成的球形铰链。球头销的球头部分被夹在上、下球头座内，球头座用聚甲醛制成，有较好的耐磨性。球头座的形状如图11-4-4(c)所示。第十一章 机械转向系 图11-4-4 解放CA1091型汽车转向横拉杆(a)
28、转向横拉杆；(b)接头；(c)球头座 第十一章 机械转向系 东风EQ1090E型汽车的转向横拉杆接头结构形式与解放CA1091型汽车的相似，如图11-4-5所示。但其上、下球头座是钢制的。此外，螺孔切口(在横拉杆体上，而不在接头上)两边没有供夹紧螺栓穿入的耳孔，螺栓通过冲压制成的卡箍夹紧在杆体上，从而简化了接头的结构和制造工艺。第十一章 机械转向系 图11-4-5 东风EQ1090E型汽车转向横拉杆接头 第十一章 机械转向系 2与独立悬架配用的转向传动机构与独立悬架配用的转向传动机构当转向轮采用独立悬架时，由于每个转向轮都需要相对于车架(或车身)独立运动，所以，转向桥必须是断开式的。与此同时，
29、转向传动机构中的转向梯形也必须分成两段或三段。图11-4-6所示为几种独立悬架配用的转向传动机构示意图。其中图11-4-(a)、(b)所示的机构与循环球式转向器配用，图11-4-6(c)、(d)所示的机构与齿轮齿条式转向器配用。第十一章 机械转向系 图11-4-6 与独立悬架配用的转向传动机构示意图 第十一章 机械转向系 第五节第五节 转向系的检修和调整转向系的检修和调整 一、转向器一、转向器1齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器的结构如图11-2-2所示。齿轮齿条啮合间隙的调整方法是先旋转盖上的调整螺塞，使弹簧座与导块接触，再将调整螺塞旋出3060之后，检查转向齿轮的转动力矩，如
30、此重复操作，直至转向齿轮的转动力距符合原厂规定，最后紧固锁紧螺母。第十一章 机械转向系 2循环球式转向器循环球式转向器循环球式转向器的结构如图循环球式转向器的结构如图11-2-3所示。所示。1)轴承预紧度的调整轴承预紧度的调整转向螺杆通过两个推力球轴承支承在转向器壳体上，两个轴承的内座圈分别支承在转向螺杆的轴肩上，其轴向距离不能改变；而轴承的外座圈分别支承在转向器壳体和轴承盖上，轴承盖和转向器壳体之间装有调整垫片14，用来调整轴承预紧度。增加调整垫片14的厚度，轴承预紧度变松；反之，则轴承预紧度变紧。第十一章 机械转向系 2)齿条、齿扇啮合间隙的调整齿条、齿扇啮合间隙的调整转向螺母下平面上加工
31、出的齿条是倾斜的，与之相啮合的是变齿厚齿扇。使齿扇轴相对于齿条轴向移动，便可调整二者的啮合间隙。齿扇轴的轴向位置是通过螺钉18进行调整的。旋入螺钉18，则齿条与齿扇的啮合间隙减小；旋出螺钉，则啮合间隙增大。调整好后用锁紧螺母19锁紧。第十一章 机械转向系 3蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的结构如图11-2-4和图11-2-5所示。1)轴承预紧度的调整轴承预紧度的调整蜗杆曲柄指销式转向器需要调整轴承预紧度的地方有两个：一是转向蜗杆的支承轴承；二是转向指销的支承轴承。转向蜗杆通过两个向心推力球轴承支承在转向器壳体上，其轴承预紧度可以通过转向器下盖上的调整螺塞7进行调整
32、。顺时针旋入调整螺塞，轴承预紧度变大；反之，则轴承预紧度变小。调整后用螺母8紧固。第十一章 机械转向系 2)指销、蜗杆啮合间隙的调整指销、蜗杆啮合间隙的调整转向器侧盖上装有调整螺钉，旋入或旋出调整螺钉可以改变摇臂轴的轴向位置，以调整指销与蜗杆的啮合间隙，从而调整转向盘自由行程，调整后用螺母锁紧。第十一章 机械转向系 二、转向操纵机构二、转向操纵机构1检查检查用双手握住转向盘，在轴向和径向方向上用力摇动，观察此时转向盘是否移位，由此了解转向盘与转向轴的安装情况以及轴承是否松旷等。转向盘大螺母应该紧固，支承轴承完好无松旷，柱管装置稳固，支架无断裂，螺栓紧固；转向传动轴万向节应不松旷，滑动叉扭转间隙
33、不大于0.30mm，结合长度不小于60mm，各横销螺栓紧固，弹簧垫完好，防尘套完好无损。第十一章 机械转向系 2转向盘转动阻力的检查转向盘转动阻力的检查转向盘转动阻力一般用弹簧秤拉动转向盘边缘进行测量，如图11-5-1所示。图11-5-1 转向盘转动阻力检查 第十一章 机械转向系 3转向盘自由行程的检查转向盘自由行程的检查汽车每行驶12000km左右，应检查转向盘的自由行程，检查方法是：(1)在配备动力转向系统的车辆上，启动发动机；机械转向系则无需启动发动机。(2)将转向轮转到直线行驶的位置。(3)轻轻移动转向盘，在转向轮就要开始移动时(或感觉到阻力时)，使用直尺测量转向盘外缘的移动量，一般为
34、1015cm。(4)如果不符合要求，应该检查转向器间隙、调整转向球头销等。第十一章 机械转向系 4转向盘锁止功能的检查转向盘锁止功能的检查(1)将点火开关转至“LOCK”位置，轻轻转动转向盘，此时转向盘应该锁止不能转动。(2)将点火开关转至“ACC”位置，转向盘应能自由转动。第十一章 机械转向系 三、转向传动机构三、转向传动机构1转向摇臂的检查转向摇臂的检查(1)用磁力探伤法检查转向摇臂是否有裂纹，若有裂纹应更换。(2)检查转向摇臂上端的锯齿花键有无磨损、损坏，若有应更换。(3)检查转向摇臂的锁紧螺母，其螺纹不应有损伤，否则应更换。(4)检查转向摇臂下端和转向拉杆球头销的连接，应牢固、可靠，切
35、不可松旷，否则应修复。第十一章 机械转向系 2转向直拉杆和横拉杆的检查转向直拉杆和横拉杆的检查(1)检查横拉杆杆体有无裂纹、弯曲，其直线度误差一般应小于2mm，否则应校直；直拉杆8字孔磨损不应超过2mm。(2)各螺纹部位不应有损坏，与螺塞配合不应松旷，否则应更换。(3)球头销、球座体及钢碗无裂纹、不起槽；球头销颈部磨损不超过1mm，球面磨损失圆小于0.50mm，螺纹完好；弹簧不应有弹力减弱或折断现象。(4)防尘装置应齐全、有效。第十一章 机械转向系 3转向节臂和梯形臂的检查转向节臂和梯形臂的检查(1)检查转向节臂和梯形臂是否有裂纹，若有应更换。(2)检查两端部的固定与连接部位，不应有松动，要求
36、牢固、可靠。第十一章 机械转向系 4转向减振器的检查转向减振器的检查(以桑塔纳轿车为例以桑塔纳轿车为例)(1)检查漏油状况(其容量为86ml)。若渗漏严重，应更换或分解修理，更换密封圈等零件。(2)查看支承是否开裂，若有应更换。(3)检查减振器的工作行程，必须拆下来进行试验。Lmax556mm，Lmin344.5mm，最大阻尼载荷为560N，最小阻尼载荷为180N。第十一章 机械转向系 5转向拉杆球头销预紧度的调整转向拉杆球头销预紧度的调整(1)组装横、直拉杆总成时，注意在球头销、球碗表面涂抹润滑油。(2)组装直拉杆时，用弯头扳手将调整螺塞拧到底后，再退回1/4圈左右，并使开口销孔对准，然后穿
37、入开口销锁止螺塞，如图11-5-2所示。(3)组装横拉杆时，将螺塞拧到底，再退回1/41/2圈，装上开口销锁止螺塞。第十一章 机械转向系 图11-5-2 转向拉杆球头销预紧度的调整 第十一章 机械转向系 第六节第六节 机械转向系的故障诊断机械转向系的故障诊断 一、转向沉重一、转向沉重1故障现象故障现象转向沉重的故障现象为汽车在行驶中，转动转向盘感到沉重费力，转弯后又不能及时回正。第十一章 机械转向系 2故障原因故障原因1)转向器方面的原因转向器方面的原因(1)转向器缺油。(2)转向轴弯曲或转向轴管凹陷碰擦，有时会发出“吱吱”的摩擦声。(3)转向摇臂与衬套配合间隙过小或无间隙。(4)转向器输入轴
38、上、下轴承调整过紧，或轴承损坏。(5)转向器啮合间隙调整过小。第十一章 机械转向系 2)转向传动机构方面的原因转向传动机构方面的原因(1)各处球销缺乏润滑油。(2)转向直拉杆和横拉杆上的球头销调整过紧，压紧弹簧过硬或折断。(3)转向直拉杆或横拉杆弯曲变形。(4)转向节主销与衬套配合间隙过小，或衬套转动使油道堵塞，润滑油无法进入，使衬套与转向节主销烧蚀。(5)转向节止推轴承调整过紧，或缺少润滑油，或损坏。(6)转向节臂变形。第十一章 机械转向系 3)前桥前桥(转向桥转向桥)和车轮方面的原因和车轮方面的原因(1)前轴变形，引起前轮定位失准。(2)轮胎气压不足。(3)前轮轮毂轴承调整过紧。(4)转向
39、桥或驱动桥超载。4)其他部位的原因其他部位的原因(1)车架弯曲、扭转变形。(2)前钢板弹簧或前悬架变形。(3)前轮定位不正确。第十一章 机械转向系 3诊断与排除诊断与排除顶起前桥，转动转向盘，若感到转向盘变轻，则说明故障部位在前桥、车轮或其他部位。此时应首先检查轮胎气压，如气压偏低，则应充气使之达到正常值。接下来应用前轮定位仪检查前轮定位，尤其应注意主销后倾角和前束值，如果是因为前束过大造成的转向沉重，则同时还能发现轮胎有严重的磨损。若转向仍感沉重，说明故障在转向器或转向传动机构，可进一步拆下转向摇臂与直拉杆的连接，此时若转向变轻，说明故障在转向传动机构，应检查各球头销是否装配过紧或止推轴承是
40、否缺油损坏，各拉杆是否弯曲变形等。通常检查时，可用手扳动两个车轮左右转动，查看各传动部分，并转动车轮检查轮毂轴承预紧度。第十一章 机械转向系 拆下转向摇臂后，若转向仍沉重，则转向器本身有故障，可检查转向器是否缺油，转动转向盘时倾听有无转向轴与柱管的碰擦声，检查调整转向器主动轴上、下轴承预紧度和啮合间隙，检查转向摇臂轴转动是否发卡等。如不能解决问题，就将转向器解体，检查内部有无部件损坏。经过上述检查，如仍不见故障减轻，可检查车桥、车架或下控制臂(独立悬架式)与转向节臂，看其有无变形，如发现变形，应予修整或更换。同时检查前弹簧(板簧或螺旋弹簧)，看其是否折断，如有折断应更换。第十一章 机械转向系
41、二、低速摆头二、低速摆头1故障现象故障现象低速摆头的故障现象为汽车在低速行驶时，驾驶员会感到方向不稳，汽车前轮产生摆振。第十一章 机械转向系 2故障原因故障原因产生低速摆头故障的原因有：(1)转向器传动副啮合间隙过大。(2)转向传动机构横、直拉杆各球头销磨损松旷，弹簧折断或调整过松。(3)转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大。(4)前轮轮毂轴承装配过松或紧固螺母松动。(5)后轮胎气压过低。(6)车辆装载货物超长，使前轮承载过小。(7)前悬架弹簧错位、折断或固定不良。第十一章 机械转向系 3诊断与排除诊断与排除1)外观检查外观检查(1)检查车辆装载的货物是否超长，从而引起
42、前轮承载过小。(2)检查后轮胎气压是否过低，若轮胎气压过低，应充气使之达到规定值。(3)检查前悬架弹簧是否错位、折断或固定不良。若错位应拆卸修复；若折断应更换；若固定不良，应按规定力矩拧紧。第十一章 机械转向系 2)检查转向盘自由行程检查转向盘自由行程(1)由一人握紧转向摇臂，另一人转动转向盘试验。若自由行程过大，说明转向器啮合传动副间隙过大，应予以调整。(2)放开转向摇臂，仍由一人转动转向盘，另一人在车下观察转向拉杆球头销。若有松旷现象，说明球头销或球碗磨损过甚，弹簧折断或调整过松，应先更换损坏的零件，再进行调整。第十一章 机械转向系 通过以上检查均正常，可支起前桥，并用手沿转向节轴轴向推拉
43、前轮，凭感觉判断其是否松旷。若有松旷感觉，可由另一人观察前轴与转向节连接部位。(1)若此处松旷，说明转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大，应更换主销及衬套。(2)若此处不松旷，说明前轮毂轴承松旷，应重新调整轴承的预紧度。第十一章 机械转向系 三、高速摆头三、高速摆头1故障现象故障现象高速摆头的故障现象为汽车行驶中转向盘发抖，车头在横向平面内左右摆动、行驶不稳等。高速摆头现象又分为下面两种情况：在高速范围内的某一转速时出现；转速越高，上述现象越严重。第十一章 机械转向系 2故障原因故障原因 产生高速摆头故障的原因有：(1)转向轮动不平衡。(2)前轮定位不正确。(3)车轮偏
44、摆量大。(4)转向传动机构发生运动干涉。(5)车架、车桥变形。(6)悬架装置出现故障，如左、右悬架刚度不等，弹簧折断，减振器失效，导向装置失效等。第十一章 机械转向系 3诊断与排除诊断与排除首先，进行外观检查，包括以下内容：(1)检查减振器是否失效，若漏油或失效，应更换。(2)检查左、右悬架弹簧是否折断，刚度是否一致，若有折断或弹力减弱，应更换。(3)检查悬架弹簧是否固定可靠，转向传动机构有无运动干涉等，若有应排除。第十一章 机械转向系 其次，支起驱动桥，用三角架塞住非驱动轮，启动发动机并逐步使汽车换入高速挡，使驱动轮达到车身摆振的车速。(1)若此时车身和转向盘出现抖动，说明传动轴严重弯曲或松
45、旷，转向轮动不平衡或偏摆量大(前驱动)。(2)若此时车身和转向盘不抖动，说明故障在车架、车桥变形或前轮定位不正确。第十一章 机械转向系 然后，检查前轮是否偏摆，方法如下：(1)支起前桥，在前轮轮辋边上放一划针，慢慢地转动车轮，察看轮辋是否偏摆过大。若轮辋偏摆量过大，应更换。(2)拆下前轮，在车轮动平衡仪上检查前轮的动平衡情况。若不平衡量过大，应加装平衡块予以平衡。经上述检查均正常，则应检查车架、车桥是否变形，并用前轮定位仪检查并调整前轮定位。第十一章 机械转向系 四、行驶跑偏四、行驶跑偏1故障现象故障现象行驶跑偏的故障现象为汽车直线行驶时，转向盘不在中间位置；必须紧握转向盘，预先校正一角度后，
46、汽车才能保持直线行驶，若稍放松转向盘，汽车会自动向一侧跑偏。第十一章 机械转向系 2故障原因故障原因产生行驶跑偏故障的原因有：(1)左、右前轮气压不相等或轮胎直径不等。(2)两前轮的定位角不等。(3)两前轮轮毂轴承的预紧度不等。(4)前束过大或过小。(5)前桥(整轴式)弯曲变形或下控制臂(独立悬架式)安装位置不一致。(6)前、后车轴不平行。(7)车架变形或左、右轮距相差太大。(8)一边车轮制动拖滞。(9)转向轴两侧悬架弹簧弹力不等。第十一章 机械转向系 3诊断与排除诊断与排除1)外观检查外观检查(1)检查左、右两前轮轮胎气压是否一致。若气压不一致，应按规定充气，使两前轮轮胎气压保持一致。(2)
47、检查左、右两前轮轮胎的磨损程度。若磨损程度不一致，应更换磨损严重的轮胎。(3)检查左、右两前轮轮胎的花纹是否一致。若花纹不一致，应更换轮胎，使花纹一致。(4)将汽车停放在平坦的地面上，察看汽车前部高度是否一致。若高度不一致，说明悬架弹簧折断或弹力不一致，应更换。第十一章 机械转向系 2)检查轴承温度检查轴承温度用手触摸跑偏一方的车轮制动鼓和轮毂轴承部位，感觉温度情况。(1)若感觉车轮制动鼓特别热，说明该轮制动器间隙过小或制动回位不彻底，应检查调整。(2)若感觉轮毂特别热，说明该轮轴承过紧，应重新调整轴承预紧度。测量前桥和后桥左、右两端中心的距离是否相等。若不相等，说明轴距短的一边钢板弹簧错位，
48、车轴或半轴套管弯曲等，应检查维修。第十一章 机械转向系 五、单边转向不足五、单边转向不足1故障现象故障现象单边转向不足的故障现象为汽车转弯时，有时会出现转向盘左、右转动量或车轮转角不等的情况。第十一章 机械转向系 2故障原因故障原因产生单边转向不足故障的原因有：(1)转向摇臂安装位置不对。(2)转向角限位螺钉调整不当。(3)前钢板弹簧、骑马螺栓松动，或中心螺栓松动。(4)转向直拉杆弯曲变形。(5)钢板弹簧安装时位置不正，或中心不对称的前钢板弹簧装反。第十一章 机械转向系 3诊断与排除诊断与排除若汽车转向原来良好，由于行驶中的碰撞而造成转向角不足或一边大一边小，则应检查直拉杆、前轴、前钢板弹簧有无变形和中心螺栓是否折断等。若维修后出现转角不足，可架起前桥，先检查转向摇臂安装是否正确。将转向盘从左边极限位置转到右边极限位置，记住总圈数，再回转总圈数的一半，察看转向轮是否处于直线行驶位置，如不是则应重新安装转向摇臂。第十一章 机械转向系(1)若左、右转向角不等，则应进行相应调整。(2)当前轮转向已靠到转向限位螺栓时，最大转向角还不够，则转向限位螺栓过长，应予调整或更换。(3)如前钢板弹簧中心不对称，则应检查其是否装反。
