前橋轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)及原理【研究薈萃】

1、新知識員工培訓(xùn),學(xué)習(xí)目的： 1、掌握前軸總成的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2、了解汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。,1,行業(yè)特選,車橋,功能： 通過懸架與車架相連，兩端安裝汽車車輪，傳遞車架與車輪之間各方向的作用力。 分類： 按結(jié)構(gòu)分為：整體式、斷開式。 按作用分為：轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋、支持橋。 我公司底盤均為42結(jié)構(gòu)，前橋為轉(zhuǎn)向橋，后橋為驅(qū)動橋。 轉(zhuǎn)向橋（前橋）功能 承受垂直載荷、縱向力、側(cè)向力以及這些力造成的力矩。 利用轉(zhuǎn)向節(jié)使車輪可以偏轉(zhuǎn)一定的角度，實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。 前輪定位參數(shù) 主銷內(nèi)傾角 主銷后傾角 前輪外傾角 前輪前束,2,行業(yè)特選,非斷開式前橋總成圖,3,行業(yè)特選,江淮底盤的前橋配置,4,

2、行業(yè)特選,前橋定位參數(shù),為保證汽車穩(wěn)定的直線行駛,應(yīng)使轉(zhuǎn)向輪具有自動回正作用.當(dāng)轉(zhuǎn)向輪在遇外力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)時,在外力消失后,應(yīng)能自動回到直線行駛的位置.這種自動回正作用是由轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)來保證實現(xiàn)的.這些定位參數(shù)有:,5,行業(yè)特選,1.1主銷后傾角 在縱向平面內(nèi),主銷上部向后傾斜一個角稱為 主銷后傾角.,主銷后傾角,6,行業(yè)特選,1.2 主銷后傾角的作用 主銷后傾角能形成回正的穩(wěn)定力矩,當(dāng)主銷具有后傾角時,主銷軸線與路面交點A將位于車輪與路面接觸點B的前 面,如上圖.當(dāng)汽車直線行駛時,若轉(zhuǎn)向輪受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn),將使汽車行駛方向偏離.由于汽車本身離心力的作用,在B處,路面對車輪作用著一個側(cè)

3、向反作用力Y.反力Y對車論形成繞主銷軸線作用的力矩Yl,其方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反,從而使車輪回復(fù)到原來中間的位置,保證了汽車穩(wěn)定的直線行駛.此力矩也被稱為穩(wěn)定力矩.但此力矩也不宜過大,否則在轉(zhuǎn)向時為了克服此穩(wěn)定力矩,必須在轉(zhuǎn)向盤上施加較大的力.因穩(wěn)定力矩的大小取決于力臂l的數(shù)值,力臂l又取決于后傾角的大小.為使轉(zhuǎn)向不至于沉重,一般取為2-3.,7,行業(yè)特選,2.1 主銷內(nèi)傾角 在橫向平面內(nèi),主銷上部向內(nèi)傾斜一個角,稱為 主銷內(nèi)傾角.,主銷內(nèi)傾角,8,行業(yè)特選,2.2 主銷內(nèi)傾角的作用 主銷內(nèi)傾角也有車輪自動回正的作用.當(dāng)車輪在外力作用下由中間位置偏一個角度時,車輪的最低點將陷入路面以下,但

4、實際上車輪的下邊緣是不可能陷入路面以下的,而是將轉(zhuǎn)向車輪連同整個汽車前部向上抬起一個相應(yīng)的角度,這樣汽車本身的重力有使車輪回復(fù)到原來中間位置的效應(yīng). 此外,主銷的內(nèi)傾還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離c減小,從而可減少轉(zhuǎn)向時加在轉(zhuǎn)向盤上的力,使轉(zhuǎn)向操縱輕便,同時也可減少從轉(zhuǎn)向輪傳到轉(zhuǎn)向盤上的沖擊力.但c值也不宜過小,即內(nèi)傾角不宜過大,否則在轉(zhuǎn)向時,車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)的過程中,輪胎與路面間將產(chǎn)生較大的滑動,增加了輪胎與路面間的摩擦阻力,不僅時轉(zhuǎn)向沉重,而且加速了輪胎的磨損.因此一般內(nèi)傾角不大于8,距離c為40-60mm. 主銷內(nèi)傾角是在前軸設(shè)計中保證的,由機械加工來實現(xiàn)的,加工時

5、將前梁兩端的主銷孔軸線上端向內(nèi)傾斜就形成了內(nèi)傾角.,9,行業(yè)特選,前輪外傾角 前輪外傾角具有定位作用,如果空車時車輪的安裝正好垂直于地面,則滿載時,車橋?qū)⒁虺休d變形,而可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾.這樣將加速輪胎的偏磨損.另外,路面對車輪的垂直反作用力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向輪轂外端的小軸承,加重了外端小軸承及輪轂緊固螺母的負(fù)荷,降低了他們的使用壽命.因此,為了使輪胎磨損均勻和減輕輪轂外軸承的負(fù)荷,安裝車輪時預(yù)先使車輪有一定的外傾角,以防止車輪內(nèi)傾.同時,車輪的外傾角也可以與拱形路面相適應(yīng).但外傾角不宜過大,否則也會使輪胎產(chǎn)生偏磨損. 前輪外傾角是在轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計中確定的.設(shè)計時使轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸的軸線與水平面

6、成一角度,即前輪外傾角 (一般為1左右).,10,行業(yè)特選,前輪外傾角,11,行業(yè)特選,前輪前束,安裝車輪時,使汽車兩前輪的中心面不平行,兩輪前邊緣距離B小于后邊緣距離A,A-B之差為 前輪前束,12,行業(yè)特選,前輪前束通過改變橫拉桿的長度來調(diào)整 前束值一般為3-6mm(斜交胎),1-3mm(子午胎),13,行業(yè)特選,二 轉(zhuǎn)向系,轉(zhuǎn)向系的功能： 保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系 轉(zhuǎn)向系的分類： 機械轉(zhuǎn)向：能源為駕駛員體力，所有傳力件都是機械的。 動力轉(zhuǎn)向：能源一小部分由駕駛員提供，大部分由發(fā)動機通過轉(zhuǎn)向助力裝置提供。 機械轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)： 轉(zhuǎn)向盤

7、、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向傳動軸、操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、 轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、左轉(zhuǎn)向節(jié)、梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿、右轉(zhuǎn)向節(jié)。 動力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)： 動力轉(zhuǎn)向泵、動轉(zhuǎn)油壺、動轉(zhuǎn)管路、動力轉(zhuǎn)向器，其余同機械轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。,14,行業(yè)特選,方向盤,15,行業(yè)特選,轉(zhuǎn)向軸及方向盤,16,行業(yè)特選,循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,17,行業(yè)特選,動力轉(zhuǎn)向管路原理,18,行業(yè)特選,轉(zhuǎn)向系運動干涉校核,目的：檢查轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導(dǎo)向機構(gòu)的運動是否協(xié)調(diào)，以及校核轉(zhuǎn)向傳動的零件在轉(zhuǎn)向和懸架變形時是否會與其它零件相碰。,19,行業(yè)特選,2. 轉(zhuǎn)向系的改裝要點 .1在轉(zhuǎn)向設(shè)備如拉桿和轉(zhuǎn)向臂附近安裝車身設(shè)備時要考慮轉(zhuǎn)向時的空間，要 在最大位

8、置時留下至少40mm間隙； .2轉(zhuǎn)向機構(gòu)中方向盤自由行程的檢查 在發(fā)動機怠速動轉(zhuǎn)時檢查方向盤的自由行程； 方向盤的自由行程為1535mm； 如果方向盤自由行程大于1535mm，順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘可使之減小，反之逆時針旋轉(zhuǎn)會增大自由行程 。 .3動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用注意事項： 嚴(yán)禁打死舵的時間超過5秒； 禁止轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)到死點繼續(xù)轉(zhuǎn)動方向盤； 禁止原地打方向； 各潤滑部位定時添加潤滑脂。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油液不足時及時添加動力轉(zhuǎn)向油； 檢查管路連接部位，確保無漏油現(xiàn)象,20,行業(yè)特選,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常見故障以及排除 一般來講引起方向重的原因有如下幾種： 1)助力泵故障 通過試驗判斷助力泵的泵壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值時，顯然

9、方向沉重與此有關(guān)。首先應(yīng)檢查流量控制閥與閥座的嚙合面、安全閥鋼球是否封閉不嚴(yán)。如果是流量閥或安全閥泄漏，可通過研磨的方法修復(fù)。其次再檢查安全閥的彈簧是否失效。這點可通過在彈簧后面加墊片的方法檢查，如果在彈簧后面增加一墊片后，最大泵壓有明顯增加，說明彈簧失效。如果這兩個部位都無問題，則應(yīng)拆卸解體助力泵，觀察葉片泵的腔壁是否磨損和拉傷。因腔壁拉傷會使高、低壓腔相通，從而造成壓力建立不起來。一般拉傷的原因都是油臟所至。如果方向突然沉重，則應(yīng)檢查是否是泵軸斷,21,行業(yè)特選,2)轉(zhuǎn)向機故障 通過檢查如果發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)向機助力油壓較低時，說明方向重的原因在轉(zhuǎn)向機。此時應(yīng)請專業(yè)廠家來進(jìn)行修理。一般來講轉(zhuǎn)向機故障

10、大部分是由于活塞、缸筒拉傷、或是活塞上密封圈損壞造成活塞兩腔相通，使助力壓力不能有效地建立。此外，活塞圓周面上的各種密封圈、轉(zhuǎn)向螺桿上的密封圈破損，也會造成高壓卸荷，而使助力壓力降底。 3)缺油，系統(tǒng)有空氣 如果助力系統(tǒng)缺油，造成系統(tǒng)內(nèi)有空氣，此時不僅轉(zhuǎn)向沉重，而且在轉(zhuǎn)向時還有噪音。此時按加油與放氣的程序進(jìn)行排氣即可 4)儲油罐內(nèi)回油濾清器堵塞 儲油罐內(nèi)回油濾清器長期不保養(yǎng)、更換，造成堵塞，使助力油循環(huán)不暢，造成回油背壓增大，同樣會使方向沉重。,22,行業(yè)特選,5) 兩個限位閥的密封圈失效，使活塞兩腔相通造成助 力失效 a、兩側(cè)方向都沉重 如果遇有方向沉重的故障，特別是向兩側(cè)打方向都沉重，應(yīng)當(dāng)

11、從兩個方面去查找原因：一方面查找轉(zhuǎn)向機械部分的原因，如果機械部分沒有問題，再查找轉(zhuǎn)向助力方面的原因。 引起方向沉重機械方面的原因主要在于轉(zhuǎn)向節(jié)。長時間不保養(yǎng)，使轉(zhuǎn)向立柱和襯套嚴(yán)重缺油、磨損甚至燒蝕，都會引起方向沉重。因此在保養(yǎng)時，必須向轉(zhuǎn)向立柱空腔內(nèi)注滿潤滑脂，而且每次注油時需用千斤將前橋支承起來，要注到立柱上、下兩支承面都有潤滑脂擠出為止，此時說明立柱與襯套間已注滿滑脂。轉(zhuǎn)向立柱的平面止推軸承如果嚴(yán)重磨損，或是損壞，也會造成方向重的故障。 如果汽車行駛時無規(guī)律地兩邊搖晃，方向不好掌握，說明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械傳動各機構(gòu)較松曠。例如前輪輪鼓軸承松曠、轉(zhuǎn)向軸扇齒與活塞直齒間隙過大、橫直拉桿球頭松曠、轉(zhuǎn)向

12、機固定螺絲松曠、前輪定位有較大的偏差等等。前輪鋼圈變形當(dāng)然也會引起方向的抖動，如果排除上述的機械原因，則很可能是轉(zhuǎn)向機內(nèi)定位轉(zhuǎn)向螺母的偏擺桿折斷或松曠所致。,23,行業(yè)特選,b、單邊轉(zhuǎn)向沉重 在實際中往往發(fā)生向一個方向轉(zhuǎn)向輕快，而向另一個方向轉(zhuǎn)向沉重的故障，這一般是由于負(fù)責(zé)密封一側(cè)高壓腔的密封件漏損所至。倒如轉(zhuǎn)向螺桿密封圈、活塞圓周上油道密封圈等。 還有一種情況應(yīng)當(dāng)注意，那就是轉(zhuǎn)向沉重，一側(cè)的限位閥封閉不嚴(yán)。封閉不嚴(yán)可能是調(diào)整不當(dāng)，使該限位閥大部分在常開位置，或是閥與閥座封閉不嚴(yán)，更多的情況是限位閥上兩個“0”型密封圈失效所致。 有的時候會發(fā)生向某一方面轉(zhuǎn)向時從頭至尾都很輕，而向另外一個方面打

13、方向時，開始很輕，每打到某一個位置，方向就突然沉重。這種故障一般來講是由于該方向的限位閥調(diào)整不當(dāng)，使車輪還沒有到極限位置時，限位閥就打開卸荷，此后方向立刻沉重。遇有此故障只要按上節(jié)所述進(jìn)行限位閥的重新調(diào)整就行了。,24,行業(yè)特選,c、轉(zhuǎn)向時有異響 轉(zhuǎn)向時有異響一般是機械部分，例如主銷與襯套損傷、立柱止推軸承損壞等造成。檢查時可以左、右打方向，觀察響聲的部位進(jìn)行 d、轉(zhuǎn)向時有噪音 轉(zhuǎn)向時有“吱、吱”的噪音，嚴(yán)重時轉(zhuǎn)向高壓油軟管都抖動，這顯然是缺油進(jìn)空氣所致。按照上節(jié)所述放空氣的方法將空氣排凈， e、快速打方向沉重 在轉(zhuǎn)向時如果慢慢打方向，方向還輕。如果在急轉(zhuǎn)彎時快速打方向，方向立刻就重。這說明在

14、快速打方向時，助力泵的有效排量不夠，助力油對油缸高壓腔的補充還跟不上活塞的運動，助力油壓得不到建立，因而反映轉(zhuǎn)向沉重的故障。這類故障主要在助力泵。如果助力泵流量控制閥泄漏、彈簧失效以及泵葉片與腔室表面嚴(yán)重磨損都會造成這種現(xiàn)象。,25,行業(yè)特選,g、方向搖晃或跑偏 方向跑偏的故障首先應(yīng)檢查機械部分和外界因素。 汽車行駛在拱形路面的一側(cè)上本身就有偏跑的傾向，當(dāng)拱形較大時跑偏就較為明顯是外界的因素造成的。 前輪兩邊輪胎氣壓不同、一邊是新輪胎另一邊是舊輪胎或左右胎磨損差異較大、前鋼板錯位(例如鋼板中心螺栓)、前輪定位偏差較大等都會造成方向跑偏。如果排除上述機械和外部因素，方向仍然嚴(yán)重跑偏，那就可能是轉(zhuǎn)向機內(nèi)控制轉(zhuǎn)向螺母偏擺桿初始位置調(diào)整不當(dāng)，使汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向螺母在偏置位置，偏置的滑閥總使活塞某一側(cè)產(chǎn)生高壓助力，造成汽車自動跑偏。 如果汽車行駛時無規(guī)律地兩邊搖晃，方向不好掌握，說明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械傳動各機構(gòu)較松曠。例如前輪輪鼓軸承松曠、轉(zhuǎn)向軸扇齒與活