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1、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器功能簡(jiǎn)介 及工作原理 二 OO九年三月三十日 目 錄 第一部分：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概況 第二部分：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類和功能 第三部分：動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 第四部分：動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作原理 第五部分：動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 第六部分：結(jié)束語(yǔ) 第一部分 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概況 由于汽車載重量和自重的增加，汽車在轉(zhuǎn)向過(guò)程中所需克 服的前輪阻力也將隨著前橋負(fù)荷相應(yīng)增加，從而要求加大作用 在轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力，使駕駛員感到轉(zhuǎn)向沉重。當(dāng)前橋負(fù)荷已 經(jīng)達(dá)到某一數(shù)值后，僅僅依靠人力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向就非常費(fèi)力。為 使駕駛員操縱輕便和提高車輛的機(jī)動(dòng)性，目前最有效
2、的方法是 在汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中加裝轉(zhuǎn)向加力裝置，依靠發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)轉(zhuǎn)向助力泵，以液力來(lái)增大駕駛員操縱前輪轉(zhuǎn)向的力量。這 樣，駕駛員就可以輕便靈活地操縱噸位較大的車輛，大大地減 輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了行駛安全性。一般把采用了轉(zhuǎn)向加力裝置 的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為“動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ”。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概況 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概況 目前國(guó)內(nèi)載重量在 5噸以上的載重汽車、自卸車、 變型車等全部都裝有轉(zhuǎn)向加力裝置?，F(xiàn)在，在豪華旅行 車、中高檔轎車上，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)配置， 從而大大提高了這些汽車的轉(zhuǎn)向輕便性和機(jī)動(dòng)性；部分 農(nóng)用車、輕型汽車等也開(kāi)始選裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。隨著汽 車工業(yè)的發(fā)展，新技術(shù)的不斷
3、使用，近年來(lái)，國(guó)外先進(jìn) 的汽車企業(yè)紛紛推出電動(dòng)轉(zhuǎn)向 。 第二部分 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類和功能 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 按照動(dòng)力源形式分，可以分為液壓式、氣動(dòng) 式和電動(dòng)式。 液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照油液的流動(dòng)形式可 以分為常流式和常壓式。目前大部分車型都采用 常流式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。常流式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在汽 車行駛過(guò)程中，助力泵從油罐吸入油液，又被油 泵排出，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向控制閥回到油罐，一直處以常 流狀態(tài)。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油泵常處在不工作 狀態(tài)，所以油泵的壽命比較長(zhǎng)、消耗的功率也小， 在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 常流式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器按
4、照控制閥形式可以分 為滑閥式和轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器； 按照動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)閥和轉(zhuǎn)向器的相互位置可 以分為整體式和分置式； 根據(jù)傳動(dòng)方式可以分為循環(huán)球式和齒輪齒 條式。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類 我們主要介紹整體式循環(huán)球動(dòng)力轉(zhuǎn)向器和齒 輪齒條轉(zhuǎn)向器。它集機(jī)械轉(zhuǎn)向器、動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向 控制閥于一體，和轉(zhuǎn)向助力泵、轉(zhuǎn)向油罐、橫直 拉桿、球頭、油管等共同組成汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 是汽車上的兩大保安件之一。轉(zhuǎn)向助力泵負(fù)責(zé)提 供動(dòng)力源，而轉(zhuǎn)向器則是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的終端執(zhí)行機(jī) 構(gòu)。 循環(huán)球動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置圖 齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向器液壓系統(tǒng)布置圖 齒輪齒條動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
5、布置圖 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 1、使用安全可靠 在動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要充分考慮到汽車的安 全性，必須保證汽車在各種惡劣的工況下都能安全行駛。 一般在液壓加力裝置中，都采用了具有較大工作壓 力和足夠流量的轉(zhuǎn)向助力泵，選用了合適直徑的動(dòng)力缸， 提供足夠的推力，以保證汽車在惡劣的工況下能按一定的 速度轉(zhuǎn)向行駛。為保證油泵安全工作，系統(tǒng)中設(shè)有安全閥， 其開(kāi)啟壓力既能滿足轉(zhuǎn)向加力的需要，又能保證油泵工作 安全可靠，在油壓超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)自動(dòng)卸荷。 當(dāng)輪胎突然爆破時(shí)，前輪會(huì)有向一側(cè)偏斜的傾向。由 于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中動(dòng)力缸的阻力和分配閥在此時(shí)可以反向 接通，將阻止
6、車輪突然向一側(cè)偏移，保證行駛的安全。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 2、轉(zhuǎn)向靈敏，操縱輕便 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能按駕駛員的意圖輕便而迅速地使汽車 轉(zhuǎn)向，使操作靈敏地放映到車輪上，從而保證了轉(zhuǎn)向靈敏、 操縱輕便。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向的性能一般用轉(zhuǎn)向手力特性表示，即轉(zhuǎn)向手力 和輸出載荷（用工作壓力代表）的關(guān)系曲線。典型的手力特 性曲線如下圖所示。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 該曲線表示了動(dòng)力轉(zhuǎn)向器隨著手力增加輸出載荷增大的 不同情況。在低輸入手力和高輸入手力時(shí)，兩者輸出載荷增 加的速度顯然是不同的。設(shè)計(jì)時(shí)要求在直線行駛位置附近， 由于轉(zhuǎn)向阻力較
7、小，希望外助力作用增加的小一些，機(jī)械轉(zhuǎn) 向的程度相對(duì)大一些，使駕駛員在此小角度范圍轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)地 面阻力變化的感覺(jué)更直接一些。在大角度轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向阻力 較大，希望外助力大一些，使駕駛員轉(zhuǎn)向輕便些，即此時(shí)輸 出載荷應(yīng)明顯增加。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 3、有道路感覺(jué)（路感效應(yīng)） 在裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的各種汽車，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能及時(shí)地把 地面阻力的情況成正比例地反映到方向盤上，使駕駛員對(duì)道 路變化情況心中有數(shù)，即有“路感”。 轉(zhuǎn)向手力特性直接決定該動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的路感，路感的大 小與轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系，通常用轉(zhuǎn)向區(qū)段的路感強(qiáng)度值 來(lái)表示。路感強(qiáng)度的定義為轉(zhuǎn)向手力增加單位值時(shí)
8、相應(yīng)輸出 載荷的變化量。 在轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)改變扭桿的剛度 和轉(zhuǎn)閥刃口的過(guò)流面積來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)向手力特性供用戶選用。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 4、維持直線行駛，保證車輪自動(dòng)回正 汽車在行駛中能夠自動(dòng)維持直線運(yùn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)向后車輪能 自動(dòng)回正，都是由汽車前輪定位保證的。裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 的各種汽車，其液壓加力裝置不僅不妨礙前輪定位的功能， 而且還有各種輔助裝置來(lái)維持汽車的直線行駛和保證車輪自 動(dòng)回正。 汽車在直線行駛時(shí)，路面的凹凸不平將引起閥的振動(dòng)， 為保證動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制閥不因振動(dòng)而開(kāi)啟，出現(xiàn)自行加 力轉(zhuǎn)向的情況，在控制閥中都有使滑閥或轉(zhuǎn)閥
9、自動(dòng)對(duì)中的彈 性元件，如回位彈簧、扭桿等。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能 5、有隨動(dòng)作用 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)本身就是一個(gè)隨動(dòng)系統(tǒng)，它能隨系統(tǒng)輸入 訊號(hào)的變化而動(dòng)作。由于控制閥本身所具有的功能，即轉(zhuǎn)向 手力和輸出載荷存在一定的關(guān)系，所以它總是能隨著輸入訊 號(hào)的變化自動(dòng)地改變油泵供給動(dòng)力缸工作油壓的方向，隨著 駕駛員的動(dòng)作按需要的方向和路面阻力的大小起轉(zhuǎn)向加力作 用。這就是汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的隨動(dòng)作用。關(guān)于這一點(diǎn)，在 后面將會(huì)有更詳細(xì)的述及。 第三部分 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 如圖所示，轉(zhuǎn)向器主要由殼體、轉(zhuǎn)向螺母、搖臂軸、 轉(zhuǎn)向
10、控制閥和一些密封件、標(biāo)準(zhǔn)件組成，殼體相當(dāng)于一個(gè)動(dòng) 力油缸，轉(zhuǎn)向螺母即是螺母，又是活塞，又是齒條，承當(dāng)著 液壓助力，把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械力；搖臂軸則把機(jī)械力轉(zhuǎn)化 為力矩輸出，帶動(dòng)橫直拉桿實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向控制閥負(fù)責(zé) 油液的分配，按照駕駛員的意志負(fù)責(zé)提供車輪左轉(zhuǎn)向或右轉(zhuǎn) 向的液壓能源，相當(dāng)于人的大腦指揮系統(tǒng)，是轉(zhuǎn)向器的核心 部件，也是轉(zhuǎn)向器性能集中體現(xiàn)之所在。 從機(jī)械結(jié)構(gòu)看，它是典型的二級(jí)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：第一級(jí) 傳動(dòng)：由方向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)向螺母的直線運(yùn)動(dòng)；第 二級(jí)傳動(dòng)：由轉(zhuǎn)向螺母的直線運(yùn)動(dòng)，即齒條的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為扇 齒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而輸出力矩。根據(jù)人們駕駛車輛的習(xí)慣，
11、減速范圍一般取 1624： 1。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 從液壓結(jié)構(gòu)看，它是典型的三位四通 H型方向閥。汽車 的行駛方向有三種：左轉(zhuǎn)向、直線行駛、右轉(zhuǎn)向，因此涉及 到的油路也必須和汽車行駛要求相一致。它的油路有四個(gè)通 道，一個(gè)是進(jìn)油通道 P，一個(gè)是回油通道 T，一個(gè)是左轉(zhuǎn)向通 道 A，一個(gè)是右轉(zhuǎn)向通道 B。如圖所示： 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)（循環(huán)球動(dòng)轉(zhuǎn)分解圖） 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)（齒輪齒條分解圖） 第四部分 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 這里主要是介紹轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用原理。 由上面的液壓結(jié)構(gòu)部分可以看出，當(dāng)汽車在直線行駛時(shí) （即中間位置時(shí)），
12、轉(zhuǎn)向助力泵輸出的油液通過(guò)轉(zhuǎn)閥分配， 四個(gè)油路通道全部接通，油液直接流回到轉(zhuǎn)向油罐，控制閥 處于常開(kāi)狀態(tài)。動(dòng)力缸兩腔無(wú)壓力差，轉(zhuǎn)向螺母保持靜止?fàn)? 態(tài)，搖臂軸不輸出力矩。如圖所示： 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 轉(zhuǎn)向器工作狀態(tài)圖 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 左轉(zhuǎn)向工作原理 如下圖所示，方向盤通過(guò)轉(zhuǎn)向管柱和閥芯連 在一起，閥芯和螺桿通過(guò)扭桿連接在一起，螺桿和 螺母以鋼球?yàn)閭鲃?dòng)介質(zhì)，以螺紋的方式進(jìn)行連接， 螺母和搖臂軸以齒輪齒條嚙合的方式進(jìn)行連接，搖 臂軸通過(guò)轉(zhuǎn)向垂臂、拉桿、轉(zhuǎn)向臂等和車輪連接。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原
13、理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 當(dāng)駕駛員向左轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，即給轉(zhuǎn)向器輸入了一個(gè) 向左轉(zhuǎn)的信號(hào)。由于地面轉(zhuǎn)向阻力大，起初車輪、搖臂軸、 轉(zhuǎn)向螺母、轉(zhuǎn)向螺桿均保持不動(dòng)，閥芯在外力（方向盤轉(zhuǎn)動(dòng) 力）的作用下，將克服扭桿的彈簧作用力，帶動(dòng)閥套產(chǎn)生角 位移，使向左的油口打開(kāi)，向右的油口關(guān)閉，這樣，來(lái)自油 泵的液壓油通過(guò)左油口流到轉(zhuǎn)向器的下腔，由于地面阻力較 大，在轉(zhuǎn)向螺母上產(chǎn)生一個(gè)較大的阻力，使下油腔的壓力持 續(xù)升高，直到把轉(zhuǎn)向螺母推動(dòng)，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 這個(gè)過(guò)程是動(dòng)態(tài)的：車輪的轉(zhuǎn)向阻力越大，那么所需的 壓力越高；車輪轉(zhuǎn)向阻力減小，那么在轉(zhuǎn)向螺母上產(chǎn)生
14、的力 也會(huì)減小，工作腔油壓也會(huì)相應(yīng)降低，降低到仍能維持車輪 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)為止。此時(shí)，另一腔的油液在轉(zhuǎn)向螺母的推動(dòng)下沿 著回油通道回到轉(zhuǎn)向油罐。當(dāng)方向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在扭桿彈 簧力的作用下，閥套回到中間位置，使兩腔壓力平衡，使車 輪保持直線行駛。所以動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一個(gè)典型的隨動(dòng)系 統(tǒng)，所有的過(guò)程都是在動(dòng)態(tài)的情況下實(shí)現(xiàn)的。 右轉(zhuǎn)向的原理和左轉(zhuǎn)向的原理相同。 左轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)模擬圖 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器原理圖（左轉(zhuǎn)向） 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 齒輪齒條中間位置時(shí)的工作狀態(tài) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的幾個(gè)重要參數(shù) 1、前橋負(fù)荷 確定轉(zhuǎn)向器所適
15、用的前軸負(fù)荷： 根據(jù)半經(jīng)驗(yàn)公式： M=1/3 U G13/P 其中： M ：車輪轉(zhuǎn)向阻力矩 U ：輪胎與地面的滑動(dòng)磨擦系數(shù)，一般取 U=0.7 G1：前軸負(fù)荷 P：前輪氣壓 按照經(jīng)驗(yàn)公式，可以簡(jiǎn)化為： M=0.7G1 轉(zhuǎn)向阻力矩 M即為轉(zhuǎn)向器要求輸出的最大扭矩 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 2、傳動(dòng)比 i 傳動(dòng)比是反映汽車轉(zhuǎn)向靈敏的一個(gè)重要參數(shù)。裝動(dòng)轉(zhuǎn)的 卡車要求轉(zhuǎn)向不需要太靈敏，而輕型車和轎車要求轉(zhuǎn)向靈 敏，所以，對(duì)它們的傳動(dòng)比要求不一樣。對(duì)于機(jī)械轉(zhuǎn)向器來(lái) 說(shuō)，傳動(dòng)比是轉(zhuǎn)向器的輸出力矩和輸入力矩的比值，傳動(dòng)比 大，可以操
16、舵省力，但傳動(dòng)效率降低，轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)將 增多。 傳動(dòng)比計(jì)算公式： 循環(huán)球： i = mz/p m:齒輪模數(shù) z: 齒輪整園齒數(shù) p：螺桿螺距 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 齒輪齒條的線角傳動(dòng)比公式 i =mn z/cos mn： 齒輪模數(shù) z : 齒輪齒數(shù) cos：齒輪法向傾角 齒輪齒條的線角傳動(dòng)比表示齒輪轉(zhuǎn)一圈齒條移動(dòng)的距離。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 3、流量 Q 轉(zhuǎn)向助力泵必須提供給轉(zhuǎn)向器合適的流量，轉(zhuǎn)向器才能 最有效地工作。流量選大了，系統(tǒng)背壓偏高，對(duì)轉(zhuǎn)向助力泵
17、和系統(tǒng)的效率都非常不利，選小了，又會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向沉重、轉(zhuǎn) 向滯后等非常嚴(yán)重的影響。轉(zhuǎn)向油泵工作流量的選取是根據(jù) 方向盤最大瞬時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)算的。先計(jì)算出滿足方向盤最大瞬時(shí) 轉(zhuǎn)速所需的理論流量 Q0，再確定實(shí)際需要的流量 Q1。 汽車方向盤的最大轉(zhuǎn)速 n對(duì)于轎車來(lái)說(shuō)，按 1.5 r/s計(jì) 算，對(duì)于其他車輛來(lái)說(shuō)按照 1.25 r/s計(jì)算。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器所需流量計(jì)算公式： Q0=60 T N S L/min T : 轉(zhuǎn)向器的螺桿螺距 一般來(lái)說(shuō)， 70缸徑以下的產(chǎn)品按 9.525mm選取， 7080 缸徑（含）的產(chǎn)品按 11.5mm選取，
18、85缸徑以上的按 13.5mm選取。 N : 轉(zhuǎn)向盤最大瞬時(shí)轉(zhuǎn)速 S : 轉(zhuǎn)向器的助力缸徑 Q1=(1.52) Q0 + Q2 經(jīng)驗(yàn)公式 Q1 : 實(shí)際需要的流量 L/min Q2 : 轉(zhuǎn)向器允許的內(nèi)泄漏值。一般規(guī)定 15% Q1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 舉例計(jì)算解放 151六平柴轉(zhuǎn)向器所需的流量： 與解放 151六平柴相配套的轉(zhuǎn)向器的助力缸徑 100mm， 螺桿螺距 13.5mm Q0=60 1.25 13.5 1/4 3.14 1002/106 =7.95 L/min 8L/min Q1=(1.52)
19、 8 + Q2 Q2= 0.15Q1 Q1= 14 18.8 L/min 取 Q1 =16 L/min 可以滿足轉(zhuǎn)向器的供油要求。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 齒輪齒條動(dòng)轉(zhuǎn)所需流量的計(jì)算公式 理論流量計(jì)算公式： Q0 = 60 1.5r/s i S/106 L / min i：線角傳動(dòng)比，表示方向盤轉(zhuǎn)一圈齒條移動(dòng)的距離 S：有效缸徑： S=1/4 （ D12 D22) D1 : 缸筒直徑（ mm) D2 : 齒條直徑 (mm) Q1=(1.52) Q0 + Q2 經(jīng)驗(yàn)公式 Q1 :
20、 實(shí)際需要的流量 L/min Q2 : 轉(zhuǎn)向器允許的內(nèi)泄漏值。一般規(guī)定 15% Q1 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 舉例計(jì)算配捷達(dá)轎車的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的流量計(jì)算： 該轉(zhuǎn)向機(jī)的相關(guān)參數(shù)： Mn=1.75 Z=8 =9 deg 缸筒直徑 D1=37.5mm 齒條直徑 D2=22mm 代入公式計(jì)算 Q0= 2.9 L /min Q1=(1.52) Q0 +0.15Q1 計(jì)算出 Q1 = 56.8 L/min 實(shí)際選取流量為 6L/min,是比較合理的。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 對(duì)于雙橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還需要根據(jù)整車的配置情況，進(jìn)行系 統(tǒng)流量分析
21、： 雙橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)除滿足轉(zhuǎn)向器的供油量外，還必須滿足隨動(dòng) 轉(zhuǎn)向助力器（簡(jiǎn)稱隨動(dòng)器）的供油需要。隨動(dòng)器的流量計(jì)算 方式參照液壓缸的流量計(jì)算。 現(xiàn)在有很多轉(zhuǎn)向器，不論單雙橋都適用，裝雙橋車的時(shí)候 只需要把隨動(dòng)器接口打開(kāi)就行了。所以哪怕是同一型號(hào)的方 向機(jī)，它所選配的助力泵未必是相同的，所以一定要根據(jù)整 車的情況，明確裝車狀態(tài)，才能選擇合適流量的助力泵。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 4、壓力 P 壓力的選取從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)并沒(méi)有多大的意義。只是針對(duì) 國(guó)內(nèi)的狀況，超載現(xiàn)象層出不窮，所以主機(jī)廠在用戶的反饋 下，屢屢提出系統(tǒng)壓力需要提高。其實(shí)，前橋的負(fù)荷和轉(zhuǎn)向 器的缸徑選取有關(guān)
22、，壓力高無(wú)非是承載能力高一點(diǎn)罷了。以 前曾流行高壓技術(shù)的研究，但現(xiàn)在也偃旗息鼓，未見(jiàn)動(dòng)靜， 也就是說(shuō)，研究高壓技術(shù)沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的意義。 常規(guī)的循環(huán)球轉(zhuǎn)向器壓力一般取 1015MPa，齒輪齒條式 轉(zhuǎn)向器一般取 8MPa左右，這個(gè)范圍內(nèi)的壓力基本能滿足車 輛的原地轉(zhuǎn)向需要。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器工作原理 壓力取高，對(duì)轉(zhuǎn)向器本身沒(méi)有多大的影響，但 對(duì)泵的影響比較大。這一點(diǎn)主要是體現(xiàn)在方向打死 舵的情形。國(guó)外的轉(zhuǎn)向器都有行程限位閥，而國(guó)內(nèi) 很多產(chǎn)品都沒(méi)有裝，有些哪怕是裝了，產(chǎn)品質(zhì)量也 難以保證，無(wú)法保證在即將到達(dá)極限位置時(shí)轉(zhuǎn)向器 能夠卸荷，這樣將會(huì)使油泵的壓力和油溫
23、急劇升 高，這將嚴(yán)重加劇轉(zhuǎn)向泵的磨損并提早損壞。所以 壓力越高，系統(tǒng)的可靠性就越差。 第五部分 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 轉(zhuǎn)向器的拆裝修理必須在規(guī)定的清潔條件 下，以及必須要有一定修理技能的人員還要依據(jù) 于一定的工具和設(shè)備才能完成。因此一般來(lái)說(shuō)不 允許不具備條件的單位進(jìn)行拆裝和修理，而且轉(zhuǎn) 向器作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的終端執(zhí)行單元，一般情況下 并不一定是它的問(wèn)題，因此有必要對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)的故障模式進(jìn)行分析并逐一排查。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 1)助力泵故障 通過(guò)試驗(yàn)判斷助力泵的泵壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，顯
24、然方向沉重與此有關(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(guò)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(diǎn)可通過(guò)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(shuō)明彈簧失效。如果這兩個(gè)部位都無(wú)問(wèn)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(huì)使高、低壓腔相通，從而造成壓力建立不 起來(lái)。一般拉傷的原因都是油臟所至。如果方向突然沉 重，則應(yīng)檢查是否是泵軸斷裂所致。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 2)轉(zhuǎn)向器故障 通過(guò)檢查如果發(fā)現(xiàn)是轉(zhuǎn)向器助力油壓較低時(shí)，說(shuō)明方
25、 向重的原因在轉(zhuǎn)向機(jī)。此時(shí)應(yīng)請(qǐng)專業(yè)廠家來(lái)進(jìn)行修理。一般 來(lái)講轉(zhuǎn)向機(jī)故障大部分是由于活塞、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(huì)造成高壓卸荷，而使助力壓力降底。 3)缺油，系統(tǒng)有空氣 如果轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)缺油，造成系統(tǒng)內(nèi)有空氣，此時(shí)不 僅轉(zhuǎn)向沉重，而且在轉(zhuǎn)向時(shí)還有噪音。此時(shí)按說(shuō)明書上闡述 的加油與放氣程序進(jìn)行排氣即可。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 4) 儲(chǔ)油罐內(nèi)回油濾清器堵塞 儲(chǔ)油罐內(nèi)回油濾清器長(zhǎng)期不保養(yǎng)、更換，造成堵塞， 使液壓油循環(huán)不暢，造成回油背壓增大，同樣會(huì)使
26、方向沉重。 5) 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)從兩個(gè)方面去查找原因：一方面查找機(jī)械轉(zhuǎn)向部分 的原因，如果機(jī)械部分沒(méi)有問(wèn)題，再查找動(dòng)力轉(zhuǎn)向方面的原 因。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 引起轉(zhuǎn)向沉重機(jī)械方面的原因主要在于轉(zhuǎn)向節(jié)。長(zhǎng)時(shí)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(huì) 引起方向沉重。因此在保養(yǎng)時(shí)，必須向轉(zhuǎn)向立柱空腔內(nèi)注滿 潤(rùn)滑脂，而且每次注油時(shí)需用千斤頂將前橋支承起來(lái)，要注 到立柱上、下兩支承面都有潤(rùn)滑脂擠出為止，此時(shí)說(shuō)明主銷 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
27、會(huì)造成方向重的故障。 機(jī)械部分的故障可以用眼觀察轉(zhuǎn)向立柱、轉(zhuǎn)向節(jié)的外觀 和用搬動(dòng)前輪來(lái)感受一下前輪左、右擺動(dòng)的阻力來(lái)檢查。如 果通過(guò)檢查轉(zhuǎn)向機(jī)械部分沒(méi)有問(wèn)題，那么顯然是轉(zhuǎn)向助力部 分產(chǎn)生故障。我們可以通過(guò)上面介紹的方法，即迅速又準(zhǔn)確 地查出引起方向重故障的部位，然后通過(guò)拆檢，查明故障的 原因。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 6)單邊轉(zhuǎn)向沉重 在實(shí)際中往往發(fā)生向一個(gè)方向轉(zhuǎn)向輕快，而向另一個(gè)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
28、 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(kāi)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(gè)“ 0”型密封圈失效所致。 有的時(shí)候會(huì)發(fā)生向某一方面轉(zhuǎn)向時(shí)從頭至尾都很輕，而 向另外一個(gè)方面打方向時(shí)，開(kāi)始很輕，每打到某一個(gè)位置， 方向就突然沉重。這種故障一般來(lái)講是由于該方向的限位閥 調(diào)整不當(dāng)，使車輪還沒(méi)有到極限位置時(shí)，限位閥就打開(kāi)卸 荷，此后方向立刻沉重。遇有此故障只要將限位閥的位置重 新調(diào)整就行了。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 7)轉(zhuǎn)向時(shí)有異響 轉(zhuǎn)向時(shí)有異響一般是機(jī)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(shí)可以左、右打方向，觀察
29、響聲的部位進(jìn)行拆檢。 8)轉(zhuǎn)向時(shí)有噪音 轉(zhuǎn)向時(shí)有“吱、吱”的噪音，嚴(yán)重時(shí)轉(zhuǎn)向高壓油軟管都 抖 動(dòng)，這顯然是缺油進(jìn)空氣所致。按照說(shuō)明書所述放空氣的方 法將空氣排凈，故障自然消除。 9)快速打方向沉重 在轉(zhuǎn)向時(shí)如果慢慢打方向，方向還輕。如果在急轉(zhuǎn)彎 時(shí)快速打方向，方向立刻就重。這說(shuō)明在快速打方向時(shí)，助 力泵的有效排量不夠，助力油對(duì)油缸高壓腔的補(bǔ)充還跟不上 活塞的運(yùn)動(dòng)，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(huì)造成這種現(xiàn)象。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 10)方向回位較困難
30、一般車輛都有轉(zhuǎn)向自動(dòng)回位的功能。液壓助力的汽車， 由于液壓阻尼的作用，自動(dòng)回位的功能有所減弱，但還應(yīng)保 持一定的自動(dòng)回位的能力。如果回位時(shí)，也要象轉(zhuǎn)向時(shí)那樣 施力，就說(shuō)明回位功能有故障。這種故障一般都發(fā)生在轉(zhuǎn)向 機(jī)械部分。例如轉(zhuǎn)向節(jié)主銷與襯套缺油而燒損、轉(zhuǎn)向橫、直 拉桿接頭缺油而銹蝕、方向盤與轉(zhuǎn)向機(jī)聯(lián)接的操縱軸萬(wàn)向節(jié) 缺油或別勁以及轉(zhuǎn)向機(jī)的轉(zhuǎn)向軸扇齒與活塞直齒嚙合太緊等 等，都會(huì)造成這種故障。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 11)方向搖晃或跑偏 方向跑偏的故障首先應(yīng)檢查機(jī)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(shí)跑偏就較為明顯，這
31、是屬外界的因素造成的。 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(cuò)位 (例如鋼板中心螺栓 )、 前輪定位偏差較大等都會(huì)造成方向跑偏。如果排除上述機(jī)械 和外部因素，方向仍然嚴(yán)重跑偏，那就可能是轉(zhuǎn)向器內(nèi)轉(zhuǎn)向 控制閥對(duì)中時(shí)初始位置調(diào)整不當(dāng)，使汽車直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向 控制閥偏離中間位置，導(dǎo)致油壓差存在，使活塞總向某一側(cè) 產(chǎn)生高壓助力，造成汽車自動(dòng)跑偏。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 如果汽車行駛時(shí)無(wú)規(guī)律地兩邊搖晃，方向不好掌握， 說(shuō)明轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)各機(jī)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(guò)大、橫直拉桿球頭松曠、 轉(zhuǎn)向器
32、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(huì)引起方向的抖動(dòng)，如果排除上述的機(jī)械原 因，則很可能是轉(zhuǎn)向器內(nèi)控制閥損壞所致。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 12)轉(zhuǎn)向機(jī)漏油 轉(zhuǎn)向機(jī)向外漏油不外乎是幾個(gè)位置：轉(zhuǎn)向機(jī)上蓋、側(cè)蓋和轉(zhuǎn) 向臂軸聯(lián)接處。這三個(gè)部位都有密封圈，更換新的油封和密 封圈就可解決。如果其它部位漏油就很可能是轉(zhuǎn)向器殼體沙眼或 裂痕。細(xì)小的裂痕和沙眼可以用樂(lè)泰 290高滲透性密封膠來(lái)堵漏。 13)、助力泵漏油 如果從助力泵后端蓋漏油，顯然是后端蓋密封圈破損，這是 比較容易發(fā)現(xiàn)的。實(shí)際中還有一種難于發(fā)現(xiàn)的故障，這就是轉(zhuǎn)向 油罐里的油不斷減少 (
33、總需要補(bǔ)充 )，而發(fā)動(dòng)機(jī)油底內(nèi)的機(jī)油卻不斷 增多或者表面上看起來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)絲毫不燒機(jī)油。放出部分油底機(jī)油 觀察沒(méi)有什么異?，F(xiàn)象，也嗅不出什么其它的異味，這種情況屬 于助力泵驅(qū)動(dòng)軸端的油封漏油所至。助力泵低壓油腔的液壓油由 油封漏至發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)齒輪室，流人油底殼，而液壓油與機(jī)油混合 很難分辯。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的故障模式分析 14)部分制動(dòng)時(shí)方向擺動(dòng) 汽車在全負(fù)荷急剎車時(shí)工作正常，就是在輕輕踩剎車 時(shí)前輪發(fā)擺。這一現(xiàn)象在許多車上都見(jiàn)到過(guò)。引起這一故障 的原因是多方面的。但絕大部分是因前制動(dòng)鼓失圓所致。當(dāng) 制動(dòng)鼓失圓時(shí)，輕踩剎車會(huì)使左、右車輪分別間歇制動(dòng)造成 車輪發(fā)擺。前輪各部位聯(lián)接松曠往往也會(huì)造成這種故障。
動(dòng)力轉(zhuǎn)向器功能簡(jiǎn)介及工作原理.ppt
