轉向系統包括帶內置分配閥的轉向機 10(圖 1)、轉向柱 2、方向盤 1、動力缸 9、泵 3、油箱 4 以及軟管。
診斷轉向系統液壓系統工作狀況時,需牢記以下幾點:
- — 當滑閥通過中立位置(方向盤從中間位置向左/右轉動)且工作油液溫度為 (50±5) °C 時,壓力管路中的壓力不得超過 0.3 MPa(3 kgf/cm²);
圖 1. 轉向系統佈置圖:1 — 方向盤;2 — 轉向柱;3 — 泵;4 — 油箱;5 — 前軸;6 — 橫拉桿;7 — 制動鼓;8 — 縱拉桿;9 — 動力轉向缸;10 — 轉向機
- — 當曲軸轉速為 1500 min⁻¹ 且轉向輪處於極限位置(左或右)時,壓力管路中的最大壓力不得超過 11 MPa(110 kgf/cm²)。
偏心襯套 12 外表面的軸線相對於軸承 13 座孔的軸線偏移一個偏心量「h」,因此可通過轉動偏心襯套 12 來調整齒輪嚙合。
軸承 1 的預緊度通過墊片 9 進行調整。
圖 2. 轉向機:1 — 軸承;2 — 螺桿;3 — 殼體;4 — 齒條螺母;5 — 鋼珠;6 — 密封件;7 — 扭桿;8 — 齒扇;9 — 調整墊片;10 — 蓋;11 — 孔;12 — 偏心襯套;13 — 滑動軸承;14 — 銷;15 — 限壓閥蓋;16 — 螺塞;17 — 壓緊件;18 — 止推環;19 — 蓋;20 — 油封;21 — 螺母
帶內置分配閥和工作油液限壓閥的轉向機如圖 3 所示。
圖 3. 轉向機:1 — 調整墊片;2 — 螺桿;3 — 齒條螺母;4 — 殼體;5 — 分配閥;6 — 通道;7 — 齒扇;8, 15 — 偏心襯套;9 — 銷;10, 16, 28 — 蓋;11, 29 — 軸承;12 — 孔;13 — 限壓閥;14 — 環形槽;17, 27 — 側面;18, 26 — 滾輪;19, 25 — 槓桿;20 — 推桿;21 — 螺母;22 — 螺塞;23 — 閥體;24 — 鎖緊螺母
車輛上可安裝此轉向機(圖 3)。
動力轉向分配閥為滑閥式,內置於轉向機中。
滑閥體 6(圖 4)內有三道環形槽 C、E、D。
中間環形槽 E 與來自泵的工作油液進油通道「В」相連,而兩側環形槽 C 和 D 與回油通道 A 相連。
在滑閥體 6 的三個反應腔中,裝有可軸向自由移動的柱塞 25。
圖 4. 動力轉向分配閥:1 — 轉向機殼體;2, 4, 11, 13 — 軸承;3 — 螺母;5 — 密封圈;6 — 分配閥體;7 — 單向閥;8 — 鋼珠;9 — 分配閥蓋;10, 23 — 螺栓;12 — 套筒;14 — 調整墊片;15 — 密封唇口;16 — 止動環;17 — 環;18 — 輸入軸;19 — 銷;20 — 扭桿;21 — 密封圈;22 — 油封蓋;24 — 調整墊片;25 — 柱塞;26 — 滑閥;27 — 銷;28 — 螺絲;А — 工作油液回油通道;В — 來自泵的工作油液進油通道;К, Г — 工作油液進出動力缸腔體的通道;С, Е, D — 環形槽;М, N — 連接止推軸承腔與回油的孔;n — 間隙
閥體中心孔內安裝有滑閥 26,通過止推軸承 4 和 11 固定在套筒 12 上。套筒 12 通過花鍵與轉向機螺桿 28 無側隙連接(可軸向移動),並通過螺紋與輸入軸 18 連接。
輸入軸 18 與螺桿 28 的花鍵連接處留有間隙 n。
間隙的選取應保證滑閥的全行程。
此外,輸入軸 18 通過扭桿 20 與轉向機螺桿 28 相連。
中間環形槽 E 的通道內旋入有單向閥 7。
動力轉向系統的工作原理如下。
車輛直線行駛時,滑閥 5(圖 5)處於中立位置。來自泵 18 的工作油液經油管 11(見圖 5)進入滑閥體的中間環形槽 E(見圖 4),再經兩側環形槽 C 和 D(見圖 4)及油管 13(見圖 5)流回油箱。同時,油液填充柱塞 6 之間的反應腔,並通過閥體內的通道 К、Г(見圖 4)及油管 8(見圖 5)和 12 進入動力缸 17 的兩腔。
圖 5. 直線行駛時動力轉向系統工作原理圖:1 — 輸入軸;2 — 扭桿;3 — 套筒;4 — 軸承;5 — 滑閥;6 — 柱塞;7 — 軸;8, 11, 12, 13 — 油管;9 — 單向閥;10 — 油箱;14 — 轉向搖臂;15 — 縱拉桿;16 — 活塞桿;17 — 動力缸;18 — 泵;19 — 活塞;n — 軸 7 與輸入軸花鍵連接之間隙
圖 6. 左轉彎時動力轉向系統工作原理圖:1 — 輸入軸;2 — 扭桿;3 — 套筒;4 — 軸承;5 — 滑閥;6 — 柱塞;7 — 軸;8, 11, 12, 13 — 油管;9 — 單向閥;10 — 油箱;14 — 轉向搖臂;15 — 縱拉桿;16 — 活塞桿;17 — 動力缸;18 — 泵;19 — 活塞;n — 軸 7 與輸入軸花鍵連接之間隙
圖 7. 右轉彎時動力轉向系統工作原理圖:1 — 輸入軸;2 — 扭桿;3 — 套筒;4 — 軸承;5 — 滑閥;6 — 柱塞;7 — 軸;8, 11, 12, 13 — 油管;9 — 單向閥;10 — 油箱;14 — 轉向搖臂;15 — 縱拉桿;16 — 活塞桿;17 — 動力缸;18 — 泵;19 — 活塞;n — 軸 7 與輸入軸花鍵連接之間隙
當方向盤逆時針轉動(即輸入軸 1 逆時針轉動)時,通過螺紋連接,套筒 3 及其上的滑閥 5 沿軸 7 的花鍵向上做軸向移動。
在移動初始階段(系統壓力較低時),方向盤上的作用力主要由扭桿 2 產生,扭桿直接作用於輸入軸 1。
此時螺紋連接驅動滑閥移動,但幾乎不受力。
當滑閥移動(移動量受花鍵連接間隙 n 限制)時,環形槽 C(見圖 4)的進油被切斷。
來自泵的工作油液被送至中間環形槽 E,然後經閥體內通道 К 及油管 12(見圖 5)進入動力缸 17 的下腔。活塞 19 連同活塞桿 16 移動,使齒扇軸及轉向搖臂 14 順時針轉動,並通過縱拉桿 15 使轉向輪向左轉動。
動力缸上腔的油液則經油管 8 及閥體內通道 Г(見圖 4)進入環形槽 D,再經油管 13(見圖 5)流回油箱 10。
當方向盤順時針轉動時,套筒 3 及其上的滑閥 5 向下移動。
環形槽 D(見圖 4)的進油被切斷。
來自泵的工作油液進入中間環形槽 E,然後經通道 Г 及油管 8(見圖 5)進入動力缸的上腔。
活塞連同活塞桿移動,使轉向搖臂 14 逆時針轉動,並通過縱拉桿使轉向輪向右轉動。
動力缸下腔的油液則經油管 12 及閥體內通道 К(見圖 4)進入環形槽 C,再經油管 13(見圖 5)流回油箱。
當轉向輪轉動阻力矩增大時,系統中的油液壓力(以及反應腔內的壓力)隨之升高,從而使方向盤上的作用力成比例增大。
這樣,駕駛員便產生了「路感」。
當方向盤上的作用力解除時,扭桿 2 和柱塞 6 將滑閥推回中立位置。
當泵不工作或助力不足時,輸入軸 1 與軸 7 花鍵連接處的間隙 n 被消除,方向盤的作用力如同無助力轉向系統一樣傳遞。
此時單向閥 9 將工作油液從動力缸的一個腔旁通到另一個腔。
轉向系統可能發生的故障及其排除方法
左右轉向時方向盤作用力過大:
- — 油箱內油位過低。打開油箱,在發動機運轉時加油至油尺上限標記。檢查系統密封性,必要時修復損壞處。
- — 液壓系統中有空氣。檢查吸入管接頭和泵軸密封的密封性。排除轉向液壓系統中的空氣,並補充機油。
- — 動力缸活塞密封損壞。更換動力缸活塞密封,必要時擰緊活塞在活塞桿上的固定螺母。
- — 泵的流量壓力閥工作不良(外來顆粒進入鋼珠下方或柱塞與閥體之間)。從泵中取出帶彈簧的柱塞,解體、清洗並檢查。不允許柱塞在泵體內卡滯。
- — 轉向輪轉到左或右極限位置後,限壓閥柱塞不回位。拆下限壓閥,清洗、清潔,排除柱塞卡滯。
直線行駛時車輛操控性差:
- — 油箱內油位過低。在發動機運轉時將油箱加至上限標記。
- — 油位正常但系統中有空氣進入。排除吸入空氣,並對液壓系統進行排氣。
- — 轉向機本身固定鬆動或板簧 U 形螺栓固定鬆動。檢查並排除故障。
- — 車輪前束失準。調整前束。
- — 轉向機軸間隙過大。調整螺桿軸承預緊度及嚙合間隙。
- — 轉向柱萬向節徑向間隙過大。更換萬向節。
高轉速時方向盤作用力過大:
- — 流量壓力閥工作不良。從泵中取出柱塞,解體、清洗並檢查。
- — 泵因零件磨損無法提供足夠的供油量。更換泵。
行駛中方向盤抖動:
- — 轉向輪或制動鼓動不平衡。對轉向輪和制動鼓進行動平衡或更換。
轉向輪自行轉向極限位置:
- — 輸入軸與滑閥驅動套筒連接不正確。拆下分配閥,正確連接輸入軸與滑閥驅動套筒。
泵工作時噪音過大:
- — 油箱內油位過低。向油箱加註機油。
- — 油液中有空氣。檢查吸入管接頭和泵軸密封的密封性。排除轉向液壓系統中的空氣,並補充機油。