【任务描述】
一部宝骏630轿车在转向时动力系统有“咔哒”声或震颤声,经维修人员初步检查怀疑是转向系统部件间隙过大造成的。请你根据维修手册相关要求,在规定时间内对该车转向系统进行检查与紧固,并自检完成后交付验收。
【学习目标】
一、知识目标
1.能描述转向系统零部件名称、功能及基本原理;
2.能叙述并执行转向系统检查与紧固操作规程;
3.能正确选择所需工、量具;
4.能按技术规范对转向系统实施检查及记录数据。
二、技能目标
1.会正确使用工、量具;
2.会正确操纵举升设备;
3.根据维修手册相关技术要求,安全规范地检查、紧固转向系统。
建议学时:4学时
【知识准备】
汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。
一、汽车转向系统应具备的要求
汽车转向系是汽车底盘中的一个重要组成部分,它负责保证车辆行驶过程中的方向稳定性能。对于汽车转向系,应具备以下要求:
1.操纵轻便,转向灵敏。
2.汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。
3.转向轮具有自动回正能力。
4.在行驶状态下,转向轮不得产生自振,转向盘没有摆动现象。
5.转向机和转向传动机构中应有间隙调整机构,转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小。
6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
二、汽车动力转向系统
借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。动力转向系统转向能源来自驾驶员的体力和发动机(或电动机),其中发动机(或电动机)占主要部分,通过转向加力装置提供。动力转向系统在正常情况下,驾驶员能轻松地控制转向,但如果转向加力装置失效时,就回到机械转向系统状态,一般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。图4.5.1为液压动力转向系统的基本组成图。
图4.5.1 液压动力转向系统的组成
三、汽车转向操纵机构和转向盘自由行程
1.汽车转向操纵机构
汽车转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱、万向节总成、回位环、接触环、转向轴护套等组成,如图4.5.2所示。转向轴与转向管柱通过轴承装配成一体,转向管柱上带有滑块,左边的调节手轮穿过转向柱套筒上的孔和滑块配合。转向柱套筒上安装有压缩弹簧,转向柱套筒同焊接在驾驶室前围上的转向柱支架在旋转支撑中心处相连,右边的调节手轮穿过转向柱套筒上的孔和转向柱支架上的滑块配合,用于调节转向盘的角度。
图4.5.2 转向操纵机构
轿车的转向操纵机构要求转向管柱必须装备能够缓和冲击的吸能装置。吸能装置的基本原理是:当转向轴受到较大冲击而产生轴向位移时,通过转向管柱或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等形式,吸收冲击的能量,从而对驾驶员起到缓和冲击的作用。
2.转向盘自由行程
在驾驶车辆过程中,向左或向右打方向盘,不使转向轮发生偏转而转向盘锁能转过的角度称为转向盘的自由行程。转向盘的自由行程是由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,并且这些间隙随零件的磨损而增大,因此在一定的范围内转动转向盘时,转向节并不马上同步转动,而是在消除这些间隙并克服机件的弹性变形后,才做相应的转动。转向盘自由行程对于缓和路面冲击,使驾驶操纵柔和,防止驾驶员过渡紧张等是有利的,但不宜过大,以免过分影响转向灵敏性和产生转向摇摆现象。转向盘的自由行程不应超过10°~15°,当超过25°~30°时,必须进行调整。如图4.5.3所示。
图4.5.3 转向盘自由行程
四、汽车转向传动机构
汽车转向传动机构的作用是把转向机输出的力和力矩传递给转向车轮,使车辆两侧的转向轮偏转从而实现汽车的转向,并且能够保证左右转向轮的偏转角协调变化。转向传动机构分为与非独立悬架配用的转向传动机构和与独立悬架配用的转向传动机构。
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由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向节、转向梯形臂、转向横拉杆等组成。在前桥仅为转向桥的情况下,由转向横拉杆和左、右梯形臂组成的转向梯形一般布置在前桥之后。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时,转向梯形臂与转向横拉杆在与道路平行的平面(水平面)内的交角大于90°,如图4.5.4(a)所示。在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下,为避免运动干涉,往往将转向梯形布置在前桥之前,此时上述交角小于90°,如图4.5.4(b)所示。
图4.5.4 与非独立悬架配用的转向传动机构
(1)转向摇臂。转向摇臂的结构形式如图4.5.5所示。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向机中摇臂轴的外端连接,小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。
图4.5.5 转向摇臂
(2)转向直拉杆。转向直拉杆的结构如图4.5.6所示。它是连接转向摇臂和转向节臂的杆件,具有传动和缓冲作用。在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,三者之间的连接件都是球形铰链。
图4.5.6 转向直拉杆
(3)转向横拉杆。转向横拉杆的结构如图4.5.7所示。其组成有横拉杆体和两个旋装在两端的拉杆接头。转向横拉杆的特点是长度可以调整,通过调整横拉杆的长度,可以调整前轮前束值。
图4.5.7转向横拉杆
(4)转向减震器。转向减震器是用来衰减由于道路不平而传递给转向盘的冲击、振动,防止转向盘“打手”,稳定汽车行驶方向。转向减振器的结构如图4.5.8所示,一端与车身(或前桥)铰接。其工作原理与悬架中的减振器相类似。
图4.5.8 转向减震器
2.与独立悬架配用的转向传动机构
当转向轮独立悬挂时,每个转向轮都需要相对于车架做独立运动,因而转向桥必须是断开式的。与此相应,转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。这种结构大多用于舒适性要求较高的轿车或客车上。
五、汽车转向器
转向系的作用是通过驾驶员的操作,根据需要改变汽车行驶的方向。转向器是转向系中最重要的部件,它的作用是增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。目前较常用的有齿轮齿条式、循环球式、循环球——齿条齿扇式、齿轮齿条液压助力式等。下面主要介绍两种类式的转向器。
1.齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器广泛应用于独立悬挂布置的小轿车上。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时,齿条便做直线运动,如图4.5.9所示。它的优点是结构简单,成本低廉,转向灵敏,体积小,可以直接带动横拉杆。有时,靠齿条来直接带动横拉杆,就可使转向轮转向。
图4.5.9 齿轮齿条式转向器工作示意图
齿轮齿条式转向器按结构形式可分两端输出式和中间输出式两种结构形式,如图4.5.10所示。
图4.5.10 齿轮齿条式转向器结构形式
2.齿轮齿条液压助力式转向器
齿轮齿条液压助力式转向器与机械转向器相比较,在结构上增加了转向油泵、转向油罐、转向油管、转向阀、转向油缸等部件。此转向器利用发动机的动力带动转向油泵使之产生高压转向液,再由油管把高压转向液送到相应的工作油腔来推动工作活塞,从而可以减轻驾驶员转动方向盘的力。如图4.5.11所示。
图4.5.11 齿轮齿条式液力转向器
【任务准备】
一、工、量具及材料的准备
1.设备及相关物品:举升机、宝骏630轿车及其维修手册、车内外护套、抹布。
2.工、量具:预置扭力扳手、普通扭力扳手、尖嘴钳、鲤鱼钳、120件套工具。
3.材料:宝骏630轿车转向系统配套规格的螺栓、螺母。
二、工作流程的准备
准备相关工、量具和物品——将车辆停驻在举升机平台的中央位置——拉紧驻车制动器,将变速杆置于空挡位置——安装车内护套——检查转向盘自由行程——左右转动转向盘检查转向系统是否有异响——举升车辆至合适高度——用力推拉横拉杆,检查球头磨损情况——检查球头锁紧螺母的紧固情况——调整预置扭力扳手至规定扭力——检查转向器与横梁紧固螺栓的紧固情况——车辆复位——整理工位
【实施步骤】
转向系的检查与紧固。
转向系的检查与紧固步骤按表4.5.1实施。
表4.5.1 转向系的检查与紧固步骤
【任务检验】
汽车转向系统检查紧固完成后应进行检验,启动发动机检查转向系统是否操纵轻便,转向时是否还有异响等。
【评价与反馈】
对本学习任务进行评价,如表4.5.2转向系的检查与紧固评分表所示。
表4.5.2 转向系的检查与紧固
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