汽车转向系基础知识

    汽车在行驶过程中，需要经常改变行驶方向，这就必须有一套用来控制汽车行驶方向的机构——汽车转向系。汽车转向系按转向能源的不同，可分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，如图3-1所示。当驾驶员转向盘时，通过转向轴、转向万向节、转向传动轴，将转向器力矩输入转向器，经转向器将转向力矩增大后传到转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂，使左转向节绕主销偏转，与此同时，左梯形臂带动转向横拉杆，有梯形臂使右转向节绕主销向同一方向偏转，从而使在左右转向街上的两车轮同时偏转，实现汽车的转向。转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向万向节等部件组成转向盘又称方向盘，一般有2~3根条辐条，盘毂有圆孔及键槽，用键和螺母将转向固定在转向轴的锥形轴端上。转向盘上装有喇叭按钮。

    转向轴多用无缝钢管制成，它的上部用轴承或成套支撑在转向管柱内，下部支承在下固定支架的轴承内，轴承下端装有弹簧，可自动消除转向管柱与转向轴之间的轴向间隙。转向轴下端与转向万向节相连。解放CA1092型汽车转向操纵机构如图3-2所示。转向管柱的下端压装在下固定支架的孔内，下固定支架用2个螺栓固定在驾驶室底板上转向管柱上端通过上支架固定在驾驶室前围仪表台上。在转向盘下方左侧装有转向信号灯和变光开关拨杆及照明开关在转向盘下方右侧装有紧急型号灯拨杆、风窗刮雨器和洗窗器拨杆。转向盘中间位置装有喇叭按钮。安全转向柱的上端加工有螺纹和花键，它穿过转向盘中心孔，然后用螺母将其固定，下端连接转向器安全转向柱分为上下两段，中间有过渡法兰相连接，其结构如图3-4所示，上转向柱的下端法兰上有2个销，而下转向柱的上端法兰有两个孔，两个法兰扣在一起，销则装入孔内构成一体。

    汽车发生碰撞时，安全转向柱上下法兰上得销孔和孔脱开，转向盘和转向柱的后移量很小，可有效地保护驾驶员的安全。

    一、转向器的结构

    转向器的功用是增大转向盘传到转向轮上的转向力矩，并改变力的传递方向。转向器的种类很多，按其结构形式可分为循环球式、蜗杆曲柄指销式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆涡轮式、齿轮齿条式等。按转向器作用力的传递情况可分为可逆式、不可逆式、极限可逆式。

    1.循环球式转向器的结构

    循环球式转向器一般由两套传动副组组成，一套是螺纹传动副，另一套是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副。图3-5所示为解放CA1092型汽车循环球式转向器。

    转向螺杆用两个推力球轴承支承在壳体内，轴承预紧度可用调整垫片调整转向螺母的下平面加工成齿条，与转向摇臂轴内端的齿扇部分啮合，可见转向螺母既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副（齿条齿扇传动副）的主动件。

    为了减少转向螺杆和螺母之间的摩擦，两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。在转向螺杆的外圆柱面和转向螺母的内圆柱面上分别制出断面近似为半圆形的螺旋槽，两者的槽配合即成近似圆形断面的螺旋通道。螺母侧面有两对圆孔，可将钢球从此孔塞入螺旋通道内。螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对圆孔中，以组成两条管状的封闭通道，通道内装有一定数量的钢球。

    转向螺母的下平面切有倾斜的等厚齿条，与之相啮合的是齿扇，齿扇与齿扇轴制成一体，用滚针轴承支承。当转向螺杆转动时，转向螺母通过钢球在转向螺杆上左右移动，带动扇齿绕其运转动。

    2.蜗杆指销式转向器的结构

    蜗杆指销式转向器的传动副是蜗杆和指销。按指销的数目不同，可分为单销式和双销式两种，图3-6所示为东风EQ1092型汽车蜗杆指销式转向器、转向蜗杆具有梯形螺纹，通过两个转动轴支支承在转向器壳体内，在壳体下盖上装有调整螺塞，可以调整轴承的预紧度转向蜗杆与两个锥形指销向啮合，指销均用双列圆锥滚子轴承支承在转向摇臂轴的曲柄上，轴承无内座圈，轴承滚子直接与销颈接触。指销装在滚子轴承上可以减轻蜗杆和指销的磨损，并提高传动效率，使转向轻便。

    转向摇臂轴与曲柄制成一体，并用两个成套支承在壳体内，其外端装配有自紧式油封，以防漏油转向摇臂轴的两端部刻有标记，装配时应与转向摇臂上得刻度标记对正。

    3.齿轮齿条式转向器结构

    齿轮齿条式转向器由一对齿轮与齿条组成。转向器壳体由一根钢管和压配在其两端的街头组成，用两个螺柱固定在车架上，转向齿轮垂直地安装在壳体右接头中转向齿轮上端通过花键与转向轴上得柔性万向节连接，与转向齿轮相啮合的转向齿条呈水平布置压缩弹簧通过压块将齿轮条紧压在齿轮上，保证无间隙内核，弹簧的预紧力用调整螺钉调整。齿条左端装有连接叉，与转向传动机构相连，为避免齿条移动时防尘套内气压不平衡，用防尘套通气管将两侧防尘套内腔接通。

    二、转向器的维修

    1.转向器的维护

    （1）转向器的清洁与检查

     ①转向器的清洁与外部检查转向器固定可靠，无漏油现象。

    ②转向盘自由行程的检查使汽车处于直行位置，把自由行程检查器（图3-8）刻度盘和指针分贝夹持在转向柱管和转向盘上（如图3-9）所示。左右转动转向盘，当转向轮不偏移，而转向盘所能转过的角度即为转向盘的自由行程转向盘只有行程的大小，将使转向沉重、操作困难、加速磨损。自由行程过大，将使转向轮灵敏度下降，影响行车安全转向盘的自由行程不得超过15~30度，否则应进行调整。

    （2）转向器的调整

    ①循环球式转向器自由行程的调整，如图3-10所示，旋松摇臂轴上调整螺栓的锁紧螺母，拧动调整螺栓，当自由行程符合规定时（±15°），将调整螺栓锁止。

   注意：调整时转向必须固定良好，转向万向节不松旷，转向拉杆各部接头间隙正常，轮毂轴承及转向节间隙正常，拧动转向器轴向间隙过大时，也会使转向盘自由行程过大，此时可通过调螺母来调整。

    ②双销式转向器的调整

    a 转向蜗杆平面止推轴承预紧度的调整（在摇臂轴未装入壳体前所进行的调整）。松开锁紧螺母时，用内六角扳手把转向器下盖处的转向蜗杆轴承调整螺塞拧到底，然后退回1/8~1/4圈，如图3-11所示，使转向蜗杆在输入端具有1.0~1.7N.m的预紧力矩，再将其锁止，如图3=12所示。

    b 指销轴承预紧度的调整，清洗指销轴承后在轴承滚道内注入少量润滑油，将指销轴承装入摇臂轴的轴承孔中，用指销调整螺母调整后，应转动自如，指销在轴承中无轴向间隙。将止动垫片翻起一两个齿，使之紧贴螺母边的平面，锁止螺母。指销轴承预紧度的调整如图3-13所示。

    c 转向盘自由行程的调整转动转向盘，使转向器处于中间啮合位置（车辆直行位道），松开转向摇臂轴调整螺钉的锁紧螺母，调整转向蜗杆与摇臂指销啮合间隙，如图3-14所示。拧紧调整螺钉到底，再退回1/8圈左右，最后旋紧锁紧螺母，并在调整螺钉的外露部分涂抹少量密封胶。

    （3）转向器的紧固和润滑

    ①紧固

    a 紧固转向器侧盖、上盖、下盖的固定螺栓、螺母、上下盖螺母拧紧力矩为30~40N.m，侧盖拧紧力矩为M10为30~40N.m，M14为70~100N.m。

    b 紧固转向器与车架、转向柱管及万向节叉锁销的连接螺栓、螺母。万向节叉固定螺栓拧紧力矩，解放CA1092型汽车为32~42N.m，东风EQ1092型汽车为29~50N.m。

    c 紧固转向传动轴、转向盘固定螺母。

    ②润滑。

    a 检查转向器器润滑油，每隔8000km进行一次，视需要加注润滑油的有平面，夏季应与加油孔下边缘齐平，冬季不低于加油孔下边缘10mm。

    b 更换润滑油，每隔4800km进行一次。清洗转向器，如注新润滑油，容量应达到规定标准，解放CA1092型汽车为0.9L（GL-3齿轮油），东风EQ1092型汽车为1.1L（90或85W/90的齿轮油）。

    c 转向传动轴的润滑，每行驶2000km进行一次，用润滑脂枪加注到油封口，直到滑动花键尾部有是哟少新润滑脂挤出为止。

    2.转向器的检修

    解放CA1092型汽车循环式转向器的维修。

    （1）拆卸。

    a 在车上拆下转向器的转向摇臂和万向节差的锁紧螺母，将转向器总成从车上拆下（如图3-15），并卸下通气塞，放掉转向器的润滑油。

    b 将转向摇臂轴转到中间位置（即将转向螺杆拧到底后，再倒拧3.5圈），拆下侧盖和转向摇臂轴（图3-16）。取下转向摇臂轴时应注意不要损坏油封。

    c 拆下下盖，从壳体中取出转向螺杆及转向螺母总成，取出时注意别碰伤油封。螺杆及螺母总成如无异常情况，尽量不要解体，必须解体时，先拧下3个固定导管夹的螺钉，拆下导管（图3-17），握住螺母，慢慢转动螺杆，排除全部钢球（图3-18）。每个循环道中有48个钢球，共96个钢球，注意不要丢失，且两循环道内钢球不得混在一起，应分别存放。

   （2）检修。对解体后的零件进行清洗，并用压缩空气吹干，然后进行检查。

    a 检查壳体应无裂纹，损坏。

    b 对转向螺杆、螺母应进行探伤检查，若发现有裂纹或滚道表面有严重磨损、剥落及损伤时应更换。

    c 钢球表面应无剥落及损坏现象，如有则应成组更换，不允许更换其中个别钢球。

    d 转向螺母齿条和齿扇面有无金属剥落和严重损伤，必要时更换。

    e 检查转向摇臂轴花键是否有扭曲损坏，如有应更换；转向摇臂轴有裂纹则需更换。

    f 检查滚针轴承和向心推力轴承及亲爱全表面情况，如发现有缺陷应成套更换。

    g 各油封若有损坏及橡胶老化现象，应及时更换。

    （3）装配与调整

    a  将清洗干净的转向螺母套在干净的在转向螺杆上，将螺母放在螺杆滚道的一端，并使螺母滚道孔对准螺杆滚道，然后将钢球从螺母滚道孔中放入（图3-19），边转动螺杆，边放入钢球（两边滚道同时放入）每隔滚道均放36个钢球。

   b 将其余的24个钢球分别装入两个导管内，并将导管两端涂以少量润滑脂后插入螺母的导管中（图3-20），同时用木槌轻轻敲打导管，使之到位，然后用导管夹把导管压在转向螺母上，并用三个紧固螺钉紧固。

   装配后的螺杆与螺母总成，轴向和径向间隙应不大于0.06mm；如果拆过此值，应成组更换钢球，用手转动螺杆，应保证螺母在螺杆滚道全场范围内转动灵活，无卡滞现象。当螺杆与螺母总成处于垂直位置时，螺母应能从螺杆上匀速下落下（图3-21）。

    c 把向心推力球轴承外圈压入盖底和壳体内，同时，将轴承内圈总成压倒转向螺杆的两端。

   d 将螺杆与螺母总成放入壳体中，然后把底盖装在壳体上，并用手压紧。同时，用厚薄规测量底盖与壳体之间的间隙（图3-22），选择一组厚度相同的调整垫片，取下底盖，在垫片上涂上密封胶，并装上O形橡胶密封圈（如图3-23），再将盖底装在壳体上，并用螺栓紧固。

将螺杆与螺母总成装入壳体后，螺杆应能转动自如，无轴向间隙感。用扭力扳手或弹簧秤检查轴承预紧度（图3-24），在不带螺杆油封时，应为0.7~1.2N.m若力矩小于此值或感到有间隙时，应采用减少垫片的方法进行调整，若力矩过大，则应增加垫片。

    e 螺杆预紧度调好后，将螺杆油封装上。安装时注意，不要损坏油封刃口，并在螺杆颈部涂少量润滑油以便安装。

   f 向摇臂轴的调整，见图3-25.在转向摇臂轴的槽内，先装入较厚的平垫圈（密封垫圈），将调整垫圈套在调整螺栓上，把调整螺栓装入转向摇臂轴，保持其间隙不大于0.1mm，再将调整螺栓拧入侧盖，在侧盖紧固好后，再拧紧锁紧螺母。

   装有滚针轴承的侧盖装到转向轴的调整螺栓上，然后江面ifeng垫圈装上，并且将密封垫片涂上密封胶后，套在侧盖上。

    g 将转动摇臂轴转放入壳体内时，需将转向螺母放在转向螺杆滚道中间，转向摇臂轴齿扇的中间齿对准转向螺母的中间齿，再将转向摇臂轴推进装有滚针轴承的壳体中，然后用螺栓将侧盖固定在壳体上。

    h 装入转向摇臂油封安装时，应在花键处用铜皮或塑料套保护，以防划伤油封刃口，造成漏油。

    i 转向摇臂轴齿扇与转向螺母齿条啮合间隙的调整，将转向摇臂装到转向摇臂轴花键上，使转向摇臂轴处在转向器的中间位置，检查转向螺杆的转动力矩，应为1.9~2.3N,m，否则用调整螺栓调整齿扇与齿条的啮合间隙，最后拧紧锁紧螺母。

    j 从加油孔中加入普通齿轮油（GL-3），然后拧紧通气塞。

    （4）齿轮齿条式转向器的维修。

    ①拆卸

    a 拆卸转向器总成用千斤顶顶起汽车的前部，拆卸前轮、转向轴万向节、转向节横拉杆接头，然后用专用工具从转向节臂上拆下转向拉杆接头，拆下齿条壳架夹子的4个固定螺栓，从车上拆下转向器总成。

    b 拆卸转向横拉杆接头总成将转向器总成壳体内的安装部分夹持在台虎钳上（钳口垫上铜片或铝片），在转向齿条接头总成上做好装配标记（图3-26），以便装配中使用，然后拧松锁紧螺母，差旗下转向横拉杆接头总成。

   c 拆卸防尘套锁簧和防尘罩管箍，拆下转向器齿条防尘罩。

    d 拆卸转向齿条接头总成将转向齿条接头螺母松开，从转向齿条壳体上拆下转向齿条接头螺母，再用专用工具拆卸锁紧螺母。

    e 拆卸齿条导向块调整螺塞，从转向齿条壳上拆下压簧和导向块分总成。

    f 拆下转向器齿条，拉出齿条时，齿条应朝壳体侧面拔出，以防划伤衬套，而且不允许旋转。

    g 用螺丝刀拆下油封，注意不要划伤壳体。

    h 用专用工具拆下弹性挡圈，从转向齿条壳中将转向小齿轮和轴承一起拆卸（图3-27）。

    i 拆卸向心球轴承用专用工具拆下轴上弹性挡圈，用专用工具拆卸轴承。

    分解后的转向器总成见图3-28.

   ②检修

    a 检查齿条的摆差、齿的磨损情况齿条的最大摆差为0.15mm。检查齿条背面是否磨损或损坏， 如有则应更换齿条和衬套，更换时，在新的衬套内侧涂敷二硫化钼锂基润滑脂，将衬套装入转向齿条壳体内，并对准内侧的三个孔。

    b 检查轴承是否松旷，如有必要应更换新轴承。

    c 检查小齿轮轴承调整螺钉油封，弱于必要应予更换。

    ③装配与调整前应按图3-29所示部位加注润滑脂

   a 装配向心球轴承，用专用工具将轴承装到小齿轮上，并装上轴用弹性挡圈。

    b 装转向小齿轮。用专用工具将转向小齿轮装入齿条壳体内，然后装上孔用弹性挡圈再用专用工具将油封压入齿条壳体内。

    c 装配转向齿条将二号二硫化钼锂基润滑脂涂在齿面和整个齿条表面上，再装入转向齿条，注意不要划伤齿条齿套。然后往齿条壳体内装导向块分总成，压簧和调整螺塞。

    d 调整齿条预紧度，用扳手拧紧压簧调整螺塞，紧固力矩为6.9N.m，前后移动转向齿条约15次，使齿条处于稳定，然后继续拧紧压簧调整螺塞，拧紧力矩为12.3N.m，再用扳手将压簧调整螺塞退回1/8圈，接着使用专用工具测量齿条的预紧度是否符合规定值（29.4~58.8N.m）如果没有达到规定值，则应重复以上操作。

    e 装配转向齿条接头总成，将转向齿条接头螺母拧入转向齿条接头，将转向齿条接头总成拧入转向齿条，固定转向齿条，拧紧转向齿条接头螺母，紧固力矩为49~63.7N.m。装上转向齿条防尘罩，装上防尘罩锁簧和防尘罩箍带。

    f 装上转向横拉杆接头总成，将锁紧螺母和转向横拉杆接头总成拧到齿条接头总成上，直到标记对准，初步拧紧锁紧螺母，在检查调整好前轮前束后，再拧紧锁紧螺母。

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