动力转向的液压系统由储油罐、液压泵和整体式动力转向器组成,如图1-10所示。液压泵的动力由发动机提供,一般安装在空气压缩机的后端。动力通过空压机的曲轴输出给液压泵。该泵为叶片式转向助力泵,泵内安装有流量阀和卸荷阀。储油罐装在驾驶室后悬置横梁上,便于在车下进行检查和维护。油罐大盖子上装有检查小盖,而且小盖上装有油标尺和通气塞,油罐内装有滤芯,每24 000 km更换一次。
发动机工作时,带动油泵转动,把油罐内的油以一定的压力输送给转向器,多余的油回到油罐。转向器的回油经油罐滤清,再被油泵吸入,如此循环下去。
3.整体式循环球动力转向器
EQll08G汽车的转向系统一般装用M6循环球转向器(机械式),也有选装HFB52整体式循环球动力转向器(液压式)。EQll41G汽车的转向系统装用的是
HFB64(IPS55)整体式循环球动力转向器,其结构及工作原理与HFB52基本相同。现主要介绍HFB52(IPS40)整体式循环球动力转向器的结构原理及其维护方法。
(1)基本结构及技术参数。如图1-11所示,整体式动力转向器主要由机械转向齿轮啮合副、液压控制阀、动力缸以及壳体和其他零件组成。其结构特点如下:
图1-11 整体式动力转向器
1.转阀2.滚针轴承3.行程阀4.循环球5.防尘油封6.扭杆
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①控制阀(转阀)是实现转向助力的控制元件。
②精密滚针轴承可以提高转向器的效率及自动回正性能。
③转向器在齿条活塞的两端各装备了一个行程阀,行程阀卸荷在规定的转向器行程极限位置,使转向系统卸荷以保护油泵和系统连接件。
④循环球传动机构可以提高效率,传动平稳。
⑤输入轴及输出轴上均有唇式密封件,可以用来防尘和防水。 ⑥扭杆提供真实的“路感”,使转阀回到中心位置。
⑦活塞两端工作面积均等,从而使转向稳定性不受背压的影响。 ⑧采用专门开发的高温密封件,可以在148.9℃不连续的高温下工作。 ⑨具有手动转向能力,即液压系统失效时,能够实现机械转向。 ⑩结构紧凑,质量轻,输出转矩大。 整体式动力转向器的技术参数见表2-2。 表2-2 动力转向系统技术参数
车型 前轴负荷(kg) 输出转矩(N·m) 最大转角(。) 传动比 转向盘圈数 最大流量(L/min) 最大工作压力(MPa) 动力缸直径(mm) 输出轴花键[外径(mm)×齿数] 输入轴花键[外径(mm)×齿数] 转向盘每秒钟1.5圈时的油泵流量(L/min) 净质量(无油,kg) 28 37 注:E02100E车选用的转向器为IPS40型,可参阅表中有关内容。
7.5 10.98 20.5×36 20.5×36 EQll08G 4080 2745.5 95 20.4:1 5.4 22.71 13.8 82.6 44×46 EQll41G 5440 4350 95 20.4:1 5.4 22.7l 13.8 101.6 49.5×52 13
(2)工作原理
如图1-12所示,当转动转向盘时,转矩通过转向传动装置传递给整体式动力
图1-12 整体式动力转向器工作原理图
转向器的输入轴。扭杆的一端用销钉与输入轴连接,另一端与螺杆连接。来自输入轴的转向力矩通过扭杆使转向螺杆旋转,由于循环球机构的作用,螺杆试图使齿条活塞沿壳体空腔做轴向运动,从而转动摇臂轴。但来自车轮的地面阻力通过拉杆系统使摇臂轴限制了齿条活塞的轴向运动,因此扭杆被扭转,输入轴上的油槽与阀套上的油槽相对位置发生了改变,即控制阀起作用,将油泵输出的油,迅速地引导至指定的动力缸内,在相对应的齿条活塞端面产生了液压作用力,并推动活塞作轴向运动,齿条活塞转动摇臂轴,从而实现车轮转向。
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如果转向轮受到地面冲击负荷,冲击力通过摇臂轴传到齿条活塞,进而传给螺杆,再传到转向螺杆和扭杆上,转动转阀,动力缸的一腔立即建立起相应的油压,以克服这一冲击力,转向器内部得到平衡,阻止了冲击力继续向上传递。由于液压油吸收了这一冲击力,故转向器防止了转向盘打手现象。
HFB型转向器在齿条活塞的两端各装备一个行程阀,当转向轮接近限位螺钉时,齿条活塞一端运动到指定位置,活塞一端的行程阀打开,高压腔的油压下降,助力作用消失,行程阀工作时,还能帮助降低油泵产生的热量,减少作用在转向拉杆上的力,保护转向系统零件不致损坏。
在转向器靠近输入轴一侧装有排气螺钉,用于排除油缸中的空气。转向器内部进入空气,
将影响助力效果,并产生噪声,该排气系统为人工排气。
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第二章 汽车液压动力转向系统的故障分析
第一节 液压动力转向系统故障的诊断与排除
1 、转向沉重
分析动力转向沉重的原因,属于液压部分的有油泵皮带打滑或损坏,助力油箱内油量不足或混入空气,液压系统中有空气,油泵磨损引起的内部泄漏、油泵密封损坏,溢流阀失效,滑阀磨损或因油液中有脏物卡住,动力缸密封元件损坏,滑阀在检查后调整不当等。属于机械部分有转向系传动杆件弯曲,转向传动机件各活动关节配合过紧或润滑不良,前轴、转向器轴、拉杆等变形,前轮定位失准,转向蜗杆轴承预紧力太大,涡轮蜗杆啮合过紧,轮胎气压过低等。
发现转向沉重 ,可先检查油泵传动皮带是否过松 ,检查油箱油面是否低并察看油液是混浊、有泡沫 ,如有泡沫 ,应检查所有油管接头是否松动 ,如有松动 ,应排除空气。
经过上述检查无效者 ,可按机械转向系“转向沉重”故障的检查方法 ,对转向杆系、轮胎气压等分别检查。
如果确认是液压缸活动力缸有故障 ,应先检查油泵的工作压力 ,如工作压力过低 ,可拆下限流阀清洗检查 ,并重新安装调整。如工作压力正常而机械转向部分无问题 ,方可拆卸动力缸。
2、方向盘回位困难
造成方向盘回位困难的主要原因是轮胎气压过低 ,前轮定位失准 ,独立悬架前桥的悬架摆变形 ,悬架球头销磨损 ,动力转向系统的液压控制阀调整不正确或液压控制发阀粘住或有脏物卡住 ,液压控制阀中的弹簧过软或损坏等。方向盘回位困难的检查步骤是先检查轮胎气压 ,如气压正常则支起车轮 ,察看前悬架摆臂是否变形 ,球头是否松旷 ,前轮定位是否符合要求 ,如无问题则进一步检查液压控制阀。
3、前轮振摆
前轮振摆的原因可能是液压系统中有空气;装有扭力杆的转向助力器 ,其扭力杆损坏 ,转向器及转向传力机构配合间隙过大或有关部位螺母松动;钢板弹簧 U 型螺栓松动 ,转动杆件不平衡等。前轮振摆故障的排除方法是先检查液压系统中,然后参照机械转向系的故障检查方法 ,逐项进行检查 ,如仍不能排除 ,可检查动力缸 ,看扭杆是否损坏。
4、 左、右转向沉重不同
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