上海通用某汽车转向系统的故障诊断与分析.docx
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1、目录36中文摘要、关键词1英文摘要、关键词2引 言3第1章 转向系统概要41.1 发展历程与趋势41.2 作用与要求41.3 基本组成51.4 分类51.5 动力转向装置5第2章 别克转向系统结构分析及工作原理72.1 转向盘和转向柱72.2 动力转向器及管路82.2.1 转向泵与流量控制阀92.2.2 转向器阀体总成102.2.3 动力转向泵结构原理122.3 齿轮齿条式动力转向器122.4 转向传动机构13第3章 别克故障分析与排除153.1 转向系统异响153.2 转向沉重173.2.1 转向沉重的一般情况173.2.2 行驶中转向突然变得沉重203.2.3 快速转动方向盘时沉重203.
2、2.4 左右转向轻重不同213.3 转向盘反冲过大或转向松动213.4 转向盘不回位或直线行驶自动跑偏223.4.1 转向盘不回位223.4.2 直线行驶跑偏233.5 转向摆动或方向不稳233.6 制动时方向跑偏243.7 油液压力过低253.7.1 转向泵导致油液压力过低253.7.2 转向器导致油压过低253.8 动力转向液起泡、成乳状、液位偏低26第4章 常见问题的检查与操作274.1 动力转向系统的检查274.2 检查和添加动力转向液274.3 动力转向器的放气284.4 动力转向系统的检测294.5 齿条轴承预紧度的调整30总结32致谢33参考文献34上海通用别克转向系统的故障诊断
3、与分析摘要:本文阐述了上海通用别克轿车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理及可能出现的故障,根据结构原理分析转向系统异响、转向盘反冲过大或转向松动、转向盘不回位或直线行驶自动跑偏、转向沉重、转向摆动或方向不稳、转向时转向盘振动、制动时方向跑偏等常见故障的原因和排除方式,其中重点分析转向沉重的几种不同情况。同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案;采用了理论与实际操作相结合的方法,对每个问题都有良好的认识,对所学内容进行了良好的总结归纳,以此进一步熟悉别克轿车转向系统的各方面知识,系统分析故障原因,从而得出诊断方案进而排除。关键词:别克 转向系统 故障诊断 分析The Diagnos
4、is and Analysis of Shanghai GM Buicks Steering SystemAbstract:This paper expounds all aspects of function, composition, main structure, working principle and the possible fault of the Shanghai GM Buicks steering system, according to the structural principle analysis to that , the abnormal sound syst
5、em, the steering wheel is too loose or too recoil, the steering wheel cant return or is automatic wandering when running straightly, the steering is heavy , the steering wheel steering vibration, braking direction and the other common running deviation of the cause of the failure and ruled out ways
6、in which focuses on the analysis to the heavy several situations. At the same time, putting a forward to a fault maintenance feasible scheme; Using the theory and practice method, to each problem has a good understanding, to use the content of good summary, to further familiar with buick steering sy
7、stem of various aspects knowledge, analyse the reason of failures, and concluded that diagnosis scheme and ruled out.Keywords:Buick; Steering System; Fault Diagnosis; Analysis引 言作为汽车底盘中的独立分系统的转向系统,在汽车的使用、维护和修理中占有重要的位置,其技术状况对于保证汽车操纵稳定性有着十分重要的作用。了解汽车转向系统的结构、工作原理,对其故障进行分析和排除,从而改善汽车的操纵稳定性,提高它的可靠性,也成为重要的
8、研究课题。上海通用别克轿车自下线以来,以其独特的设计、先进的技术、和完美的服务赢得了广泛的赞誉。随着别克轿车保有量的不断增加,该车转向系统的结构研究及故障分析与排除已经成为保证其良好形象的重要因素之一。第1章 转向系统概要1.1 发展历程与趋势从世界上第一辆汽车问世至今,汽车工业已经经历了百年的发展历程。现代的汽车与发展初期相比,广泛地应用了各种高新技术,并且还在发生更深刻的变革。作为汽车底盘中的独立分系统的转向系统,在汽车技术发展的过程中,也经历了深刻的变革。转向技术的发展历程大体可分为机械转向和动力转向两个阶段:在机械转向中,转向操作完全由驾驶员的手动力矩来完成。其结构简单、工作可靠、造价
9、低廉,当车辆载重小,转向阻力小时,是没有问题的。目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。但是,当车辆载重大到一定程度时,单靠手动力矩已很难克服转向的阻力,这时就需要借助辅助的动力能源。所以在商用车中,普遍应用动力转向系统。采用动力转向的最直接的目的是减小手动转向力矩,改善转向轻便性,同时也可以改善转向的平稳性及汽车的操纵稳定性。因而,动力转向在小车中也逐渐得到了普及应用。动力转向技术的发展经历了传统液压动力转向系统、电控液压动力转向系统和近年出现的电动助力转向(EPS)系统几个阶段。液压助力转向技术发展成熟、能提供大的转向操纵助力,目前应用较为广泛,尤其是在
10、重型车辆上;EPS以其特有的优越性而得到青睐,它代表着动力转向技术的近期发展方向,EPS将作为标准配置装备到汽车上,未来一段时间在动力转向领域占据主导地位;而线控动力转向(SBW)由于有利于提高汽车被动安全性、有利于汽车设计制造、有利于提高汽车乘坐舒适性和汽车操控稳定性等原因,将成为动力转向系统的发展方向。当今汽车转向系统从过去的普通机械式发展到动力转向,一直到现代汽车电子控制动力转向,逐步地发展和完善。汽车转向系统的技术状况,对于保证汽车行驶安全、减轻驾驶员劳动强度、提高运输效率和延长车辆使用寿命均有着十分重要的作用。因此,它在汽车的使用、维护和修理中占有重要的位置。改善汽车的操纵稳定性,提
11、高它的可靠性,也成为汽车生产企业和广大技术人员所追求的一个目标。1.2 作用与要求1. 汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。其作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向,并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时,能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。2. 对转向系的要求:(1)来自路面的不平度所引起的振动应尽可能被衰减,但此衰减不可达到使驾驶员失去路感。(2)转向时左右转向轮轴线的延长线和后轴延长线应相交于一点。(3) 转向系应有合适的刚度,使汽车对微小的转向修正有快捷的反应。(4) 放松转向盘时,车轮应能自动回到直线位置,并能稳定在这
12、个位置上。1.3 基本组成尽管汽车转向系的结构形式多种多样,但都包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构三个基本组成部分。1. 转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构,主要由转向盘、转向轴、万向节、转向传动轴等组成。2. 转向器是将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动,并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上,转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。目前应用较广泛的有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄指销式转向器、蜗杆滚轮式转向器等类型。3. 转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给车轮,并使左右车轮按照一定关系进行偏转的机构。其按照悬架类型的
13、分类为:与独立悬架配用的转向传动机构和与非独立悬架配用的转向传动机构。1.4 分类汽车转向系统按转向动力源的不同分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。 1. 机械转向系:以驾驶员体力作为转向能源。2. 动力转向系:除驾驶员的体力外,还以汽车的动力作为辅助转向能源。1.5 动力转向装置采用动力转向装置的汽车转向所需的动力,在正常情况下,只有小部分是驾驶员提供的,而大部分是发动机(或电机)驱动的油泵所提供的液压能。用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能,并在驾驶员控制下,对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力,以帮助驾驶员进行转向的一系列零部件,总称为动力转向器。动力
14、转向装置应具有如下功能:在汽车转弯时,减小对转向盘的操作力;限制转向系统的减速比;在原地转向时,能提供必要的助力;限制车辆高速或薄冰上的助力,具有较好的转向稳定性;在动力转向装置失效时,能保持机械转向系统有效工作。动力转向装置由机械转向器、转向控制阀、转向动力缸以及将发动机输出的部分机械能转换为压力能的转向油泵、转向油罐等组成。动力转向装置按传能介质可以分为:气压式和液压式。其中液压式动力转向以其提供转向助力大且发展技术成熟等优点,在目前采用较为广泛。液压式动力转向装置按液流形式,又可分为:常压式和常流式。液压式动力转向装置按机械转向器、转向动力缸、转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的
15、不同可分为:整体式、组合式和分离式。液压式动力转向装置按其转向控制阀阀芯的运动方式,还可分为滑阀式和转阀式。第2章 别克转向系统结构分析及工作原理别克轿车转向系统采用的是齿轮齿条式端部输出动力转向系统,其基本结构如图2.1所示。由转向操纵机构、动力转向器、动力转向泵、动力转向管路、转向传动机构等组成。动力传递流程是:转向盘转向柱动力转向器转向横拉杆车轮。图2.1动力转向系统的基本组成1、7-转向横拉杆 2-转向中间轴 3-回油软管 4-压力软管5-动力转向液压泵 6-带轮 8-动力转向器总成2.1 转向盘和转向柱上海别克轿车的转向盘和转向柱如图2.2所示。图2.2 转向盘与转向柱的安装1-转向
16、盘 2-自动变速驱动控制(BTSI) 3-C210转向盘线束接头4-停车灯开关接头 5-停车灯开关接头该转向柱部件除转向外,还具有以下功能:1. 转向柱吸收能量。当发生正碰撞时,转向柱会受压力缩短,减少驾驶员受伤的几率。2. 点火开关和转向锁装在转向柱上。转向柱上装有车锁,锁定点火和转向操作,以阻止窃贼盗车。3. 多功能操纵杆安装在转向柱上。多功能操作杆控制前大灯远光、定速控制装置、挡风玻璃刮水器和玻璃清洗器。4. 自动变速器操纵杆安装在转向柱上。2.2 动力转向器及管路动力转向器及管路组成如图2.3所示,在动力转向系统中,液压泵产生液体压力,从而导致液体流动,通过压力软管,流到转向器阀总成,
17、转向器阀总成将进入的液体调节到左、右工作室,以辅助左、右转向。图2.3 动力转向示意图1-液压泵 2-储油罐 3-回油管 4-阀总成 5转向器总成 6压力软管转动方向盘将启动阀总成,阀总成将使压力大的液体,流向转向器活塞的一侧,使压力小的液体流到转向器活塞的另一侧。这种压力辅助了转向器活塞的移动。转向横拉杆将这个作用力传递到前轮,使车辆向右或向左转向。2.2.1 转向泵与流量控制阀流量控制阀安装在转向泵上,转向泵为叶片式液压泵,其外型如图2.4所示。图2.4 转向泵与流量控制阀1-液压储液罐总成 2-储液罐盖杆总成 3、6-O型密封圈 4-流量控制弹簧5-控制阀总成 7-O形密封圈接头 8-液
18、压泵壳体总成 9、10-储液罐卡箍转向泵与流量控制阀的工作原理如图2.5所示。流量控制阀在发动机高速运转时减少动力转向液压泵的流量输出。液体经过液压泵排油口,进入流量控制阀的腔室,这个腔室在一端有一个小孔,这个小孔称为流量控制节流孔。流量控制节流孔限制液体流到转向器,流量控制节流孔前的压力“抵抗”流量控制阀弹簧弹力。节流孔后的压力移到阀的背面,增加了弹簧作用力。因此作用在阀面上的液压作用力“抵抗”弹簧弹力和低液体压力的合力。流量控制阀是中空的,在其一端有一个小孔。通过弹簧,使钢球牢牢地定位在流量控制内侧上,在除减压外的所有转向状态下,弹簧弹力始终大于相对的液压压力,因此钢球保持定位不动。只有在
19、驾驶员转动并保持方向盘在最左或最右位置时,才会发生减压。图2.5 动力转向流量控制示意图1-转向器 2-组合管接头 3-流量控制节流孔 4-流量控制和减压机构5-储油罐 6-增压管路 7-转向泵2.2.2 转向器阀体总成转向器阀体总成包括下列部件:1. 滑阀轴:滑阀轴安装到转向中间轴上,滑阀轴的下端装配到主动齿轮上。2. 阀体:阀体安装到滑阀轴上,主动齿轮上的一个销子保持阀体处于主动齿轮的相应位置上。3. 扭力杆:扭力杆一端用销钉固定在滑阀轴上,另一端采用花键与主动齿轮连接。滑阀轴外径上的狭槽和阀体内表面互相错开,防止液体流进转向器,如图2.6所示。当方向盘转动时,滑阀轴和扭力杆上端也随之转动
20、,主动齿轮、扭力杆下端和阀体开始时阻碍转动,但最终也随之运动。当上端转动、下端滞后,滑阀轴上狭槽和阀体瞬时对准时,“裂缝”开启了通向转向器气缸的微细液体通路,随着阀的位置不同,引导液体进入下列三条通路的某一条:1. 输送到转向器两侧(中位,不转动);2. 输送到转向器气缸左侧(左位,左转);3. 输送到转向器气缸右侧(右位,右转)。图2.6 动力转向器的工作原理示意图当方向盘和滑阀轴连续转动时,液压作用力增加,从而使车轮转动。如果方向盘继续转动,滑阀轴以足够保持车轮移动力量在阀体内转动。即使两个部件在转动,滑阀轴仍保持它相对于阀体的位置。当驾驶员放开方向盘时,扭力杆松开使滑阀轴回到阀体内的中间
21、位置。如果汽车正在行驶,来自车轮的对中作用力帮助转向器返回到正常的正前方位置。别克轿车转向器在转向轴末端装有一小齿轮,与齿条相啮合,部分齿条包含一个中心有活塞的圆筒,活塞连接在齿条上。当转动转向盘时,与转向轴连为一体的小齿轮开始旋转,使齿条在转向器壳体中左右移动,此运动经横拉杆及球头销传给前轮,使前轮左右摇摆,从而实现转向。另外,圆筒上有两个油孔,分别位于活塞的两侧。当向活塞的一侧注入高压液体时,将迫使活塞向另一侧运动,进而带动齿条运动,这样便提供了辅助动力。当汽车直线行驶时,扭力杆不受力矩,控制阀处于中间位置,油缸中活塞两侧无压力差。左转弯时,扭力杆向左扭曲,控制阀动作,来自油泵的液压油进入
22、油缸活塞的右侧,在活塞两侧的压力差作用下,活塞向左移动,推动齿条提供转向辅助力,实现车轮左转向。当停止转动转向盘时,控制阀力杆不受扭曲作用,回到中间位置。右转弯时,扭力杆向右扭曲,油泵泵出的油经控制阀导向进入油缸活塞的左侧,提供转向的助力,使车轮向右转向。当液压回路有故障或发动机突然熄火时,动力转向装置工作实效,不产生助力作用。此时,转向器的工作与普通齿轮齿条式转向器相同,转向操作沉重。2.2.3 动力转向泵结构原理作用是对转向系统油液进行增压,别克轿车使用的动力转向泵有GB系列和TC系列两种类型,这两种类型的动力转向泵均为定量叶片泵,其结构如图2.7所示。图2.7 动力转向泵结构1、23-挡
23、环 2-轴承 3-轴 4-轴油封 5-流量控制阀 6、13、15、21-O形圈 7-流量控制阀 8-流量控制弹簧 9-泵壳体 10-回油管 11、17-定位销钉 12-套管 14-压力盘弹簧 16-压力盘 18-泵叶片(10片) 19-泵转子 20-凸轮环(泵环) 22-止推盘别克轿车有些装配有作用力可变转向系统(VES),其特点是转向泵压力管路出口处有一电磁阀。转向泵使液体增压并且通过泵的流量控制阀将其送至齿条、齿轮总成的齿轮和阀。齿轮和阀控制液体流向齿条的某一侧,这取决于转向盘的旋转方向,活塞和齿条将液力转换为直线方向上的力,从而减少转向力矩。2.3 齿轮齿条式动力转向器齿轮齿条式动力转向
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