动力转向器拆装

一、任务目标

通过本活动学习，学习者应能：

（1）用自己的语言简述转向器的作用和种类。

（2）概括螺杆螺母循环球式转向器的结构和工作原理。

（3）简要概括转向传动机构的结构和种类。

（4）在20分钟内顺利完成对动力转向器的拆装。

二、知识准备

转向器作用是将驾驶员作用于转向盘上的力放大并改变传动方向后，传给转向传动机构。

转向器的种类很多，一般根据啮合传动副的结构分类。目前应用较广泛的有循环球式和齿轮齿条式等。其分类如图3－16所示。

图3－16 循环球式转向器和齿轮齿条式转向器

1．螺杆螺母循环球式转向器

螺杆螺母循环球式转向器又叫循环球齿条齿扇式转向器，由两对啮合副组合而成，如图3－17所示。

图3－17 循环球式转向器结构

第一啮合副由螺杆和与之配合的四方形螺母组成。在螺母与螺杆的啮合槽内充满钢球，在螺母外有两条钢球流动导轨，内部也充满钢球，转动转向盘时，钢球在螺杆和螺母的啮合槽内通过导轨形成钢球流，使啮合副的摩擦形态变成滚动摩擦，使磨损减小，提高了传动效率，且使操作轻便。

另一对啮合副是由螺母上一面制成的齿条和安装在摇臂轴上的齿扇组成。装配后齿扇的牙齿与螺母上的齿条相啮合。啮合间隙可通过侧盖上的调整螺钉进行调整，螺钉拧入，间隙减小。

转动转向盘，通过转向轴带动螺杆转动，与螺杆相啮合的螺母则沿螺杆轴线移动，螺母通过齿条带动齿扇绕摇臂轴转动，从而带动摇臂摆动。

该转向器的优点是传动效率高达90%～95%，操作轻便，使用寿命长。同时逆效率也高，易将路面对车轮冲击力传到转向盘，造成转向盘“打手”。

2．齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器结构较简单紧凑，操纵轻便灵敏。转向齿轮与转向轴固定并用轴承安装在转向器壳内。齿条与齿轮垂直啮合，安装在齿条壳内。两端与横拉杆连接，如图3－18所示。

图3－18 齿轮齿条式转向器结构

转向时，转动转向盘使转向齿轮转动，带动齿条横向移动，通过横拉杆、球头销和转向节使车轮偏转，从而实现汽车的转向。

转向器齿条各齿间的节距不相等，中部位置节距大，向两端逐渐减小。齿轮和齿条的啮合深度也不同，中间位置啮合较浅，向两端逐渐加深。上述结构使得转向器具有可变传动比，转向盘转角越大，传动比也越大。因此，转向盘转角加大，操纵转向盘的力就不需增加。

齿轮和齿条的啮合间隙通过转动调整螺塞、加大压缩弹簧张力进行调节，以保证齿轮齿条的无间隙啮合。

3．转向传动机构

转向传动机构是连接转向器与转向节之间的联动机件，包括转向摇臂、纵拉杆、转向节臂、横拉杆和梯形臂等，如图3－19、图3－20所示。

图3－19 转向直拉杆

图3－20 转向横拉杆

（1）非独立悬架的转向传动机构

非独立悬架的转向传动机构结构如图3－21所示。

转向摇臂是连接转向器与转向联动机件的零件，上端连接摇臂轴，下端连接纵拉杆。其大端一般具有三角形细花纹键槽孔，与转向摇臂轴端的花键轴配合连接，而小端具有锥形孔与球头销颈部相连，用螺母固定。球头销的球头与纵拉杆作铰链连接。

转向纵拉杆是连接转向摇臂和转向节臂的一组合件。它由两端扩孔的钢管制成。两端孔腔内分别装入球头销，球销的球部两侧装有两块带内圆弧的球头销座，与球头靠紧，球销内侧装有弹簧和弹簧座，球销外侧的杆端装有螺塞，转动螺塞可调整弹簧的预张力。在拉杆两端还分别装有黄油嘴进行润滑。弹簧在纵拉杆工作过程中起缓冲作用，在球头与球头销座磨损后，自动调节相互间的配合间隙。

图3－21 非独立悬架转向传动机构

转向横拉杆是连接左、右梯形臂的组合件，由实心的钢杆和两端接头组合而成，在转向过程中除联动左、右转向节外，还可调整前轮前束。

拉杆体左、右两端制有反向螺纹，两端接头也是反向螺纹，转动拉杆可调整横拉杆长度。接头由球头销、上球座、下球座、弹簧、弹簧座和螺塞组成。弹簧的作用是自动调节球头与座的间隙和缓冲。螺塞用来调整弹簧的预紧力。

（2）独立悬架的转向传动机构

独立悬架的转向桥是断开式的，转向梯形机构和横拉杆也分为两段或三段，如图3－22所示。

桑塔纳轿车机械转向系统由转向盘、转向轴、左横拉杆、右横拉杆、转向器、转向减震器、左转向节臂、右转向节臂等组成。转向器齿条一端同左、右横拉杆连接。转动转向盘、转向器齿轮使齿条左右移动，横拉杆带动转向节臂使车轮偏转。

三、活动实施

（一）实施方案

1．质量要求

参照2013款1．6L自动挡科鲁兹轿车厂家的质量标准要求。

图3－22 独立悬架的转向传动机构

2．组织方式

每四位同学一组，能够规范使用动力转向器拆装工具，按照企业岗位操作规范对动力转向器进行拆装作业。每组作业时间为 20分钟。

3．作业准备

（1）技术要求与标准：

①专用工具的准备。

②断开蓄电池负极。

③按技术要求进行拆卸动力转向器。

（2）设备器材：如图3－23所示。

图3－23 转向系统的认识的设备器材

（3）场地设施：消防设施的场地。

（4）设备设施：2013款1．6L自动挡科鲁兹轿车一辆、科鲁兹车型底盘相关专用工具、工具车、零件车、标保工具车、垃圾桶等。

（5）耗材：干净抹布、清洁剂等。

（二）操作步骤

1．拆卸蓄电池负极

2．转向传动机构外转向横拉杆的拆卸（如图3－24所示）

（1）使用CH－161－B拔出器将转向传动机构外转向横拉杆从转向节上分离。

（2）检查转向传动机构内转向横拉杆是否弯曲或螺纹损坏。

（3）清洁转向节的锥形表面。

（4）检查并调整车轮定位。

（5）对中方向盘转角传感器。

①转向传动机构转向横拉杆螺母紧固35N·m。

②转向传动机构内转向横拉杆螺母紧固6N·m。

③转向传动机构外转向横拉杆。

3．转向器护套更换

（1）拆卸程序

①拆下转向传动机构外转向横拉杆。参见“转向传动机构外转向横拉杆的更换”。

②如图3－25所示，拆下转向传动机构内转向横拉杆螺母①。

③如图3－25所示，拆下转向机外护套卡箍②。

图3－24 拆卸外转向横拉杆

图3－25 拆下转向机外护套卡箍

④如图3－26所示，松开转向机内护套卡箍①。在转向机上标记护套卡箍①的安装位置。

⑤如图3－26所示，拆下转向机护套①。

注意事项

拆下转向机护套后，检查转向传动机构内转向横拉杆是否有明显的腐蚀或者污染，如无则继续修理，如有则更换内转向横拉杆。

⑥如图3－27所示，拆下转向机内护套卡箍②。

（2）安装程序

①如图3－28所示，将一个新的卡箍②松松地安装在转向机护套的内侧。

②将维修组件内的润滑脂涂到标识位置。

注意事项

转向机护套必须位于转向机上正确的凹槽内。

③如图3－28所示，将转向机护套①穿过转向传动机构内转向横拉杆安装在转向机上。

④如图3－29所示，将护套卡箍①调节至转向机上标记的位置，以确保正确的安装位置。

图3－26 拆下转向机护套

图3－27 拆下转向机内护套卡箍

图3－28 安装转向机护套

图3－29 调节护套卡箍的位置

⑤如图3－29所示，使用CH－804钳子压接转向机内护套卡箍①。

⑥如图3－30所示，安装转向机外护套卡箍②。

⑦安装转向传动机构内转向横拉杆。

⑧安装转向传动机构外转向横拉杆。参见“转向传动机构外转向横拉杆的更换”。

4．转向机的更换

（1）拆卸程序

①转动前轮至正向前位置，并固定方向盘防止移动。

②如图3－31所示，拆下并报废中间转向轴螺栓①。

③将转向中间轴从转向机上拆下。

④举升和顶起车辆。参见“举升和顶起车辆”。

⑤拆下轮胎和车轮总成。参见“轮胎和车轮的拆卸与安装”。

图3－30 安装转向机外护套卡箍

图3－31 拆下并报废中间转向轴螺栓

⑥拆下前舱屏蔽板（若装配）。

⑦取下前排气管。参见“前排气管的更换”。

⑧拆下转向传动机构内转向横拉杆。参见“转向传动机构内转向横拉杆的更换”。

⑨如图3－32所示，拆下稳定杆连杆两侧的下侧的螺母②。

⑩如图3－33所示，拆下稳定杆处的稳定杆连杆①。

图3－32 拆下稳定杆连杆两侧的下侧的螺母

图3－33 拆下稳定杆连杆

如图3－34所示，拆下发动机两侧侧盖上的4个紧固件①。

如图3－34所示，拆下前发动机舱盖的4个紧固件①。

如图3－35所示，拆下前①和后②变速器支座托架螺栓。

如图3－36所示，拆下并报废2个后车架螺栓②。

如图3－36所示，拆下后车架加强件①。

如图3－37所示，将液压连杆与CH－904底座和CH－49289－50适配器连接②，并安装在副架上①。将前盖弯曲到一侧。

图3－34 拆紧固件

图3－35 拆变速器支座托架螺栓

图3－36 拆下并报废2个后车架螺栓

图3－37 拆下副车架

降下副车架，最多55mm。

如图3－38所示，将2个线束插头③从转向机上断开。

如图3－38所示，拆下2个线束托架螺栓④。

如图3－38所示，从车上卸下托架②。

如图3－38所示，将线束护圈①从转向机上卸下。

如图3－39所示，拆下右稳定杆①上的②个隔震垫夹紧螺栓②。

如图3－39所示，将稳定杆①悬挂至车身。

从前副车架上拆下2个转向机螺栓④和螺母①、③。

将转向机②从右侧拆下。

必要时更换这些零件：

a．更换外转向横拉杆。参见“转向传动机构外转向横拉杆的更换”。

图3－38 拆下托架

图3－39 拆下隔震垫夹紧螺栓

b．更换内转向横拉杆。参见“转向传动机构内转向横拉杆的更换”。

c．更换转向机护套。参见“转向机护套的更换”。

（2）安装程序

注意事项

检查线束布线是否正确，以确保正确安装。

①如图3－41所示，转向机②插入右侧，并将其置于安装位置。

②如图3－41所示，安装新的转向机螺栓④和螺母①、③，首先用110N·m的扭矩紧固。

③如图3－41所示，后将新的转向机螺栓和螺母再转150°～165°拧紧。使用EN－45059仪表测定。

④如图3－42所示，安装2个发动机线束托架螺栓④，并紧固至9N·m。

⑤如图3－42所示，将线束护圈①紧固至转向机上。

⑥如图3－42所示，连接2个线束插头③。

⑦如图3－43所示，将稳定杆①和托架置于副车架上。

⑧安装新的右稳定杆隔震垫夹紧螺栓②，并紧固至22N·m。

⑨最后将右稳定杆隔震垫夹紧螺栓再转30°拧紧。使用EN－45059仪表测定。

⑩如图3－44所示，移出CH－49289适配器上的定位销①。

如图3－45所示，小心地举升车架①，此操作可使用CH－49289适配器②。

安装如图3－45所示车架①。

图3－40 拆下转向机螺栓

图3－41 安装新的转向机螺栓

图3－42 安装2个发动机线束托架螺栓

图3－43 安装稳定杆

图3－44 移出CH－49289适配器上的定位销

图3－45 小心地举升车架

如图3－46和图3－47所示，安装新的车架后部螺栓②，并紧固至160N·m。

图3－46 安装新的车架后部螺栓之一

图3－47 安装新的车架后部螺栓之二

如图3－48所示，安装并紧固发动机两侧侧盖上的4个紧固件①。

安装并紧固前发动机舱盖的4个紧固件①。

安装前舱屏蔽板（若装配）。

安装前排气管。

安装转向传动机构内转向横拉杆。

如图3－49所示，安装稳定杆连杆两侧的下螺母②，并紧固至35N·m。

图3－48 安装紧固件

图3－49 安装稳定杆连杆两侧的下螺母

放下车辆。

如图3－50所示，安装新的下中间转向轴螺栓，并紧固至34N·m。

对中方向盘转角传感器。

安装轮胎和车轮总成。

检查并调整车轮定位。

5．转向传动机构内转向横拉杆的更换

（1）拆卸程序

①举升和顶起车辆。

②拆下轮胎和车轮总成。

③拆下转向传动机构外转向横拉杆。

④拆下转向机护套。

⑤如图3－51所示，用CH－6247拆卸／安装工具拆下转向传动机构内转向横拉杆①。

图3－50 安装新的下中间转向轴螺栓

图3－51 拆下转向横拉杆

（2）安装程序

①将螺纹锁止胶涂抹到如图3－52所示内转向横拉杆①的螺纹上。

图3－52 安装转向横拉杆

②如图3－52所示，使用CH－6247拆卸工具／安装工具安装转向传动机构内转向横拉杆并紧固至105N·m。

③安装转向机护套。

④安装转向传动机构外转向横拉杆。

⑤安装轮胎和车轮总成。

⑥测量车轮定位。

⑦调整前轮前束。

⑧对中方向盘转角传感器。

四、活动小结

1．转向装置的作用和组成

汽车转向装置的作用是保证汽车按驾驶员的要求进行转向和正常行驶。汽车转向装置有机械转向、动力转向、电控动力转向几种方式。机械式转向装置包括转向盘、转向柱、转向万向节、转向传动轴、转向器、转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向节、梯形臂、转向横拉杆等元件。

2．动力转向系统的组成和分类

动力转向系统在原机械式转向系统基础上增加了储油罐、液压泵、控制阀及动力缸，能够减小汽车转向时驾驶员施加给转向盘的力，提高驾驶舒适性。动力转向装置一般分为液压式和电动式两种类型。

3．转向器的常见类型

常见的转向器有齿轮齿条式转向器、循环球式和蜗杆曲柄指销式转向器。

4．动力转向机构拆装的注意事项

（1）拆装动力转向机构时，重要的螺栓都有规定拧紧力矩，安装时一定要严格按照规定用扭力扳手拧紧。

（2）拆装动力转向机构时，许多特殊的零件需要用专用工具进行拆装，拆装时必须严格执行相关规定。

（3）拆装动力转向机构时，一次性使用的零件拆卸后必须报废，安装时更换新件。

（4）安装动力转向器时，油泵上和转向控制阀上固定泄放螺栓的密封圈只要被拆卸，就应该更换。

（5）动力转向器安装完毕，加好油后，还需在发动机停止的情况下转动转向盘数次，以便把系统中存在的空气排出，并补充ATF油，使之达到“MAX”标记处；启动发动机，完全向左和右转动转向盘，观察油面高度，一直到油面稳定在“MAX”标记处为止。

五、活动评价

（一）课堂练习

1．判断题

（1）转向系统的作用是保证汽车转向。（　 ）

（2）汽车在转弯时，内转向轮和外转向轮滚过的距离是不相等的。（　 ）

（3）两转向轮偏转时，外轮转角比内轮转角大。（　 ）

（4）转向半径R越小，汽车在转向时，所需要的场地面积就越小。（　 ）

（5）为了提高行车的安全性，转向轴可以有少许轴向移动。（　 ）

（6）可逆式转向器有利于转向轮和转向盘自动回正，但汽车在坏路面上行驶时易发生转向盘“打手”现象。（　 ）

（7）摇臂轴的端部刻有标记，装配时应与转向垂臂的刻度标记对正。（　 ）

（8）转向纵拉杆两端的弹簧在球头销的同一侧。（　 ）

（9）当转向轮为独立悬架时，转向桥、横拉杆必须是整体式。（　 ）

（10）动力缸和转向器分开布置的称为分置式。（　 ）

2．单选题

（1）解放CA1092左轮向左和右轮向右均为（　 ）。

A．38°　B．37°30′　C．34°　D．33°30′

（2）要实现正确的转向，只能有一个转向中心，并满足（　 ）关系式。

A．cotα＝cotβ－　B．cotα＝cotβ＋

C．cotβ＝cotα－　D．cotβ＝cotα＋

（3）一般中型载货汽车转向器的传动比为（　 ）。

A．i＝14～20　B．i＝28～42

C．i＝20～24　D．i＝24～30

（二）技能评价

表3－2 动力转向器拆装技能评价

（注：操作正确即得分，操作错误或未进行操作得0分）