桑塔纳2000转向沉重故障分析

1、广西理工职业技术学院毕业设计（论文）毕业论文题 目：桑塔纳2000转向沉重故障分析 系 别： 机械工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 二 年 月 日摘 要本文阐述了汽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，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，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各方面知识，深化巩固所学知识，做到理论与实际相结合，在理论学习的前提下，用实际更好的理解所学内容。关键词：汽车转向系统;工作原理;故障;维修。AbstractThis paper exp

2、ounds the function of different parts of automobile steering system, composition, main structure, working principle, and the possible faults, and puts forward to a fault repair options; adopts the method of combining theory with practice, to every problem has a good understanding of the content, the

3、 good summarize, to further grasp the steering system in all aspects of knowledge, deepen the consolidation of the knowledge, do a combination of theory and practice, in theory study the premise, with the better understanding of the content.Key words: automobile steering system, working principle, f

4、ailure, repair.目录1 转向系统的组成及工作原理1.1 转向系统的组成1.2 动力转向器的工作原理1.3 桑塔纳2000GLI轿车动力转向系统的工作原理2 桑塔纳2000GLI轿车动力转向沉重故障诊断与排除2.1 轮胎气压的检查2.2 由机械引起动力转向沉重故障诊断与排除.2.2.1故障现象.2.2.2故障主要原因2.2.3 按故障诊断流程图逐步进行排除2.2.3.1 转向操纵机构需要部件的检修2.2.3.2 转向传动机构的调整与装配2.3由液压转向助力系统引起的动力转向沉重故障诊断与排除2.3.1故障现象2.3.2 故障主要原因2.4动力转向系统动力装置检查与更换2.5转向沉重

5、故障诊断原则2.6故障诊断方法2.7 转向沉重故障诊断过程3 转向沉重故障原因与零件的关系3.1 转向沉重故障与转向器的关系3.2转向沉重故障与联动的关系3.3转向沉重故障与主销内倾、后倾的关系3.4转向沉重故障与胎压的关系4 维修注意事5 结论6 致谢7 参考文献引言汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车

6、恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系统。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。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。起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。因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。1.工作原理1.1 转向系统的组成 桑塔纳2000GLI轿车的转向系统，采用带动力助力的转向机构，它由转向操纵机构、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，

7、如图1-1所示。动力转向器其动力传递流程是：方向盘转向管柱动力转向器转向横拉杆车轮1.方向盘 2.转向轴 3.转向中间轴 4.转向油管 5.转向油泵 6.转向油罐 7.转向节臂 8.转向横拉杆 9.转向摇臂 10.整体式转向器 11.转向直拉杆 12.转向减振器 1.2 动力转向器工作原理 桑塔纳2000GLI轿车的转向器采用动力转向器，其结构形式为带自动调整间隙的齿轮齿条式，转向齿轮与转向柱的连接采用安全联轴节连接，其动力转向管路布置如图12所示。 动力转向器工作原理：叶片泵在发动机传动带驱动下从储油罐中吸进液压油，并将具有压力的液压油输入到动力转向器的旋转柱塞阀处。旋转柱塞阀控制液压油的流

8、向，根据方向盘输出的转向力的大小和方向，旋转柱塞阀控制液压油返回油杯，并使适当的液压油进入工作缸。在油压的助力下，推动转向机齿条，。工作缸另一边的液压油在转向机活塞和油压的作用下。通过旋转柱塞阀，流回储油罐。 叶片泵的额定流量6L/min，额定工作压力104±4Kpa。为保证桑塔纳2000型轿车在高速行驶时有较强的路感，叶片泵的流量随发动机转速的提高呈下降趋势。 为了确保动力转向系统安全工作，防止液压系统的工作压力超过系统允许最大工作压力，在叶片泵内装有一个限压阀。当工作压力超过限压阀的额定值时，压力油通过限压阀卸荷返回到吸油口。1.3 桑塔纳2000GLI轿车动力转向系统工作原理，

9、见图1-3。 动力转向器为齿轮齿条式，上部的阀体为滑阀结构。滑阀的阀体与小齿轮设计加工成为一体。阀体内左右柱塞阀芯与转向柱轴线呈垂直放置。阀芯上有磨削的控制槽。阀芯通过转向轴上的拨叉来拨动。转向轴用销钉与阀中的弹性扭力杆相连，该扭力杆的刚度决定了阀的特性曲线，同时也起到阀的中心定位作用。系统的最大工作压力设定为104Kpa，而在原地转向时，系统的工作0.8×104Kpa。此时所对应的方向盘转向力矩为5.5N.m 直线行驶时,方向盘在中间位置,方向盘辐条处于水平位置,阀芯和阀套之间也处于中间位置,所有控制口接通,液压油毫无阻碍地流经转向阀返顺到储油罐。方向盘转动时，转向转带动阀芯相对于

10、阀套相对运动，由于阀的控制边口位置变化，液压油将进入转向器的油缸内，推动活塞运动而产生推力。 在齿条与小齿轮啮合位置的背面装有同弹簧压紧的压力块，通过调节螺钉来改变弹簧的预紧力，可消除齿轮齿条啮合的间隙。 当向右转支方向盘时，转向力矩使得弹性扭力杆扭转，并且转向管柱的转角要比转向管柱的转角要比转向机小齿轮转得多一点，这就使右边旋转柱塞阀芯下移，使进油通道开大，左边旋转柱塞阀芯向移，关闭进油通道，此时左右旋转柱塞阀芯分别开大和关闭各自的回油通道。 根据右边旋转柱塞阀芯进油道开度大小，来控制流入工作缸左边的液压油流量和油压。工作缸左边的液压油推动转向机活塞向右运动，起到助力作用。转各机活塞移动距离

11、的大小，取决于旋加在转向盘上转向力矩的大小。 转向机工作缸右边的液压油在转向活塞的作用下，通过打开的回油环槽返回到储油罐中。 当向左转动方向盘时，情况与向右转动方向盘时相反。 动力转向器的阀孔同时也具有节流阻尼的作用，不像机械转向器那样另外加转向避振器。在转向回正时，通过阀的阻尼力来防止转向回正速度过快，增加转向回正舒适性，或者通过阻尼作用减小汽车直线行驶时由于路面不平对前轮的冲击引起方向盘的抖动和打手，提高保持直线行驶的能力。2.桑塔纳2000GLI轿车动力转向沉重故障诊断与排除2.1 轮胎气压的检查 用气压表检查轮胎气压是否充足，若充气不足，应进行充气。规定轮胎气压为： 前轮1.8

12、5;105Pa(半截) 1.9×105Pa(满截)后轮1.8×105Pa(半截) 2.4×105Pa(满截)车轮气压要求：两个前轮气压要一致，后轮气压一致。2.2 由机械引起动力转向沉重故障诊断与排除.2.2.1故障现象. 汽车行驶中，驾驶员向左右转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低速运转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。2.2.2故障主要原因 转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系转动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有： 1）转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。2）转向轮本身定位不准或车轴，车架变形造成转成

13、转向轮定位失准。3）转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合过紧。4）转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小。5）转向器缺油或无油。6）转向器壳体变形。7）转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦。8）转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油。9）转向节主销于转向节衬套配合过紧或缺油，或转向截止推轴承缺油。2.2.3 按故障诊断流程图逐步进行排除2.2.3.1 转向操纵机构需要部件的检修1转向操纵机构主要零件的检修：用百分表测量，转向轴的直线度误差应不大于1.00mm，否则应予以轿正。接触弹簧失效，转向轴驱动销橡胶衬套、塑料衬套及其他密封圈和橡胶支承环等老化、破裂或磨损严重，均应换新件。2齿

14、轮条式转向器及其操纵机构的装配与调整：齿条式转向器及其操纵机构可按拆卸的相反顺序进行装配，但应注意以下几点：1）凸缘管应推靠到主动齿轮上。用夹箍夹紧时，不允许用手掰开，夹紧箍的开口应朝外安装。2）紧固转向柱管时，应先将断开螺栓拧至螺栓头断开，然后再拧紧圆柱螺栓。3）安装转向盘时，车轮应处于直行位置，转向灯开关应放在中间位置，以防分离爪通过接触环上的弹簧片时上起损坏。4）各螺栓、螺母应按规定力矩拧紧。自锁螺母和螺栓一经拆下，安装时必须换新件。5）转向器啮合间隙的调整，应在车轮着地且处于直行状态时进行：向里拧动调整螺钉，直至螺钉与档块相接触。此时，转向盘应处于间隙啮合状态，且转动灵活。调好后拧紧其

15、锁紧螺母。2.2.3.2 转向传动机构的调整与装配1.转向传动机构的装配1）各零件修理完毕后，在横拉杆外端安装好调整螺杆及球接头，将其长度调整合适左横拉杆的长度为（597.±8）mm，在右横拉杆的长度为（553.9±8）mm，并拧紧夹箍螺母，以保证前轮处于直行位置，转向器在中间位置啮合。2）将转向支架安装到转向器齿条上，连接好转向减振器，并用连接板固定好横拉杆内端。3）将球头销装入转向臂销孔中，拧紧其紧固螺母。传动机构装好后，转向盘应无明显的自由行程，否则应查明原因予以排除。2.前轮定位的调整：上海大众公司要求使用专用的光学车轮定位仪对前轮定位，进行测量，在实际生产中，修理

16、厂家不具备这一条时，也可用转角器、水准仪、前束尺等进行检查。桑塔纳轿车的前束及外倾角是可调的，空载时前轮前束应为数-13mm。不符合要求，应进行调整。前轮前束是通过改变横拉杆的长度调整的，在进行调整时，左、右横拉杆旋入或旋出的长度应尽量相同，以防左、右轮转向关系发生变化。松开球接头下摆臂间的紧固螺母，使球接头相对下摆臂向外或向内移动（下摆臂栓孔为长型孔），即可改变前轮的外倾角。调整合适后拧紧球头销紧固螺母。定位参数如表所示。2.3由液压转向助力系统引起的动力转向沉重故障诊断与排除2.3.1故障现象 汽车行驶中，驾驶员转动方向盘时感到沉重费力，无回正感；汽车转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉

17、重。2.3.2 故障主要原因 转向沉重一般由液压转向助力系统失效或不足与机械传动机构损坏或调整不当引起的。具体原因是： 1)转向油罐油液油量不足或规格不对。2）油路堵塞或不畅。3）油路中有泄露现象。4）油路中有空气。5）转向泵传动带损坏或打滑。6）调节阀失效，使输出压力过低。7）转向扭杆弹簧变形。8）阀座与发芯间隙过大。2.4动力转向系统动力装置检查与更换1 液压油的检查、更换与排气：液压油减少、进入空气或磨料污垫，不仅将直接影响动力转向装置的工作性能，还会影响其使用寿命。因此，检查、补充、更换液压，不仅是动力转向装置工作性能检查的前提，而且也是一项重要的常规性维护作业。1)液压油的检查。使发

18、动机怠速运转，反复将转向盘打到底，使液压油温度达到4080，检查油液，若油液起泡或发白，应换油；油面应在储罐的“max”处。若油液不足，在检查各部位有无泄漏后，阴干规定牌号不足液压油。2）液压油的更换与排除a 除发现液压油优质变坏时需更换外，还要定期（一般一年一次）更换。排除旧油；架起汽车前轮，从储油罐及回油管处把有放到空容器中。启动发动机怠速运转，一面排油，一面将转向盘反复打到底，直到液压油排净。添加液压油：向储油罐内加注规定牌号的液压油至规定液面，应用虑网过滤，一面杂质混入油中，且应缓缓加注让空气能够排除。b 使用中发现系统内进入空气或更换液压油时，都需要排除系统内的空气。排气时，使发动机

19、怠速运转。反复将转向盘打到底，当储油罐内的油液没有旗袍和乳化现象，停熄发动机后液面变化不大于4mm时，说明空气已排净。又放气螺塞的，在架起车轮，发动机怠速运转时，反复由左至右和由右至左将转向盘打到底。系统内初步满油后将车轮放下，并将塑料软管的一端涛在放气螺塞上，一端插入容器中，旋转放气螺塞，将转向盘再次打到底，使系统在较高压力下通过放气螺塞放气，直到软管不再有气泡放出为止。在排气过程中液面会下降。且过低时又会进入空气。因此应随时添加液压油，保持标准液面高度。2 压力检查1)系统压力检查：检查时可在油泵与转向器之按装一个压力表和截止阀组成的测试器，如图所示。打开压力表阀门，启动发动机并且怠速运转

20、，满方向转动转向盘数次，压力表读数应为6.80-8.20Mpa。2）转向泵压力检查，如图所示。检测步骤如下：a 排除系统内的空气并保证液压油面高度，启动发动机，转动转向盘，使液压油达到正常工作温度。b 测定液压油泵最大输出油压，使发动机怠束运转，怠束关闭截止阀测量油压应符合规定。若压力低于规定值6.8-8.2MPa，表明液压泵内部有泄漏，应更换限压阀、溢流阀或叶轮泵，测量时，每次关闭截止阀的时间应不超过5S，防止损坏液压泵。3）测试控制阀及动力缸的有效油压。发动机怠速运转，完全打开截止阀，将转向盘向左、右达到极限位置时油压应符合规定，若压力过低或转向盘向左、右打到位置时压力不相同，说明控制阀或

21、活塞缸内部有泄漏。每次在极限位置的时间不能超过5S。4）测量无负荷油压差：转向盘在居中位置，将截止阀完全打开，发动机怠速运转，压力表读数应符合规定（一般为0.3-0.7Mpa）超过规定，可能是回油管堵塞。转向盘位置居中，将截止阀完全打开，测量发动机在1000r/min和3000r/min时的压力差。此时压力应在规定范围内，否则表明流量阀失效。3.液压泵滞的调整1）松开液压泵支架上的螺栓。2）松开张紧螺栓的螺母。3）如图所示通过张紧螺栓把V带张紧，当用力压在V带中间处有70mm的挠度时为合适。4）拧紧张紧螺栓的紧固螺母。5）拧紧液压泵支架上的固定螺栓。2.5转向沉重故障诊断原则查阅相关零部件使用

22、的国家、行业标准（如规格、参数、检验依据等），先从简单判断入手：一听（听故障现象描述、听故障部位的声音），二看（看是否有直观损坏部位裂纹、弯曲、泄漏等），三检测（辅助设备、仪器判断故障部位、原因），四解决（排除故障），五跟踪。2.6故障诊断方法将转向盘向左右极限位置来回转动，如果左右转向都沉重，故障在转向泵、液压缸或转向传动机构；如果左右转向助力不同，故障在控制阀。（1）转向沉重的主要因素有三点：一、转向油罐中油液是否不足；二、受转向器结构型式、安装位置以及转向器本身的故障影响；三、是受悬挂(包括横、纵拉杆)结构、参数及润滑情况影响。液压系统的故障也是导致汽车转向沉重的原因之一。诊断方法：检查

23、转向油罐中油液是否不足，规格是否不对和有无气泡，检查管接头有无松动，转向带张紧力是否正常。将转向盘向左右极限位置来回转动，如果左右转向都沉重，故障在转向泵、液压缸或转向传动机构；如果左右转向助力不同，故障在控制阀。举升起车架，转动转向盘，若感到转向灵活，则故障在前悬挂与车轮等部件。因为举升车架后，转动转向盘时车轮与路面的接触阻力已不存在。此时应仔细检查前轮气压是有过低，悬挂有无变形等。举升起车架，转动转向盘，若感到转向沉重，说明故障在转向器或转向传动机构。此时可将转向横拉杆拆下，再转动转向盘，若感到沉重，说明是转向器内部的故障，应根据需要进行修理或更换损坏的零件。 如果转动转向盘，若感到轻便灵

24、活，则说明转向器无故障。经过以上方法检查，若轮胎、悬挂、转向器均无故障，则可基本确定引起 转向沉重的部件是转向器。 （2）如何诊断与排除车架导致转向沉重故障当确定汽车转向沉重是由车架总成引起时，需拆下车架作如下检查及调整：检查转向联动机构。转向联动机构的故障包括：转向横拉杆与球头销摆动不灵活检查排除方法：（a）拆下横拉杆，用手扭动拉杆球头销，若手感吃力则可认为球头销摆动不灵活。对于不灵活的球头销可通过注油嘴向销座内腔注满润滑脂，一般选用二硫化佣作润滑脂。若仍无效果或效果不明显，应更换球头销。（b）查看转向节止推轴承是否缺润滑脂或损坏，如是，应重新涂润滑脂或更换损伤轴承。调整转向横拉杆臂。转向横

25、拉杆臂在转向过程中起杠杆动力臂的作用，转向横拉杆臂变形、弯曲将直接导致汽车转向沉重。解决的办法是，在条件允许的情况下，一般通过加热转向横拉杆臂的弯曲处，将到原来的效果。检查转向轮的定位。转向前桥主销后倾角越大，其稳定力矩会越大，大的稳定力矩会导致汽车转向沉重。另外前轮前束不合标准同样会引起转向沉重，应通过转向横拉杆作相应调整。汽车转向沉重往往是由几处故障叠加产生的，因此在查找原因的时候应做到逐项排查，力求彻底解决。2.7 转向沉重故障诊断过程（a）接到客户报修车辆。（b）详细了解客户车辆故障发生时的现象，做详细记录，并根据自己平时的实际经验提问（有的客户可能不知具体零部件的名称，描述模糊）。（

26、c）检验客户反映的故障现象。（d）利用必要的测试手段（如升级器、解码仪等）分析故障原因。（e）找出故障原因进行维修。（f）检验故障是否排除。（g）同驾驶员一起验证故障排除结果。（h）维修车辆交付。3.转向沉重故障原因与零件的关系3.1 转向沉重故障与转向器的关系动力转向器它的作用是将增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向，桑塔纳所配置的是齿轮齿条式转向器，它的工作部件组成是由壳体、液压油、齿条、密封圈、助力泵、齿轮、调节螺丝、轴承等组成，转向器正常工作时必须保证液体的油面、组件的配合间隙、皮带的松紧等处于一个规定的范围值：液压油的不足，将会导致助力器产生的压力不能达到规定值6.88.

27、2Mpa。液压油的质量不达标，将会导致齿轮表面损坏、活塞与工作缸磨损。密封圈的老化、损坏引起漏油、工作压力下降等。轴承的长期使用老化后，将加大齿轮的配合比。助力泵皮带的松紧、齿轮间隙的配合将会使压力不能达到规定值6.88.2Mpa。调整螺丝的松紧将会使转向盘的自由行程不达标。3.2转向沉重故障与联动的关系横、直拉杆球座、球头属于转向系统组成的联动机构，横、直拉杆的弯曲、变形。球座、球头的磨损、缺少润滑油、卡滞、转动不灵活。3.3转向沉重故障与主销内倾、后倾的关系主销内倾，是将主销的上端向内倾斜。从汽车的前面看去，主销轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角，即主销内倾角。主销内倾的作用是使车轮

28、转向后能及时自动回正和转向轻便，反之转向沉重。 主销后倾，就是通过车轮中心的垂线和真实或假想的转向主销轴线在车辆纵向对称平面的投影线所夹锐角为主销后倾角（如图），向前为负，向后为正，主销后倾角过大会使转向变得沉重。 3.4转向沉重故障与胎压的关系轮胎的气压必须在规定值范围，如果轮胎气压过低，将会导致台顶与地面的接触面积加大，导致转向沉重。4.维修注意事项 转向器装配后，必须加注ATF润滑油，进行密封性检查。加注润滑油应注意事项： 1.更换滤清器，保持润滑油清洁。2.启动发动机，怠速运转，加注新润滑油到油面“max”标记位置。 3.将发动机熄火，把转向盘从左至右反复转动数次，以此来排除系统中的空

29、气。 4.检查油面，补充润滑油至“max”标记位置。启动发动机，观察润滑油液面，只要液面下沉，就应不断加注润滑油，直到液面停止在标准高度，并在转动转向盘后，液罐中不再有气泡为止。 5.检查动力转向装置密封性，必须在热车时进行，左右转动转向盘到极限位置时固定，以使管内产生最大压力，检查分配阀、齿条密封和油管接头是否密封良好。如有渗漏应更换密封件。5.结 论电控动力转向系统是将最新的电子技术和高性能的电机控制技术在汽车上的应用，这项技术不仅能显著改善汽车的动态性能和静态性能、而且能提高行车时驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。因此该系统一经面世后，就受到很多汽车公司的青睐，此技术必将成为未来

30、发展的一个方向，具有广泛的应用前景。电动助力转向系统是一项近几年才发展起来的新技术，它涉及到很多先进技术和工艺，因此对它的研究需要很扎实的基本功和专业知识。本文在查阅了国内外有关电子控制转向系统的发展史和前沿技术后，对电动助力转向系统进行了系统的描述和归纳探究。本文进行的主要工作如下：（1）叙述了动力转向技术的分类及他们的基本结构和工作原理。汽车动力转向系统经历了由简单到复杂，由不成熟到成熟、实用的发展过程，逐渐满足了人们对其转向性能的要求。（2）介绍了动力转向的特性、构造、具体部件构造以及其工作过程，陈述了其发展的现状，以及应用前景。电动助力转向系统相对液压助力转向系统，其结构有了很大的变化，使电子技术得到了更广泛的应用。随着技术的逐渐成熟及批量生产，其成本会大大降低，有广阔的市场前景。6.致谢非常感谢老师在我大学的最后学习阶段给予我的指导与帮助，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，是您给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业论文，您放弃了自己的休息时间，这种无私奉献的敬业精神令人我们十分钦佩，更值得我们去学习！向指导老师无可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式表示深深的敬意！同时感谢我的其他任课老师在这两年来对我的栽培和教育。与