液压助力转向试验台设计使用说明书.docx
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液压助力转向试验台设计使用说明书
液
压
助
力
转
向
实
验
台
使
用
说
明
书
1.液压助力转向试验台的结构和工作原理
1.1液压助力转向试验台的结构
1.实验台整图
液压助力转向试验台的结构如图1-1所示，其结构主要由方向盘、转向轴、转向器、悬架、配电室、电机、油泵、压力表、储液罐和转向传动机构等组成。
图1-1液压助力转向试验台机构
2.方向盘、管柱及左右悬架
图1-2方向盘及转向管柱
图1-3左右悬架
3.液压系统组件
图1-4液压系统组件
1-齿条2-齿轮3-工作主缸4-活塞5-弹性扭力杆6-控制阀
7-进油口8-出油口9-柱塞阀芯10-通向工作缸右边11-通向工作缸左边
4.电动机控制开关
图1-5
ON-电动工作（有液压助力）;OFF-电动机关闭（无液压助力）;
5.液压油瓶（外壳标签:
MAX-最高油量/MIN-最低油量）
图1-6油罐
6.油泵油压
将专用测试压力表装到连接管阀体和弹性软管之间的压力管中。
快速关闭截止阀（关闭时间不超过5min），并读出压力数，表压额定值为6.8～8.2MPa。
图1-7油泵
1.2液压助力转向试验台的工作原理
1.汽车直线行驶时
图1-8直行时转向阀工作示意图
汽车直线行驶时，转向器中阀芯与阀套的位置关系如图1-8所示。
方向盘居中，低压液压油通过油泵成为高压液压油，经阀芯的凸台与阀套的凹槽之间的间隙，流向动力缸两端。
由于方向盘居中，阀芯凸台两侧的间隙与阀套凹槽两端的间隙是相等的。
即动力缸两端油压相等。
动力缸中的活塞不移动，所以没有助力作用。
液压油经阀芯与阀套之间间隙流回储油罐。
2.汽车右转弯时
图1-9右转时转向阀工作示意图
汽车右转弯时，如图1-9所示。
方向盘顺时针转动，阀芯通过转向输入轴也随之顺时针转动。
由于扭杆分别与阀芯和小齿轮相连，所以小齿轮也应随着阀芯同向转动，但是由于车轮受到地面的转向阻力的作用小齿轮暂时没有转动，阀套通过轴销与小齿轮相连，故阀套也没移动。
此时扭杆在方向盘的转向力矩和转向阻力力矩的作用下就会产生一个扭转角，即阀芯与阀套之间也有一个夹角。
此时，转向阀的进油口与动力缸左侧的节流面积比右侧大，动力缸的左侧油压比右侧大，产生压力差，形成助力推动活塞向右移动，而活塞与齿条做成一体。
齿条同时承受小齿轮的推力和活塞的推力，当二者的合力大于道路阻力时，就推着齿条向右移动。
进而通过转向传动组件使轮胎右转。
当方向盘转过某一角度保持不变时，齿条的位置也保持不变。
扭杆由于方向盘的转向力矩的作用仍然有扭角，故转向器依然有助力作用。
只是动力缸的活塞保持一定的位置不移动，液压油通过阀芯和阀套的间隙流回储油罐。
3.汽车左转弯时
如图1-10左转时转向阀工作示意图
汽车左转时，如图1-10所示。
方向盘逆时针转动，其工作原理与右转时基本相同，只是扭杆产生一个相反的扭角，阀芯与阀套的转动方向相反，压力缸内产生一个相反的压力差，形成一个方向的助力推动齿条向左移动，进而使轮胎左转。
2液压助力转向实验台的使用
1.操作要点
（1）接上220V电动机电线插头。
（2）转动方向盘，左右转动方向盘手感阻力很大。
（机械转向工况）
（3）按下控制面板上电动机控制开关。
（4）转动方向盘，左右转动方向盘手感阻力很小。
（助力转向工况）
（5）油压表显示油压值。
（6）按下控制面板上电动机控制（OFF）开关，转向机构处于机械转向工况。
（7）左右转动方向盘时，可通过角度指示器显示转向角。
（8）实训结束后，按下控制面板上电动机控制（OFF）开关，方向盘转至正方向。
2.注意事项
（1）实训台操作时先检查助力泵液面，液面不足请及补充。
（2）实训台运行时请不要触摸转动部位。
（3）操作是应注意与旋转件，高温件保持一定的距离以免发生事故。
（5）操作时应严格遵循电控系统要求，严禁运行中插拔头。
（6）工作前应检查电器安全装置是否灵敏有效。
（7）方向打死时间不宜过长。
（8）设备使用220V交流电源，实训时注意安全用电。
3实验台实验内容
3.1转向器总圈数的测定
在方向盘上安装转向参数测试仪，顺时针转到底，读取方向盘转过的的角度并记录，再逆时针测一次读取角度并记录。
反复多次测量取平均值计算转向器的总圈数。
实验数据如下表所示；单位：
度。
表1
序号方向
1
2
3
4
5
顺时针
510
511
509
499
505
逆时针
512
515
517
515
513
综合
1022
1026
1026
1014
1018
平均值
1021
由测量数据经计算转向器的总圈数为3.08圈。
3.2自由间隙的测定
将转向器的输出端固定不动，将转向测量仪安装在方向盘上，在方向盘上施加一定转矩，将方向盘依次沿顺时针和逆时针转动到最大能转动的位置并记下转向仪的数据，多次测量取平均值。
实验数据如下表所示；单位：
度。
表2自由间隙实验数据
1
2
3
数据
5.7
6.0
5.9
平均值
5.87
3.3转向模拟实验
本实验台只能进行简单的转向模拟实验，进行转向模拟实验时，首先接通电源，打开电动机开关，使电动机工作为油泵提供动力。
然后转动方向盘进行转向模拟实验。
也可以关闭电动机开关，油泵不工作，转动方向盘，此时会感觉方向盘转向沉重，吃力。
这是因为道路阻力通过转向传动件给转向齿轮施加了一个阻力力矩，所以感觉转向吃力沉重。
3.4转向系的拆装实验
1.转向柱的拆卸
（l）向下按橡皮边缘，撬出盖板。
（2）取下喇叭盖，拆卸喇叭按钮及有关接线。
（3）拆下转向盘紧固螺母，用拉器将转向盘取下。
（4）拆下组合开关上的三个平口螺栓，取下开关。
（5）拆下阻风门控制把手手柄上的销子，然后旋下手柄、环形螺母，取下开关。
（6）拆下转向柱套管的两个螺钉，拆下套管。
（7）将转向柱上段往下压，使上段端部法兰上的两个驱动销脱离转向柱下端，取出转向柱上段。
（8）取下转向柱橡胶圈，松开夹紧箍的紧固螺栓，拆下转向柱下端。
（9）用水泵钳旋转卸下弹簧垫圈，卸下左边的内六角螺栓，旋出右边的开口螺栓，拆下转向盘锁套。
2.转向柱的检查
检查转向柱有无弯曲、安全联轴节有无磨损或损坏、弹簧弹性是否失效，如有则应修理或更换新件。
3.转向柱的安装
安装应基本按拆卸的相反顺序进行，但同时应注意以下几点：
（1）转向柱与凸缘管应一起安装，并用水泵钳连接起来。
（2）应将凸缘管推止转向机构主动齿轮上，夹紧箍圈口应向外，注意不可用手掰开夹箍。
（3）转向柱管的断开螺栓装配时，应将螺栓拧紧至螺栓头断升为止，然后拧紧圆柱螺栓。
（4）车轮应处于直线行驶位置，转向灯开关应处在中间位置，才可装转向盘，否则在安装转向盘时，当分离爪齿通过接触环上的簧片时，有可能造成损坏。
（5）应更换所有的自锁螺母和螺栓，转向支柱如有损坏，不能焊接修理。
3.5动力转向器的拆卸和安装
4.动力转向器的拆卸
（l）排放转向液压油（ATF润滑油）；
（2）拆下固定横拉杆的螺母；
（3）拆卸左前轮罩处的转向器固定螺栓；
（4）松开在转向控制阀外壳上的高压油管；
（5）拆卸后横板上固定转向器的左边自锁螺母；
（6）拆卸紧固齿条与转向横拉杆的螺栓；
（8）拆卸紧固转向小齿轮与下轴的螺栓，并使各轴分开；
（9）拆卸防尘套。
拆卸固定转向控制阀外壳上回油软管的泄放螺栓；
（10）拆卸后横板上转向器的固定自锁螺母；
（11）取下转向器。
5.动力转向器的安装
安装时应注意：
油泵上和在转向控制阀上固定泄放螺栓的密封环只要被拆卸，就应该更换。
（l）安装后横板的转向器，安装自锁螺母不必完全拧紧。
（2）在转向油泵上安装高压和回油软管，并用40N·m的力矩拧紧螺栓，并使用新的密封圈；安装在左前轮罩上的转向器固定螺栓，并用20N·m的力矩拧紧螺母，安装在后横板上转向器固定自锁螺母，并且用40N·m的力矩拧紧螺母；把高压管固定在转向控制阀外壳上。
（3）用40N·m的力矩拧紧在后横板上转向器的固定螺母；安装横拉杆支架固定螺栓，并用45N·m的力矩拧紧；从车辆内部把回油软管安装在转向控制阀外壳上；安装保护网（防尘套）；连接下轴，安装固定螺栓并用25N·m的力矩拧紧；安装踏板盖。
通风管和仪表板
（4）安装固定横拉杆支架的自锁螺母，并用45N·m的力矩拧紧。
（5）向储油罐内注入ATF油，直到达到标有“Max”处。
决不要再使用已排出的ATF油。
（6）在断开电源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，使之达到标有“Max”处。
（7）打开电源，完全向左和右转动转向盘，观察油面高度，一直操作到油面稳定在标有“Max”处为止。
6.转向器齿轮密封圈的更换
（l）拆卸转向器。
把转向器固定在台虎钳上，并拆卸弯曲棒的锁销；
（2）拆卸转向控制阀总成；
（3）拆卸转向控制阀外壳的密封圈；
（4）使用专用工具VW065和塑料铆头，把新的密封圈安装在转向控制阀外壳上。
7.转向油泵的更换
1、转向油泵的拆卸
（l）拆卸油泵上回油软管的高压软管的泄放螺栓，排放ATF润滑油；
（2）拆卸转向油泵前支架上的张紧螺栓；
（3）拆卸转向油泵后支架上的固定螺栓；
（4）松开转向油泵中心支架上的固定螺母和螺栓；
（5）取下油泵。
2、转向油泵的安装
转向油泵安装顺序与拆卸顺序相反。
转向油泵安装完毕后应调整转向油泵V形带的张紧度，并加注ATF油液。
3.转向油泵V形带的调整
（1）松开转向油泵支架上的后固定螺栓
（2）松开专用螺栓的螺母
（3）通过张紧螺栓把V形带绷紧，当压在V根带中间处，皮V形带应有10mm挠度为合适。
（4）拧紧专用螺栓的螺母。
拧紧转向油泵支架上的固定螺栓。
8.储油罐的拆卸
松开储油罐的安装支架螺栓和储油罐进油、回油软管夹箍，从台架上拆下储油罐
3.5液压助力转向实验台常见故障与排除
液压助力转向实验台常见故障与排除见表3所示。
表3液压助力转向实验台常见故障与排除
故障现象
故障原因
故障排除方法
转向沉重
1.转向器故障
齿轮轴上无单列向心轴承或滚针轴承调整、安装过紧或已损坏
补偿弹簧力过大，或齿条变形量过大
转向器润滑不良
转向柱弯曲或转向柱管凹陷
检查调整或更换
调整或更换
添加润滑油
校正或更换
2转向传动机构故障
转向传动横拉杆球铰配合过紧，润滑不良
横拉杆弯曲
悬架支柱变形过大或转向臂变形过大
调整，加注润滑油
校正或更换
更换
3其他原因
前轮定位失准
轮胎气压偏低
前轮轴承过紧
检查调整前轮定位
充足气压
检查调整润滑
转向盘自由行程过大
齿轮与齿条啮合间隙过大
球铰磨损严重配合松旷
横拉杆与支架配合松旷
调整
检查调整
检查调整
转向不灵敏操纵不稳定
转向器松动
齿轮与齿条啮合间隙变大
球铰磨损松旷
轮毂轴承松旷
悬架系统变形或松旷
前轮定位失准
检查紧固
检查调整补偿弹簧
检查调整
检查调整
检查调整
检查调整
高速摆振（转向盘抖动）
前轮不平衡
前轮轮辋发生拱曲变形
传动机构松旷
减振器损坏
悬架弹簧弹性不足或断裂
前轮定位失准
传动轴弯曲动不平衡过大
转向器松动
平衡前轮
更换轮辋
检查调整
更换减振器
更换弹簧
检查调整
更换
检查紧固
动力转向沉重或助力不足
油泵V形带松弛
储油罐油面过低
油泵压力不足
压力控制粘结
外泄漏过大
内泄漏过大
转向轴衬套太紧
前悬架变形
液压系统内有空气
调整V形带张紧度
补充液压油至规定高度
检修油泵
检修压力控制阀，必要时更换
找出泄漏处修理
找出泄漏处，修理或更换零件
检修或更换
修理
排除
动力转向装置噪声
油泵V形带松弛
油泵轴承损坏
压力板或转子损伤
油泵环过度磨损
储油罐不足
液压系统有空气或压力软管连接不牢
油泵装配不当
溢流阀故障
按规定调整V形带张力
更换轴承
更换损坏零件，并冲洗
更换油泵环
按规定补充液压油
按规定力矩拧紧压力管，并排出液压系统中空气
正确装配
更换
动力转向装置压力不足
油泵V形带打滑
油面过低
内部泄漏
液压系统有空气
调整V形带张紧度
按规定加注液压油
找出泄漏处，更换不合格零件
排出液压系统空气
3.6液压助力转向试验台的维护
1.前轮转向角的检查与调整
（1）检查
1）将前轴架起，使前轮处于直线行驶位置，在右轮下面垫一块木板和一张白纸；
2）用直尺紧靠轮胎外边缘，用铅笔在纸上画出与车轮平行的直线；
3）把转向盘向右转到底，画出第二条直线b；
4）用量角器测量直线a和b的夹角，即右轮的最大右转角。
用同样的方法可以测量左轮的最大左转角。
（2）调整
1）拧松转向节上车轮转向限位螺钉的锁紧螺母；
2）将转向盘向左（或右）转到底，拧转车轮转向限位螺钉，到最大转角符合规定为止；
3）检查前轮前端外侧不应与轮罩相擦，后端内侧不应擦拉杆，应保持8～10mm距离为宜；
4）锁紧车轮转向限位螺钉的锁紧螺母。
（3）按术要求
1）前束值与转向角符合原厂规定；
2）横拉杆两个接头应在同一平面内，螺栓紧固，锁止可靠。
2.前轮前束的调整
前束：
前轮前束是从车辆前方看，于两轮轴高度相同之下测量，左右轮胎中心线其前端与后端距离之差值称为总前束。
前束的作用是消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。
当正前束太大时，轮胎外侧磨损会有正外倾角太大所形成的磨损状态，胎纹磨损形式为羽毛状。
当用手从内侧向外侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。
当负前束太大时，轮胎内侧会有负外倾角太大所形成的磨损形态，胎纹磨损形式为羽毛状。
当用手从外侧向内侧抚摸，胎纹外缘有锐利的刺手感觉。
前轮前束的调整方法：
调整可调式拉杆，在调整前先将左右两边球头销止螺栓松开，夹紧转向盘正中位置。
再根据资料进行同时调整。
如果原来的转向盘是在正中位置，同时调整前束转向盘可能不会变动。
直至调整到标准数值，然后路试看其是否有变动，如有变动应将其调正为止。
前束测量。
如图4-4所示,测量两前轮中心线的距离A和B,其A和B的差值即为前束，即B-A=前束。
测量时,在两前轮前部水平方向车轮中心线上各找一点，测量两轮中心线上两点之间的距离A；然后，将车轮旋转。
在水平方向上再次测量这两点间的距离B，然后即可计算前束值。
图3-1前束的测量
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