液压动力转向系统-汽车底盘构造与维修

1.工作原理

（1）滑阀式动力转向系统

桑塔纳轿车液压式动力转向系统采用滑阀式动力转向器。如图4.21所示，该车的液压动力转向系统主要由叶片式液压泵、分配阀、溢流阀、限压阀、储油罐、转向器、动力缸和软管等组成。其中转向器与助力装置为整体式，即动力缸、分配阀和转向器装配在一起。

图4.21　桑塔纳液压式动力转向系统结构图

1—限压阀或溢流阀；2—高压油管；3—叶片泵；4—左横拉杆；5—右横拉杆；6—齿条；7—油管；8—備油罐；9—回油管；10—扭力杆；11—转向轴；12—分配阀；13—右阀芯；14—左阀芯；15—活塞左腔进油管；16—活塞右腔进油管；17—压力腔；18—动力缸；19—活塞

叶片泵在发动机传动带的驱动下，从油罐中吸进液压油，并将具有压力的液压油输入到动力转向器的柱塞阀处。根据转向盘输出的转向力矩的大小和方向，柱塞阀控制液压油，并使适当的液压油进入工作缸。在油压的助力作用下，推动转向器的齿条。工作缸另一边的液压油在转向器活塞和油压的作用下，通过柱塞阀流回储油罐。

为了确保动力转向系统安全工作，防止液力系统工作压力超过系统要求的最大工作压力，在叶片泵内装有一个溢流阀或限压阀。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进油口，以避免油泵及其他机构过载而损坏；当叶片泵供油量超过某一定值时，多余的油经此阀流回油泵入口处，以限制最大供油量。

桑塔纳2000型轿车动力转向系统的工作原理如图4.22所示。

动力转向器为齿轮齿条式，上部的阀体为滑阀式结构。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，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，在原地转向时，系统的工作压力为0.8×104kPa。此时所对应的转向盘转向力矩为5.5N·m。

在直线行驶时，如图4.22（a）所示，转向盘处于中间位置，转向盘辐条处于水平位置，阀芯和阀套之问也处于中间位置，所有控制口接通，液压油毫无阻碍地流经转向阀返回到储油罐。转向盘转动时，转向轴带动阀芯相对于阀套运动，由于阀的控制口位責的变化，液压油将进入转向器的油缸内，推动活塞运动而产生推力。

图4.22　桑塔纳2000型轿车动力转向系统工作原理图

1—齿条；2—齿轮；3—工作油缸；4—回油节流阀；5—出油节流阀；6—柱塞阀芯；7—弹性扭力杆；8—进油口；9—出油口；10—通向工作缸右腔；11—通向工作缸左腔；12—活塞

当向右行驶时，如图4.22（b）所示，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器小齿轮转得多一点，这就使得右边柱塞阀芯下移，使得进油通道开大；左边柱塞阀芯上移，关闭进油通道，此时左右柱塞阀芯分别打开和关闭各自的回油通道。

根据右边柱塞阀芯进油通道开度的大小，来控制流入工作缸左边的液压油的流量和油压，工作缸左边的液压油推动转向器活塞向右运动，起到助力作用。转向器活塞移动距离的大小，则取决于施加在转向盘上的转向力矩的大小。

转向器工作缸右边的液压油在转向器活塞的作用下，通过打开的回油环槽返回到储油罐中。(www.xing528.com)

当向左转动转向盘时，情况与向右转动转向盘时相反，这里不再赘述。

动力转向器的阀孔同时也具有节流阻尼作用，不需要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，增加转向回正的舒适性，通过阻尼作用，还可以减小汽车直线行驶时，由于路面不平对前轮的冲击引起转向盘的抖动或打手，提高其保持直线行驶的能力。

桑塔纳轿车使用的动力转向系统属于常流式滑阀结构。

（2）转阀式动力转向器

北京切诺基吉普车采用转阀式动力转向器。该动力转向器由循环球一齿条齿扇式机械转向器、转阀式转向控制阀和转向动力缸三部分组成，并且为整体式结构，如图4.23所示。

图4.23　北京切诺基吉普车转阀式动力转向器

1—卡环；2—短轴与弹性扭杆的传力销；3—短轴；4—弹性扭杆；5—骨架油封；6—调整螺塞；7—锁止螺母；8、10、15—O形密封圈；9—推力滚针轴承；11、20—聚四氟乙稀环和O形密封圈组件；12—转阀；13—阀体；14—下端轴盖；16—转向螺杆与阀体的锁定销；17—转向螺杆；18—转向摇臂轴；19—齿条一活塞；20—活塞环；21—转向器端盖；22—壳体；23—循环球导管；24—导管压紧板；25—侧盖；26—锁紧螺母；27—调整螺钉；28—推力滚针轴承；29—下轴承盖与阀体的锁定销；30—转阀与阀体的锁定销；31—进油口座及止回阀；32—进油口；33—出油口；34—滚针轴承

循环球齿条齿扇式机械转向器的转向螺母和齿条制成圆柱形（称为齿条一活塞1g），安装在转向器売体的油压缸筒内，将缸筒分为左右（对应于车上的安装位置分别为上、下）两腔室，构成转向动力缸。在齿条一活塞19左部的圆柱形表面上加工有环槽，槽内套有0形橡胶密封圈，在密封圏的外面还套有活塞环20，以保证活塞在动力缸中工作时的密封和耐磨。

转向控制阀主要由阀体13、转阀12、短轴组件（短轴3、弹性扭杆4和下端轴盖14等）及密封圈、轴承等零件组成。整个转向控制阀组件装在动力转向器壳体右端孔内。

阀体13制成圆桶形，外表面切有六道环槽。其中三道宽深的槽为油槽，每道油槽底部均加工有四个间隙相等的径向通孔作为油道，中间油槽上的四个通孔直径较大，与进油口32相通，是进油道，两边油槽的四个通孔直径较小，经转向器壳体内的油道分别与转向动力缸左、右腔相通；另外三道浅窄的环槽用来安装密封圈组件11。阀体左边缘处开有矩形缺口，转向螺杆17的锁定销16卡入此缺口中，形成阀体13带动转向螺杆17的传力连接。靠近阀体左端固定有锁定销29，此销外端阀体外圆表面以下，内端伸出少许，与下端轴盖14外圆上的缺口相卡，形成下端轴盖14带动阀体13的传力连接。阀体内表面切有八条互不贯通的纵向槽，并形成八道槽肩。

转阀12也制成圆桶形，其外圆与阀体13高精度间隙配合（转阀与阀体组成精密偶件，不可单独互换）。转阀外表面切有与阀体对应的八条互不贯通的纵槽，其相应的槽肩与阀体内表面上的槽肩相配合，形成油液流动的间隙。在转阀的八道槽肩中，相间的四道槽肩上开有径向通孔，形成回油孔。转阀右端外圆处切有环槽，用来安装0形密封圈10。转阀左端内圆柱面上开有缺口，短轴3左端安装的锁定销30即卡入此缺口中，以保证短轴3和转阀12同步转动，相互之间不发生角位移。在短轴和转阀之间留有较大的径向间隙，供低压油流通。

短轴3为空心管形轴件，其中穿有弹性扭杆4。短轴右端外表面制有三角形花键，与转向轴下端的万向节相连接，驾驶员转动转向盘的作用力即由此输入；短轴左端凸缘盘上制有弧形缺口。弹性扭杆4的右端经传力销2与短轴固定；弹性扭杆4左端通过三角形花键与下端轴盖14相连接。下端轴盖14为圆盘形零件，其外圆与阀体13左端内表面滑动配合；圆盘上也开有弧形槽孔。转向螺杆17右端凸缘的外圆滑动配合在阀体13左端内圆表面中，转向螺杆17凸缘上的叉形凸块插入下端轴盖14和短轴3的弧形缺口中，并有一定的相对角位移量，以保证和限制转向时弹性扭杆的扭转。

调整螺塞6旋装在转向器売体右端的螺纹孔中，其左端和中部装有推力滚针轴承9和滚针轴承34。该螺塞支承着短轴并在轴向对阀体13定位，使装在阀体上的锁定销29与下端轴盖14之间、装在转向螺杆17上的锁定销16与阀体13之间轴向靠紧。调整螺塞6左端还装有弹簧，以压紧转阀12，阻止转阀轴向移动，并使转阀与短轴3左端上的锁定销30轴向靠紧。转向螺杆17右端凸缘的左侧装有轴向推力滚针轴承28，以保证螺杆与转阀组件转动灵活和轴向定位。

在动力转向器壳体上对应于转向控制阀的部位，开有与转向油泵相通的两个油管接口，分别为进油口32和出油口33，在进油口内还装有止回阀31。

转向器侧盖上旋装有调整螺钉27，旋进或旋出调整螺钉27可以改变转向摇臂轴18的轴向位置，从而调整齿条与齿扇的啮合间隙，调好后用锁紧螺母26锁紧。