汽（qì）车转向系统实验台实验指导

一、汽车转向（xiàng）系统实验台实验指导（dǎo）--结构（gòu）与原理：
所谓四轮转向，是指后轮也和（hé）前轮一样具有（yǒu）一定的转向功能，不仅（jǐn）可以与前轮同方向转向，也可以与前轮反方向转向。其主要目的是（shì）增强轿车在高速行驶或在侧向风力作用下的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性（xìng），在轿车高速行（háng）驶时便于由一个车道向另一个车道的移（yí）动调整，以减（jiǎn）少调（diào）头时的转弯（wān）半径。
目前的轿（jiào）车转向分为前（qián）轮转向(2WS)和四轮转向(4WS),前者普遍使用，后者是近（jìn）年出现的一（yī）种新技术，主要应用在一些比较（jiào）高级和新型（xíng）轿（jiào）车上。
所谓四轮转向，是指后轮也和前轮相似，具有一定的转向功能，不仅（jǐn）可以与前轮同方向转向，也可以与前轮反方向转向。其主要目的是（shì）增强轿（jiào）车在高（gāo）速行驶或者在侧向（xiàng）风力作（zuò）用下（xià）的操纵稳定性，改善低速时的操纵轻便性，在轿车（chē）高速行（háng）驶时便于由一个（gè）车道向另一个（gè）车道的移动调整，以（yǐ）及减少调头时的转弯半（bàn）径。

  四轮转（zhuǎn）向装置按照前后轮的偏转角和车速之（zhī）间的关（guān）系分为两种类型：一（yī）种是转角传感型，另一种是车速传（chuán）感型。转角传感型是指（zhǐ）前轮和后轮的偏转角度之间存（cún）在着一定的因（yīn）变关系，即后（hòu）轮可以按前轮偏转方向做同向偏转，也可以做反向偏转。车速传感型是根据事先设计的程序规定当车速达到某一预定（dìng）值时(通常为35至40公（gōng）里（lǐ）/小时)，后（hòu）轮能（néng）与前轮同方（fāng）向偏（piān）转，当低于某一预定值时，则与前轮（lún）反方（fāng）向偏转。目前的四轮（lún）转向轿车既有采用转角传感型（xíng），也有采用车速传感（gǎn）型，还有二者兼而用之的。例如马自（zì）达929型轿车的四轮转向（xiàng）就是具有两种类型的特点。
   从汽车转向的基本过程来看，无论采取怎（zěn）样（yàng）的转向形式，都是使汽车在转弯时产生重心的平移和绕着重（chóng）心的（de）转动，这两种运动的结合促（cù）使汽（qì）车完（wán）成了转向的（de）过程。当汽车方向盘的转角和车速都确定下来的时候，那么（me）前（qián）轮转向汽（qì）车的行（háng）驶状态是单一的，而四（sì）轮转向汽车（chē）的行驶状（zhuàng）态则会随着后轮与前轮之间（jiān）的角（jiǎo）度不同或（huò）相同而（ér）变得多种多样，这是两轮转向和四轮转向的根本（běn）差别所（suǒ）在（zài），也是后（hòu）者（zhě）比前者（zhě）优越的关键之处。汽车前轮在做（zuò）转向时，会产生一个作用在前轮的侧向力，这时后轮也会产生一种离心力，这种作用力就会使车辆在垂直轴线方（fāng）向上产生一个扭矩，增大了倾翻作用力使车辆不（bú）能稳定（dìng）。而有四轮转向装置的汽车（chē），前后轮会相互配合（hé），减弱倾翻作用力，侧滑也会减少，从而保障了行车的安全。
   汽（qì）车在做直线行驶时，由（yóu）于受到（dào）车（chē）速和路（lù）面侧向（xiàng）风的影响（xiǎng）经常会走偏。这时有四轮（lún）转向（xiàng）装（zhuāng）置的汽车的微处理机就会根据车速和（hé）前轮转角加以计算（suàn），确定后轮的转角数值（zhí），以变动对变动来保持车子行驶的稳定性。
   四轮转向轿车的前后轮转向装置之间的联系形式有机械式，也有液压式、电子式等（děng）。目前四轮转向装置已将机械、液压、电子、传感器及（jí）微处理机控制技术（shù）紧密结合在一起，在很大（dà）程度上改善轿车的转向（xiàng）特性，提（tí）高（gāo）操纵稳（wěn）定性。
   四轮转向系统是一个电子控制（zhì）后轮操纵（zòng）系统。该系统有4个主要部分：前轮定位感应器（qì），可操纵的（de）固定偏（piān）轴伞齿轮后轴，电动发动机驱动的执行机构，控制单元。
转向盘位置和车辆速度传感器不断将数据传输给控（kòng）制单元，控制单元据此确定（dìng）后轮的转向角度。该系统有3种基本状态（tài）——正相、相、中间和（hé）负相。在较低速度的负相，后轮与前轮方向相反；中速（sù）时，后轮保持直行；高速时的正相，后轮与前轮方向相同。
  高速时后轮与前轮保持相同的方向，可保证更高的稳（wěn）定性（xìng），减少（shǎo）汽车在完（wán）成一项操纵动作时产生的偏摆和转（zhuǎn）动，使汽车即使在恶劣（liè）路面条件下也能（néng）在直行、转向（xiàng）或闪避时保持稳定（dìng）的操纵响应。
使用该系统，高速行驶时的牵引稳定性也得（dé）到提高。后轮的正相状态会（huì）减小主车和拖挂车之间的（de）铰接角度（dù），减小（xiǎo）拖车作用在（zài）主车（chē）后轮上的侧向（xiàng）力，避免主车和拖车的摇摆。
四轮转（zhuǎn）向系统（tǒng）同时（shí）改善了（le）低速行驶（shǐ）时的操控性，与使用两轮转向系统相比，拖车更接近主车的（de）行驶轨迹。在（zài）一些特殊行驶状态（tài）下（xià），如市区交通堵塞（sāi）、拖带挂车倒车和泊位时，四轮转向系统大大提高了操控性。
   通过电子化控制后轮的方向，可以（yǐ）减小重型卡车（chē）的转弯半径。按照通用汽车公司对使用四轮转向系统（tǒng）的大型SUV和卡车的测试，转（zhuǎn）变半（bàn）径平均（jun1）减小了19%。一种重型卡车（chē）的转（zhuǎn）变半径从14m减小到11.4m。
(一（yī）)叶片式转向油泵
叶片式转向（xiàng）油泵按其转子叶片每转供油次数和转子轴（zhóu）的受力情况（kuàng）可以划分（fèn）为单作用非卸荷式和双作用卸荷式两大类（lèi）。北京切诺基吉普车采用双作用卸荷式叶片油泵，如图所示，由转子1、叶片2、定子3、轴4、配（pèi）油盘（pán）5和（hé）壳体等（děng）机件（jiàn）组成。

叶片泵的液压试验：
叶片泵工作是否正常除了观察叶片泵的工作噪音（yīn）是否明显增大之外，可以通过叶片泵的液压试验来鉴别。其方法是：
1)、在叶片泵的出油管和转向机的进油口之间串接一个满量程约为10OMPa的压力表和一个开关（guān），打开开关；
2)、使转向盘处（chù）于汽车直线（xiàn）行驶位置；
3)、起动发动机，使动力转向油液达到正常工作温度(77℃)。此时，压力表读数应小（xiǎo）于1030kPa，如（rú）果超过此限，应检查转向（xiàng）器和油管等是否堵塞；
4)、关闭开关(关闭（bì）时间（jiān）不要超过5s)，压力表的读数应不低于5OMPa；记录读数，连续启闭（bì）开（kāi）关三次，读数值差应在345kPa以内；如果压力差和读数不（bú）符合上述规定，应检查叶片泵（bèng）溢流阀工作情（qíng）况以（yǐ）及泵芯(转子、定子、叶片和配（pèi）油盘等)的磨损（sǔn）情况。
（二）动力转向器如下图所示。

（三）转阀式分配阀

  其（qí）中图a)所示为汽车处于（yú）直线行驶时的状态，此时分配阀（fá）的转（zhuǎn）阀2处于中间位置。由转向油泵（bèng）输入的压力油通过阀体1周围的油孔进入阀（fá）体后，流过转阀与阀体纵槽（cáo）槽肩处（chù）的间隙(此时左右间隙相（xiàng）同（tóng）)，同时与动力缸（gāng）的上下油腔相通，使齿条--活塞上下受到（dào）的油压相同，当然就没有助力作用。进入的压力油同时又通过转阀2上的回流孔流回到转向油泵，形成循环。
  图b)所（suǒ）示为汽车转向（xiàng）时的（de）情况。转向盘转动分配阀中央的扭杆弹簧3和转（zhuǎn）阀2，再通过（guò）扭（niǔ）杆弹簧带动阀体和转向机（jī）螺杆，由于转向（xiàng）阻（zǔ）力的作用，使扭杆弹簧发生扭转（zhuǎn），造成阀（fá）体相对于转阀转过了一个角（jiǎo）度，这（zhè）样就使（shǐ）进油（yóu）口进入的压力油只能流向转阀和阀体纵槽槽肩处间隙变大的一边，并通过阀体上的（de）出油口流向（xiàng）接通了的动力缸的（de）一侧腔室，此时动力缸的另（lìng）一侧腔室就与进油口隔绝，其中的油液通过阀体内另一组纵槽槽肩处间隙变大的另一边，与转阀的回油孔相通，形成了泄压通道。这样就造（zào）成了齿条--活塞（sāi）的一（yī）侧受到压力油的作用，而另一（yī）侧处于（yú）泄压（yā）状态，这种压力差就（jiù）造（zào）成了（le）助力作用。
   当汽车直线行驶时，转阀处于中间位置，来自动力转向泵的高压油从转向器壳体的进油口流（liú）到阀体（tǐ）的中油环槽，经过其槽底的通（tōng）孔进入阀体（tǐ）和转阀之（zhī）间，此时因（yīn）转阀（fá）处于中（zhōng）间位置，所以进入的油液就分（fèn）别通（tōng）过阀体和转（zhuǎn）阀纵槽槽肩形成的、两边相同的（de）间隙，再通过转阀的纵槽和（hé）阀体的纵（zòng）槽（cáo）以及它们槽底的孔（kǒng）通向阀体外圆的（de）下油环槽和上油环槽，然后通过壳体（tǐ）的两条油道与转向机齿条--活塞的上、下腔相通，使上、下腔油压相同（tóng）。此时齿条--活塞即没（méi）有（yǒu）受到转向螺杆（gǎn）转动所造成的轴（zhóu）向（xiàng）移动（dòng）力，又没有受到（dào）两侧动力腔因压差（chà）所造成的轴（zhóu）向力，所以齿条--活塞处于中（zhōng）间位置，转（zhuǎn）向（xiàng）助力作用不存在。流入阀体内腔的（de）油液（yè）在通过转阀纵槽和两（liǎng）边相同的纵槽侧隙后，通（tōng）过转阀上的径向通孔流到转（zhuǎn）阀与短轴组件之间的空隙，再流到阀体组（zǔ）件和调整螺塞（sāi）之（zhī）间的空隙处，最后经（jīng）壳体回油口（kǒu）流回（huí）转向油泵储油（yóu）罐，形（xíng）成常流式（shì）的油（yóu）液循环（huán）。
   向左转向时，短轴在转向轴的驱动下逆时针方向转动，短轴一方面通过其（qí）下（xià）端的（de）销（xiāo）钉30拨动转（zhuǎn）阀同步转动，另一方面又通过其（qí）上端（duān）的销钉2拨动扭杆轴上端同（tóng）步转动，这个转动（dòng）力通过扭杆轴传给其下端经三角形花键固定着的下端轴盖14，下端（duān）轴盖又通过（guò）其圆周（zhōu）边缘（yuán）上的缺口传给固定在阀体上的销（xiāo）钉29，进而拨（bō）动阀体转动，阀体（tǐ）的转动就应通过其下端缺口经销钉16再直接传给转向机螺杆，但由于（yú）转（zhuǎn）向阻力的关系，要拨动（dòng）转向螺杆必（bì）须有足够的转动力矩，这个（gè）力矩就使（shǐ）扭杆轴发生弹性扭转（zhuǎn），这样就造成阀（fá）体转动（dòng）角度小于转阀转动的角度，使阀（fá）体（tǐ）和转阀发（fā）生了（le）角位置（zhì）的错移（yí），从而使阀体（tǐ）和（hé）转阀的纵槽错开，造成一侧间隙减小，而另一侧间隙（xì）加大的情况，这样就使流入阀体的压力油流向间隙增大的一边，并通（tōng）过（guò）转阀的纵槽、阀体上的油孔（kǒng）和阀体（tǐ）外（wài）圆的下油（yóu）环（huán）槽（cáo），流过转向器壳（ké）体油道进入齿条--活塞的上油腔，使油腔内油压（yā）增高。与此同时（shí），由于转阀和阀体的相对角位置错移，同样造成的另一组纵槽的错开，使得与阀体的上油环槽相通的一侧油道间隙增（zēng）大，这样就使齿条--活塞下油腔（qiāng）的（de）油液经过转向器壳体油道、上油环槽及槽底油孔进入阀体和转阀的另一组（zǔ）纵槽，并通过增大的间隙和转阀的油孔流到阀体组件和调（diào）整螺塞之间的空隙，再经壳（ké）体的（de）回油口流回（huí）转向油泵的储油（yóu）罐（guàn）。由于齿条--活塞的上腔压力增高，而下腔油液能自由流回储油（yóu）罐，压力很低，这种压差就造成了对齿条（tiáo）--活塞向下移动的推力，这个推力和转向时通过扭杆轴下端盖、阀体（tǐ）下部传给转向螺杆的转向力是相同方向（xiàng）的，因此就起了明显的（de）助（zhù）力作（zuò）用。
   右转向时的整个情况与左转（zhuǎn）向时基本相似，不同的是由于（yú）转向方向相反，造成的阀体和转阀的角位置错移相反，以（yǐ）至（zhì）于进（jìn）入转阀的油液经过阀体和（hé）转阀的纵槽和间（jiān）隙之后，流到转阀的上油环（huán）槽，进而流到动力缸的下腔，而动力缸上（shàng）腔的油液经过阀体的下油环槽进入阀内之后，经过阀体和转阀的间隙仍然流到阀体组件与（yǔ）调整（zhěng）螺塞之间的空隙，再（zài）通过（guò）出油口流回转向油泵的储（chǔ）油罐，这样就造成了齿条一活塞的下腔压力增高而上腔油液自由回流、压力很低的情况，这个（gè）压力差对齿条一活塞的向上推力（lì）与转向时通过扭杆轴（zhóu）传来（lái）的（de）转动力方向一致，因此同样起到了助力（lì）作用。
二、转向传动机构（gòu）的装配与调整
1、前轮（lún）前束的检查与调整
(1)什么是（shì）前轮前束
所谓前束（shù）是指两前轮轴前轮距A小于前轮轴后轮距B的差值。其（qí）标准前束值为B-A=0-3毫米，如（rú）图（tú）所示。

(2)检查和调整前轮前束时（shí）应先（xiān）做好的工（gōng）作
①、轮毂轴承紧度应符合技术要求；
②、轮胎气压应符合原车使用（yòng）规定；
③、为使车轮（lún）处于实际工（gōng）作状态，消除各运动副之间的间隙，应把汽车停放（fàng）在（zài）平坦紧实的路面上，使两前轮处于直线行驶的位（wèi）置，并向前推动（dòng）一段距离。
(3)检查方法（fǎ）
①、将前桥顶起使两前轮悬空。
②、在两前轮胎面中心处，沿整个圆周涂约20-40毫米宽的白粉（fěn）笔印迹。
③、在尽（jìn）可能地靠近胎面中心处安置划针，转动车轮，让划针（zhēn）在（zài）粉笔印迹内（nèi）沿整个圆周画出细线标记，如图所示。

④、放下两前轮（lún），检查汽车两前轮是（shì）否处于（yú）直线行驶的位置，必要（yào）时转动方向盘进行调整。
⑤、将前束尺针尖的高度调到与前轮中心高度相等，如图所示（shì）。

⑥、用前束尺分别在前桥前面和后面（miàn）测出两前轮的轮距A和B。
⑦、将B值减去A值即得前束值。
若所检测的前束值不符合规定应（yīng）进行调整（zhěng）。
(4)、调整方法
前束的调整如（rú）图所示（shì）。

①、拆（chāi）下开口销1，松开螺母2。
②、向上扭转调整管3，前束值增大；反（fǎn）之前束（shù）值（zhí）减小。
③、调（diào）整正确后，扭紧螺（luó）母2，装上开口销1。
2、转（zhuǎn）向（xiàng）角的检查与调（diào）整
汽车（chē）的最小（xiǎo）转（zhuǎn）弯直径不应大于12米，否则应进行调整。
(1)检查方法
①、在两前轮胎面上涂上（shàng）白灰浆；
②、将方向盘往左、右转到极限位置，使用低速档行驶；
③、测出左、右最小转（zhuǎn）弯直径。
若测量结果不符合要求时，应进行（háng）调整。
(2)调整方法
①、松开锁紧螺母；
②、顺时针（zhēn）旋入调整（zhěng）螺钉，直到最小转弯（wān）直径符（fú）合规定时为止(注意：将方（fāng）向盘往左（zuǒ）、右转到极限（xiàn）位置（zhì）后，车轮不应触及叶子板等其（qí）它机（jī）件)；
③、调好后扭（niǔ）紧锁紧螺母。
3.方向盘游（yóu）动间（jiān）隙的检查与调整
(1)什么是方向盘的游动间隙（xì）
所谓方（fāng）向盘的（de）游动间隙是指转动方向盘时，前轮不发生偏转而方向盘所能转动的角度。其标准值应小于14°，方向盘转动弧长应小于37毫米，如图所示。

(2)检查方法
①、使两前轮处于直（zhí）线行驶的位置；
②、将游隙检查器的刻度盘和指针（zhēn）分别夹持在转向轴管（guǎn）和方向（xiàng）盘上，如图所示；

③、向（xiàng）左(右)转动（dòng）方向盘至感到有阻力时，记下指针所指的位（wèi）置；再向右(左)转动方向盘至感到有（yǒu）阻力时为止。此时；指针在刻度盘上所划过的角度（dù）就是方向盘的游动间隙（xì）。
若发现游动间隙过大，应（yīng）查明（míng）原因（yīn），及时调整，以保修理质量。
(3)调整方法
①、调（diào）整前，检查转向器（qì）、转向摇臂、联轴节、转向拉杆和转向节各连接和固定部位是否松动，必要时予以紧固和调整。
②、调整转向器的扇齿和齿条的啮合间（jiān）隙。松开锁紧螺（luó）母1，顺时针转动调整螺钉，使啮合间隙减小，扭（niǔ）紧锁紧（jǐn）螺母（mǔ）。

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