转向器是转向系统的减速传动装置,目前汽车上广泛使用的转向器有齿轮齿条式和循环球式。
齿轮齿条式转向器：
齿轮齿条式转向器(图1-10)通常安装在副车架或发动机托架上,且安装点采用橡胶衬垫隔离振动和冲击。齿轮齿条式转向器具有结构简单、质量小、转向灵敏、成本低、便于布置等特点,因此广泛应用于小客车和轻型汽车上。目前上汽通用汽车绝大部分车型使用齿轮齿条式转向器。
1.结构如图1-11所示,齿轮齿条式转向器主要由输入轴、小齿轮、齿条、转向器壳体等组成。输入轴使用轴承支承在转向器壳体中,并且采用油封密封。它上部通过花键与转向柱下万向节配合,下部加工有小齿轮,小齿轮与齿条啮合。齿条装在管形转向器壳体内,并通过弹簧及压块紧压在输入轴上的小齿轮上,以减轻或避免小齿条受到振动或冲击。齿条两端通过球节(通常称为“内球节”)连接转向横拉杆,球节可以满足转向轮相对于转向器空间运动的要求。管形转向器壳体两侧各装有一个防护罩,并用卡箍紧固,它们将齿条、转向横拉杆、内球节等密封起来,可防止水、灰尘或者其他污染物进入转向器。
2.工作原理如图1-12所示,转向时输入轴上的小齿轮从转向轴获得旋转力矩,驱动与之啮合的齿条作横向移动,与齿条直接连接的转向横拉杆也随之横向移动,从而驱动转向传动机构中的其他部件工作,使转向轮偏转相应的角度,实现汽车转向。
3.齿轮齿条啮合间隙的调整当齿轮齿条机构出现卡滞、松旷及转动困难时,需要检查齿轮齿条啮合间隙。齿轮齿条啮合间隙由专门的调整机构调整,调整装置包括齿条压块、调整螺塞、锁紧螺母及弹簧等,如图1-13a所示。当调整螺塞向转向器壳体旋入时,啮合间隙减小;当调整螺塞向转向器壳体旋出时,啮合间隙增大,如图1-13b。齿轮齿条啮合间隙的调整可参照以下步骤进行①松开调整螺塞锁紧螺母。
②顺时针旋转调整螺塞至极限位置。
③逆时针将调整螺塞回旋50°~70°。
④按照规定力矩紧固锁紧螺母。
齿轮齿条啮合间隙还受输入轴轴承预紧力的影响,因此输入轴轴承预紧力也需要调整,它一般通过螺纹调整机构或者更换垫片来调整。有些转向器需要松开齿条压块或拆下齿条才能调整输入轴轴承预紧力,因此应该先调整输入轴轴承预紧力,然后调整齿轮齿条的啮合间隙,详细信息参见维修手册。
循环球式转向器：
循环球式转向器一般有两级传动,第一级采用螺杆螺母传动,第二级采用齿扇齿条传动。循环球式转向器传动效率高,操纵轻便,使用寿命长,工作平稳、可靠,通常应用在货车或越野车上。
1.结构循环球式转向器主要由输入轴、转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴(摇臂轴)转向器壳体等组成,如图1-14所示。输入轴用两个轴承支承在转向器壳体内部,其末端加工有两段或三段螺旋槽,呈螺杆状,因此称为转向螺杆。转向螺母安装在转向螺杆上,它内部加工有与转向螺杆对应的螺旋槽,二者的螺旋槽配合形成螺旋管道。转向螺母的上平面有两对通孔,U形钢球导管的两端插入这两对通孔中,与转向螺母内的螺旋管道组合成两条独立的闭合钢球滚道,其内部装满钢球,且钢球可以循环滚动。转向螺母的下平面加工成齿条,与齿扇轴上的齿扇啮合。齿扇轴由两个衬套支承,一端支承在转向器壳体侧盖中,该侧盖中安装有齿条齿扇啮合间隙调整机构;另一端支承在转向器壳体中,并伸出转向器壳体,通过细齿花键连接转向摇臂,因此齿扇轴也叫摇臂轴。
2.工作原理转向盘通过转向轴等部件带动转向器输入轴及转向螺杆转动,转向螺母在转向螺杆上做轴向移动,但不能转动。转向螺母齿条驱动与之啮合的齿扇(齿扇轴)转动,从而带动转向摇臂摆动,转向摇臂带动转向传动机构上的其他部件运动,使转向轮偏转相应的角度,实现汽车转向。
在转向螺杄、转向螺母及钢球之间摩擦力的作用下,所有钢球在螺旋管道内滚动,形成“球流”,且球流在其各自的闭合滚道内循环,于是转向螺杆、转向螺母之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,降低了摩擦力。
3.齿扇齿条啮合间隙的调整循环球式转向器的齿扇齿条啮合间隙通过调整螺钉调整,如图1-15所示。调整螺钉与齿扇轴配合,安装在转向器侧盖上,该调整螺钉顺时针旋入,齿扇齿条啮合间隙减小;反之,齿扇齿条啮合间隙增大。
齿扇齿条啮合间隙调整的详细步骤可参见相应车型的维修手册。
