1. 4. 6 BJ203 2Z2F1型汽车转向发卡故障的分析与排除
(1)故障现象
某BJ203 2Z2F1型吉普型汽车,配备液压动力转向系统。该车行驶8×104 km后,转向机蜗轮轴油封喷射式漏油,遂更换了转向机总成。更换后第二天,驾驶员回厂报称“汽车行驶中向右转向时发卡,要用一点力才能越过,越过之后又会正常”。
液压动力转向机本身就很轻便灵活,刚刚换上去的转向机总成怎么会出现发卡现象呢?在原地起动发动机试验,转动转向盘,觉得有一点发卡,可能是前轮着地阻力较大,所以感觉沉重。随后,顶起两前轮试验,感觉轻便灵活,没有什么问题。最后进行行驶试验,结果与驾驶员反映的情况一样,右转弯时感觉发卡,但另一侧正常。
(2)故障诊断
液压动力转向机总成用在吉普型汽车上,都是由动力缸、分配阀和转向机组合为一体的整体式动力转向器,如图93所示。动力液压活塞缸的缸体即是转向器壳体,活塞即为转向蜗杆轴上的循环球一齿条齿扇,机械转向与液压动力(助力)合为一体。
液压动力转向分配阀位于转向机总成的前端,液压油的分配是由蜗杆轴上的扭力杆固定两端的阀芯和阀套相对扭转,错开一个角度实现的。扭力杆两头较粗,中段细小(韧性很好),能相对扭转一定的角度,又称为扭力弹簧;阀芯与阀套各自固定在扭力杆的两端,阀芯固定在前端(阀芯中空),阀套固定在后端,阀套与蜗杆轴为一体,阀芯(后头键轴)与转向机传动杆(十字节突元叉花键套)连接。当转向盘左右转动时,阀芯带动扭力杆旋转,扭力杆再带动阀套(蜗杆轴)旋转,由于扭力杆具有弹性,阀芯与阀套就有了一个相对的错角,阀芯比阀套多越过一定的角度,如此相切达到分配液压油的目的,如图94所示。转向盘向某一个方向转动时发卡,若是机械故障,应该是始终感觉沉重、发卡,而该车是卡一会过后又变正常,这就有可能是液压助力方面(进、出油孔通道受堵)存在故障,使分配阀在分配液压油时产生一个时间差,液压油进入工作缸时受阻(同时也是回油通道受堵),待分配阀越过这个阻力后,液压油又顺利进入工作缸(回油通道打开),转向机又变得轻便灵活。
(3)故障排除
查看转向机总成外表面,检查两前轮转向节主销、横直拉杆臂及球头,均正常,又调整了前束,但试车故障现象依旧,看来只有解体液压转向机总成进一步检查。分解之前先检查转向机总成,转动转向机蜗杆轴感觉很轻便,但有一点点窜动(轴向有间隙)。分解后检查各部位未发现问题(新总成件),清洗干净后按次序装复。现在重点放在窜动余隙可能发生的部位。从整个结构来看,在蜗杆轴上只有一处是轴承支承(平面向心推力球轴承),另一端是由活塞支承的。安装此轴承时很不方便,轴承调整螺塞(套装在蜗杆轴上)位于中间,安装时先将活塞(循环球一齿条齿扇)套装在蜗杆轴上,再一同放进液压动力转向机壳体中。此轴承又分为三体,外钢碗固定在液压动力转向机壳体上,内钢碗套装在蜗杆轴上,钢球是单个零散件,安装时要把单个钢球涂上黄油才能一个一个放在外钢碗上。
排放钢球时,发现钢球不能把外钢碗排满,以为故障原因找到了,便补足了钢球,然后,推进内钢碗,并紧固好调整螺塞。后续工作完成后,将转向机总成安装到汽车大梁上,加注转向液压油并排放空气。先不把直拉杆球头装在转向臂上,一边左右转动转向盘,一边加注转向液压油,待转向机壳体内充满油后,先排空气,然后再将直拉杆球头安装到转向臂上。启动发动机,再次进行排气,此时发现向左侧转动转向盘时很轻松,而向右侧转动时却完全卡死了,无论怎样也转不动(回油通道完全堵塞)。
问题出在哪里呢?未分解转向机总成时,只是右侧的一个位置发卡,但不是完全卡死,现在则是完全卡死在一个位置上。从整个安装过程来看,分配阀处的向心推力球轴承的钢球排满了,蜗杆轴就会向后相应地移动一个距离,即阀与各油道口配合错位,造成只向一个油缸分油和回油,而另一个油缸的进油和回油口完全被遮盖。
将液压动力转向机总成从汽车大梁上拆卸下来,重新进行分解、清洗、安装。在排放向心推力球轴承的单个钢球时,将钢球放在最低处,且不排满(留有一定余隙),使钢球更好地落在内、外钢碗上。然后,将内钢碗推到位。在紧固调整螺塞时,旋转蜗杆轴,感觉转动自如,不发卡,没有轴向间隙。调整螺塞紧固好后,在螺塞外沿与液压动力转向机壳体之间做好保险,以防止调整螺塞在使用过程中逐渐松脱。安装完毕后试车,故障排除。
(4)故障的进一步分析
该车的故障原因是由于新更换的液压动力转向机总成在出厂时分配阀轴承处的调整螺塞未紧固到位,使内、外钢碗与钢球之间存在一定的间隙,在向右转动转向盘时产生一个向下的推力,使分配阀与转向机壳体发生相对位移,导致阀套上的各进、出油口与转向机壳体上的进、出油口错位,从而影响了液压油进入活塞缸(回油通道受阻),但进、出油孔口也不是完全堵死,待动力液压油进入工作缸(产生动力向上推动活塞)及驾驶员用力转动转向盘后(力的反作用),两力相加将蜗杆轴向上推,使进、出油口完全打开,液压动力油进入活塞缸,于是轻松地推动转向机蜗杆轴上的活塞运动。第一次安装时填满了钢球,完全暴露了故障所在,但由于对各配合尺寸不太了解,装合后才发现蜗杆轴相对移动了一个距离,蜗杆轴前端的分配阀与转向机壳体上的各进、出油口错位,完全盖住了另一侧·油缸的进、出油口,造成转向盘卡死在一个位置上。有了这次的经验,确定了故障部位,第二次安装时排除了故障。在转向盘向左转动时,蜗杆轴与活塞的运动方向正好相反,相反的力推动蜗杆轴紧顶前端,使分配阀进、出油口与转向机壳体上的进、出油口相通,所似左转向时一切正常。
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