轉向器介紹
全液壓轉向技術通常用於時速≤ 60 km h的非道路輪式移動車輛的液壓操舵。全液壓轉向具有操作輕便、轉向靈活和安裝布置方便等諸多優點。由全液壓轉向器、液壓泵和液壓缸等組成的液壓轉向系統來實現車輛的動力轉向,無論是國際還是國內全液壓轉向技術在輪式挖掘機、裝載機、壓路機、叉車、大、中馬力拖拉機以及聯合收割機的轉向系統中均已得到了普遍的套用。無論哪一種全液壓轉向系統,其技術創新點和故障多發零部件總離不開轉向控制元件—全液壓轉向器(SCU) 。
組成及作用
圖 1全液壓轉向器按閥的移動方式可分為滑閥式和轉閥式兩大類。其中滑閥式又可分為機械滑閥式(循環球滑閥式)、液壓滑閥式2種。液壓轉向器按閥芯的功能形式又可分為開芯無反應、開芯有反應、閉芯無反應、閉芯有反應(實際中,沒有人使用)、負荷感測和同軸流量放大等幾類。BZZ型全液壓轉向器主要由隨動閥、擺線針輪離合副、連動軸、撥銷、彈簧片和單向閥等組成。由閥芯、閥套和閥體組成旋轉隨動閥,控制油流的方向,閥芯是直接與方向盤轉向柱連線的;由轉子和定子組成一對內嚙合齒輪,即擺線針輪嚙合副,在動力轉向時起計量馬達的作用,保證流進轉向油缸的油量與方向盤的轉角成正比,在人力轉向時相當於手動油泵;連線轉子和閥套的聯動軸及撥銷,在動力轉向時保證閥套與轉子同步,在人力轉向時起傳遞扭矩的作用;彈簧片的作用是確保不轉向時隨動閥回中位;進、回油口之間的單向閥,在人力轉向時,把轉向油缸一腔的油經回油口吸入進油口,然後通過擺線針輪嚙合副再壓入油缸的另一腔,而在動力轉向時確保油液不從P口直接流向T口(見圖1) 。
工作原理
圖2BZZ型全液壓轉向器的工作原理(以BZZ1型為例)可以從全液壓轉向器的液壓功能圖(圖1和圖2)所展示的油路原理來理解,從液壓功能圖上不難看出轉向器的工作狀態分為中位狀態、左轉狀態和右轉狀態3個工況。
當轉向器處於中間位置時,閥芯和閥套在彈簧片的作用下處於中位,從油泵來的油經閥套和閥芯端部2排小孔進入閥芯內部,再由油口T流回油箱。
當方向盤右(或左)轉時,帶動閥芯右(或左)轉,因閥芯和閥套之間有最大達10.5°的轉動量,閥芯將克服閥芯套之間彈簧片的彈力,故閥芯相對閥套轉動,這時閥芯油槽與閥套的進油路接通,泵的來油經閥套,閥芯油槽,又從閥套流向轉子和定子,推動轉子相對於定子轉動,同時,轉子與定子的出油通過閥套後經油口A(或B)進入轉向油缸的一腔,使油缸活塞桿外伸(內縮),推動轉向輪向右(或左)轉,油缸另一腔的油從油口B(或A)進入閥套,再經閥芯的回油槽後,又從閥套的回油孔經油口T回油箱,從而實現轉向功能。
閥芯閥套的相對轉角約為1.5°時,油路開始接通,轉子的旋轉使油通向油缸,供油量的多少與方向盤的轉角成正比。
當方向盤向右(或左)轉過一角度不變時,由於上述油道打開而使油泵的來油推動轉子也向右(左)轉,當轉子的轉角與方向盤轉角相同時,因閥套與轉子是通過聯動軸及撥銷機械聯接的,因而轉子帶動閥套也向右(或左)轉動與方向盤相同的角度。這時,閥套與閥芯又形成了沒有相對轉角的位置,將通往轉子及油缸的油道關閉,使油泵的出油經油口P通過閥套和閥芯端部的2排小孔進入閥芯內部,又從閥套的回油孔經油口T流回油箱。這時,輪胎亦停止轉動,此即液壓反饋隨動作用。
當發動機熄火或轉向油泵發生故障時(人力轉向時),這種轉向器可用手撥動方向盤進行靜壓轉向,當撥動方向盤右(左)轉時,閥芯轉過10.5°的角度,經撥銷帶動閥套,聯動軸及轉子轉動,這時轉子與定子起泵的作用,轉子的轉動將油經油口T吸出,經單向閥,閥套、閥芯進入轉子泵的進油腔,由於手轉動轉子泵的作用使油產生壓力進入轉向油缸的一腔,使活塞桿外伸(內縮),車輪右(左)轉,另一腔的油從油口B(A)經閥套、閥芯再從閥套經單向閥到轉子泵的進油腔,不斷補入大(小)腔,實現轉向。
說明:為了保證人力轉向的實現,轉向器不應安裝在高於油箱液面0.5 m以上的地方,以提高吸油效果 。
故障與排除
轉向器漏油
①故障原因 軸頸處膠圈損壞或溢流閥處膠圈損壞或閥體、隔盤、定子及後蓋結合處漏油。
②排除方法 通過更換膠圈或結合面處有髒物應清洗乾淨髒物;有劃傷應研磨平,並緊固螺栓(緊固後蓋7個螺栓時應有順序地每隔2個擰1個,要逐漸擰緊,擰緊力矩為:40～ 50 Nm)。
轉向盤在空負荷轉向輕加負荷時轉向沉重
①故障原因 系統溢流閥壓力低於轉向系統的工作壓力,或溢流閥被髒物卡住。
②排除方法 調整系統溢流閥壓力至規定值,如果是溢流閥被髒物卡死,應清洗系統溢流閥乾淨即可。
轉向沉重
①故障原因 油箱不滿、吸油濾清器堵塞或油液粘度太大;
②排除方法 加油至規定油麵高度,清洗或更換濾芯,使用推薦的油液等即可排除;
③故障原因 油泵過度磨損,內漏過大,容積效率下降,在系統工作時,油泵供油量小於轉向器公稱流量,使系統壓力建立不起來,從而轉向沉重;
④排除方法 更換油泵;
⑤故障原因 雜質使單向閥鋼球與閥座密封不嚴,單向閥鋼球掉入閥套與閥體環槽之間或鋼球磨損,導致動力轉向時單向閥關閉不嚴,進出油路連通;
⑥排除方法 更換單向閥;
⑦故障原因 轉向器安全閥過早開啟,一種可能是安全閥彈簧斷裂或變形,另一種可能是雜質卡住閥芯;
⑧排除方法 更換安全閥或安全閥彈簧,另一種就是清洗乾淨閥芯和閥套之間的雜質即可。
跑偏嚴重
①故障原因 雙向緩衝閥失靈(鋼球被髒物卡住或彈簧失效);
②排除方法 清洗雙向緩衝閥,或更換其彈簧。
打轉向盤時無人力轉向
①故障原因 油液粘度太小;
②排除方法 使用推薦的轉向液壓油 。
