依维柯S系列汽车转向系采用齿轮齿条转向器,它主要由方向盘、转向柱、转向器、传动齿条和转向轮等部件组成,如图1所示。方向盘通过方向传动装置与转向器相连,转向器的齿条直接与横拉杆7相连。在转向柱下方与转向器的齿轮轴之间设有柔性联轴器13,它缓和了路面对方向盘的冲击力,改善了驾驶员的工作条件。两侧转向节臂8的前端通过球头销9与横拉杆7相连,后端通过螺栓与转向节12连接,两侧横拉杆通过球关节(在防尘罩11内)与转向器5中的齿条相连,以
保证实现空间运动。齿条在此兼作横拉杆之用。转向器壳通过支架10固定于横梁6上。可以看出其梯形机构处于前横梁之前,属前置式转向梯形机构。
  转向系的主要部件是齿轮齿条式转向器。如图2所示。齿轮轴11带动兼作横拉杆之用的齿条1作横向运动,从而带动车轮转向。这种转向器有一个显著特点是采用了齿轮齿条间隙自动调整装置。尼龙压簧垫块2压住齿条,垫块后面有压簧3和调整螺母5,可通过调整螺母的旋入量调节压簧的预紧力。转向器壳体上开有七个槽口,而在调整螺母上只开六个槽口,可供调整啮合间隙之用。压簧垫块中间开有油孔以润滑齿条与垫块之间的摩擦,提高传动效率。压簧不仅起调整间隙的作用,而且还是一个弹簧支承,可吸收部分振动能量,缓和冲击。齿条作局部高频淬火处理,
使齿条的强度、硬度高于齿轮轴上的齿,这样就可使磨损尽量出现于齿轮轴上。因为齿轮轴的磨损发生在全齿上,磨损较为均匀,不仅能保持齿轮齿条的配合间隙,而且在磨损后更换齿轮轴比较简单,齿轮直接啮合,操作灵敏度高且阻力小,转向轻便,转向器总成完全密封,可免于保养,代价也较低。
  依维柯汽车装用的转向器有固定速比和可变速比两种形式,它们的结构基本相似,区别在于齿条上的齿,可变速比齿条上的齿从中间至两端的模数和压力角渐变,在齿的中间位置,其转向传动比较大,从而操纵轻便,在齿条的两端其转向传动比较小,从而操纵灵敏,如图3所示。齿条的特点是其齿廓呈Y形,如图4所示,这一特点消除了所有非纵向轴线方向的运
动。
转向系的维护
1.转向器总成的拆卸
  用液压千斤顶顶起汽车的前横梁并用支架撑牢后拆下车轮。从转向节臂8上拆下横拉杆7,并从两个横拉杆上拆下球头销9,如图1所示。检查各个球头销上的橡胶密封件是否完好,防止渗入水或其它异物对球头销造成恶性磨损和生锈。拆下联接转向柱柔性联轴节和齿杆连接叉的两个螺栓,旋出联接支架10与车架前横梁的4个固定螺栓,把转向器总成从车上卸下。
2.转向器总成的安装
  把方向盘置于直线行驶位置,调整转向器总成的装配尺寸,如图5所示,将连同固定支架的转向器总成放到横梁上,上好并拧紧固定转向器总成与横梁两个支架上的4个螺栓(拧紧力矩如表1、表2所示),装上并拧紧转向柱与齿杆的柔性联轴节13的连接螺栓和螺母,将球头销插入转向节臂并拧紧螺母,最后装上转向轮并放下汽车,调整好前轮前束(通过改变横拉杆的长度来调整)。
3.转向器(AF型)的解体
  把转向器壳夹在台钳上,拆下卡环,退出防尘套;撬直保险舌片,用专用扳手将齿条上的横拉杆、球头销拆下,如图6所示,拆下盖子,拿掉保险销,用套筒拧出环形调整螺母,从转向器壳里取出压簧垫块,参见图2,把转向器壳旋转90°,取下卡环和齿杆的防尘套(密封垫),用套筒拧出环形调整螺母,把齿杆夹在台钳中,将齿杆连同其前轴承一起拉出,然后从转向器壳中取出齿条,用撞击式轴承拆卸器上辅助部件,从转向器壳里取出齿杆的后滚针轴承,通过转向器壳里衬套上相应的槽缝,压下两个定位凸尖,取出齿条衬套;把齿杆夹入台钳中,取下卡环和调整垫圈,然后从齿杆上取下滚珠轴承。
4.解体后的零件检修
  转向器解体后应仔细清洗拆散的零件,首先要检查齿轮和齿条的齿面,不得有过度磨损和碎齿,否则应更换,齿条的最大弯曲值不得超过0.3mm。清洗齿条时,不能用钢丝刷,以防损伤啮合面。转向器壳体应没有裂纹和破损,齿杆轴承不得有任何阻滞现象。仔细检查防尘罩,不得有孔洞或裂纹,齿条衬套不得有过度磨损或破裂,每次拆装均必须更换密封圈和保险舌片。
5.转向器(ZF型)的装配与调整
  ZF型转向器的装配与调整方法是:
  (1)用专用芯棒把滚珠轴承压到齿杆上,把调整垫圈套到齿杆上,装上卡环,调整垫圈的厚度应使其卡环的间隙不超过0.05mm(参见图2);
  (2)把两个密封圈放入衬套的相应环槽中,把衬套放入转向器壳并向里推,直到定位凸尖嵌入壳体上相应的定位孔中;
  (3)装上滚针轴承;
  (4)把齿条推入转向器壳,再用芯棒把带滚珠轴承的齿杆总成压入转向器壳内;
  (5)用专用套筒和扭力扳手把环形调整螺母拧紧至规定力矩,将防尘盖装在齿杆上,把密封垫的下唇塞入环形调整螺母,然后装上卡环;
  (6)把密封圈嵌入压簧垫块的槽里,把垫块塞入转向器壳内,使圆弧面落在齿条的圆柱上,把压簧放入垫块顶部的座孔内;
  (7)拧紧环形调整螺母,使压簧垫块正确而完全无间隙地紧压在齿条上,其规定力矩为6N·m,然后将它拧松一个齿,再拧松直到装上开口销。校准齿杆的传动力矩,应在0.61.7N·m之间。最后装上开口保险销,并折弯其尾部;
  (8)将转向横拉杆的球头销拧到齿条上,在两者之间预先插入保险片。用扭力扳手按规定扭矩拧紧转向横拉杆的球头销。并将保险片折弯敲平紧贴在球头销的扳手平面上;
  (9)套上防尘套,用特制卡环把防尘套紧固在横拉杆和转向器壳上;
  (10)在转向器壳上装上防尘盖。
  SPICA转向器的调整可参见图2,首先拧紧调整螺母5,直到弹簧3完全被压紧,然后拧松调整螺母使压簧垫块和调整螺母之间的最大间隙不超过0.15mm,相当于把调整螺母拧松不超过四个齿(转动一个方槽,相当于间隙增大0.035mm)。在齿轮轴11上装上扭力计,检查其转动力矩,正常应为2N·m。装上罩盖4,使盖子上的凸出部分嵌入调整螺母和转向器壳的相应槽中。
1 转向系各部件的技术规格与数据
1
齿条和齿杆的侧齿隙(Z.F转向器)
0.060.1mm
2
齿杆转动力矩(Z.F转向器)
0.61.7Nm
3
齿杆轴承端的游隙(Z.F转向器)
最大值为0.05mm
4
压簧垫块与环形调整螺母之间的间隙(SPICA转向器)
最大值为0.15mm
5
转向器齿杆转动力矩(SPICA转向器)
2Nm
6
转向器齿条齿杆的侧齿隙(T.R.W转向器)用垫片调整
0.050.12mm
 
7
Z.F转向器传动比
4.55
T.R.W转向器传动比
4.65
SPICA转向器传动比
4.69
8
2800轴距车最小转向直径
10.5m
3200轴距车最小转向直径
11.86m
3600轴距车最小转向直径
13.22m
9
齿杆轴承的最大轴向间隙(ZF
0.05mm
10
推力块与调整环之间的最大间隙(SPICA
0.15mm
11
齿轮、齿条间的啮合间隙(TRW
0.050.12mm
2 转向系各部件的拧紧力矩
1
球头销与转向横拉杆的固定螺母
6998N·m
2
球头销与转向节主销上转向横臂固定螺母
6998N·m
3
转向横臂与转向节主销的固定螺母
98108N·m
4
转向器支架与车架横梁的固定螺栓
4449N·m
5
转向柱连接叉与齿轮轴的柔性联轴节的连接螺母
2834N·m
汽车方向跑偏6
转向柱中间万向接头与柔性联轴节的固定螺母
2834N·m
7
转向柱下支架与车架的固定螺母
3134N·m
8
连接方向盘与转向柱的固定螺母
110135N·m
9
ZF转向器横拉杆
137N·m
10
ZF齿杆紧固环形调整螺母
2226N·m
11
ZF转向横拉杆与齿条
90N·m
12
SPICA转向横拉杆与齿条
100N·m
13
TRW转向横拉杆关节的调整环
4559N·m
转向系的常见故障诊断
  转向系的常见故障有行驶方向跑偏、方向盘振动、转向沉重、方向盘自动回正不良以及方向盘自由行程过大。
1.汽车行驶方向跑偏
  汽车行驶时转向轮自动偏向一边,驾驶员必须将方向盘握紧,并不断地校正汽车行驶方向。产生上述故障的主要原因是:
  (1)左、右轮胎气压不等,轮胎结构、尺寸与磨损程度不同;
  (2)左、右两边钢板弹簧弹力不一,变形差异较大,钢板中心螺栓或骑马盘螺栓松动、折断、脱落;
  (3)前轴、车架弯曲或前轮定位失准;
  (4)左、右两边轴距不等(前后车轴不平行);
  (5)左、右轮毂轴承松紧调整不当;
  (6)个别制动器平时有制动作用,或制动间隙过小;
  (7)转向节、转向节臂弯曲变形。
  其排除方法是:首先让汽车行驶一段里程,用手触摸制动鼓和轮毂轴承处,如感到烫手,
则为制动器有不正常制动现象或轮毂轴承过紧,应对其进行调整;使左、右车轮的气压尽可能一致,更换磨损过度的轮胎,如有必要,同时更换新胎;如果汽车仍然偏驶,则要检查调整转向轮定位,并对其前轮进行动平衡试验;检查前轮的位置偏差并调整两边的轴距。
2.方向盘振动
  产生方向盘振动的原因有:球接头或转向零件的配合间隙过大,导致游动间隙过大;转向器壳体固定螺栓松动;转向节主销衬套磨损过甚。
  其排除的方法是:更换球接头或检查调整转向器内零件间隙,必要时更换转向器总成;拧紧转向器固定螺栓;更换主销衬套或主销。