全液压转向器是在方向盘与转向操纵机构之间,不需要用连杆连接的一种液压动力转向型式,具有操纵轻便灵活、结构简单、价格便宜、整机安装布置方便等优点。国内外普遍采用的摆线式全液压转向器。

全液压转向技术通常用于时速≤ 60 km h的非道路轮式移动车辆的液压操舵。全液压转向具有操作轻便、转向灵活和安装布置方便等诸多优点。由全液压转向器、液压泵和液压缸等组成的液压转向系统来实现车辆的动力转向,无论是国际还是国内全液压转向技术在轮式挖掘机、装载机、压路机、叉车、大、中马力拖拉机以及联合收割机的转向系统中均已得到了普遍的应用。无论哪一种全液压转向系统,其技术创新点和故障多发零部件总离不开转向控制元件—全液压转向器(SCU)。

全液压转向器按阀的移动方式可分为滑阀式和转阀式两大类。其中滑阀式又可分为机械滑阀式(循环球滑阀式)、液压滑阀式2种。液压转向器按阀芯的功能形式又可分为开芯无反应、开芯有反应、闭芯无反应、闭芯有反应(实际中,没有人使用)、负荷传感和同轴流量放大等几类。BZZ型全液压转向器主要由随动阀、摆线针轮离合副、连动轴、拨销、弹簧片和单向阀等组成。由阀芯、阀套和阀体组成旋转随动阀,控制油流的方向,阀芯是直接与方向盘转向柱连接的;由转子和定子组成一对内啮合齿轮,即摆线针轮啮合副,在动力转向时起计量马达的作用,保证流进转向油缸的油量与方向盘的转角成正比,在人力转向时相当于手动油泵;连接转子和阀套的联动轴及拨销,在动力转向时保证阀套与转子同步,在人力转向时起传递扭矩的作用;弹簧片的作用是确保不转向时随动阀回中位;进、回油口之间的单向阀,在人力转向时,把转向油缸一腔的油经回油口吸入进油口,然后通过摆线针轮啮合副再压入油缸的另一腔,而在动力转向时确保油液不从P口直接流向T口(见图1)。

BZZ型全液压转向器的工作原理(以BZZ1型为例)可以从全液压转向器的液压功能图(图1和图2)所展示的油路原理来理解,从液压功能图上不难看出转向器的工作状态分为中位状态、左转状态和右转状态3个工况。

当转向器处于中间位置时,阀芯和阀套在弹簧片的作用下处于中位,从油泵来的油经阀套和阀芯端部2排小孔进入阀芯内部,再由油口T流回油箱。

当方向盘右(或左)转时,带动阀芯右(或左)转,因阀芯和阀套之间有最大达10.5°的转动量,阀芯将克服阀芯套之间弹簧片的弹力,故阀芯相对阀套转动,这时阀芯油槽与阀套的进油路接通,泵的来油经阀套,阀芯油槽,又从阀套流向转子和定子,推动转子相对于定子转动,同时,转子与定子的出油通过阀套后经油口A(或B)进入转向油缸的一腔,使油缸活塞杆外伸(内缩),推动转向轮向右(或左)转,油缸另一腔的油从油口B(或A)进入阀套,再经阀芯的回油槽后,又从阀套的回油孔经油口T回油箱,从而实现转向功能。

阀芯阀套的相对转角约为1.5°时,油路开始接通,转子的旋转使油通向油缸,供油量的多少与方向盘的转角成正比。

当方向盘向右(或左)转过一角度不变时,由于上述油道打开而使油泵的来油推动转子也向右(左)转,当转子的转角与方向盘转角相同时,因阀套与转子是通过联动轴及拨销机械联接的,因而转子带动阀套也向右(或左)转动与方向盘相同的角度。这时,阀套与阀芯又形成了没有相对转角的位置,将通往转子及油缸的油道关闭,使油泵的出油经油口P通过阀套和阀芯端部的2排小孔进入阀芯内部,又从阀套的回油孔经油口T流回油箱。这时,轮胎亦停止转动,此即液压反馈随动作用。

当发动机熄火或转向油泵发生故障时(人力转向时),这种转向器可用手拨动方向盘进行静压转向,当拨动方向盘右(左)转时,阀芯转过10.5°的角度,经拨销带动阀套,联动轴及转子转动,这时转子与定子起泵的作用,转子的转动将油经油口T吸出,经单向阀,阀套、阀芯进入转子泵的进油腔,由于手转动转子泵的作用使油产生压力进入转向油缸的一腔,使活塞杆外伸(内缩),车轮右(左)转,另一腔的油从油口B(A)经阀套、阀芯再从阀套经单向阀到转子泵的进油腔,不断补入大(小)腔,实现转向。

说明:为了保证人力转向的实现,转向器不应安装在高于油箱液面0.5 m以上的地方,以提高吸油效果。

转向器漏油

①故障原因　轴颈处胶圈损坏或溢流阀处胶圈损坏或阀体、隔盘、定子及后盖结合处漏油。

②排除方法　通过更换胶圈或结合面处有脏物应清洗干净脏物;有划伤应研磨平,并紧固螺栓(紧固后盖7个螺栓时应有顺序地每隔2个拧1个,要逐渐拧紧,拧紧力矩为:40～ 50 Nm)。

转向盘在空负荷转向轻加负荷时转向沉重

①故障原因　系统溢流阀压力低于转向系统的工作压力,或溢流阀被脏物卡住。

②排除方法　调整系统溢流阀压力至规定值,如果是溢流阀被脏物卡死,应清洗系统溢流阀干净即可。

转向沉重

①故障原因　油箱不满、吸油滤清器堵塞或油液粘度太大;

②排除方法　加油至规定油面高度,清洗或更换滤芯,使用推荐的油液等即可排除;

③故障原因　油泵过度磨损,内漏过大,容积效率下降,在系统工作时,油泵供油量小于转向器公称流量,使系统压力建立不起来,从而转向沉重;

④排除方法　更换油泵;

⑤故障原因　杂质使单向阀钢球与阀座密封不严,单向阀钢球掉入阀套与阀体环槽之间或钢球磨损,导致动力转向时单向阀关闭不严,进出油路连通;

⑥排除方法　更换单向阀;

⑦故障原因　转向器安全阀过早开启,一种可能是安全阀弹簧断裂或变形,另一种可能是杂质卡住阀芯;

⑧排除方法　更换安全阀或安全阀弹簧,另一种就是清洗干净阀芯和阀套之间的杂质即可。

跑偏严重

①故障原因　双向缓冲阀失灵(钢球被脏物卡住或弹簧失效);

②排除方法　清洗双向缓冲阀,或更换其弹簧。

打转向盘时无人力转向

①故障原因　油液粘度太小;

②排除方法　使用推荐的转向液压油。