1.3　汽車懸架上的零部件

汽車懸架由車輪懸架機構、車輪、彈簧、減振器、前后軸、轉向機構、制動機構等零部件組成。而車輪位置對車輛直線行駛、轉向及輪胎磨損有著決定性影響。

1.3.1　彈簧

1.彈簧的功能

1）使懸架運動，以便輪胎與路面更好接觸。

2）保持車身高度正確。

3）有助于吸收路面的振動。

汽車懸架上的彈簧如圖1-6所示。

彈簧是由彈性材料制成的，如鋼、橡膠何力反與彈或路作作簧，塑重用可面用膠保力力保力持推也持。都作接動正彈有簧確輪用觸一利胎在的。個底用作根車相盤車據用輛等高輛上牛在且度頓路的。重這定面反量就律上的是推，反對動路為作輪什于面胎任用么的相。

圖1-6　懸架上的彈簧

當輪胎遇到路面上的障礙物時（如凹坑或凸臺），障礙物推動車輪（壓縮），或陷入路坑（回彈）。在壓縮時，彈簧儲存著大量能量；在回彈時，彈簧釋放大量能量。儲存和釋放能量引起彈簧“振蕩”或多次回彈直至釋放了所有的剩余能量。然而，該振動發生時，輪胎將改變與路面的相對位置，引起輪胎表面的摩擦，同時給駕駛人帶來駕駛問題。

所有這些會引起彈簧疲勞。由于彈簧疲勞，直至彈簧不再能支持車身重量，彈簧不能保持輪胎可靠抓地。由于彈簧疲勞也會引起不當的力作用在其他懸架部件上，引起它們過早地磨損。彈簧雖然沒有受熱，卻因疲勞而改變了懸架高度。

根據功能和用途不同，彈簧有多種形式，如圖1-7所示。

圖1-7　彈簧的形式

2.扭桿彈簧

扭力桿是利用具有扭曲剛性的彈簧鋼制成的桿狀件，類似于圓鋼。能夠被扭曲并儲存能量。扭力桿的一端被連接在車體上，另一端連接在控制臂上。車輪上下運動時，發生壓縮和/或回彈，扭力桿或多或少被扭曲。彈簧鋼的彈力試圖使扭力桿回復到正常位置，因此消耗了扭力桿扭曲時儲存的能量。典型的扭桿彈簧如圖1-8所示。

車輛設計時使用有縱向扭力桿（與車輛側面平行）或橫向扭力桿（與車輛側面垂直）。對于這兩種形式的扭力桿，通常在其一端安裝有調整螺栓或螺母。當扭力桿疲勞時，該項調整可恢復正確的車身高度，如圖1-9所示。

圖1-8　典型的扭桿彈簧

圖1-9　扭桿彈簧的應用

特別提示：

? 進行車輪定位前要檢查和調整扭力桿。

3.螺旋彈簧

螺旋彈簧相當于一個扭力桿繞著一個圓柱被卷繞成螺旋形，如圖1-10所示。當螺旋彈簧上下移動時，壓縮和回彈使彈簧絲發生扭曲。在其扭曲時，彈簧變短；解旋或放松時彈簧變長。螺旋彈簧是由彈簧鋼制成的。內部缺陷和金屬材料表面的溝痕，使彈簧在該處變得脆弱。斷裂起自缺陷或溝痕處，并不斷向彈簧絲周圍擴大，經過若干壓縮周期后引起彈簧斷裂。這就是為什么壞損的彈簧斷裂處總是尖銳的。

對于螺旋彈簧懸架，疲勞的彈簧無法調整補償。

特別提示：

? 當螺旋彈簧出現磨損和松弛時，必須成對更換。

圖1-10　典型的螺旋彈簧

通常以彈性比率來識別螺旋彈簧的性能。彈性比率是指當螺旋彈簧壓縮1in（1in=25.4mm）時，所承受的以磅為單位的重量值。

螺旋彈簧是現代汽車上用得最多的彈簧。它的吸收沖擊能力強，乘坐舒適性好，缺點是長度較大，占用空間較多，安裝位置的接觸面也較大，使得懸架系統的布置難以做到很緊湊。由于螺旋彈簧本身不能承受橫向力，在獨立懸架中不得不采用四連桿、螺旋彈簧等復雜的組合機構。出于乘坐舒適性的考慮，我們希望當汽車受到頻率高且振幅小的地面沖擊時，彈簧能表現得柔軟一點；而當沖擊力大時，彈簧又能表現出較大的剛性，減小沖擊行程。因此，需要彈簧同時具有兩種甚至兩種以上的剛度。工程師們采用鋼絲直徑不等的彈簧或螺距不等的彈簧（圖1-11）來解決這一問題，這樣組合彈簧的剛度隨負載的增加而增加。

圖1-11　螺旋彈簧的形式

4.板簧

板簧通常由彈簧鋼制成，如圖1-12所示。也有些廠商以玻璃纖維增強塑料（FRP）制造板簧，如Corvette和Chevy Astro等車型。板簧做成平板形或葉片形，通常有一小的曲率。曲率值被稱為彈簧曲率。壓縮和回彈發生時，彈簧板外展變平，而后回復到原狀。板簧設計是以三點安裝（兩端連接車架，第三點連接車軸）的。板簧保證車軸在車架上處于正確的定位。中心螺栓穿過彈簧板和車軸定位孔，彈簧座確保車軸和彈簧定位。

板簧多用于廂式車及貨車，由若干長度不同的細長彈簧板組合而成。它比螺旋彈簧結構簡單，成本低，可緊湊地裝配于車身底部，工作時各片間產生摩擦，因此本身具有衰減效果。但如果產生嚴重摩擦，就會影響吸收沖擊的能力。重視乘坐舒適性的現代轎車很少使用板簧。

圖1-12　典型的板簧

5.空氣彈簧

空氣彈簧是一個充以空氣的橡膠氣囊，如圖1-13所示。多數情況下，空氣彈簧將提供一個比傳統彈簧更舒適的懸架。受力時壓縮空氣將使氣囊縮短。當空氣回復到原狀態時，空氣彈簧將伸長，因此其功用像傳統彈簧。

圖1-13　典型的空氣彈簧

特別提示：

? 很多空氣彈簧系統是由車載計算機來控制，因此在做四輪定位前，空氣彈簧系統開關必須關閉。

? 當二次舉升或舉升裝有空氣懸架系統的車輛時，如果沒有足夠氣壓，空氣彈簧會伸長，彈簧壁可能內陷至活塞。彈簧中沒有空氣，控制臂上移時可能損壞彈簧。

? 關于空氣懸架系統的更詳細內容，請參考對應車輛的維修手冊。

多數裝有空氣懸架系統的車輛都有車身高度傳感器。該傳感器可調整，以校正車身高度。

空氣彈簧利用氣體的可壓縮性代替金屬彈簧。它最大的優點就是具有可變的剛度，隨氣體體積的不斷壓縮漸漸增加剛度，且這種增加是一個連續的漸變過程，而不像金屬彈簧是分級變化的。它的另一個優點是具有可調整性，即彈簧的剛度和車身的高度是可以主動調節的。通過主副氣室的配合使用，使彈簧可以處在兩種剛度的工作狀態下：主副氣室同時使用，氣體容量變大，剛度變小，反之（只使用主氣室）則剛度變大。空氣彈簧剛度由計算機控制，在汽車高速、低速、制動、加速以及轉向等狀態下，根據所需剛度進行調節。

空氣彈簧也有弱點，靠壓力變化控制車身高度必須裝備氣泵，還有各種控制附件（如空氣干燥器），若保養不善會使系統內部生銹發生故障。另外，如果不同時采用金屬彈簧，一旦發生漏氣，汽車將無法行駛。

1.3.2　減振器

如前所述，我們討論了彈簧在儲存和釋放能量時引起的振動。如果不加限制，該振動將會引發嚴重的駕駛問題，即制動問題和輪胎磨損。因此，每個彈簧將配備彈簧振動阻尼裝置（減振器）。

下面讓我們來做一組試驗：

當我們將一個重塊掛在彈簧上，重塊將上下移動直至彈簧內的能量耗盡。如果我們將同一重塊掛在同一彈簧上，并放入油缸，你認為會發生什么？如果重塊上有個大孔，又會怎樣呢？如果是小孔呢？若是更小的孔，又會如何呢？孔可使一部分油液通過重塊，以油液緩沖其沖擊。這是減振器的基本原理，如圖1-14所示。

圖1-14　減振器工作原理

圖1-15　汽車上的減振器

在實車上，減振器活塞端安裝在車架上，氣缸端安裝在車軸或控制臂上，如圖1-15所示。當車輪遇到凸塊時，氣缸向上推進。氣缸是密封的，注油容器的內徑與活塞閥的直徑相同，如圖1-16所示。當氣缸上推時，油液通過活塞閥的孔。孔的尺寸和油液的黏度決定緩沖或抑制沖擊運動的能力。同樣，減振器通過緩沖效應濾掉來自彈簧的能量。剛性減振器或重型減振器將提供一個硬式懸架。硬式懸架導致懸架很少運動。重型減振器用于高性能車輛，或重型貨車，或經常在壞路面上行駛的車輛。

特別提示：

? 除了彈簧式懸架或空氣懸架車型，減振器不影響車身高度。

很多減振器是“充氣式”的，用以改進懸架硬度，延長使用壽命。充氣式減振器充裝的是氮氣，氮氣可減少減振器中油液中的氣泡。

特別提示：

? 安裝或檢查時，要注意檢查減振器安裝支架是否斷裂、軸襯是否損壞、活塞油封四周是否漏油。

? 進行彈跳測試。多次彈動汽車每個部位，松手后查看。彈跳不應超過2～3次。

? 不應只以彈跳測試來判斷減振器的好壞。疲勞或損壞的彈簧會導致車輛過度彈跳。還要檢查輪胎是否有齒狀或杯狀磨痕，這些意味著減振器或彈簧是壞損的，輪胎離開路面再落下會沖擊地面。

圖1-16　典型的減振器

1.3.3　麥弗遜滑柱

20世紀40年代后期，有位叫麥弗遜的美國工程師想到一個新辦法，他采用與傳統上下控制臂系統相同的轉向幾何理論發明出新型的懸架，且使用了更少的部件。他的設計能將懸架載荷傳導到車身更寬的范圍。道路振動直接傳到彈簧而不用首先通過控制臂。所有這些特性確保了乘座更舒適、駕駛更安全。但該設計有一個問題：要求汽車必須有車架上體和高強度翼子板。由于美國汽車制造商決定不采用他的設計，麥弗遜帶著他的設計來到福特的英國子公司。1950年，麥弗遜滑柱懸架在福特英國子公司面世。

圖1-17　典型的麥弗遜滑柱

麥弗遜滑柱是一個組合式設計，它將彈簧、減振器、上控制臂和上承重板組合成一體，如圖1-17所示。上承重板功能等同于傳統的SALA懸架系統（即短臂長臂式）中的上球節。它的結構使道路沖擊從輪胎直接傳至彈簧，無需經過控制臂，這樣就誕生了平順的底盤；該結構使彈簧負荷點置于更高處，增加兩個彈簧間的寬度，這一設計也具有更好的防側傾結構。由于使用了更少的部件，麥弗遜滑柱占用空間更少，給發動機和相關的空調、動力轉向系統等附件留出了更大的空間。

滑柱頂部安裝在橡膠和金屬總成上，稱為上滑柱支座。盡管設計上各車型間有些不同，但基本上支座都會有軸承組件、滑柱活塞桿導向軸套和橡膠絕緣墊。滑柱本身設計得更像一個減振器，帶有活塞桿、活塞閥和一個油室。

上部的支座是上彈簧座（底座常用部件），彈簧頂部便安裝在此座上。通常有一識別切口表示彈簧端在哪里。焊接的滑柱體是下彈簧座，也有一個識別切口。彈簧以很大的壓力保持在兩個底座之間。

特別提示：

? 正因如此，除非將彈簧安裝在彈簧壓縮器里，否則不可拆下活塞桿螺母。

用兩個基本方法之一，滑柱可安裝在彈簧座下端。如果輪軸是滑柱的一部分，可用螺栓固定到轉向節或將其用螺栓直接固定在下球節上。

另有一個滑柱設計稱為改進式滑柱。該設計利用了下控制臂（包括負荷球節）上的彈簧。在下控制臂和彈簧的位置設計上，該系統非常類似于SALA懸架。最大的區別是上控制臂被改進式滑柱總成所取代。上軸承板當作上樞軸。

診斷麥弗遜滑柱時，不要只關注“減振”部件泄漏問題。泄漏和滲漏是不同的，大多數滑柱在整個密封處會滲出一點油。通常，在滑柱管體上端只是有一層薄薄的油膜。

特別提示：

? 如果油膜很厚并順著管體向下流，建議更換滑柱。

? 如有車輪定位設備，將車輛升起大約3in（7.6cm），再將車輛降落回原高度，觀察車輪外傾角的變化。如果兩車輪的外傾角變化不一致，可能是滑柱管體或活塞桿彎曲。松開活塞桿螺母（松開，切記不要拆下！），轉動活塞桿，可觀察到輪胎外傾角的變化情況。如果外傾角變化，說明活塞桿彎曲；如果外傾角不變化，說明滑柱管體彎曲。

1.3.4　控制臂

圖1-18　典型的短臂長臂式懸架系統

顧名思義，控制臂是用來控制或約束某些部件的。控制什么呢？控制的是在懸架壓縮和回彈過程中，控制臂控制輪胎所經過的路徑。大多數情況，這些控制臂的排列是上部有一短臂、下部有一長臂。這樣的系統稱為“短臂長臂”或“SALA”懸架，如圖1-18所示。因其尺寸不同，在壓縮和回彈過程中，控制臂在不同弧線上運動，如圖1-19所示。小控制臂，即上控制臂在大弧上運動，輪胎的基部運動量很小。這樣，當底盤大幅上下運動時，輪胎磨損是很小的。

為使控制臂有序運動，它們必須有樞軸支點。內側樞軸支點以軸和軸襯附在車架上。有些車輛安裝有兩個獨立的軸（銷子），而不用單軸。無論哪種形式，它們都使用了襯套。多數轎車和輕型貨車使用橡膠襯套，鑲嵌在內、外金屬套管上，如圖1-20所示。外套管被壓制在控制臂機架上，而內套管穿過鋸齒形邊安裝到軸上。控制臂上下運動時，外套沿著臂轉動，此時內套在軸上不動。這會引起兩個套間的橡膠扭曲，橡膠試圖回扭。因而，該襯套充當小彈簧幫助控制臂保持在正確位置。它也可抑制來自輪胎和車輪總成的部分振動。

圖1-19　短臂長臂的工作狀態

圖1-20　橡膠式控制臂軸襯

檢查這些襯套時，將車輪放在地面上檢查襯套所處位置是否正常，查找明顯的老化和壞損，還要確認銷或軸能直接通過襯套軸心。如果軸和銷偏心，襯套將變形喪失功能。當驅動車輛時，會引起定位角度的變化。更換這些襯套時，使用一個合適的螺釘旋具或襯套安裝工具將其安裝至控制臂上，并確認裝正。去除控制臂損壞部分，以正確的角度安裝襯套至控制臂孔中。直至車輛處在正常車身高度，否則不要完全擰緊限位螺栓。如果操作不當，會引起襯套有一個預扭轉，將導致新襯套過早破壞。

如果金屬絲式控制臂軸襯（圖1-21），應對稱地將其安裝到軸的兩端。如果安裝不正確，可能會引起主銷后傾角問題。當襯套安裝到控制臂孔底部時，支軸應能在軸套中自由轉動。

圖1-21　金屬絲式控制臂軸襯

特別提示：

? 將控制臂安裝到車上后，使用注油槍潤滑兩個金屬襯套。

1.3.5　萬向節

通常控制臂外支點是一個萬向節。萬向節的構造很像是人的臂關節，它可以在圓周方向和弧線上運動，但不可橫向運動（內和外）。萬向節結構包括一個殼、一個球形和錐形座圈、一個軸承和預載裝置。

萬向節源于一個基本原理（壓縮負荷和拉伸負荷），用作承重支點和摩擦支點。壓力接頭設計使車重和輪胎與轉向節上推力壓縮球頭螺栓進入萬向節殼內。受拉接頭恰好相反，車的重力和輪胎與轉向節的推力推動球頭螺栓離開萬向節殼。對于任一情況，都有球頭螺栓以軸承（磨損面）可靠連接。現在，多數車輛利用壓力接頭作為摩擦接頭，用受拉接頭作為承重接頭。

承重接頭緊鄰彈簧座圈或扭力桿。由于車重貫穿彈簧，壓力必須通過萬向節到達輪胎和路面。對于多數SALA懸架（短臂長臂式），彈簧置于下臂，而下萬向節是承重萬向節。

特別提示：

? 檢查這些萬向節時要對它們進行正確的卸載。

如果下萬向節是承重萬向節，頂起下控制臂直至輪胎離開地面，卸載負荷；如果上萬向節是承重萬向節，必須頂住車架，舉升起整個車輛，如圖1-22所示。

圖1-22　控制臂摩擦萬向節與承重萬向節的布置

檢查承重萬向節時千斤頂的安裝位置，如圖1-23所示。

多數車輛安裝的是上承重萬向節，安裝有一個行程限位器和/或擋塊，以防止回彈時控制臂撞擊車身。利用一合適楔形專用工具（來自定位工具制造商），檢查這些萬向節時以保持控制臂離開車身。

在定位規范手冊的后面有萬向節規范。根據手冊中的說明，利用萬向節檢測專用千分表檢測出這些值。有些萬向節可能會要求使用扭力扳手來檢查球頭預緊量。

圖1-23　控制臂卸荷支點

檢查摩擦萬向節時，注意規范說明：如有任何可測量的曠量都是超過公差的。如果檢測出摩擦球節有任何曠量，就要更換球節。

特別提示：

? 多數萬向節被壓制在控制臂殼上。當買到萬向節配件時，通常其公差為0.002～0.005mm，這樣可確保萬向節正確安裝到控制臂上。如果此前更換過該萬向節，則需要更換整個控制臂。這是因為第一次更換萬向節會擴大控制臂孔0.050mm，第二次更換萬向節時就不能滿足正確安裝了。

圖1-24　承重萬向節的磨損指示器

多數車輛配有承重萬向節“磨損指示器”，如圖1-24所示。為了檢查這些萬向節，車輛必須停在平坦的地方，車輪承重。圖1-24表示的是典型的磨損指示器式萬向節。磨損指示器位于潤滑脂嘴附近的基座上。如果磨損指示器與萬向節基座齊平，更換萬向節。如果萬向節指示器突出一些，說明萬向節是良好的。

1.3.6　縱向推力桿

許多車輛有一個下控制臂，傳統的控制臂形似字母A，現多數控制臂更像字母I。A形臂利用A的兩條腿來確保往復運動的安全。I形臂更易于往復運動。為確保I形臂往復運動的安全，制造商在設計上做了相應改進，在控制臂一端連接一個連接桿，另一端連接到車架上。軸套安裝在車架端。該連接桿的名字叫縱向推力桿或制動反作用桿，如圖1-25所示。當制動時，控制臂萬向節端連同輪胎一起停下來，而車架端繼續移動。如果發生這種情況，哪怕是些微小的變化，主銷后傾角也立即會有變化，后傾角變小，這會引起駕駛操控問題。如果兩個前輪制動總成制動不同步，汽車將向制動效果更好的一側跑偏。

因其為潛在的運動，許多工程師在縱向推力桿靠近車架一端設計有螺紋，如圖1-26所示。這樣，方便調整后傾角。在高速行駛和制動過程中，為確保后傾角準確，安裝軸襯必須完好無損。執行“標高駐車檢查”（見附錄A），檢查是否有老化、破裂、斷裂處。如果縱向推力桿不在軸襯中心，要更換軸襯。

圖1-25　典型的縱向推力桿及襯套

圖1-26　縱向推力桿調整

1.3.7　穩定桿與擺動桿

圖1-27　典型的擺動桿

當車輛轉向時，車輛重量分布會不均。這一變化會導致車輛一側下沉而另一側上升。這個重量變化也可引起車輪外傾角和前束角的變化，并可能導致在整個轉向過程中駕駛人操縱不便。

在轉向過程中，為弱化重量轉移和車身高度的變化，用一個彈簧鋼桿（擺動桿）通過兩個下控制臂和車架橫置安裝在車上，如圖1—27所示。當車輛直線水平行駛時，擺動桿不影響車身高度。擺動桿連接端通過橡膠軸襯連接，車架上的橡膠軸襯套在該桿上，因此要檢查軸襯松動、老化、破損情況。通常，控制臂連接端是通過連接件連接的，一般這些連接件包括1個長螺栓、4個軸襯、墊片、1個軸套和1個螺母。要檢查軸襯連接件是否缺失或老化，以及軸套墊圈是否磨損或缺失。

有些廠商也將擺動桿當作穩定桿來用。如福特Escort擺動桿沒有用連接件直接安裝在下控制臂上。這有助于防止臂的往復運動。在此穩定桿系統中，后傾角不斷變化是由軸襯磨損和松動所致。

特別提示：

? 檢查該系統所有部件，需執行“標高駐車檢查”（見附錄A）。

1.3.8　轉向系統

1.轉向機構

為了使車輪轉動，需將轉向盤的旋轉運動（圓周運動）轉換為轉向機構的線性運動（邊到邊運動）。一套稱為轉向器的齒輪組，用以完成這一運動轉換。直至現在，這種形式的轉向機構常常稱為“循環珠”型。

想一下螺母和螺栓，我們會很容易理解其工作原理。向右轉動螺栓（相當于轉向盤和轉向軸），螺母沿著螺栓向上運動，向左轉動螺栓，螺母沿著螺栓會向下運動，如圖1-28所示。如果我們在螺母上做出一些輪齒，并與第二個齒輪嚙合，通過轉動螺栓我們可使第二個齒輪轉動，如圖1-29所示。

圖1-28　轉向機構工作原理（1/2）

圖1-29　轉向機構工作原理（2/2）

在實際的齒輪機構上，螺栓是轉向軸，通常為蝸桿軸，如圖1-30所示。它有著更大的線性空間。該軸被“穿”入一個滾動螺母。在滾動螺母內，代替螺紋的是在軸螺紋上有許多可滾動的鋼珠。之所以使用鋼珠是因為在兩個運動副之間會產生更小的摩擦。當鋼珠到達軸螺紋末端時，通過鋼珠導管鋼珠會返回到起始點，如此鋼珠可無限制地往復滾動。由于轉向軸是依靠轉向盤來轉動的，滾動螺母沿軸被旋上旋下。滾動螺母的一側是齒條，齒條與扇形齒輪嚙合。扇形齒輪安裝在殼體內，當滾動螺母運動時，可使扇形齒輪旋轉。安裝在扇形齒輪基座上的是一個花鍵軸，稱為扇形軸。轉動轉向盤使蝸桿同步轉動，并使滾動螺母移動。齒條扇形齒輪嚙合，隨之轉動了扇形軸。

圖1-30　典型的轉向機構剖視圖

特別提示：

? 隨后描述的轉向機構是安裝在扇形軸上的。如果車輛配裝的是動力轉向系統，蝸桿軸連接隨動閥。

2.轉向機構

大多數轉向機構是下面四種形式之一：

（1）交叉式　交叉式轉向機構主要用于四輪驅動車橋。典型的交叉式轉向機構，如圖1-31所示。

圖1-31　典型的交叉式轉向機構

（2）HALTENBERGER式　HALTENBERGER式轉向機構主要用于福特的雙I形梁懸架，如圖1-32所示。

（3）平行四聯桿式　平行四聯桿式轉向機構用在多數轎車和輕型貨車上，如圖1-33所示。

最常見的轉向系是平行四聯桿式。它有四個主要部件：惰性臂、轉向搖臂、橫拉桿球頭和調整桿。其名字源于橫拉桿球頭，與下控制臂基本上是平行和等長的。這樣避免輪胎在壓縮和回彈時前束過度變化。橫拉桿球頭和球節一同在相似的弧線上運動，這樣在運動過程中輪胎位置不會發生改變。

圖1-32　典型的HALTENBERGER式轉向機構

圖1-33　典型的平行四聯桿式轉向機構

（4）齒輪齒條式　齒輪齒條式轉向機構用于大多數轎車和許多輪式貨車上，如圖1-34所示。

圖1-34　典型的齒輪齒條式轉向機構

3.轉向搖臂

轉向搖臂是受轉向器控制移動的第一個部件，如圖1-35所示。轉向搖臂銷是轉向系中受力最沉重的萬向節，它必須移動轉向機構其余所有部件。典型的轉向搖臂如圖1-36所示。

將車輛停在舉升機（如果需要，鎖止轉角盤）上，來回轉動轉向盤，可以很容易檢查轉向搖臂的情況。轉向搖臂銷、轉向搖臂和中央連桿應是整體移動。如果發現轉向搖臂移動而搖臂銷不動（在相同時間相同速度下）這時就要注意觀察轉向搖臂銷。檢查搖臂銷、轉向搖臂與中央連桿是否成一體？在很多配件目錄中會列出“非”用于轉向搖臂，這表明轉向搖臂銷與中央連桿是作為一體銷售的，而不是與轉向搖臂一體銷售的。

4.惰性臂

與轉向搖臂相配合的部件是惰性臂，如圖1-37所示。它們兩個一同保持中央連接桿處在正確的水平面上。惰性臂可能采用橡膠襯套、帶有尼龍襯套的承重臂和螺紋鋼襯套三種基本設計之一。無論怎樣設計，惰性臂不準上下移動，否則中央連接桿會失去水平面位置，可能引起“沖擊轉向”現象。惰性臂允許移動是以前的說法。有些通用汽車維修手冊規定：用25lbf（111N）的力撞擊惰性臂在中央連接桿上的連接點，惰性臂上下移動不應超過1/8in（3.175mm），如圖1-38所示。后來的通用“F”底盤產品（Camaro和Firebird），將惰性臂安裝到車架長孔上。左右彈簧疲勞不一致時，上下調整惰性臂以消除沖擊轉向。惰性臂軸襯的形式，如圖1-39和圖1-40所示。

圖1-35　車上的轉向搖臂

圖1-36　典型的轉向搖臂

圖1-37　車上的惰性臂

圖1-38　惰性臂軸襯總成檢測

圖1-39　惰性臂的橡膠式軸襯

圖1-40　惰性臂的金屬絲式軸襯

特別提示：

? 如果惰性臂過度松曠或磨損，車輛在運行時會引起前束改變。

5.中央連接桿

中央連接桿是一個置于轉向搖臂和惰性臂之間的桿件（圖1-41），與橫拉桿球頭相連，它是用于連接輪胎到轉向器的。設計上中央連接桿在水平面上運動，其拉動一側橫拉桿球頭運動時，同時推動另一側橫拉桿球頭使輪胎轉向。在中央連接桿每端都有一個孔或銷，以連接惰性輪和轉向搖臂。在大約1/4處的兩個孔與橫拉桿球頭相連。通用“F”底盤轎車（Camaro和Firebird）在中央連接桿每端有一機械式無偏差靈敏點，這是兩個測量點以消除中央連接桿是否水平。如果不水平，將惰性臂上下稍做調整，將兩個點的誤差控制在4.23mm以內。

圖1-41　典型的中央連接桿

6.橫拉桿球頭

橫拉桿球頭更像小型球式萬向節，它們只允許在圓周上運動，不能橫向運動。在車的兩側各有一個橫拉桿，每個橫拉桿兩端各有一個球頭，如圖1-42所示。橫拉桿安置在與下控制臂行程匹配的位置，當懸架振動回彈過程中可弱化車輪向內向外的擺動，即前束變化。

圖1-42　車上的橫拉桿球頭

內側橫拉桿球頭與中央連接桿相連，可使車輪在中央連接桿連接處上下運動；外側橫拉桿球頭連接到轉向臂上，轉向臂連接到轉向節或轉向節鑄件上。這樣可使輪胎從正直位置轉向（左轉或右轉）。兩個橫拉桿球頭以調整桿連接，調整桿有螺紋套管，轉動調整桿可使兩個橫拉桿內收或外放，這樣輪胎將向內或向外移動。

首先擰緊橫拉桿調整桿夾緊箍，確定橫拉桿位置以使球頭螺栓處在橫拉桿球頭殼的中心，如圖1-43所示。

確定夾緊箍位置，夾緊箍開口與橫拉桿調整桿開口不超過45°，這樣可以將調整桿上的力分布得更均勻。不要將調整桿的開口和夾箍的開口對齊，如圖1-43所示。

如同檢測轉向搖臂一樣，最容易和更精確的檢測橫拉桿基孔的方法是用千斤頂升起車輪，來回轉動轉向盤，檢查球頭螺栓的曠量。

特別提示：

? 如果球頭螺栓有曠量，當車輛行駛在路面上時，則前束角會變化，引起輪胎過度磨損。

圖1-43　橫拉桿球頭定位

7.齒輪齒條式轉向機構

此前，我們討論了平行四聯桿式轉向機構，如圖1-44所示。如今它已被齒輪齒條式轉向機構（圖1-45）所取代，齒輪齒條式轉向機構更簡單，是平行四聯桿式轉向機構的改進設計。請注意觀察，二者有何區別？

對于平行四聯桿式系統，連接左側和右側于一體的部件是中央連接桿。中央連接桿也用在齒輪齒條式機構中，但桿的一側有輪齒，成為齒條。中央連接桿是以惰性臂和轉向搖臂保持其處在適當的水平面上。齒條是以齒條殼保持其處在適當的水平面上。

圖1-44　典型的平行四聯桿轉向機構

圖1-45　典型的齒輪齒條式轉向機構

中央連接桿通常以橫拉桿球頭將車輪連接到轉向系統上。而齒條式則不同，它是用一個非常類似于平行四聯桿機構的外橫拉桿球頭連接。內側橫拉桿球頭已改進，以便橫拉桿球頭螺栓伸出更長，接頭以螺紋與齒條一端連接。

如果仔細觀察已安裝好的齒輪齒條式機構，你會注意到內側接頭總成與外側橫拉桿處在一個平面上，基本與下控制臂平行，恰似平行四邊聯桿系統。因此，正確安裝齒條和齒輪很重要。如果安裝軸襯和/或齒帶變形/彎曲，齒條殼體不能保持正確位置，形成“沖擊轉向”條件，在碰到路上的障礙物時，車輛會擺動和搖晃。

齒輪齒條系統中的重要部件齒輪取代了傳統的轉向齒輪箱。轉向柱經過彈性聯結器與輸入軸相連。如果車輛安裝的是手動轉向，輸入軸與齒輪（與齒條上的齒相嚙合）結為一體，如圖1-46所示。如果車輛安裝助力轉向系統，齒輪組件有些不同。軸與齒輪不是簡單的一體，而是一個三件套總成，如圖1-47所示。再通過彈性聯結器，轉向柱連接到輸入軸上。該軸有一個裝有節流器的機制中心區。這些節流器叫作“窗”，相應的機件表面叫作“門”。花鍵軸是中空的，在頂部有一止動銷安裝孔。

圖1-46　齒輪齒條工作原理

圖1-47　齒輪齒條式轉向機構工作狀態

在齒輪齒條式轉向機構總成中的齒輪組件一端連有一長而細的桿，為扭力桿。扭力桿穿過整個空心輸入軸，在頂部用銷鎖住。輸入軸花鍵底座與齒輪組件內的花鍵區嚙合。在該花鍵區有很大“溢流”量或空轉區。這樣設計的目的是，助力系統有故障時，便于客戶控制車輛。轉動轉向盤時，花鍵聯接器的空轉區繼續工作。消除空轉區后，齒輪組件與齒條的齒嚙合。這時，扭力桿開始扭轉。

隨動閥環繞在輸入軸的中心區，并連接齒輪組件，如圖1-48所示。隨動閥內部有與輸入軸對應的機制“門”和“窗”。隨動閥正好定位便于隨動閥門蓋住輸入軸直徑周緣的輸入軸窗。當扭力桿被扭曲，輸入軸有些微小移動時，窗和門不能對準，則油液流動路徑建立。

如圖1-49所示，動力轉向油來自油泵，并流入隨動閥所在的齒條殼體內。在隨動閥外部的中心區處有幾個大孔。向隨動閥內部看去，可發現大孔通向窗口。在相應的輸入軸門孔處也有一個大孔。不轉動轉向盤時，由于轉向盤沒有壓力，隨動閥以輸入軸來定位，可使油液流入并循環回到油泵中。

在隨動閥外部分成了上下兩個部分，兩個孔相差45°。這些孔通向隨動閥的門。轉動轉向盤，扭力桿被扭轉，隨動閥門孔部分與輸入軸門孔對接。動力轉向液壓入小孔，并從管道排出。

帶有聚四氟乙烯密封件的活塞與齒條連接。密封件壓在齒條殼上，將殼體分成兩部分。當油液從隨動閥直接流出后，進入兩管之一。這些管子安裝在活塞一側的齒條殼上。如果油液在壓力作用下進入活塞右側，油液將沖擊活塞。由于活塞連接在齒條上，齒條向左移動，又由于轉向橫拉桿球頭連接在齒條上，它們也被推向左側。如果齒條齒輪安裝在前橋后面（后轉向），當齒條向左移動，輪胎將被轉到右側。如果齒條安裝在前橋前面（前轉向），輪胎將轉向左側。

圖1-48　隨動閥工作原理

圖1-49　動力轉向機構工作原理

在齒輪殼的兩端安裝有密封件，以保持油液在壓力室內，也是為防止臟東西進入，而污染齒條和/或壓力室。如果這些油封損壞，壓力油可能會滲漏，流入防護箱護罩，浸透內接頭總成。擠壓防護箱時，可感覺到內部的油液。如果問題不處置，防護箱將充滿油液并破裂。

防護箱之間由呼吸管相連。該管用于補償轉向時防護箱內的空氣壓力。當車輛左右轉向時，進入防護箱內的油液將被泵入另一防護箱內。在破裂之前，防護箱能保持約12.7kg的油液。

特別提示：

? 如果有用戶報修時說必須向儲油罐中加注油液，并且沒滲漏跡象，最好就是檢查這些防護箱。

用戶的另一個共性問題是必須用力轉向。用力轉向問題可能有兩種情況：

1）經常出現和只在開車行駛頭1h內發生。

用戶抱怨經常發生轉向沉重，應檢查動力轉向油液位、動力轉向泵傳動帶和動力轉向油泵，如果這些部件沒有發現問題，很有可能故障區是在齒條齒輪機構內部的壓力室。行駛數千公里后，堅硬的聚四氟乙烯密封材料充滿動力活塞周圍，在活塞另一側在氣室壁上磨損出一個桶形區。當油液從隨動閥進入活塞室，原本該推動活塞的，然而卻出現了有些油液流過活塞周圍的情況，如圖1-50所示。結果活塞兩端均有壓力油，導致轉向沉重情況。

圖1-50　齒輪齒條式轉向機構內部油液有泄漏

特別提示：

? 這一問題不能以簡單修復齒輪齒條機構來解決，而是要更換整個總成。

2）轉向沉重可能會持續數分鐘到1h，或更長時間，而后又恢復正常轉向。

通常是用戶抱怨在起動發動機后，向一側轉向或轉向另一側時方向沉重。這一問題原因是隨動閥油封漏油。理論上講，隨動閥油封應該被緊壓在殼孔內，此時隨動閥自身旋轉。

特別提示：

? 事實上，這一情況不會總發生。

一般情況下，殼體材料是鋁，隨動閥材料是鐵，而密封件材料是聚四氟乙烯和玻璃纖維，它們的熱膨脹系數不同。這將導致受熱后鋁合金殼比油封直徑變得更大。當隨動閥轉動時，油封也可自由轉動，這樣，油封會慢慢破壞鋁合金孔，使光滑的孔表面變得不平整。由于車輛頭一天晚上停車冷卻，所有部件恢復成原尺寸。這使隨動閥與殼孔之間形成一個縫隙。當車輛起動、轉向盤轉動時，本該進入壓力室的油液只在隨動閥殼內部流動，導致很少或沒有助力傳遞至齒條殼內的動力活塞，如圖1-51所示。然而，隨著油液加熱和環境溫度升高，油封慢慢膨脹，開始壓迫殼孔，恢復助力。配件廠商正在這些殼孔中安裝鋼套，以消除油封腐蝕。

圖1-51　隨動閥內部泄漏引起轉向沉重