汽车底盘构造与检修课件：课题七 转向系

汽车底盘构造与检修课件：课题七 转向系

课题七 转向系 任务内容组成 转向性能的好坏直接影响汽车行驶的安全性和操纵性，因此对转向系有如下要求。 （ 1 ）来自路面不平度所引起的振动应尽可能被衰减而不致传到转向盘上。然而，这种衰减又不可达到使驾驶员丧失路感的程度。 （ 2 ）转向时，左、右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于一点。 （ 3 ）转向系应有合适的刚度，使汽车对微小的转向修正也有快捷的反应。 （ 4 ）当放松转向盘时，车轮应能自动回到直行位置，并能稳定在这个位置上。 7.1 　概述 一、汽车转向系的功能及组成 1 ．功能 汽车转向系的功能是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。 2 ．组成 转向系由 3 部分组成：转向操纵机构、转向器和转向传动机构。 （ 1 ）转向操纵机构。转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。 （ 2 ）转向器。转向器（也常称为转向机）的功能是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传动方向。 （ 3 ）转向传动机构。 转向传动机构由转向节臂、转向节和转向横拉杆等组成 。 二、汽车转向系的类型及工作原理 汽车转向系根据其转向能源的不同，可以分为机械转向系和动力转向系两大类型。 1 ．机械转向系 图 7-1 　机械转向系示意图 2 ．动力转向系 图 7-2 　动力转向系示意图 三、转向系参数 1 ．转向系角传动比 i w 转向系角传动比是指转向器的角传动比 i 1 与转向传动机构的角传动比 i 2 的乘积，可以用转向盘转角增量与同侧转向车轮转角增量之比来表示。 2 ．实现正常转向的条件及转弯半径 内侧转向车轮的偏转角 β 大于外侧转向车轮的偏转角 α ，其理想关系式为 cot α =cot β + B / L 转向时，外偏转轮和地面的接触点距转向中心 O 的距离称为转弯半径。 3 ．转向器的传动效率 转向器是转向系的减速传动装置，一般有 1 ～ 2 级减速传动副。 转向器的传动效率为转向器的输出功率与输入功率之比。 图 7-3 　汽车转向时理想的两侧转向轮偏转角关系示意图 4 ．转向盘的自由行程 转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘的自由行程。 7.2 　转向操纵机构 一、转向操纵机构的功能 二、转向操纵机构的组成 图 7-4 　汽车转向操纵机构示意图 1 ．转向盘 转向盘如图 7-5 所示，是由轮缘、轮辐和轮毂组成。 转向盘内部是由成形的金属骨架构成。 2 ．转向柱管与转向轴 转向柱管安装在车身上，支撑着转向盘。 图 7-5 　转向盘示意图 3 ．撞车安全保护装置 为保护驾驶员的安全，汽车转向操纵机构中常采用以下几种安全保护措施。 （ 1 ）吸能式转向盘。 （ 2 ）可分离式安全转向操纵机构。 （ 3 ）缓冲吸能式转向操纵机构。 7.3 　转向器 转向器的功能是将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂的摆动，降低运动速度，增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。 一、齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器的传动副是齿轮和齿条。 图 7-6 　齿轮齿条式转向器 1 —调整螺塞； 2 —罩盖； 3 —压簧； 4 —压簧垫块； 5 —转向齿条； 6 —齿轮轴； 7 —球轴承； 8 —转向器壳体； 9 —转向齿轮； 10 —滚子轴承； 11 —转向横拉杆； 12 —拉杆支架； 13 —转向节 二、循环球式转向器 图 7-7 所示为解放 CA1092 型汽车的循环球—齿条齿扇式转向器。 第一级传动副是转向螺杆 12 和转向螺母 3 ，构成齿条和齿扇第二级传动副。 图 7-7 　解放 CA1092 型汽车转向器 1 —螺母； 2 —弹簧垫圈； 3 —转向螺母； 4 —转向器壳体垫片； 5 —转向器壳体底盖； 6 —转向器壳体； 7 —导管卡子； 8 —加油螺塞； 9 —钢球导管； 10 —球轴承； 11 、 23 —油封； 12 —转向螺杆； 13 —钢球； 14 —垫片； 15 —螺母； 16 —侧盖； 17 —垫片； 18 —调整螺钉； 19 —锁紧螺母； 20 、 22 —滚针轴承； 21 —齿扇轴（摇臂轴） 三、蜗杆曲柄指销式转向器 蜗杆指销式转向器的传动副是蜗杆和指销。 图 7-8 　东风 EQ1090E 型汽车转向器 1 —上盖； 2 、 9 —角接触球轴承； 3 —转向蜗杆； 4 —壳体； 5 —加油螺栓； 6 —下盖； 7 —调整螺塞； 8 、 15 、 18 —螺母； 10 —放油螺塞； 11 —摇臂轴； 12 —油封； 13 —指销； 14 —圆柱滚子轴承； 16 —侧盖； 17 —调整螺钉； 19 、 20 —衬套 7.4 　转向传动机构 转向传动机构的功能是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。 一、与非独立悬架配用的转向传动机构 图 7-9 　与非独立悬架配用的转向传动机构 1 —转向器； 2 —转向摇臂； 3 —转向直拉杆； 4 —转向节臂； 5 —转向梯形臂； 6 —转向横拉杆 1 ．转向摇臂 转向摇臂的作用是把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆和横拉杆，进而推动转向轮偏转。 图 7-10 　转向摇臂 1 —带锥度的三角形齿形花键； 2 —转向摇臂； 3 —球头销； 4 —摇臂轴 2 ．转向直拉杆 转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂或转向节臂。 图 7-11 　转向直拉杆 1 —端部螺塞； 2 —球头座； 3 —压缩弹簧； 4 —弹簧座； 5 、 8 —油嘴； 6 —座塞； 7 —直拉杆体； 9 —转向摇臂球头销； 10 —油封垫； 11 —油封垫护套； 12 —转向摇臂； 13 —球头销 3 ．转向横拉杆 转向横拉杆是联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆。 它在汽车行驶过程中反复承受拉力和压力，因此多采用高强度冷拉钢管制造。 图 7-12 　解放 CA1092 型汽车转向横拉杆 1 —横拉杆接头； 2 —横拉杆体； 3 —夹紧螺栓； 4 —开口销； 5 —槽形螺母； 6 —防尘垫座； 7 —防尘垫； 8 —防尘罩； 9 —球头座； 10 —限位销； 11 —螺塞； 12 —弹簧； 13 —弹簧座； 14 —球头销 4 ．转向减振器 在转向传动机构中设置转向减振器是克服转向轮摆振的有效措施。 5 ．转向节及其部件 转向节上安装车轮及制动器，通过转向节主销与转向桥连接，在转向机构的操纵下，保证转向节与转向轮整体偏转，达到汽车转向的目的。 二、与独立悬架配用的转向传动机构 图 7-13 　与独立悬架配用的转向传动机构 1 —转向摇臂； 2 —转向直拉杆； 3 —左转向横拉杆； 4 —右转向横拉杆； 5 —左梯形臂； 6 —右梯形臂； 7 —摇杆； 8 —悬架左摆臂； 9 —悬架右摆臂； 10 —齿轮齿条式转向器 7.5 　动力转向系统 一、动力转向装置的功能、组成及类型 动力转向装置应具有如下功能：在汽车转弯 时，减小对转向盘的操作力；限制转向系统的减 速比；在原地转向时，能提供必要的助力；限制 车辆高速或在薄冰上的助力，具有较好的转向稳 定性；在动力转向装置失效时，能保持机械转向 系统有效工作。 动力转向装置由机械转向器、转向控制阀、转向动力缸以及将发动机输出的部分机械能转换为压力能的转向油泵（或空气压缩机）、转向油罐等组成。 动力转向装置按传能介质的不同，可以分为气压式和液压式两种。 图 7-14 　常压式液压动力转向装置的示意图 1 —转向油罐； 2 —转向油泵； 3 —储能器； 4 —转向动力缸； 5 —转向控制阀； 6 —机械转向器 液压式动力转向装置按其转向控制阀阀芯的运动方式，还可分为滑阀式和转阀式两种形式。 图 7-15 　常流式液压动力转向装置的示意图 1 —转向油罐； 2 —转向油泵； 3 —安全阀； 4 —流量控制阀； 5 —单向阀； 6 —转向控制阀； 7 —机械转向器； 8 —转向动力缸 二、液压式动力转向装置的工作原理 图 7-16 　液压常流滑阀式动力转向装置的工作原理 1 —转向油罐； 2 —溢流阀； 3 —齿轮油泵； 4 —进油道量孔； 5 —单向阀； 6 —安全阀； 7 —滑阀； 8 —反作用阀； 9 —阀体； 10 —复位弹簧； 11 —转向螺杆； 12 —转向螺母； 13 —纵拉杆； 14 —转向摇臂； 15 —转向动力缸 7.6 　转向系的常见故障与维修 一、转向沉重 1 ．现象 汽车转向时，转动方向盘感到沉重费力，无回正感，甚至打不动。 2 ．原因 （ 1 ）转向柱弯曲变形，转向器啮合间隙不当，轴承损坏或润滑不良。 （ 2 ）横拉杆球头销润滑不良或调整不当。 （ 3 ）轮胎气压不足，前轮定位不正确。 （ 4 ）动力转向系助力装置失效。 3 ．诊断方法 （ 1 ）支起汽车，转动转向盘若无沉重感，表明故障由轮胎气压过低或前轮定位不正确引起。 （ 2 ）拆下横（直）拉杆，使横拉杆与转向器（齿条）脱开，再转动转向盘检查。若转向盘转动灵活，表明拉杆球头销运动卡滞或传动轴外万向节卡滞、润滑不良。 （ 3 ）拆下凸缘管与转向器主动齿轮间的夹紧箍，再转动转向盘检查，转向仍然沉重，应对转向柱的弯曲程度进行检修，并检查其支撑轴承是否损坏卡滞等；若转向盘转动灵活，应检查转向器润滑油是否充足，调整是否得当，齿条是否弯曲变形、与衬套配合是否过紧。 （ 4 ）对动力转向系，应先检查、调整驱动皮带的张紧度，观察有无漏油现象，并检查液压泵、控制阀、助力缸的工作情况。 二、转向不灵敏 1 ．现象 左、右转动转向盘时，有明显的间隙感觉；需用较大幅度转动方向盘才能控制汽车的行驶方向。 2 ．原因 主要原因是各部件配合间隙过大、连接或松动。 （ 1 ）转向器主动齿轮与齿条（主、从副）啮合间隙过大、轴承松旷，横拉杆及各连接杆件松旷。 （ 2 ）轮毂轴承调整不当或磨损松旷。 3 ．诊断方法 （ 1 ）转动转向盘，转向器齿条不能立即随之运动，表明齿条与主动齿条啮合间隙过大。 （ 2 ）若齿条运动而横拉杆不动，应更换缓冲衬套，并检查连接情况。 （ 3 ）横拉杆运动而转向臂不动，应对横拉杆外端球头销进行检修与调整。 （ 4 ）若转向臂能随之灵活摆动，可晃动前轮检查轮毂轴承是否松旷。 （ 5 ）对其他类型的转向系统，还应检查和调整转向器的轴承预紧度、啮合间隙，调整、紧固各连接杆件球头销等。 三、车轮摆振 1 ．现象 汽车在中、高速或某一较高转速时，出现行驶不稳，严重时转向盘有振手的感觉。 2 ．原因 （ 1 ）转向减振器、前悬架减振弹簧或减振器损坏。 （ 2 ）车轮、制动盘或传动轴不平衡，前轮定位不正确或悬架松动。 （ 3 ）转向器啮合间隙过大、传动机构松旷、轮毂轴承松旷。 3 ．诊断方法 （ 1 ）检查转向盘自由行程。 （ 2 ）转向减振器出现漏油痕迹或拆下推拉 检查时，阻力过小及出现空行程，应更换。 （ 3 ）前悬架减振器是否漏油，推压车身检查前悬架的减振性能。 （ 4 ）检查传动轴是否松动、弯曲等。 （ 5 ）检查调整前轮定位，对车轮进行动平衡。