汽车底盘构造与维修——转向系统维修

转向系统的检修传动系统维修任务导入01检查测量03考核评价05必备知识02任务实施04知识拓展06目录CONTENTSPART1任务导入(一）客户报修：转向系统异响(二）客户报修：在一个或两个方向上转向太困难或太容易(三）客户保修：转向沉重PART2必备知识汽车转向系汽车转向系：汽车行驶中，驾驶员通过操纵转向盘，经过－套传动机构，使转向轮在路面上偏转－定的角度来改变行驶方向，确保汽车稳定安全的正常行驶。转向系的作用：通过驾驶员转动转向盘，根据需要改变和保持汽车行驶方向。转向系的分类：1.机械式转向系，2.液压式动力转向系.3.电控式动力转向系。转向原理：驾驶员对转向盘施加力矩，通过转向轴，输入转向器。经过减速增力(齿轮本身、助力器)传给转向摇臂及拉杆传给左右转向节臂，使车轮随之偏转相应的角度，实现了汽车转向。引导问题1两侧转向轮偏转角之间的理想关系是什么？汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点，如图3-1所示。两轮的偏转角的关系如下：cotα-cotβ=B/L引导问题1两侧转向轮偏转角之间的理想关系是什么？式中：α，β——内外侧转向轮的偏转角；B——两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；L——汽车轴距。从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离R称为汽车转弯半径。转弯半径R愈小，则汽车转向所需要场地就愈小，汽车的机动性也愈好。当外侧转向轮偏转角达到最大值αmax时，转弯半径R最小。引导问题2汽车转向轮转向特性是怎样的？驾驶人将转向盘转过一定角度后固定，保持汽车以某一稳定车速开始转向，可能出现以下4种转向特性，如图3-2所示。引导问题2汽车转向轮转向特性是怎样的？1不足转向。偏离圆周轨迹向外运动，且转弯半径越来越大。2过多转向。偏离圆周轨迹向内运动，且转弯半径越来越小。3中性转向。沿着圆周轨迹运动。4交变转向。最初偏离轨迹向外运动，过一段时间后，突然开始向内运动。对于不足转向，汽车转弯半径越来越大，这种运动状态和人的运动感觉一致。对于过多转向，转弯半径越来越小，这和人的运动感觉不一致，转弯时，驾驶人重心向内倾斜，使驾驶人难以往回打转向盘。因此，除了特殊的赛车，一般都将汽车设计成具有轻微的不足转向特性。交变转向特性只极少地应用于后置发动机的汽车。引导问题3转向系统传动比是怎样的？（1）转向器角传动比转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比称为转向器角传动比。（2）转向传动机构角传动比转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比称为转向传动机构角传动比。引导问题3转向系统传动比是怎样的？（3）转向系统角传动比转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比iω为转向系统角传动比。（4）转向系统的力传动比两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比称为转向系统的力传动比，它与角传动比成正比。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？动力转向装置根据传能介质不同，可以分为气压式和液压式。液压式动力转向装置按照液流形式，可分为常压式和常流式。根据转向加力装置的零部件布置和连接组合方式不同，可以分为整体式动力转向系、半整体式动力转向系和组合式动力转向系。液压式动力转向装置按照转向控制阀阀芯的运动方式，还可分为滑阀式和转阀式。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？1.液压动力转向系统（1）转向操纵机构汽车转向操纵机构主要由：转向盘、转向轴、转向管柱等组成。它的功用：产生转动转向器的操纵力，具有一定的调节和安全性能。转向操纵机构要将驾驶人操纵转向盘的力传给转向器。为了使驾驶人舒适地驾驶，要求转向操纵机构可以进行调节，以满足不同驾驶人的需求；为了防止车辆撞击后对驾驶人造成损伤，要求转向操纵机构具有一定的安全保护装置。汽车的转向操纵结构如图3-3所示。转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，并传递它们之间的转矩。转向柱管安装在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。转向盘利用键和螺母将其固定在转向轴的轴端。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？1）转向盘转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接，一般转向盘上装有喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。如图3-4所示。2）转向轴、转向管柱及其吸能装置转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向管柱固定在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？轿车除要求装有吸能式转向盘外，还要求转向管柱必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向管柱吸能装置的基本工作原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向管柱或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式，吸收冲击能量。如图3-5、图3-6所示。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？（2）转向器转向器的作用：是转向系中的1.降速增矩传动装置，其功用是增大由转向盘传到转向节的力，并2.改变力的传动方向。常见的结构形式：可以有循环球式、齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式等，其中普通轿车多采用齿轮齿条式转向器。转向器按照传动效率不同，还可以分为可逆式转向器、极限可逆式转向器和不可逆式转向器。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？齿轮齿条式转向器：分两端输出式和中间（或单端）输出式，如图3-7所示。齿轮齿条式转向器采用一级传动副，主动件是齿轮，从动件是齿条。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？齿轮齿条式转向器是利用齿轮顺时针或逆时针方向的转动带动齿条左右移动，再通过横拉杆推动转向节，达到转向的目的，如图3-8所示。齿轮齿条式转向器结构简单，可靠性好，便于独立悬架的布置；同时，由于齿轮齿条直接啮合，转向灵敏、轻便，在各类型汽车上的应用越来越多。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？（3）转向传动机构转向传动机构的功用：是将转向器输出的力和运动传给转向轮，使两侧转向轮偏转，以实现汽车转向，并保证左右转向轮的偏转角按照一定关系变化。现代普通轿车前桥普遍采用独立悬架，转向桥是断开式的，因此，转向传动机构也呈断开状态。同时，与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器，转向器布置在车身上，转向横拉杆通过球头销与齿条及转向节臂相连。如图3-9所示。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？图3-10所示为断开式转向桥的横拉杆结构。转向器齿条的两端制有内螺纹。转向横拉杆的内端装有带螺纹的球头，并将其旋入齿条中。横拉杆的外端也通过螺纹与横拉杆接头连接，并用螺母锁紧。横拉杆接头外端通过球头销与转向节连接。松开锁紧螺母，转动转向横拉杆（左右两侧横拉杆的转动量应相同）可以调整前轮前束。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？（4）转向控制阀液压常流转阀式转向控制阀的结构如图3-11所示。转向控制阀的转子安装在转向齿轮轴上，在其中间插入制阀扭杆并固定。在转向齿轮上部有控制阀体，它和控制阀扭杆相连。控制阀体和转向油泵相通，且在其两端有与动力缸相通的阀门孔，由其所处位置决定是否向动力缸供油。转向盘转动时，根据控制阀扭杆的扭转量提供相应的油压辅助力。转向油泵的供油压力由转向控制阀控制。高压油经过控制阀内的空隙进入动力活塞两端，使活塞左右运动，带动转向齿条运动。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？动力转向装置的工作原理如图3-12所示。转向盘旋转时，带动控制阀扭杆旋转，使控制阀缸体旋转，阀门孔打开，开始供油。当转向盘转角很大时，控制阀扭杆转角大，进入动力缸的油液多，推动动力活塞运动，从而减轻转向操纵力。高速时，转向角转角小，进入动力缸的油液很少，转向操纵力大。当进入动力缸油液流量很大时，过剩油液通过电磁阀流回储油罐。当转向盘旋转停止时，阀门孔被关闭，动力活塞两端的油压相同。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？（5）转向油泵转向油泵是动力转向装置的动力源，其功用：是将发动机的机械能变为驱动转向动力缸工作的液压能，再由转向动力缸输出的转向力，驱动转向车轮转向。转向油泵的结构类型有多种，常见的有齿轮式、转子式和叶片式。目前，最常用的是双作用叶片式转向油泵，其工作原理如图3-13所示。当发动机带动油泵逆时针旋转时，叶片在离心力作用下，紧贴在定子的内表面上，工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液，而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。再转180°，又完成一次吸压油过程。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？油泵的转子是通过发动机驱动或电动机驱动的，工作时，油压及流量的变化是通过安全阀和溢流阀来实现的，如图3-14所示。当输出压力过高时，这个压力传到溢流阀右侧，使安全阀左移开启，高压油流回进油腔，降低了输出油压。当输出油量过大时，节流孔处油液的流速很高，但该处的压力很小，此压力经横向油道传到溢流阀右侧，使节流阀左右两侧的压差增大，在压差作用下，节流阀压缩弹簧右移，使进油道和出油道相同，部分油液在泵内循环流动，减少了出油量。当这两个阀出现弹簧过软、折断或不密封时，将会导致油泵油压和流量不足而出现故障。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？2.电控动力转向系统电子控制动力转向系（EPS）可分为液压式电控动力转向系和电动式电子控制动力转向系等多种型式。（1）液压式电控动力转向系液压式电子控制动力转向系是在传统的液压动力转向系的基础上，增设了电子控制装置而构成的，根据控制方式不同，可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏控制式三种形式。本部分仅介绍反力控制式电控动力转向系。1）基本组成图3-15所示为反力控制式动力转向系的组成，主要由：转向控制阀、电磁阀、分流阀、转向动力缸、转向油泵、储油罐、车速传感器和电子控制单元组成。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？反力控制式动力转向系是按照车速的变化，由电子控制油压反力，调整动力转向器，从而使汽车在各件下转向盘上所需的转向操纵力都达到最佳状态。有时，也把这种动力转向系称为渐进型动力转向系（PPS）。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？电子控制渐近型动力转向系结构如图3-16所示，除了旧式动力转向装置中用来控制加力的主控制阀之外，又增设了反力油压控制阀和油压反力室。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？转向控制阀的结构如图3-17所示，其基本结构是在传统的整体式动力转向控制阀的基础上，在内部增加了油压反力室和4个小柱塞，4个小柱塞位于控制阀阀体下端的油压反力室内。输入轴部分有2个小凸起顶在柱塞上。油压反力室受到高压作用时，柱塞将推动控制阀阀杆。此时，扭杆即使受到转矩作用，由于柱塞推力的影响，也会抑制控制阀阀杆与阀体的相对回转。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？2）工作原理①汽车静止或低速行驶时。如图3-18所示，汽车在低速范围内运行时，ECU输出一个大的电流，使电磁阀的开度增加，由分流分出的液体流过电磁阀回到储油罐中的流量增加。油压反力室的压力减小，柱塞推动控制阀杆的力减小，因此，只需要较小的转向力就可使扭杆扭转变形，使阀体与阀杆发生相对转动而使控制阀打开，油泵输出油压作用到动力缸右室（或左室），使动力缸活塞左移（或右移），产生转向助力。②汽车中、高速行驶时。如图3-19所示，此时转向盘微量转动时，控制阀杆根据扭转角度而转动，转阀的开度减小，转阀里的压力增加，流向电磁阀和油压反力室中的液流量增加。当车速增加时，ECU输出电流减小，电磁阀开度减小，流入油压反力室中的液流量增加，反力增大，使得柱塞推动控制阀杆的力变大。液流还从量孔流进油压反力室中，这也增大了油压反力室中的液体压力，故转向盘的转动角度增加时，将要求一个更大的转向操纵力，使得在中高速时，驾驶人可获得良好的转向手感和转向特性。引导问题4动力转向系统的类型有哪些？引导问题4动力转向系统的类型有哪些？③中高速直行状态