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第九章转向系第一节转向系的功用、分类和组成第二节转向系的参数和转向理论第三节机械转向系第四节液压动力转向系第五节电控动力转向系第六节转向系的维修学习目标：1.了解转向系的功用、类型及转向理论；2.掌握机械转向器的结构及工作原理；3.掌握液压动力转向系的结构及工作原理；4.了解电控动力转向系的结构及工作原理；5.掌握动力转向油液的添加与检查方法；6.掌握转向横拉杆球节的更换方法；7.掌握转向力矩的检查方法；8.转向盘自由行程的检查方法。第一节转向系的功用、分类和组成一、转向系的功用二、转向系的分类及基本组成一、转向系的功用转向系是指由驾驶人操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构。转向系的功用是按照驾驶人的意愿改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。二、转向系的分类及基本组成汽车转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系以驾驶人的体力作转向动力源，系统的所有动件都是机械的，如下图所示。机械转向系的组成动力转向系的组成第二节转向系的参数和转向理论一、转向系角传动比二、转向盘的自由行程三、转向时车轮运动规律四、转向特性一、转向系角传动比转向系角传动比是指转向盘的转角与转向盘同侧的转向轮偏转角的比值，一般用iw表示。转向系角传动比是转向器角传动比i1和转向传动机构角传动比i2的乘积。转向器角传动比是转向盘转角和转向摇臂摆角之比。转向传动机构角传动比是转向摇臂摆角与同侧转向轮偏转角之比。二、转向盘的自由行程转向盘的自由行程是指转向盘在空转阶段的角行程，这主要是由于转向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。由于转向系各传动件之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因此在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不马上同步转动，而是在消除这些间隙并克服机件的弹性变形后，才作相应的转动，即转向盘有一空转过程。转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶人过于紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。三、转向时车轮运动规律汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不等的。为保证转向过程中车轮作纯滚动，要求所有车轮的轴线都交于一点方能实现。此交点O称为汽车的转向中心，如图9-3所示。汽车转向时内侧转向轮偏转角β大于外侧转向轮偏转角α。α与β的关系如下：图9-3汽车转向示意图四、转向特性（1）不足转向：偏离圆周轨迹向外动力，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。图9-4汽车转向特性汽车转向示意图第三节机械转向系一、机械转向器二、转向操纵机构三、转向传动机构一、机械转向器1.齿轮齿条式转向器2.循环球式转向器1.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器结构形式齿轮齿条传动原理2.循环球式转向器循环球式转向器二、转向操纵机构汽车的转向操纵机构三、转向传动机构1.转向摇臂2.转向直拉杆3.转向横拉杆1.转向摇臂转向摇臂2.转向直拉杆转向直拉杆3、转向横拉杆转向横拉杆示意图第四节液压动力转向系一、动力转向装置的分类二、液压动力转向系的组成、原理三、液压动力转向装置四、转向油泵一、动力转向装置的分类动力转向系三种类型二、液压动力转向系的组成、原理下图为别克凯越汽车的动力转向系，由机械转向器、转向控制阀（转阀式）、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、转向储油罐等组成。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过传动带驱动运转向外输出油压，转向油罐有进、出油管接头，通过油管分别和转向油泵和转向控制阀连接。动力转向器为整体式动力转向器，其转向控制阀用以改变油路。别克凯越汽车液压动力转向系点击动画学习三、液压动力转向装置转向控制阀的转子安装在转向齿轮轴上，在其中间插入控制阀扭杆并固定。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。转向控制阀的结构动力转向装置的工作原理四、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9-17所示。当发动机带动油泵逆时针旋转时，图9-17双作用叶片泵的结构及工作原理双作用卸荷式叶片泵结构、原理示意图第五节电控动力转向系一、液压式电控动力转向系二、电动式电控动力转向系一、液压式电控动力转向1.基本组成2.工作原理1.基本组成反力控制式动力转向系的组成电子控制的渐进型动力转向系结构反力控制式动力转向控制阀结构2.工作原理1）汽车静止或低速行驶时2）汽车中、高速行驶时3）中高速直行状态1）汽车静止或低速行驶时如图9-22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。图9-22停车或低速行驶时的工作情况2）汽车中、高速行驶时3）中高速直行状态车辆直行时，转向偏摆角小，扭杆相对转矩小，控制阀油孔开度减小，控制阀侧油压升高。由于分流阀的作用，使电磁阀侧油量增加。同时，随着车速的升高，通电电流减小，通过电磁阀流回油箱的阻尼增大，油压反力室的反力增大，使柱塞推动控制阀阀杆的力矩增大，转向盘手感增强。二、电动式电控动力转向系1.基本组成和工作原理2.上海大众TOURAN（途安）电控机械式助力转向系1基本组成和工作原理电动式动力转向系的基本电动动力转向系的类型2.上海大众TOURAN（途安）电控机械式助力转向系TOURAN电动机械转向助力系统组成电动机械转向助力系统各零件的布置第六节转向系的维修一、动力转向油液的添加与检查二、转向横拉杆球节的更换三、转向力矩的检查四、转向盘自由行程的检查一、动力转向油液的添加与检查1.实训器材2.准备工作3.操作步骤1.实训器材（1）车辆：别克凯越汽车。（2）普通工具：组合工具。（3）其他：接油容器、DEXRON-II或III动力转向液。2.准备工作（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（2）将汽车停驻在举升机中央位置。（3）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡位置。（4）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫。（5）在车内拉动发动机舱盖手柄，在车外打开并支撑发动机舱盖（图1-17）。（6）粘贴翼子板和前脸磁力护裙。3.操作步骤1）检查和添加油液2）排放动力转向系中的空气1）检查和添加油液特别注意事项：在添加或完全更换油液时，务必使用DEXRON-II或III动力转向液。如果使用不正确的油液，会导致软管和密封件损坏和油液泄漏。（1）动力转向液液面是用透明储液罐上的标记或储液罐盖上的油尺标记指示的。（2）如果油液温度达到66℃，液面应介于MAX（最高）和MIN（最低）标记之间。必要时添加油液。（3）如果油液温度较凉，为21℃，液面应位于MIN（最低）标记处。必要时添加油液。2）排放动力转向系中的空气如果维修了动力转向液压系统，必须放出系统中的空气，液面读数才能准确。按以下步骤排出系统中的空气。（1）将转向盘向左打到底，将动力转向液添加至油液液面指示器的MIN（最低）标记。特别注意事项：在添加或完全更换油液时，务必使用DEXRON-II或III动力转向液。否则会导致软管和密封损坏及油液泄漏。（2）起动发动机。使发动机在快速怠速下运行，重新检查液面。必要时，添加油液，使液面达到MIN（最低）标记。（3）将转向盘从一侧打到另一侧，但在任一侧都不要打到底，放出系统中的空气。将液面保持在MIN（最低）标记。必须放出油液中的空气，才能获得正常转向性能。（4）使转向盘回到中心位置。使发动机继续运行2～3min。（5）路试车辆，确保转向功能正常且没有噪声。（6）按步骤（1）和（2），重新检查液面。确保系统达到正常工作温度并稳定后，液面达到MAX（最高）标记。必要时添加油液。二、转向横拉杆球节的更换1.实训器材2.准备工作3.操作步骤1.实训器材（1）车辆：别克凯越汽车。（2）普通工具：组合工具、扭力扳手。（3）专用工具：KM-507-B球节拆卸工具、KM-J-22610。2.准备工作（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（2）将汽车停驻在举升机中央位置。（3）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡位置。（4）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫。（5）在车内拉动发动机舱盖手柄，在车外打开并支撑发动机舱盖。（6）粘贴翼子板和前脸磁力护裙。3.操作步骤1）转向横拉杆外球节的拆卸2）转向横拉杆外球节的安装3）转向横拉杆内球节的拆卸4）转向横拉杆内球节的安装1）转向横拉杆外球节的拆卸（1）拆卸车轮。（2）标记转向横拉杆螺纹，以便重新定位调整螺母。（3）拆卸外球节螺母，并用球节拆卸工具KM-507-B从转向节上断开外球节，如图9-28所示。图9-28从转向节上断开外球节（4）松开转向横拉杆调整螺母，通过扭动从转向横拉杆上拆下外球节，如图所示。2）转向横拉杆外球节的安装（1）对准转向横拉杆上的标记，将调整螺母重新定位。（2）通过扭动将外球节安装到转向横拉杆上。（3）将外球节连接到转向节上，如下图所示。（4）调整前轮前束。（5）紧固调整螺母。紧固外转向横拉杆调整螺母至64N·m。（6）安装外转向横拉杆螺母。紧固外转向横拉杆螺母至50N·m。（7）安装车轮。3）转向横拉杆内球节的拆卸（1）拆卸车轮。（2）拆卸转向横拉杆外球节。（3）拆卸防尘套固定夹，拆卸防尘套。（4）拆卸转向横拉杆内球节，如图9-31所示。图9-31内球节的拆卸4）转向横拉杆内球节的安装（1）安装转向横拉杆内球节，并紧固。转向横拉杆内球节紧固力矩为100N·m。（2）安装转向器防尘套，安装防尘套固定夹，如图9-32所示。（3）安装转向横拉杆外球节。（4）安装车轮。图9-32安装防尘套三、转向力矩的检查1.实训器材2.准备工作3.操作步骤1.实训器材（1）车辆：丰田卡罗拉汽车。（2）普通工具：组合工具、扭力扳手。2.准备工作（1）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（2）将汽车停驻在举升机中央位置。（3）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡位置（图1-16）。（4）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫。（5）在车内拉动发动机舱盖手柄，在车外打开并支撑发动机舱盖（图1-17）。（6）粘贴翼子板和前脸磁力护裙。3.操作步骤小心：某些维修操作会影响SRS气囊。维修前要阅读关于SRS气囊系统的注意事项。（1）将车辆停在水平、铺筑的路面上，并将车轮对准正前位置。（2）从蓄电池负极端子断开电缆。注意：断开电缆后等待90s，以防止气囊工作。小心：断开电缆时，重新连接电缆后要对一些系统进行初始化。（3）拆下转向盘装饰盖。（4）将电缆连接至蓄电池负极端子。小心：断开电缆时，重新连接电缆后要对一些系统进行初始化。（5）用扭力扳手检查并确认转向盘固定螺母是否正确拧紧。力矩为50N·m。（6）将点火开关置于ON（IG）位置（发动机停止）以使动力转向做好工作准备。（7）如图9-33所示，将转向盘向右转动90°，并在同一方向进一步转动过程中检查转向力矩（扭矩）。转向力矩（参考）为5.5N·m。检查转向力矩（8）将前轮对准正前位置。（9）从蓄电池负极端子断开电缆。小心：断开电缆时，重新连接电缆后要对一些系统进行初始化。（10）安装转向盘装饰盖。（11）将电缆连接至蓄电池负极端子。小心