汽车转向系

1汽车转向系学习目的1.掌握汽车转向系的作用和组成。2.掌握转向器的作用和结构、工作原理、拆装方法。3.掌握转向操纵机构的组成、结构、拆装方法。4.掌握转向传动机构的组成、结构、工作原理、拆装方法。5.熟悉常见的几种转向器的结构、工作原理、拆装方法。任务一概述学习目标1.掌握转向系的作用和组成。2.了解转向系的分类。3.熟悉转向系的基本参数。学习准备教材、实训室（转向系的总成、零部件等）、相关的工具等学习过程知识要点一、汽车转向系的作用和组成转向系的作用是保证汽车在行驶中能按照驾驶员的要求，适时的改变汽车的行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，保持汽车稳定地直线行驶。汽车转向系是实现汽车改变行驶方向的装置，对汽车安全行驶和行驶方便性十分重要，要保持良好的技术状况。转向系的基本组成由转向操纵机构、转向器、转向传动机构。二、汽车转向系的分类按转向力源不同分为机械式转向系和动力式转向系两大类。1、机械式转向系机械转向系由一系列机械零件构成，完全由驾驶员的力量实现转向。主要由转向盘和转向柱组成的转向操作机构、转向器、转向传动机构三大部分组成。工作过程：汽车转向时，施加在转向盘上的转向力径经转向柱传至转向器，将转向力放大后，再通过转向传动机构的传递，带动转向轮偏转，使汽车改变行驶方向。特点：结构简单、工作可靠、路感好等优点，但操纵费力。代表车型：解放CA1092等。2、动力式转向系为减轻驾驶员的疲劳强度，改善转向系的技术性能，现代汽车采用的多是动力转向系。特点是转向操纵轻便，转向灵敏。动力转向系按动力源不同又分为液压式动力转向系、电动式动力转向系、电动—液力式转向系。21）液压式动力转向系它是在机械式的基础上，加设了一套液压助力装置。主要组成由转向操纵机构、动力转向器、转向油泵、储油罐、油管和转向传动机构等组成。驾驶员在操作时只需较少的力，主要转向力由液压助力装置提供。特点是转向轻便、灵敏，常用于高速轿车和重型汽车。2）电动式动力转向系主要由转向操纵机构、计算机、电源、电动机、转向齿轮机构、转向传感器、转向传动机构等组成。特点是不直接消耗发动机动力、节能、安装自由度大等优点，缺点是不如液压力大，，一般用于前轴负荷轻、发动机中置后驱的汽车。3）电动—液压式转向系主要由转向操纵机构、计算机、转向齿轮机构、转向传感器、车速传感器、动力转向继电器、动力转向执行装置、电动油泵、储油罐、油管、转向传动机构等组成，它是集液压和电动的优点于一体，但液压力不是很大，只适用于小排量汽车。三、转向系参数1、转向系角传动比i转向盘转角与同侧转向轮偏转角之比iω。iω=i1••i2i1：转向盘转角与转向摇臂摆角之比。称为转向器角传动比。i2：转向摇臂摆角与同侧转向节带动的转向轮偏角之比。称为转向传动机构角传动比。转向系角传动比的影响因素：操纵省力和灵敏。iω大则省力，但操纵不灵敏。iω小，灵敏，但很费力。因此适当的角传动比既能保持省力又能保证灵敏性。一般iω为1左右。2、汽车的转向条件和转弯半径1）转向条件为实现汽车正常转向，避免汽车在转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力和车轮磨损过快，要求转向系能保证汽车在转向时所有轮均作纯滚动。2）转弯半径指当方向盘转到极限位置时,外侧前轮轨迹圆半径。即汽车由转向中心到外转向轮与地面接触点的距离。转弯半径在很大程度上表征了汽车能够通过狭窄弯曲地带或绕开不可越过障碍物的能力。转弯半径越小，汽车的机动性能越好。转向盘转到极限位置时的转弯半径为最小转弯半径汽车库内汽车的最小转弯半径（m）:3微型车：4.50小型车：6.00轻型车：6.50~8.00中型车：8.00～10.00，8.00～10.00，10.50～12.00铰接车：10.50～12.503）转向器的传动效率为转向器的输出功率与输入功率之比。当功率由转向柱输入，由转向臂输出，求得的效率为正效率，而传动方向相反时求得的效率为逆效率。逆效率高的转向器称为可逆式转向器，有利于汽车转向后自动回正，但易将不良路面反力经传动机构传动到转向盘上，发生“打手”情况。常用于现代轿车。逆效率低的转向器称为极限可逆转向器，不能将路面情况反馈到转向盘上，转向轮不能自动回正，驾驶员丧失“路感”，无法调节转向力矩。常用于中型越野汽车、工矿自卸车等。4）转向盘的自由行程不使转向轮发生偏转而转向盘所转过的角度称为转向盘的自由行程。由于转向系中的各个零部件之间存在装配间隙，这些间隙随着磨损而增大，转向盘要消除这些间隙，车轮才开始偏转，造成驾驶员操纵费力、紧张，因此不宜过大。一般转向盘从汽车直行的中间位置向左右的自由行程在10°～15°。超过25°～30°必须调整或换件。转向盘自由行程的大小主要通过调整转向器传动副的啮合间隙和轴承的预紧度来实现。知识拓展1、本地区的汽车类型有哪些。2、举出常见轿车（BYD、奇瑞、大众系列、别克系列等）的转向系类型。习题练习1、转向系的作用是什么？基本组成有哪些？2、转向系的参数有哪些？4任务二转向器学习目标1、掌握转向器的作用和结构。2、熟悉转向器的工作原理。3、熟悉常见转向器的拆装方法。学习准备教材、实训室（转向器总成若干、清洗剂等）、拆装工具若干。学习过程知识要点一、转向器的作用与类型1、作用是增大驾驶员作用到转向盘上的转向力，并改变运动方向后，再有转向传动机构传递到转向轮上。2、类型现代汽车广泛运用的有齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。二、转向器的构造与拆装1、齿轮齿条式转向器它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。（1）齿轮齿条式转向器的结构齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。两端输出式转向器的结构5中间输出式结构（2）齿轮齿条式转向器工作原理当转动转向器时，转向器主动齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向轮偏转，以实现汽车转向。图示齿轮齿条式转向器工作原理（3）特点结构简单、轻巧、传力杆件少、操纵灵敏、维修方便、齿轮齿条无间隙啮合无需调整，逆传动效率高。多用于前轮为独立悬架的轻型及微型轿车和货车上。常见的车型有奥迪、桑塔纳等车型。（4）拆卸方法以桑塔纳LX型轿车为例，介绍齿轮齿条式转向器的结构和拆卸方法。1）齿轮齿条式转向器的结构①转向齿轮通过一无内圈的单列深沟球轴承和一滚针轴承支承载转向器壳体内，其轴向位置不可调。6②转向齿条通过衬套支承在转向器壳体内，伸出端通过紧固螺栓与横拉杆支架相连形成输出端，齿条为倾斜的直齿，总行程为195.01mm，转向器壳内和齿条有定位缓冲块，限制齿条的移动长度在180.2mm内。③转向器壳由铝合金铸造，通过螺栓固定在车身上。④齿条压紧装置由调整螺钉、补偿弹簧、压块和尼龙衬片组成的齿条压紧装置，可以使齿轮与齿条之间实现无间隙啮合，转向盘无游动间隙状态。当转向齿轮和齿条因磨损出现间隙时，在补偿弹簧预紧力的作用下自动消除齿轮与齿条之间的啮合间隙，使转向盘始终明显的周向间隙，提高了操纵灵敏度。2）齿轮齿条式转向器的拆卸拆卸顺序使用工具：扳手、起子、尖嘴钳等①从车上拆下转向器时，应先断开蓄电池电源线，使前轮处于直线行驶位置，并将转向灯开关置于中间位置上。②松开仪表板上的罩板，拆下阻风门控制把手柄上的弹簧销，旋下把手及环形螺母，取出阻风门操纵杆。③拆下仪表板下饰板，将密封衬套从前围穿线板中向驾驶员方向抽出。④从发动机罩中松开加紧箍并取出螺栓（此端为转向器的输入端），使转向柱与转向齿轮分开。⑤从转向器壳体上拆下减震器的固定螺栓，并从另一端拆下与横拉杆支架的固定螺栓，去下转向减震器。⑥拆下齿条与横拉杆支架的连接螺栓，将齿条与支架脱开。⑦拆下转向器和车身的连接螺栓和防松螺母，即可将转向器从车上拆下。⑧分解齿轮齿条式转向器工艺如下：→拆卸齿条压紧装置：拧下两个紧固螺钉、盖板上面的锁紧螺母及调整螺钉，取下O形密封圈、补偿弹簧、压块和尼龙衬片。→拆卸转向齿轮密封环、卡簧、轴承，→用拉力器拉出转向轮。→拆卸转向器壳端头的卡环、端盖、密封圈及齿条上的防尘套、挡圈，抽出齿条，并做好行程记号。2、循环球式转向器循环球式转向器是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名。（1）循环球式转向器的结构由转向螺杆及螺母总成、转向摇臂轴、转向器壳体等组成。有两级传动副，第一级螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿伞传动副。7（2）工作原理为减少磨损，在螺杆和螺母之间装有多个钢球，实现滚动摩擦。螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此空塞入螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通空中。导管内装满了钢球。两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭钢球“流道”。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母沿轴向移动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力作用下，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。钢球流动的同时，推动螺母沿螺杆轴线前后移动。然后，齿条带动齿伞摆动，使摇臂轴发生转动。最后通过转向传动机构推动转向轮偏转，实现汽车转向。（3）特点有较高的机械传动、效率操纵轻便、灵活、减轻驾驶员的疲劳，足够的刚度，保证了汽车高速行驶的稳定性。（4）拆卸方法以解放CA1092型汽车为例介绍循环球式转向器的拆卸方法。1）循环球式转向器的结构①转向螺杆及螺母总成。转向螺杆用两个向心推力轴承支承在壳体内，轴承预紧度可用底盖与壳体之间的调整垫片来调整。转向螺母的下平面加工成齿条，与摇臂轴内端的齿伞部分啮合。转向螺母即是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副的主动件。②齿伞与摇臂轴齿伞与摇臂轴制成一体，通过滚针轴承支承在转向器壳体和侧盖上。③转向器壳体壳体由铸铁制造，用来容纳、支承各零部件，保证转向器的密封，并通过壳体上的螺栓孔把转向器固定于汽车的车架上。2）循环球式转向器的拆卸拆卸顺序使用工具：工具扳手、卡钳、起子、尖嘴钳、拉力器等从车上拆下转向器①松开转向摇臂紧固螺母，然后用拉力器从转向摇臂轴上拉下转向摇臂。拆之前做好记号。②拆下滑动万向节与转向螺杆间的夹紧螺栓，使转向螺杆与万向节滑动叉分离。8③拆下转向器固定螺栓，从车上取下转向器总成，并将其外部清洗干净固定在台虎钳上。分解循环球式转向器工艺顺序①拆下放油螺塞，放出转向器内的润滑油。②转动转向螺杆，使转向螺母处于螺杆的中间位置，→拧下转向器侧盖上的紧固螺栓→用铜锤或铜棒轻轻敲击转向摇臂轴外端，→拆下侧盖和转向摇臂轴总成并解体（不要损坏油封）。③拧下转向器底盖上的螺栓，→用铜锤或铜棒轻轻敲击转向螺杆上端→拆下底盖和调整垫片。④从壳体内取出转向螺杆及转向螺母总成（不要损坏油封）。⑤转向螺杆和转向螺母总成无异常情况，尽量不要解体。如果要解体，先拆下导管夹，取下钢球导管，最后握住螺母，慢慢地转动螺杆，排除全部钢球。（主要：两个循环道内的钢球不能混在一起。）知识拓展1、蜗杆曲柄销式转向器它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。2、齿轮齿条液压助力转向器齿轮齿条液压助力转向器，是相对于齿轮齿条机械转向器而言的，主要是增加了转向油泵、转向油