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项目 10 汽车转向系的构造与检修. 本项目应知要求. 1. 能掌握转向系的功用、组成及分类； 2. 能正确描述机械转向器的功用、组成及工作原理； 3. 能正确描述转向操纵机构的功用、组成和工作原理； 4. 能掌握转向传动机构的功用和组成； 5. 能正确描述典型动力转向系及各部件的基本结构、功用和工作原理。. 本项目应会要求. 1. 会进行机械转向系的拆装、调整与检修； 2. 会进行典型动力转向系的拆装、调整与检修； 3. 会对机械转向系和液压动力转向系的常见故障进行诊断与排除。. 案例导入.
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项目10 汽车转向系的构造与检修
本项目应知要求 • 1. 能掌握转向系的功用、组成及分类； • 2. 能正确描述机械转向器的功用、组成及工作原理； • 3. 能正确描述转向操纵机构的功用、组成和工作原理； • 4. 能掌握转向传动机构的功用和组成； • 5. 能正确描述典型动力转向系及各部件的基本结构、功用和工作原理。
本项目应会要求 • 1. 会进行机械转向系的拆装、调整与检修； • 2. 会进行典型动力转向系的拆装、调整与检修； • 3. 会对机械转向系和液压动力转向系的常见故障进行诊断与排除。
案例导入 • 案例一：富康轿车转动转向盘十分吃力故障的检修。故障症状：一辆富康AL型（1.6L）轿车在行驶中发觉转向盘逐步沉重，操纵十分吃力。 • 案例二：红旗轿车转动转向盘时有异响故障的检修。故障症状：一辆红旗CA7220E轿车左右转动转向盘时，发动机前部有异响。打开机舱盖仔细听，异响是动力转向泵发出的。
10.1.1 转向系的功用、组成及分类 1. 转向系的功用 改变和保持汽车的行驶方向。 2. 转向系的组成 转向操纵机构是驾驶员用来操纵汽车转向系统的，由转向盘、转向轴、转向柱等组成。 转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，同时对系统输入的操纵力进行放大。 转向传动机构使转向桥的左右侧车轮按一定的转角关系偏转。
3. 转向系的分类 转向操纵机构、转向器、转向传动机构 （1）机械转向系 1-转向盘 2-转向轴 3-转向万向节 4-转向传动轴 5-转向器 6-转向摇臂 7-转向直拉杆 8-转向节臂 9-左转向节 10、12梯形臂 11-转向横拉杆 13-右转向节
转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩，带动转向轴2、万向节3、转向传动轴4，把转矩传递给转向器。转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩，带动转向轴2、万向节3、转向传动轴4，把转矩传递给转向器。 转向器内有传动副，输入的转矩被放大后输出给转向摇臂6、转向主拉杆7、转向节臂8，使左侧的转向轮随左转向节9偏转。 右边的转向轮的偏转是通过转向传动机构实现的。
（2）动力转向系 液压式动力转向系统的组成 1-转向盘 2-转向轴 3-机械转向器 4-转向摇臂 5-转向主拉杆 6-转向节臂 7-梯形臂 8-转向横拉杆 9转向油罐 10-转向油泵 11-转向控制阀 12-转向动力缸
转向时，一方面通过转向轴2，转向器3，摇臂4，转向主拉杆5和转向节臂6，转向梯形等一系列机构使转向车轮实现偏转。 转向时，一方面通过转向轴2，转向器3，摇臂4，转向主拉杆5和转向节臂6，转向梯形等一系列机构使转向车轮实现偏转。 另一方面，转向主拉杆5还带动转向控制阀11工作，使转向动力缸的一个油腔接通转向油泵10的出口，另一个油腔则通转向油罐9。 因此，动力缸活塞在两侧压力差的作用下移动，驱动横拉杆8移动，协助转向。
10.2.1 转向器的功用与类型 功用： 增大转向盘传递到转向节的转矩，并改变力的传递方向。 分类： 按照转向器传动副中的结构形式，主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等 。
10.2.2 转向器的构造与工作原理 1. 齿轮齿条式转向器 根据横拉杆位置的不同，又分为中间输出式和两端输出式。 a. 中间输出式齿轮齿条式转向器 由转向器壳体8、转向齿轮9、转向齿条5等零件组成。
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-滚柱轴承 11转向横拉杆12-拉杆支架 13-转向节
转向齿轮9与轴6一体，齿轮轴6的两端通过球轴承7和滚柱轴承10安装在转向器壳体内。转向齿轮9与轴6一体，齿轮轴6的两端通过球轴承7和滚柱轴承10安装在转向器壳体内。 调整螺塞1的位置，可以改变弹簧3的预紧力，从而调整齿轮齿条的啮合间隙。 压簧3还能吸收部分振动能量，缓和冲击。
转向齿条5是转向器的输出部件。 当转动转向盘时，通过小齿轮9带动齿条沿轴向移动，从而使左、右横拉杆带动左、右转向节转动，使车轮偏转。
b. 两端输出式齿轮齿条式转向器 1-转向横拉杆 2-防尘罩 3-球头座 4-转向齿条5-转向器壳体 6-调整螺母 7-压紧弹簧8-锁紧螺母 9-压块 10-万向节叉 11-转向齿轮轴12-向心球轴承 13-滚针轴承
齿轮轴11的一端通过轴承12和13支撑在转向器壳体5中；齿轮轴11的一端通过轴承12和13支撑在转向器壳体5中； 转向齿条4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相连； 通过调整螺塞6，可调整弹簧7的预紧力，即调整齿轮齿条的啮合间隙。
转动转向盘时，转向齿轮轴11转动，与之啮合的齿条4轴向移动，使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向轮偏转。转动转向盘时，转向齿轮轴11转动，与之啮合的齿条4轴向移动，使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向轮偏转。
2. 循环球式转向器 有两级传动副。 1-螺母 2-弹簧垫圈 3-转向螺母4-转向器壳体密封垫圈 5-转向器壳体底盖 6-转向器壳体 7-导管夹 8-加油（通气）螺塞 9-钢球导管10-球轴承 11、23-油封 12-转向螺杆13-钢球14-调整垫片 15-螺栓 16-调整垫圈 17-侧盖 18-调整螺钉 19-锁紧螺母 20、22-滚针轴承 21-齿扇轴
转向螺杆12和转向螺母3构成第一级传动副； 螺母3的一个平面上加工出齿条，与齿扇轴21上的齿扇相啮合，构成第二级传动副。 显然，螺母3既是第一级传动的从动件，也是第二级的主动件。 第一级：螺杆螺母传动副 第二级：齿条齿扇传动副 转向盘带动螺杆12转动，螺母3沿着螺杆12轴向移动，同时推动齿扇轴21绕其自身轴线摆动。
螺母3松套在螺杆12上，两者的螺纹并不直接接触，而是通过钢球来传动，所以螺杆和螺母之间是滚动摩擦，传动效率较高。 第二级：齿条齿扇传动副 第一级：螺杆螺母传动副
3. 蜗杆曲柄指销式转向器 主要由转向器壳体、转向蜗杆、转向摇臂轴、指销等组成。 1-上盖 2、14-轴承 3-转向螺杆4-六方头长螺栓 5、12-壳体 7-加油孔螺栓 8-下盖 9-调整螺钉 10-锁止螺母11-放油螺塞 13-指销15-固定螺母 16-侧盖 17-调整螺钉 18-锁止螺母 19、20-摇臂轴衬套 21-摇臂轴22-油封 23、26、27-六方头短螺栓
主动件是转向蜗杆3，从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销13，指销共有两个。主动件是转向蜗杆3，从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销13，指销共有两个。 蜗杆3靠两个轴承2和14支承在壳体4内。球轴承的预紧度靠下盖8上所装的螺塞9来调整，调好后用螺母10锁死。 用来安装两个指销13的曲柄呈叉形，与摇臂轴制成一体。
10.2.3 转向操纵机构 1. 转向操纵机构的组成 作用：把驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。 6-上转向轴 25-转向盘总成 31-转向万向节叉 33-滚针轴承总成 34-转向万向节叉 37-转向传动轴 40-十字轴
2. 安全式转向装置 设置安全调节装置，以减轻发生事故时对驾驶员的伤害。 （1）可分离式安全转向操纵机构 上转向轴2下部焊接有凸缘盘8，上有2个传动销7； 下转向轴1的上端焊有凸缘盘6，上两个孔。 上转向轴2的两个销子7插入凸缘盘6的两个孔内。
发生事故时，驾驶员由于惯性扑向转向盘，安全元件4迅速下移，使两个销子7迅速从凸缘8的孔中脱出，形成缓冲，减轻对驾驶员的伤害。发生事故时，驾驶员由于惯性扑向转向盘，安全元件4迅速下移，使两个销子7迅速从凸缘8的孔中脱出，形成缓冲，减轻对驾驶员的伤害。
（2）缓冲吸能式转向柱 ①网格状转向柱管 把转向管柱的一部分做成网格状，当转向盘受到轴向冲击时，很容易使柱管发生轴向变形，从而吸收能量，形成缓冲。
②波纹管变形吸能装置 1-下转向轴2-限位块 3-上转向轴4-上转向管柱 5-细齿花键 6-波纹管 7-下转向柱管 上转向轴3和下转向轴1通过细齿花键5进行联接，两者间可轴向滑动。 当发生交通事故时，下转向柱管7上移，在第一次撞击力的作用下，限位块2首先被剪断，消耗掉一部分能量；第二次撞击时，上转向轴下移，使波纹管受到压缩变形并消耗能量。
③钢球滚压变形吸能装置 1-转向器总成 2-挠性联轴节 3、13-下转向柱管4、14-上转向柱管5-车身 6、10-橡胶垫 7、11-转向柱管托架 8-转向盘 9、16-上转向轴12、17-塑料销钉 15-下转向轴 18-钢球
上、下转向轴用塑料销钉17联接， 上下转向柱管管壁之间装有钢球18，钢球的直径比上下柱管之间的间隙略大。 上下柱管连同柱管托架通过特制橡胶垫固定在车身上，橡胶垫与托架之间用塑料销钉12联接。
当发生碰撞时，作用在下转向轴上的冲击力（第一次冲击）将上下转向轴之间的联接销钉17冲断。 当发生碰撞时，作用在下转向轴上的冲击力（第一次冲击）将上下转向轴之间的联接销钉17冲断。 驾驶员由于惯性扑向转向盘（第二次冲击），使联结橡胶垫和柱管托架的塑料销钉12被剪断。 此时托架脱离橡胶垫，即上转向轴和上转向柱管连同转向盘、托架一起，相对于下转向轴和下转向柱管一起向下滑动，减缓了转向盘对驾驶员胸部的冲击。由于钢球直径大于上下柱管管壁之间的间隙，对上、下柱管的管壁有挤压作用，通过管壁变形来吸收冲击能量。
功用: 将转向器输出的动力和运动传递给转向轮，使两侧的转向轮按照一定的转角关系进行偏转，实现汽车转向。 10.3.1 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-梯形臂 6-转向横拉杆
1-转向盘 2-转向轴 3-转向万向节 4-转向传动轴 5-转向器 6-转向摇臂7-转向直拉杆8-转向节臂 9-左转向节 10、12梯形臂 11-转向横拉杆13-右转向节
1. 转向摇臂 作用：把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆和横拉杆。 大端有锥形的三角花键孔，与转向摇臂轴相。 小端具有锥形孔，可与球头销相联。 摇臂装好后，从中间位置到两边的摆角大致相同。安装时，两者的安装记号应对正。 1-转向摇臂轴 2-转向摇臂 3-球头销
2. 转向直拉杆 作用：用来联接转向摇臂和转向梯形臂或转向节臂。 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-转向节臂球头销 10-油封垫 11-油封垫护套 12-转向摇臂 13-球头销
球头销13的锥形部分与转向摇臂小头相连。 球头销13的锥形部分与转向摇臂小头相连。 压缩弹簧3能够自动消除因球头与球头座磨损产生的间隙。通过螺塞1可以调整间隙。
3. 转向横拉杆 作用：联接左右梯形臂。 1-限位销 2-球头座 3-防尘罩 4-防尘垫 5-螺母 6-开口销 7-夹紧螺栓 8-横拉杆体 911-横拉杆接头 10-球头销 12-弹簧座 13-弹簧 14-螺塞
横拉杆的两端有螺纹，一端左旋，一端右旋。可以通过旋转杆体来改变整个杆体的长度，调整车轮前束。横拉杆的两端有螺纹，一端左旋，一端右旋。可以通过旋转杆体来改变整个杆体的长度，调整车轮前束。 横拉杆两端的接头上装有球头销。弹簧13把球头座压紧在球头上，使之紧密接触，同时也起到缓冲作用。弹簧的预紧力由螺塞14调整。
10.3.2 与独立悬架配用的转向传动机构 （a）、（b）与循环球式转向器配合使用； （c）、（d）与齿轮齿条式转向器配合使用。 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
红旗CA7560型轿车转向传动机构（如前图a） 1-转向摇臂球头销 2-转向直拉杆 3-左转向横拉 4-右转向横拉杆 5-左梯形臂 6-右梯形臂 7-摇杆
上海桑塔纳轿车转向器与转向横拉杆（如前图c）上海桑塔纳轿车转向器与转向横拉杆（如前图c） 1-转向减震器活塞杆端 2-转向减震器 3-转向减震器缸筒端 4-转向器壳体凸台 5-锁紧螺母与调整螺栓 6-补偿弹簧 7-转向齿轮轴 8-齿条输出端9-防尘罩 10-卡箍 11-转向器壳体 12-右横拉杆球头销 13-右横拉杆总成 14-连接件 15-左横拉杆总成 16-左横拉杆球头销 17-转向支架 18-转向减震器支架 A、B-调节杆
10.4.1 概述 分两大类：普通动力转向和电子控制式动力转向。 普通动力转向系统又分为气压式和液压式。气压式主要用于一些前轴载荷比较大的客车和货车上。液压式在各级各类汽车上得到了广泛应用。 电控动力转向系统是更先进的动力转向控制系统，能在低速或停车时提供足够的助力；车速较高时自动降低助力，高速行驶时无助力甚至适当增加转向阻力，增加驾驶员路感。
10.4.2 液压式动力转向系统 根据控制阀阀芯运动方式的不同，可分为滑阀式和转阀式两种 1. 滑阀式动力转向装置的组成及工作原理 主要应用于大型货车和客车上，主要部件包括转向油罐、转向油泵、转向动力缸、滑阀、转向摇臂等。
