【教学课件】第11章汽车转向系.ppt

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1、第第1111章章 汽车转向系汽车转向系本章应知要求本章应知要求1.1.能掌握转向系的功用、组成及分类；能掌握转向系的功用、组成及分类；2.2.能正确描述机械转向器的功用、组成及工作原理；能正确描述机械转向器的功用、组成及工作原理；3.3.能正确描述转向操纵机构的功用、组成和工作原理；能正确描述转向操纵机构的功用、组成和工作原理；4.4.能掌握转向传动机构的功用和组成；能掌握转向传动机构的功用和组成；5.5.能正确描述典型动力转向系及各部件的基本结构、功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。用和工作原理。本章应会要求本章应会要求1.1.会进行机械转向系的拆装、调整与检修；会

2、进行机械转向系的拆装、调整与检修；2.2.会进行典型动力转向系的拆装、调整与检修；会进行典型动力转向系的拆装、调整与检修；3.3.会对机械转向系和液压动力转向系的常见故障进行诊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。断与排除。11.1 11.1 概述概述 转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类 1.1.转向系的功用转向系的功用 改变和保持汽车的行驶方向。改变和保持汽车的行驶方向。2.2.转向系的组成转向系的组成 转向操纵机构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、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。转向轴、转向柱等组成。转向器

3、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往复运动，同时对系统输入的操纵力进行放大。，同时对系统输入的操纵力进行放大。转向传动机构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。使转向桥的左右侧车轮按一定的转角关系偏转。3.3.转向系的分类转向系的分类（1 1）机械转向系）机械转向系 1-1-转向盘转向盘 2-2-转向轴转向轴 3-3-转向万向节转向万向节 4-4-转向传动轴转向传动轴 5-5-转向器转向器 6-6-转向摇臂转向摇臂 7-7-转向转向直拉杆直拉杆 8-8-转向节臂转向节臂 9-9-左转向节左转向节 11 11

4、、1212梯形臂梯形臂 11-11-转向横拉杆转向横拉杆 13-13-右转向节右转向节 转向操纵机构、转向器、转向传动机构转向操纵机构、转向器、转向传动机构 转向时，驾驶员对转向盘转向时，驾驶员对转向盘1 1施加一个转向力矩，带动转向轴施加一个转向力矩，带动转向轴2 2、万向节万向节3 3、转向传动轴、转向传动轴4 4，把转矩传递给转向器。，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 6、转向主拉杆转向主拉杆7 7、转向节臂、转向节臂8 8，使左侧的转向轮随左转向节，使左侧的转向轮随左转向节9 9偏转。偏转。右边的

5、转向轮的偏转是通过转向传动机构实现的。右边的转向轮的偏转是通过转向传动机构实现的。（2 2）动力转向系）动力转向系 1-1-转向盘转向盘 2-2-转向轴转向轴 3-3-机械转向器机械转向器 4-4-转向转向摇臂摇臂 5-5-转向主拉杆转向主拉杆 6-6-转向节臂转向节臂 7-7-梯形臂梯形臂 8-8-转向横拉杆转向横拉杆 9 9转向转向油罐油罐 11-11-转向油泵转向油泵 11-11-转向控制阀转向控制阀 12-12-转转向动力缸向动力缸 液压式动力转液压式动力转向系统的组成向系统的组成另一方面另一方面，转向主，转向主拉杆拉杆5 5还带动转向控制阀还带动转向控制阀1111工作，使转向动力缸工

6、作，使转向动力缸的一个油腔接通转向油的一个油腔接通转向油泵泵1111的出口，另一个油的出口，另一个油腔则通转向油罐腔则通转向油罐9 9。因此，因此，动力缸活塞动力缸活塞在两侧压力差的作用下在两侧压力差的作用下移动，驱动横拉杆移动，驱动横拉杆8 8移动，移动，协助转向。协助转向。转向时，转向时，一方面一方面通过转向轴通过转向轴2 2，转向器，转向器3 3，摇臂，摇臂4 4，转向主拉，转向主拉杆杆5 5和转向节臂和转向节臂6 6，转向梯形等一系列机构使转向车轮实现偏转。，转向梯形等一系列机构使转向车轮实现偏转。车轮转向时的运动规律车轮转向时的运动规律 11.2 11.2 转向器及转向操纵机构转向器

7、及转向操纵机构 转向器的功用与类型转向器的功用与类型 增大转向盘传递到转向节的转矩，并改变力的传递方向。增大转向盘传递到转向节的转矩，并改变力的传递方向。按照转向器传动副中的结构形式，主要有按照转向器传动副中的结构形式，主要有齿轮齿条式、齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式循环球式、蜗杆曲柄指销式等等。功用：功用：分类：分类：转向器的构造与工作原理转向器的构造与工作原理 1.1.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器 根据横拉杆位置的不同，又分为根据横拉杆位置的不同，又分为中间输出式中间输出式和和两端输出式两端输出式。a.a.中间输出式齿轮齿条式转向器中间输出式齿轮齿条式转向器 由转向器壳体由转向器

8、壳体8、转向齿轮转向齿轮9、转向齿条、转向齿条5等零件组成。等零件组成。1-1-调整螺塞调整螺塞 2-2-罩盖罩盖 3-3-压簧压簧 4-4-压簧垫块压簧垫块 5-5-转向齿条转向齿条 6-6-齿轮轴齿轮轴 7-7-球轴承球轴承 8-8-转向器壳体转向器壳体 9-9-转向齿轮转向齿轮 11-11-滚柱轴承滚柱轴承 1111转向横拉杆转向横拉杆 12-12-拉杆支架拉杆支架 13-13-转向节转向节 转向齿轮转向齿轮9与轴与轴6一体，齿轮轴一体，齿轮轴6的两端通过的两端通过球轴承球轴承7和和滚滚柱轴承柱轴承11安装在转向器壳体内。安装在转向器壳体内。调整螺塞调整螺塞1的位置，可以改变弹簧的位置，

9、可以改变弹簧3的预紧力，的预紧力，从而调整从而调整齿轮齿条的啮合间隙。齿轮齿条的啮合间隙。压簧压簧3还能吸收部分振动能量，缓和冲击。还能吸收部分振动能量，缓和冲击。转向齿条转向齿条5是转向器的输出部件。是转向器的输出部件。当转动转向盘时，通过小齿轮当转动转向盘时，通过小齿轮9带动带动齿条沿轴向移动齿条沿轴向移动，从，从而使左、右横拉杆带动左、右转向节转动，使车轮偏转。而使左、右横拉杆带动左、右转向节转动，使车轮偏转。b.b.两端输出式齿轮齿条式转向器两端输出式齿轮齿条式转向器 1-1-转向横拉杆转向横拉杆 2-2-防尘罩防尘罩 3-3-球头座球头座 4-4-转向齿条转向齿条 5-5-转向器壳体

10、转向器壳体 6-6-调整调整螺母螺母 7-7-压紧弹簧压紧弹簧 8-8-锁紧螺母锁紧螺母 9-9-压块压块 11-11-万向节叉万向节叉 11-11-转向齿轮轴转向齿轮轴 12-12-向向心球轴承心球轴承 13-13-滚针轴承滚针轴承 通过调整通过调整螺塞螺塞6，可调，可调整弹簧整弹簧7的预的预紧力，即调紧力，即调整齿轮齿条整齿轮齿条的啮合间隙。的啮合间隙。齿轮轴齿轮轴11的一端通过轴承的一端通过轴承12和和13支撑在转向器壳体支撑在转向器壳体5中；中；转向齿条转向齿条4水平布置，水平布置，两端通过球头座两端通过球头座3与转向横拉杆与转向横拉杆1相连；相连；转动转向盘时，转向齿轮轴转动转向盘时

11、，转向齿轮轴11转动，与之啮合的转动，与之啮合的齿条齿条4轴轴向移动向移动，使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向轮偏转。，使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向轮偏转。2.2.循环球式转向器循环球式转向器 有两级传动副。有两级传动副。1-1-螺母螺母 2-2-弹簧垫圈弹簧垫圈 3-3-转向转向螺母螺母 4-4-转向器壳体密封垫转向器壳体密封垫圈圈 5-5-转向器壳体底盖转向器壳体底盖 6-6-转转向器壳体向器壳体 7-7-导管夹导管夹 8-8-加油加油（通气）螺塞（通气）螺塞 9-9-钢球导管钢球导管 11-11-球轴承球轴承 11 11、23-23-油封油封 12-12-转向螺杆转向螺杆

12、13-13-钢球钢球 14-14-调整垫片调整垫片 15-15-螺栓螺栓 16-16-调整调整垫圈垫圈 17-17-侧盖侧盖 18-18-调整螺钉调整螺钉 19-19-锁紧螺母锁紧螺母 20 20、22-22-滚针滚针轴承轴承 21-21-齿扇轴齿扇轴 转向盘带动螺杆转向盘带动螺杆12转动，转动，螺母螺母3沿着沿着螺杆螺杆12轴向移动，同轴向移动，同时推动齿扇轴时推动齿扇轴21绕其绕其自身轴线摆动。自身轴线摆动。转向螺杆转向螺杆12和转向螺母和转向螺母3构成第一级传动副；构成第一级传动副；螺母螺母3的一个平面上加工出齿条，与齿扇轴的一个平面上加工出齿条，与齿扇轴21上的齿扇相啮合，上的齿扇相啮

13、合，构成第二级传动副。构成第二级传动副。显然，螺母显然，螺母3既是第一级传动的从动件，也是第二级的主动件。既是第一级传动的从动件，也是第二级的主动件。第一级：螺杆第一级：螺杆螺母传动副螺母传动副第二级：齿条第二级：齿条齿扇传动副齿扇传动副第一级：螺杆第一级：螺杆螺母传动副螺母传动副第二级：齿条第二级：齿条齿扇传动副齿扇传动副 螺母螺母3松套在螺杆松套在螺杆12上，两者的螺纹并不直接接触，而是通过上，两者的螺纹并不直接接触，而是通过钢球钢球来传动，所以螺杆和螺母之间是滚动摩擦，传动效率较高。来传动，所以螺杆和螺母之间是滚动摩擦，传动效率较高。3.3.蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器 主要

14、由转向器壳体、转向蜗杆、转向摇臂轴、指销等组成。主要由转向器壳体、转向蜗杆、转向摇臂轴、指销等组成。1-1-上盖上盖 2 2、14-14-轴承轴承 3-3-转向螺杆转向螺杆 4-4-六方头长螺栓六方头长螺栓 5 5、12-12-壳体壳体 7-7-加油孔加油孔螺栓螺栓 8-8-下盖下盖 9-9-调整螺钉调整螺钉 11-11-锁止螺母锁止螺母 11-11-放油螺塞放油螺塞 13-13-指销指销 15-15-固定固定螺母螺母 16-16-侧盖侧盖 17-17-调整螺钉调整螺钉 18-18-锁止螺母锁止螺母 19 19、20-20-摇臂轴衬套摇臂轴衬套 21-21-摇臂摇臂轴轴 22-22-油封油封

15、23 23、2626、27-27-六方头短螺栓六方头短螺栓 主动件主动件是转向蜗杆是转向蜗杆3，从动件从动件是装在摇臂轴曲柄端部的是装在摇臂轴曲柄端部的指指销销13，指销共有两个。，指销共有两个。蜗杆蜗杆3靠两个轴承靠两个轴承2和和14支承在壳体支承在壳体4内。球轴承的预紧度靠内。球轴承的预紧度靠下盖下盖8上所装的螺塞上所装的螺塞9来调整，调好后用螺母来调整，调好后用螺母11锁死。锁死。用来安装用来安装两个指销两个指销13的的曲柄曲柄呈叉形，与摇臂轴制成一体。呈叉形，与摇臂轴制成一体。转向操纵机构转向操纵机构 作用：作用：把驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。把驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向

16、器。6-6-上转向轴上转向轴 25-25-转向盘总成转向盘总成 31-31-转向万向节叉转向万向节叉 33-33-滚针轴承总成滚针轴承总成34-34-转向万向节叉转向万向节叉37-37-转向传动轴转向传动轴 40-40-十字轴十字轴 1.1.转向操纵机构的组成转向操纵机构的组成从转向盘到转向器输入轴之间的共有两段转轴，分别是从转向盘到转向器输入轴之间的共有两段转轴，分别是上上转向轴转向轴6 6和和转向传动轴转向传动轴3737，两者之间通过，两者之间通过万向节总成万向节总成3131相联；相联；2.2.安全式转向装置安全式转向装置 设置设置安全调节装置安全调节装置，以减轻发生事故时对驾驶员的伤害。

17、，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）可分离式安全转向操纵机构上转向轴上转向轴2下部下部焊接有凸缘盘焊接有凸缘盘8，上有上有2个传动销个传动销7；下转向轴下转向轴1的上的上端焊有凸缘盘端焊有凸缘盘6，上两个孔。上两个孔。上转向轴上转向轴2的两的两个销子个销子7插入凸缘插入凸缘盘盘6的两个孔内。的两个孔内。发生事故时，驾驶发生事故时，驾驶员由于惯性扑向转向员由于惯性扑向转向盘，盘，安全元件安全元件4迅速迅速下移，下移，使两个销子使两个销子7迅速从凸缘迅速从凸缘8的孔中的孔中脱出，形成缓冲，减脱出，形成缓冲，减轻对驾驶员的伤害。轻对驾驶员的伤害。（2）缓冲吸能式转向柱）

18、缓冲吸能式转向柱 网格状转向柱管网格状转向柱管 把转向管柱的一部分做成把转向管柱的一部分做成网格状网格状，当转向盘受到轴向冲击，当转向盘受到轴向冲击时，很容易使柱管发生时，很容易使柱管发生轴向变形轴向变形，从而吸收能量，形成缓冲。，从而吸收能量，形成缓冲。波纹管变形吸能装置波纹管变形吸能装置 1-1-下转向轴下转向轴 2-2-限限位块位块 3-3-上转向轴上转向轴 4-4-上转向管柱上转向管柱 5-5-细齿花键细齿花键 6-6-波纹波纹管管 7-7-下转向柱管下转向柱管 上转向轴上转向轴3和下转向轴和下转向轴1通过细齿花键通过细齿花键5进行联接，两者间可进行联接，两者间可轴向滑动。轴向滑动。当

19、发生交通事故时，下转向柱管当发生交通事故时，下转向柱管7上移，在第一次撞击力的上移，在第一次撞击力的作用下，作用下，限位块限位块2首先被剪断首先被剪断，消耗掉一部分能量；第二次撞击，消耗掉一部分能量；第二次撞击时，上转向轴下移，使时，上转向轴下移，使波纹管受到压缩变形波纹管受到压缩变形并消耗能量。并消耗能量。钢球滚压变形吸能装置钢球滚压变形吸能装置1-1-转向器总成转向器总成 2-2-挠性联轴节挠性联轴节 3 3、13-13-下转向柱管下转向柱管 4 4、14-14-上转向柱管上转向柱管 5-5-车车身身 6 6、11-11-橡胶垫橡胶垫 7 7、11-11-转向柱管托架转向柱管托架 8-8-

20、转向盘转向盘 9 9、16-16-上转向轴上转向轴 12 12、17-17-塑料销钉塑料销钉 15-15-下转向轴下转向轴 18-18-钢球钢球 上、下转向轴用上、下转向轴用塑料销钉塑料销钉17联接，联接，上下转向柱管管上下转向柱管管壁之间装有壁之间装有钢球钢球18，钢球的直径比上下柱钢球的直径比上下柱管之间的间隙略大。管之间的间隙略大。上下柱管连同柱上下柱管连同柱管托架通过特制橡胶管托架通过特制橡胶垫固定在车身上，橡垫固定在车身上，橡胶垫与托架之间胶垫与托架之间用塑用塑料销钉料销钉12联接联接。此时托架脱离橡胶垫，即上转向轴和上转向柱管连同转此时托架脱离橡胶垫，即上转向轴和上转向柱管连同转向

21、盘、托架一起，相对于下转向轴和下转向柱管一起向下滑动，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管管壁之间的间隙，对上、下柱管的管壁有挤压作用，通过管，通过管壁变形来吸收冲击能量。壁变形来吸收冲击能量。当发生碰撞时，作用当发生碰撞时，作用在下转向轴上的冲击力在下转向轴上的冲击力（第一次冲击）将上下（第一次冲击）将上下转向轴之间的转向轴之间的联接销钉联接销钉17冲断冲断。驾驶员由于惯性扑向驾驶员由于惯性扑向转向盘（第二次冲击），转

22、向盘（第二次冲击），使联结橡胶垫和柱管托使联结橡胶垫和柱管托架的架的塑料销钉塑料销钉12被剪断被剪断。11.3 11.3 转向传动机构转向传动机构功用功用: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。轮按照一定的转角关系进行偏转，实现汽车转向。与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构 1-1-转向器转向器 2-2-转向摇臂转向摇臂 3-3-转向直拉杆转向直拉杆 4-4-转向节臂转向节臂 5-5-梯形臂梯形臂 6-6-转向横拉杆转向横拉杆 1-1-转向盘转向盘 2-2-转向轴转

23、向轴 3-3-转向万向节转向万向节 4-4-转向传动轴转向传动轴 5-5-转向器转向器 6-6-转向摇臂转向摇臂 7-7-转向转向直拉杆直拉杆 8-8-转向节臂转向节臂 9-9-左转向节左转向节 11 11、1212梯形臂梯形臂 11-11-转向横拉杆转向横拉杆 13-13-右转向节右转向节 1.1.转向摇臂转向摇臂 大端有锥形的三角花大端有锥形的三角花键孔，与转向摇臂轴相。键孔，与转向摇臂轴相。作用：作用：把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆和横拉杆。把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆和横拉杆。1-1-转向摇臂轴转向摇臂轴 2-2-转向摇臂转向摇臂 3-3-球头销球头销小端具有锥形孔，可小

24、端具有锥形孔，可与与球头销球头销相联。相联。摇臂装好后，从中间摇臂装好后，从中间位置到两边的摆角大致位置到两边的摆角大致相同。安装时，两者的相同。安装时，两者的安装记号应对正。安装记号应对正。2.2.转向直拉杆转向直拉杆 作用：作用：用来联接转向摇臂和转向梯形臂或转向节臂。用来联接转向摇臂和转向梯形臂或转向节臂。1-1-端部螺塞端部螺塞 2-2-球头座球头座 3-3-压缩弹簧压缩弹簧 4-4-弹簧座弹簧座 5 5、8-8-油嘴油嘴 6-6-座塞座塞 7-7-直拉杆直拉杆体体 9-9-转向节臂球头销转向节臂球头销 11-11-油封垫油封垫 11-11-油封垫护套油封垫护套 12-12-转向摇臂转

25、向摇臂 13-13-球头销球头销压缩弹簧压缩弹簧3 3能够自动消除因球头与球头座磨损产生的间隙。能够自动消除因球头与球头座磨损产生的间隙。通过螺塞通过螺塞1 1可以调整间隙。可以调整间隙。球头销球头销1313的锥形部分与转向摇臂小头相连。的锥形部分与转向摇臂小头相连。3.3.转向横拉杆转向横拉杆 作用：作用：联接左右梯形臂。联接左右梯形臂。1-1-限位销限位销 2-2-球头座球头座 3-3-防尘防尘罩罩 4-4-防尘垫防尘垫 5-5-螺母螺母 6-6-开口销开口销 7-7-夹紧螺栓夹紧螺栓 8-8-横横拉杆体拉杆体 911-911-横拉横拉杆接头杆接头 11-11-球头球头销销 12-12-弹

26、簧座弹簧座 13-13-弹簧弹簧 14-14-螺塞螺塞 横拉杆的两横拉杆的两端有螺纹，一端端有螺纹，一端左旋，一端右旋。左旋，一端右旋。可以通过旋转杆可以通过旋转杆体来改变整个杆体来改变整个杆体的长度，调整体的长度，调整车轮前束车轮前束。横拉杆两端的接头上装有球头销。横拉杆两端的接头上装有球头销。弹簧弹簧1313把球头座压紧在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。弹簧的预紧力由由螺塞螺塞1414调整。调整。与独立悬架配用的转向传动机构与独立悬架配用的转向传动机构 （a a）、（）、（b b）与循环球式转向器配合使用；）与循

27、环球式转向器配合使用；（c c）、（）、（d d）与齿轮齿条式转向器配合使用。）与齿轮齿条式转向器配合使用。1-1-转向摇臂转向摇臂 2-2-转向直拉杆转向直拉杆 3-3-左转向横拉杆左转向横拉杆 4-4-右转向横拉杆右转向横拉杆 5-5-左梯形臂左梯形臂 6-6-右梯形臂右梯形臂 7-7-摇杆摇杆 8-8-悬架左摆臂悬架左摆臂 9-9-悬架右摆臂悬架右摆臂 11-11-齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器 红旗红旗CA7560CA7560型轿车转向传动机构型轿车转向传动机构（如前图（如前图a a）1-1-转向摇臂球头销转向摇臂球头销 2-2-转向直拉杆转向直拉杆 3-3-左转向横拉左转向横拉4-

28、4-右转向横拉杆右转向横拉杆5-5-左梯形臂左梯形臂 6-6-右梯形臂右梯形臂 7-7-摇杆摇杆上海桑塔纳轿车转上海桑塔纳轿车转向器与转向横拉杆向器与转向横拉杆（如前图（如前图c c）1-1-转向减震器活塞杆端转向减震器活塞杆端 2-2-转向减震器转向减震器 3-3-转向减转向减震器缸筒端震器缸筒端 4-4-转向器壳转向器壳体凸台体凸台 5-5-锁紧螺母与调锁紧螺母与调整螺栓整螺栓 6-6-补偿弹簧补偿弹簧 7-7-转转向齿轮轴向齿轮轴 8-8-齿条输出端齿条输出端 9-9-防尘罩防尘罩 11-11-卡箍卡箍 11-11-转转向器壳体向器壳体 12-12-右横拉杆球右横拉杆球头销头销 13-1

29、3-右横拉杆总成右横拉杆总成 14-14-连接件连接件 15-15-左横拉杆左横拉杆总成总成 16-16-左横拉杆球头销左横拉杆球头销 17-17-转向支架转向支架 18-18-转向减转向减震器支架震器支架 A A、B-B-调节杆调节杆 11.4 11.4 动力转向装置动力转向装置 分两大类：分两大类：普通动力转向和电子控制式动力转向。普通动力转向和电子控制式动力转向。普通动力转向系统普通动力转向系统又分为气压式和液压式。气压式主要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。用于一些前轴载荷比较大的客车和货车上。液压式在各级各类液压式在各级各类汽车上得到了广泛应用。汽

30、车上得到了广泛应用。电控动力转向系统电控动力转向系统是更先进的动力转向控制系统，能在是更先进的动力转向控制系统，能在低速或停车时低速或停车时提供足够的助力；提供足够的助力；车速较高时车速较高时自动降低助力，自动降低助力，高速行驶时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。无助力甚至适当增加转向阻力，增加驾驶员路感。概述概述 液压式动力转向系统液压式动力转向系统 根据控制阀阀芯运动方式的不同，可分为根据控制阀阀芯运动方式的不同，可分为滑阀式滑阀式和和转阀转阀式式两种两种 1.1.滑阀式动力转向装置的组成及工作原理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

31、包括转向油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。罐、转向油泵、转向动力缸、滑阀、转向摇臂等。1-1-滑阀滑阀 2-2-反作用柱塞反作用柱塞 3-3-滑阀复位弹簧滑阀复位弹簧 4-4-阀体阀体 5-5-转向螺杆转向螺杆 6-6-转向直转向直拉杆拉杆 7-7-转向摇臂转向摇臂 8-8-转向动力缸转向动力缸 9-9-转向螺母转向螺母 11-11-单向阀单向阀 11-11-安全阀安全阀 12-12-节流孔节流孔 13-13-溢流阀溢流阀14-14-转向储油罐转向储油罐 15-15-转向油泵转向油泵 滑阀上开有两道环槽：滑阀上开有两道环槽：环槽环槽B

32、B连动力缸连动力缸R R腔；腔；环槽环槽C C连动力缸连动力缸L L腔。阀体内装有两组反作用柱腔。阀体内装有两组反作用柱塞塞2 2，两组柱塞间装有滑阀复位弹簧，两组柱塞间装有滑阀复位弹簧3 3。组成特点：组成特点：活塞将动力缸活塞将动力缸分成分成L L腔和腔和R R腔两腔两腔，活塞杆的伸腔，活塞杆的伸出端与摇臂中部出端与摇臂中部铰接。铰接。控制阀阀体内控制阀阀体内圆柱面上开有圆柱面上开有3 3道环槽：道环槽：环槽环槽A A是总进油道，与是总进油道，与油泵相连；环槽油泵相连；环槽D D、E E与回油道相与回油道相连，通往油罐。连，通往油罐。汽车直线行驶，滑阀处于中间位置，与阀体的两端面之间汽车直

33、线行驶，滑阀处于中间位置，与阀体的两端面之间均保持宽度为均保持宽度为h h距离，因此，滑阀可以随螺杆一起相对于阀体距离，因此，滑阀可以随螺杆一起相对于阀体从中间向两边做距离为从中间向两边做距离为h h的微量轴向移动。的微量轴向移动。滑阀滑阀1 1通过通过两个轴承安装两个轴承安装在转向轴上，在转向轴上，可随螺杆做轴可随螺杆做轴向移动。向移动。工作过程工作过程（右转为例）（右转为例）汽车直线行驶时，滑阀汽车直线行驶时，滑阀1 1处于中间位置，如图，环槽处于中间位置，如图，环槽A A、D D、E E、C C、B B相互连通，油泵输送的油液直接通过回油管回到储油罐。相互连通，油泵输送的油液直接通过回油

34、管回到储油罐。油路中无法建立高压，系统无助力。油路中无法建立高压，系统无助力。但由于螺母通过转向摇臂等一但由于螺母通过转向摇臂等一系列传动机构与整个汽车连在一系列传动机构与整个汽车连在一起，转向阻力很大，无法向左移起，转向阻力很大，无法向左移动，因此动，因此螺母会反向推动螺杆连螺母会反向推动螺杆连同滑阀一起向右做轴向移动同滑阀一起向右做轴向移动，从，从而消除滑阀与阀体左侧端面的间而消除滑阀与阀体左侧端面的间隙隙h h，见下图。见下图。右转时，通过转向盘使螺杆顺右转时，通过转向盘使螺杆顺时针转动，由于螺杆的螺纹是左时针转动，由于螺杆的螺纹是左旋的，螺母应该向左移动，旋的，螺母应该向左移动，此时，

35、此时，A A、C C之间通道增大，之间通道增大，油泵泵出的油液自油泵泵出的油液自A A经经C C流入动流入动力缸的力缸的L L腔腔，成为高压区，成为高压区。R R腔腔的油液经环槽的油液经环槽B B、D D和和回油管路回油管路流回储液罐流回储液罐，动力缸活塞右移，从而使动力缸活塞右移，从而使转向摇臂逆时针转动，实现转转向摇臂逆时针转动，实现转向助力。向助力。转向盘的转角增大转向盘的转角增大时，转向螺杆也会继续时，转向螺杆也会继续转动，加力作用就一直转动，加力作用就一直存在，转向轮也会继续存在，转向轮也会继续偏转，即偏转，即“随动随动”作用作用。当转向盘转过一定角当转向盘转过一定角度保持不动时，动

36、力缸度保持不动时，动力缸活塞继续右移，使转向活塞继续右移，使转向摇臂继续逆时针转动，摇臂继续逆时针转动，上端带动螺母连同螺杆、上端带动螺母连同螺杆、滑阀一起向左移动，使滑阀一起向左移动，使滑阀向左回到中间偏右滑阀向左回到中间偏右的某个位置。的某个位置。此时，由于此时，由于A A、C C间的通道缩小，动间的通道缩小，动力缸活塞两侧压力差减小，产生的助力缸活塞两侧压力差减小，产生的助力正好与作用在转向轮上的阻力矩平力正好与作用在转向轮上的阻力矩平衡，从而使转向轮偏转角维持不变。衡，从而使转向轮偏转角维持不变。这就是转向的维持过程。这就是转向的维持过程。松开转向盘时，滑阀在松开转向盘时，滑阀在回位弹

37、簧回位弹簧3 3以及反作用柱塞以及反作用柱塞2 2上油上油压的作用下左移，回到中间位置，滑阀的所有环槽相互连通。压的作用下左移，回到中间位置，滑阀的所有环槽相互连通。动力缸动力缸L L腔和腔和R R腔被接通，动力缸停止工作。腔被接通，动力缸停止工作。转向轮在回正力矩作用下自动回正，并通过转向螺母带动转转向轮在回正力矩作用下自动回正，并通过转向螺母带动转向螺杆、转向盘回到直线行驶位置。向螺杆、转向盘回到直线行驶位置。2.2.转阀式动力转向装置的组成及工作原理转阀式动力转向装置的组成及工作原理 北京切诺基汽车转阀整体式动力转向器北京切诺基汽车转阀整体式动力转向器 汽车直线行驶时转阀的工作情况汽车直

38、线行驶时转阀的工作情况R-R-接右转动力缸接右转动力缸 L-L-接左转动力缸接左转动力缸 B-B-接转向油泵接转向油泵 G-G-接转向油罐接转向油罐12-12-阀芯阀芯 13-13-阀体阀体 当汽车直线行驶的时候当汽车直线行驶的时候，如图，如图a a），阀芯处于中间位置，），阀芯处于中间位置，来自油泵的油液从进油口来自油泵的油液从进油口B B 进入阀体进入阀体1313的中间油环槽中。油路的中间油环槽中。油路未建立高压，动力缸不工作。未建立高压，动力缸不工作。汽车左转时汽车左转时，在转向盘的带动下，带动阀芯逆时针转动。，在转向盘的带动下，带动阀芯逆时针转动。由于转向阻力较大，需要足够的扭矩才能够

39、使螺杆发生转由于转向阻力较大，需要足够的扭矩才能够使螺杆发生转动，这样，动，这样，在转矩的作用下，扭杆在转矩的作用下，扭杆4 4发生扭转变形，使阀芯和阀发生扭转变形，使阀芯和阀体之间产生一个转角差，即阀芯超前阀体转动一个角度。体之间产生一个转角差，即阀芯超前阀体转动一个角度。此时，通往此时，通往R R腔的进油间隙减小或关闭，腔的进油间隙减小或关闭，R R腔与阀芯上回油腔与阀芯上回油道之间的间隙增大，因此道之间的间隙增大，因此R R腔油液压力减小；腔油液压力减小；通往通往L L腔的进油间腔的进油间隙增大，隙增大，L L腔与阀芯腔与阀芯回油道之间间隙变小回油道之间间隙变小或被关闭，因此或被关闭，因

40、此L L腔腔压力会迅速增大。压力会迅速增大。在左右压力差的作在左右压力差的作用下，动力缸活塞就用下，动力缸活塞就会发生移动，产生助会发生移动，产生助力。力。（右转的情况与左转（右转的情况与左转类似类似 ）电控动力转向系统电控动力转向系统 1-1-转向盘转向盘 2-2-输入轴输入轴 3-3-电子控制器电子控制器 4-4-助助力电动机力电动机 5-5-电磁离合器电磁离合器 6-6-转向齿条转向齿条 7-7-横拉杆横拉杆 8-8-轮胎轮胎 9-9-输出轴输出轴 11-11-扭力杆扭力杆 11-11-转矩传感器转矩传感器 12-12-转向齿轮转向齿轮 在汽车行驶过程中，安装在汽车行驶过程中，安装在转向

41、轴上的转矩传感器在转向轴上的转矩传感器不不断对转向轴上的转矩进行测断对转向轴上的转矩进行测量量，把转矩的大小转换成一，把转矩的大小转换成一个电压信号；同时，车速传个电压信号；同时，车速传感器也感器也不断输出车速信号不断输出车速信号。工作原理工作原理 这两个信号同时被输入到这两个信号同时被输入到电子控制单元中，控制器根电子控制单元中，控制器根据程序对这两个信号据程序对这两个信号进行分进行分析运算，确定需要助力的转析运算，确定需要助力的转矩大小和转矩的方向矩大小和转矩的方向，即确即确定电动机的电流大小和方向，定电动机的电流大小和方向，对转向系统进行助力。对转向系统进行助力。电动动力转向控制系统电动

42、动力转向控制系统 1 1概述概述 四轮转向（4WS-four wheel steering）系统 基于一个安装在后悬架上的后轮转向机构，它能够使驾驶员操纵方向盘时转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控制，而且提高了低速时的机动性。即在高速行驶时，将后轮与前轮同相位转向，以减小车辆转向时的旋转运动（横摆），改善高速行驶的稳定性；而在低速行驶时，把后轮与前轮逆相位转向，以改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向性。目前，四轮转向系统有三种类型：机械式、液压式和电子控制液压式。四轮转向系统 2 2机械式四轮转向系统机械式四轮转向系统 在机械式四轮转向系统中，采用了两个转向器，分别用于前

43、、后轮偏转。两个转向器之间用根双曲轴连接，采用的转向传动机构为常规型，如图14.36所示。3 3液压式四轮转向系统液压式四轮转向系统 液压式四轮转向系统如图14-37所示。其后轮的偏转方向始终与前轮偏转方向相同，且后轮的偏转角不大于1.5。系统没有采用电子传感器、计算机控制和先进的传动机构。当车速超过50kmh时，系统才起作用。倒车时系统不起作用，在后车架上装有双作用液压缸来偏转车轮。该液压缸的压力油来自后转向液压泵。后转向液压泵由差速器驱动。只有在前轮转向时，后轮液压泵才工作。转动转向盘时，前轮转向液压泵提供的压力油经前动力转向装置的转阀分配，进入前轮转向动力缸内，前轮便朝相应方向偏转。油液

44、的压力随同转向盘转动状况而改变。转向盘转速越高、转角越大，油液压力就越高。后控制阀的供油压力与上述油液压力相同。当后控制阀内滑阀在前轮转向动力缸压力油的作用下移动时，来自后转向液压泵的油液经滑阀进入后转向动力缸，从而推动后轮偏转。4 4电子控制液压式四轮转向系的组成及结构电子控制液压式四轮转向系的组成及结构 目前，在汽车上用的较多的电子控制液压式四轮转向控制系统有以下4类：（1 1）横向加速度）横向加速度车速感应型车速感应型 如图14-38a所示，其结构是在前轮的动力转向器上，再安装一个后轮专用的控制阀，产生一个大致与横向加速度成比例的，与前轮转向器阻力相平衡的油压，把该压力的油液送到后轮执行

45、机构。在执行机构中，装入高刚性弹簧，当与送来的油压达到平衡状态时，输出杆便产生位移，从而带动后轮开始转向。（2 2）前轮转角）前轮转角车速感应型车速感应型 如图14-38b所示，在该系统中，从油泵出来的油液直接流入电磁阀，车速传感器，转角传感器分别将车速和前轮转角信号输入计算机。按计算机指令，控制油液流入后轮执行机构，从而实现对后轮转向的控制。（3 3）前轮转角感应型）前轮转角感应型 为了把前轮转角传给后轮，在前轮齿轮齿条式转向器的齿条轴上，安装了后轮转向齿轮，其角位移，通过中间传动轴，传给后轮转向器。后轮具有小转角同相转向，大转角逆相转向的功能。在微小转向的高速行驶时，形成了同相转向，获得了

46、行驶稳定性，在大转角转向的极低速行驶时，变成逆相转向，获得了小半径转向性能。（4 4）前轮转角比例）前轮转角比例车速感应型车速感应型 在动力传至后轮转向轴之前，与前者基本相同，但后轮的执行机构由相位控制部分和动力补助部分构成。动力补助部分以油压为动力，由后轮滑阀和动力缸构成。相位控制部分能实现对后轮同相位或逆相位的控制。11.5 11.5 转向系的检修转向系的检修 机械转向系的检修机械转向系的检修1.1.循环球式机械转向系修循环球式机械转向系修(1)(1)主要零部件检修主要零部件检修转向器壳体检修转向器壳体检修 转向器壳体和侧盖出现裂纹则需要更换。转向器壳体和侧盖出现裂纹则需要更换。当摇臂轴当

47、摇臂轴轴承孔中心线与螺杆中心线垂直度公差逾限（公差轴承孔中心线与螺杆中心线垂直度公差逾限（公差0.040.040.06mm0.06mm）和两轴线轴心距过大时（公差为）和两轴线轴心距过大时（公差为0.11mm0.11mm），），会引起转向沉重，同时减少了传动副间隙可调整的次数，会引起转向沉重，同时减少了传动副间隙可调整的次数，缩短转向器使用寿命。缩短转向器使用寿命。可以利用镗模镗削摇臂轴衬套，可以利用镗模镗削摇臂轴衬套，并校正两衬套的同轴度和两轴线垂直度与轴心距。并校正两衬套的同轴度和两轴线垂直度与轴心距。转向螺杆与螺母检修转向螺杆与螺母检修 螺母与螺杆的滚道应无疲劳磨损、划痕等损坏，钢球与螺母

48、与螺杆的滚道应无疲劳磨损、划痕等损坏，钢球与滚道之间的配合间隙不得超过滚道之间的配合间隙不得超过0.11mm0.11mm；若螺杆的支承轴颈疲；若螺杆的支承轴颈疲劳磨损，应按原厂规定磨削后刷镀处理。劳磨损，应按原厂规定磨削后刷镀处理。摇臂轴检修摇臂轴检修 检查摇臂轴是否有裂纹，若有则予以更换，不许焊修；检查摇臂轴是否有裂纹，若有则予以更换，不许焊修；轴端花键出现台阶形磨损或扭曲变形时，应予以更换；支承轴端花键出现台阶形磨损或扭曲变形时，应予以更换；支承轴颈磨损逾限时，可刷镀或喷焊修复。轴颈磨损逾限时，可刷镀或喷焊修复。(2)(2)转向器的调整转向器的调整 使转向器处于中间位置（直行位置），调整调

49、整螺使转向器处于中间位置（直行位置），调整调整螺 钉，使啮合间隙为零；转向器处于中间位置时，转向器的钉，使啮合间隙为零；转向器处于中间位置时，转向器的转动力矩应为转动力矩应为1.51.52.0Nm2.0Nm，调整好后，按规定力矩锁紧，调整好后，按规定力矩锁紧调整螺钉；调整螺钉；安装摇臂时，要注意使摇臂与摇臂轴两者的记号对正，安装摇臂时，要注意使摇臂与摇臂轴两者的记号对正，摇臂锁紧螺母应紧固可靠。摇臂锁紧螺母应紧固可靠。2.2.蜗杆曲柄指销式转向系检修蜗杆曲柄指销式转向系检修 以东风以东风EQ1190EEQ1190E汽车转向器为例，介绍蜗杆曲柄指销式汽车转向器为例，介绍蜗杆曲柄指销式转向器的检修

50、，见图转向器的检修，见图11-711-7。(1)(1)主要零部件检修主要零部件检修 转向螺杆转向螺杆 传动副传动间隙无法调整、滚道表面严重磨损或出现传动副传动间隙无法调整、滚道表面严重磨损或出现裂纹时，应予以更换；当轴承的轴颈出现疲劳磨损后，应裂纹时，应予以更换；当轴承的轴颈出现疲劳磨损后，应磨削后刷镀修复。磨削后刷镀修复。摇臂轴检修摇臂轴检修 扇形块出现明显扭曲或裂纹时应予以更换；支承扇形块出现明显扭曲或裂纹时应予以更换；支承轴颈磨损逾限应刷镀处理或更换。轴颈磨损逾限应刷镀处理或更换。指销的检修指销的检修 指销头部产生疲劳剥落或偏磨及破裂，应更换组指销头部产生疲劳剥落或偏磨及破裂，应更换组件