学习任务六转向系统结构与拆装

1、12工作情境描述：工作情境描述： 一辆东风一辆东风EQ1090EEQ1090E型汽车，在行驶型汽车，在行驶1500015000公里后出现车辆公里后出现车辆行驶时行驶时转向困难转向困难，同时，同时前轮有左右跑偏前轮有左右跑偏现象。根据汽车转向现象。根据汽车转向困难的原因困难的原因, ,首先检查了首先检查了方向盘的自由行程方向盘的自由行程和和方向盘的轴向间方向盘的轴向间隙隙( ( 转向器轴承的预紧度转向器轴承的预紧度) ), ,都没发现问题。拆下都没发现问题。拆下转向摇臂转向摇臂和和转向直拉杆转向直拉杆的连接螺钉的连接螺钉, , 将前轮用千斤顶抬起离开地面将前轮用千斤顶抬起离开地面, ,用手用手左

2、右转动两前轮左右转动两前轮, , 发现前轮转动较为困难发现前轮转动较为困难, , 而用手转动方向而用手转动方向盘盘, ,这时的方向盘几乎无阻力这时的方向盘几乎无阻力, ,于是确定于是确定, , 前轮转向困难的原前轮转向困难的原因可能是转向桥的主销和衬套之间间隙过小引起的。拆下主因可能是转向桥的主销和衬套之间间隙过小引起的。拆下主销销, , 将外圆用砂纸打磨将外圆用砂纸打磨, ,在主销的外圆上涂少许黄油在主销的外圆上涂少许黄油, , 装入后装入后前轮转向困难故障排除前轮转向困难故障排除, ,且汽车左右跑偏的问题也得到解决。且汽车左右跑偏的问题也得到解决。 3学习目标：学习目标：通过本任务的学习应

3、能通过本任务的学习应能: :n描述机械转向系的功用、基本组成和工作原理；描述机械转向系的功用、基本组成和工作原理；n描述机械转向系各机件名称及在汽车上的安装位置；描述机械转向系各机件名称及在汽车上的安装位置；n描述转向器的类型及工作原理；描述转向器的类型及工作原理；n叙述动力转向系的功用、组成、结构、工作原理；叙述动力转向系的功用、组成、结构、工作原理；n认识动力转向系基本组成和零部件。认识动力转向系基本组成和零部件。4学习时间：学习时间：1010学时学时学习引导：学习引导：转向系的类型和工作过程转向系的类型和工作过程 转向器的类型、构造和工作原理转向器的类型、构造和工作原理转向操纵机构的组成

4、和工作原理转向操纵机构的组成和工作原理转向传动机构的组成转向传动机构的组成动力转向的组成和工作原理动力转向的组成和工作原理转向器拆装实验转向器拆装实验51.1.功用：功用： 改变或恢复汽车行驶方改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。向的专设机构。 2.2.组成：组成： 转向操纵机构转向操纵机构 转向器转向器 转向传动机构转向传动机构转向盘转向盘转向轴转向轴万向节万向节传动轴传动轴转向器转向器转向主拉杆转向主拉杆转向摇臂转向摇臂转向节臂转向节臂转向横拉杆转向横拉杆梯形臂梯形臂梯形臂梯形臂前轴前轴知识准备知识准备1转向系的类型、组成及工作过程转向系的类型、组成及工作过程6转向盘转向盘转向轴转向轴转向万

5、向节转向万向节转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向主拉杆转向主拉杆转向节臂转向节臂转向节转向节梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆转向梯形转向梯形789机械转向器机械转向器转向摇臂转向摇臂转向拉杆转向拉杆转向节转向节梯形臂梯形臂转向横拉杆转向横拉杆转向油罐转向油罐转向油泵转向油泵转向控制阀转向控制阀转向动力缸转向动力缸1011组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向轴管等；组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向轴管等；作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。一、转向操纵机构一、转向操纵机构1.1.转向盘转向盘（1 1）作用：将驾驶员的转向力）作用：将驾

6、驶员的转向力矩传给转向轴，使转向轴转动从矩传给转向轴，使转向轴转动从而使汽车转向。而使汽车转向。（2 2）组成：它主要由轮毂、轮）组成：它主要由轮毂、轮辐和轮缘组成。辐和轮缘组成。11轮缘轮缘 22轮辐轮辐 33轮毂轮毂知识准备知识准备2 2机械转向系的结构原理机械转向系的结构原理 12材料：材料：轮辐和轮缘：轮辐和轮缘： 心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通过注心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通过注塑方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，塑方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。装置：装置：（1 1）

7、安全气囊的电缆盘）安全气囊的电缆盘（2 2）汽车喇叭开关）汽车喇叭开关（3 3）巡航系统控制开关）巡航系统控制开关（4 4）音响控制开关）音响控制开关（5 5）点火开关、雨刷等）点火开关、雨刷等132.2.转向轴转向轴 转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。下部装有转向器。 转向轴与转向器连接方式：一种是与转向器的输转向轴与转向器连接方式：一种是与转向器的输入轴直接连接，另一种是通过十字轴万向节或挠性万入轴直接连接，另一种是通过十字轴万向节或

8、挠性万向节间接与转向器的输入轴相连接。向节间接与转向器的输入轴相连接。 现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能装有能改变转向盘工作角度改变转向盘工作角度( (转向轴的传动方向转向轴的传动方向) )和和转转向盘高度向盘高度( (转向轴轴向长度转向轴轴向长度) )的机构，以方便不同体型的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。驾驶员的操纵。14 还有一种带有转向安全装置的转向柱，此还有一种带有转向安全装置的转向柱，此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，发生撞车时，上下两

9、段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但转从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。向操纵机构本身不包含有吸能装置。 常见转向柱：常见转向柱： （1 1）防撞转向柱防撞转向柱 （2 2）倾斜度可调转向柱）倾斜度可调转向柱 （3 3）伸缩转向柱）伸缩转向柱151617181920如图所示的是一种转向轴伸缩机构如图所示的是一种转向轴伸缩机构21功用：功用： 转向系中的转向系中的减速增距减速增距传动装置，增大传动装置，增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。分类：分类： 按其结构型式可分为按其结构型式可

10、分为齿轮齿条式齿轮齿条式、循环球循环球式式和和蜗杆曲柄指销式蜗杆曲柄指销式等，现在汽车的转向器已等，现在汽车的转向器已演变定型，中型和重型汽车多采用演变定型，中型和重型汽车多采用循环球式循环球式转转向器，小型向器，小型汽车多采用汽车多采用齿轮齿条式齿轮齿条式转向器。转向器。 按其作用力的传递特性分为：按其作用力的传递特性分为：可逆式转向可逆式转向器器、不可逆式转向器不可逆式转向器和和极限可逆式转向器极限可逆式转向器221.1.转向器的要求及传动方式转向器的要求及传动方式 （2 2）传动方式：）传动方式： 1 1）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂( (或

11、齿条轴或齿条轴) )的的过程为过程为正向传动正向传动，相应的传动效率称为，相应的传动效率称为正传动效率正传动效率； 2 2）由路面的冲击力反向通过转向摇臂）由路面的冲击力反向通过转向摇臂( (或齿条轴或齿条轴) )和转向器和转向器传到转向盘的过程称为传到转向盘的过程称为逆向传动逆向传动，相应的传动效率称为，相应的传动效率称为逆传动逆传动效率效率。 3 3）根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为）根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。可逆式转向器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。 23可逆式转向器：可逆式转向器：

12、作用力很容易由转向盘经转向器传到转向摇臂，而转向摇作用力很容易由转向盘经转向器传到转向摇臂，而转向摇臂所受的路面冲击力也很容易地经转向器传到转向盘。臂所受的路面冲击力也很容易地经转向器传到转向盘。 正、逆传动效率都很高，有利于汽车转向后转向轮正、逆传动效率都很高，有利于汽车转向后转向轮自动回自动回正正，但也易，但也易“打手打手”，常用，常用不可逆式转向器：不可逆式转向器： 逆效率很低的转向器。逆效率很低的转向器。 无路感，无路感，不能回正，易磨损，不能回正，易磨损，不用不用极限可逆式转向器：极限可逆式转向器： 作用力很容易由转向盘经转向器传到转向摇臂，而转向摇作用力很容易由转向盘经转向器传到转

13、向摇臂，而转向摇臂所受的路面冲击力只有在很大时才能经转向器传到转向盘。臂所受的路面冲击力只有在很大时才能经转向器传到转向盘。 正效率远大于逆效率的转向器。既正效率远大于逆效率的转向器。既能回正，能回正，又又有路感，理想有路感，理想 2425转向器按结构不同分为：转向器按结构不同分为： 齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄销式转向器齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄销式转向器2.2.转向器转向器1.1.转向横拉杆转向横拉杆 2.2.防尘套防尘套 3.3.球头座球头座 4.4.转向齿条转向齿条 5.5.转向器壳体转向器壳体 6.6.调整调整螺塞螺塞 7.7.压紧弹簧压紧弹簧 8.8.

14、锁紧螺母锁紧螺母 9.9.压压块块 10.10.万向节万向节 11.11.转向齿轮轴转向齿轮轴 12.12.向心球轴承向心球轴承 13.13.滚针轴承滚针轴承262728应用：应用： 目前广泛用于采用前轮独立悬架的轻、微型汽目前广泛用于采用前轮独立悬架的轻、微型汽车和中、高级轿车上，如上海桑塔纳、一汽奥迪、车和中、高级轿车上，如上海桑塔纳、一汽奥迪、天津天津TJ7100 TJ7100 、南京依维柯等。、南京依维柯等。29循环球式转向器循环球式转向器组成：组成： 一般有两套传动副，第一套是螺杆螺母传动副，一般有两套传动副，第一套是螺杆螺母传动副， 第二套是齿条齿扇传动副。第二套是齿条齿扇传动副。

15、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30转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成管状通道内滚动，形成 球流球流 。在转向器工作时，两列钢球只是在各。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。自的封闭流道内循环，不会脱出。工作过程：工作过程：特点：正传动效率特点：正传动效率很高，操纵轻便，很高，操纵轻便，使用寿命长。

16、但逆使用寿命长。但逆效率也高，容易将效率也高，容易将路面冲击力传到转路面冲击力传到转向盘上。向盘上。31循环球式转向器实物循环球式转向器实物32主动齿轮：主动齿轮：两头小，中间大两头小，中间大从动齿轮：从动齿轮：两头大，中间小两头大，中间小传动比：传动比：两头大，中间小两头大，中间小故两头操纵省力故两头操纵省力 中间路感好中间路感好33(3)(3)蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器 蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以转向转向蜗杆为主动件蜗杆为主动件，其，其从动件是装在摇臂轴曲柄从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销端部的指销。转向蜗杆转动时，与之啮合的。转向蜗杆转动时

17、，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动臂轴转动343511转向器转向器 22转向摇臂转向摇臂 33转向直拉杆转向直拉杆 44转向节臂转向节臂 55梯形臂梯形臂 66转向横拉杆转向横拉杆 与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形。杆、转向节臂和转向梯形。1.1.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3611转向摇臂；转向摇臂；22转向直拉杆；转向直拉杆；33左转向横拉杆；左转向横拉杆；44右转向横拉杆；右转向横拉杆；55左梯

18、左梯形臂；形臂；66右梯形臂；右梯形臂；77摇杆；摇杆；88悬架左摆管；悬架左摆管；99悬架悬架 当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。也必须是断开式的。3738结构：结构： 大端与转向摇臂轴相连，大端与转向摇臂轴相连，小端与转向直拉杆绞接。小端与转向直拉杆绞接。 安装：安装： 摇臂与摇臂轴安装时要对正摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向两记号，以保证摇臂从中间向两边摆

19、动时摆角大致相同。边摆动时摆角大致相同。 39作用作用：把转：把转向器输出的向器输出的力和运动传力和运动传给转向直拉给转向直拉杆或转向横杆或转向横拉杆，进而拉杆，进而推动转向轮推动转向轮偏转偏转40接转向节臂接转向节臂螺塞螺塞 调弹簧的调弹簧的预紧度预紧度油油 嘴嘴球头销球头销直拉杆直拉杆接转向摇臂接转向摇臂414243球头座球头座球头销球头销限位销限位销调整螺塞调整螺塞弹簧弹簧4445作用：作用：是克服汽车行驶时转向轮产生的摆振，并提高汽车行是克服汽车行驶时转向轮产生的摆振，并提高汽车行驶的稳定性和乘座的舒适性。驶的稳定性和乘座的舒适性。连接连接：一端与车身或前桥铰接，另一端与转向直拉杆或转

20、向：一端与车身或前桥铰接，另一端与转向直拉杆或转向器铰接器铰接特点特点：结构与悬架减振器相似，但二者的特性不同。前者特：结构与悬架减振器相似，但二者的特性不同。前者特性是对称的性是对称的1.1.连接环衬套连接环衬套 2.2.连接环橡胶套连接环橡胶套 3.3.油缸油缸4.4.压缩阀总成压缩阀总成 5.5.活塞及活塞杆总成活塞及活塞杆总成 6.6.导向座导向座 7.7.油封油封 8.8.挡圈挡圈 9.9.轴套及连接环总成轴套及连接环总成10.10.橡胶储液缸橡胶储液缸 转向减振器转向减振器46 1.1.什么是转向盘的自由行程什么是转向盘的自由行程? ?为什么转向盘会留有自由行为什么转向盘会留有自由

21、行程程? ?自由行程过大或过小对汽车转向操纵性能会有何影响自由行程过大或过小对汽车转向操纵性能会有何影响? ?一般范围应是多少一般范围应是多少? ? 作业作业47 用以将发动机用以将发动机( (或电机或电机) )输出的部分机械能转化为压力能，输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为动力转向器。一系列零部件，总称为动力转向器。 采用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，采

22、用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机( (或电机或电机) )驱动的油泵驱动的油泵( (或空气压缩机或空气压缩机) )所提供的液压能所提供的液压能( (或气压能或气压能) )。1.1.什么是动力转向器？什么是动力转向器？2.2.动力来源：动力来源：知识准备知识准备3 3动力转向系的结构及工作过程动力转向系的结构及工作过程482.2.根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，中的布置和联接关系的不同，液

23、压动力转向装置分为液压动力转向装置分为整体式整体式（机（机械转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、械转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、分体式分体式（机械转向器和转向控制阀组合成一个整体，转向动力缸是单独（机械转向器和转向控制阀组合成一个整体，转向动力缸是单独设置）和设置）和转向加力器转向加力器（机械转向器独立，转向控制阀和转向动力（机械转向器独立，转向控制阀和转向动力缸组合成一体）三种结构型式。缸组合成一体）三种结构型式。一、动力转向类型一、动力转向类型1.1.按传能介质的不同按传能介质的不同分为动力转向器有分为动力转向器有电动式、气压式电动式、气压式和和液压式液压式。

24、 液压动力转向器的工作压力可高达液压动力转向器的工作压力可高达10MPa10MPa以上，故其部件以上，故其部件尺寸很小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且尺寸很小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获得广泛应用。类各级汽车上获得广泛应用。493按液压系统压力状态分常压式：液压系统中总是保持高压常流式：只有转向时，液压系统才有压力50n1 1）常压式液压助力转向系统）常压式液压助力转向系统特点特点: :无论转向盘处于中立位置还是转向无论转向盘处于中立位置还是转向位置

25、，也无论转向盘保持静止还是运动状态，位置，也无论转向盘保持静止还是运动状态，系统工作管路中总是保持高压。系统工作管路中总是保持高压。51n 2 2）常流式液压助力转向系统）常流式液压助力转向系统特点特点: :转向油泵始终处于工作状态，但液转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，基本处于空转状态。多压助力系统不工作时，基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。数汽车都采用常流式液压助力转向系统。52n 4 4液压助力转向系统的转向控制阀液压助力转向系统的转向控制阀1 1）滑阀式转向控制阀）滑阀式转向控制阀阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀，阀体沿轴向移动来控制油液流

26、量的转向控制阀，称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀。称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀。 532 2）转阀式转向控制阀）转阀式转向控制阀阀体绕其轴线转阀体绕其轴线转动来控制油液流量的动来控制油液流量的转向控制阀，称为转转向控制阀，称为转阀式转向控制阀，简阀式转向控制阀，简称转阀。称转阀。541.1.组成：组成： 动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并向外输出液压油。转向油罐有进、出油管接头，通带驱动并向外输出液压油。转向油罐有进、出油

27、管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀联接。转向控制阀用以过油管分别与转向油泵和转向控制阀联接。转向控制阀用以改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。别通过油道和转向控制阀联接。 二、动力转向系的组成及工作原理二、动力转向系的组成及工作原理55 当汽车直线行驶时，转向控当汽车直线行驶时，转向控制阀制阀2 2将转向油泵将转向油泵6 6泵出来的工泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。当汽车需要向右转助力作用。当汽车需要

28、向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与的工作液与R R腔接通，将腔接通，将L L腔与腔与油罐接通，在油压的作用下，油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构活塞向下移动，通过传动结构使左、右轮向右偏转，从而实使左、右轮向右偏转，从而实现右转向。向左转向时，情况现右转向。向左转向时，情况与上述相反。与上述相反。2.2.工作原理：工作原理：l.l.转向操纵机构转向操纵机构 2.2.转向控制阀转向控制阀 3.3.机械转向器与转向动力缸总成机械转向器与转向动力缸总成 4.4.转向传动结构转向传动结构 5.5

29、.转向油罐转向油罐 6.6.转向油泵转向油泵 R.R.转向动力缸右腔转向动力缸右腔L.L.转向动力缸左腔转向动力缸左腔 56三、液压动力转向器三、液压动力转向器1.1.动力转向器结构动力转向器结构57动力转向器油路简图动力转向器油路简图58动力转向器工作过程动力转向器工作过程59动动力力转转向向器器工工作作过过程程演演示示60工作原理工作原理（1）汽车直线行驶时：）汽车直线行驶时： 汽车直线行驶时，阀芯汽车直线行驶时，阀芯处于阀体对中位置，压力处于阀体对中位置，压力油同时通左、右两腔，并油同时通左、右两腔，并且与油箱相通，左右动力且与油箱相通，左右动力缸油压相等，汽车保持直缸油压相等，汽车保持直线行驶线行驶61（2）汽车左转弯时：）汽车左转弯时： 汽车左转向时，阀汽车左转向时，阀芯与阀套的相对位置芯与阀套的相对位置发生改变，液压油流发生改变