汽车底盘构造与检修 课件 项目三 汽车转向系构造与检修

项目三汽车转向系构造与检修汽车底盘构造与检修概述图3-0-1

转向系的组成组成：转向操纵机构：转向盘、转向轴、转向柱管等转向器：减速增矩转向传动机构：传递转向力给车轮，并控制两轮偏转规律概述类型机械转向系动力转向系普通动力转向系统电控动力转向系统常压式常流式按液流形式按阀芯的运动方式滑阀式转阀式液压式电动式流量控制式反力控制式阀灵敏度控制式任务一检修转向柱万向节汽车底盘构造与检修车辆静止停放，转向盘左右来回转动时，有“咯噔”的声音，需要分别检查转向操纵机构和传动机构等，维修或更换磨损部件。任务描述一、转向操纵机构的结构：知识讲解转向操纵机构由转向盘、转向轴、支撑转向轴的转向柱管、转向传动轴等组成，它将驾驶员操纵转向盘的运动传给转向器。二、转向操纵机构的角度和高度调整机构：图3-1-1转向盘倾斜角度手动调整机构图3-1-2

倾斜度自动调整机构知识讲解图3-1-3

手动转向轴伸缩调整机构知识讲解三、转向操纵机构的安全装置：1.钢球滚压吸能式两次冲击转向轴、转向柱管皆为分开式溃缩时吸能知识讲解图3-1-8

钢球连接分开式转向柱a)转向柱结构；b）塑料销钉被切断；c）托架脱离橡胶垫三、转向操纵机构的安全装置：1.网状柱管吸能式知识讲解图3-1-5网状柱管吸能式转向操纵机构（a）操纵机构（b）网状柱管变形示意图三、转向操纵机构的安全装置：2.波纹管吸能式知识讲解图3-1-6波纹管吸能式转向操纵机构四、转向系角传动比、转向时两轮的运动关系：1.转向系角传动比转向盘的转角与安装在转向盘同侧的转向车轮偏转角的比值。2.转向时两轮的运动关系cotα=cotβ+B/L知识讲解图3-1-8梯形机构及内外轮转角关系图3-1-7汽车转向时各车轮的运动轨迹汽车转弯半径：从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离R

。

五、转向传动机构：知识讲解图3-1-9转向传动机构转向梯形的构成：梯形臂、转向横拉杆、前轴转向梯形的作用：在汽车转向时，使内、外转向轮按一定的规律进行偏转，从而使各车轮围绕一个中心点滚动。转向横拉杆：调整前束。转向减振器：避免转向轮的摆振、减缓传至转向盘上的冲击和振动。知识讲解操作步骤：⑴举升车辆。⑵将转向柱万向节下部与转向器输入轴断开，上部与转向柱断开。⑶拆下万向节与转向传动轴。⑷将转向盘置于直行位置，并且锁止工具定位。⑸将前轮置于直行位置。⑹安装万向节。技能操作操作提示：安装过程中，要保证车轮处于旋转平面与车辆纵轴线平行的位置，方向盘处于直行位置，这样才能保证安装后方向盘位置正确。技能操作思考题1.

转向柱万向节损坏的故障现象是什么？2.

转向操纵机构的安全装置有哪些结构形式？3.

拆装转向盘操纵机构时如何保证安装后转向盘位置正确？4.

哪些部件构成转向梯形？它的作用是什么？任务二检修转向器汽车底盘构造与检修汽车行驶时前轮有偏摆，转向盘自由行程过大，转弯时有异响，经诊断为转向器损坏，需对其更换。任务描述一、转向器的功用、类型及传动效率：1.功用增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。2.类型齿轮齿条式循环球式：转向螺杆－转向螺母，齿轮－齿条。3.转向器传动效率定义：转向器的输出功率与输入功率之比。正效率、逆效率转向盘自由行程：转向盘为消除传动件的配合间隙、克服机件弹性变形所空转过的角度。通常是通过调整转向器传动副的啮合间隙来调整转向盘自由行程。知识讲解二、机械转向器的构造和工作原理：1.齿轮齿条式转向器知识讲解图3-2-1

齿轮齿条式转向器二、机械转向器的构造和工作原理：2.循环球式转向器知识讲解循环球式转向器实物图图3-2-2

循环球式转向器三、普通液压动力转向器的结构和工作原理（一）齿轮齿条式普通液压动力转向器1.齿轮齿条式普通液压动力转向器结构：齿轮齿条式转向器＋转阀式液压动力转向装置图3-3-3

齿轮齿条液压动力转向系统示意图知识讲解图3-2-4转阀式转向控制阀组成及结构2.齿轮齿条式普通液压动力转向器的工作过程：直行时：左右动力缸都处于开路状态，无压力差知识讲解图3-2-5直线行驶时2.齿轮齿条式普通液压动力转向器的工作过程：转向时（向左）：两侧预开间隙变化，左腔压力增大，右腔开路，产生压力差，助力。转向盘在某一角度停止后，助力作用减弱，车轮偏转滞后停止在某一角度保持汽车转弯行驶。知识讲解图3-2-6左转弯时知识讲解转阀式动力转向器在直行时偶遇外力的回正作用：图3-2-7直行转向轮偶遇外力时转阀式动力转向器在助力装置失效时的保护措施：图3-2-8

阀芯、阀体限位结构形式a）凸起限位；b）斜面限位；c）花键限位；d）凸台限位知识讲解（二）循环球式普通液压动力转向器1.循环球式普通液压动力转向器结构知识讲解图3-2-9循环球式液压动力转向器（a）结构图（b）原理图图3-2-10阀套和阀芯的结构（a）阀套（转向螺杆）（b）阀芯（二）循环球式普通液压动力转向器1.循环球式普通液压动力转向器结构知识讲解图3-2-11动力转向器中的限位阀（a）活塞左移（b）活塞右移操作步骤1.检查转向器2.更换液压动力转向器操作提示：维修动力转向装置要求无尘环境。不要使用带线毛抹布。油管和转向器之间必须留有符合厂家技术要求的一定量的间隙，防止工作过程中磕碰、磨损及产生噪音。技能操作

思考题1.转向器磨损的故障现象有哪些？2.转向器的作用是什么？转向器常见的类型有哪些？3.什么是转向盘的自由行程？如何调整？4.简述转阀式动力转向器工作时的助力原理。5.简述转阀式动力转向器保持直线行驶能力的原理。6.转阀式动力转向器阀芯、阀体限位结构形式有哪些？7.简述更换液压动力转向器需要注意哪些问题？任务三检修转向助力泵汽车底盘构造与检修某装备有普通液压动力转向系统的轿车出现转向越来越沉重但方向盘的自由行程正常，需要检测转向油泵的泵油压力，若因叶片和定子磨损导致压力不足和转向沉重，则需更换油泵。任务描述转向盘好像越来越沉重呀？一、转向油泵的构造及工作原理作用：类型：齿轮式、叶片泵、转子泵、柱塞式知识讲解液压能机械能发动机驱动电动机驱动1.叶片式转向油泵的工作原理单作用非卸荷式叶片泵：转子每转一周，叶片在切槽内作往复伸、缩运动各一次，完成吸油、压油各一次，左、右两油区存在压力差双作用卸荷式叶片泵：转子每转一周，叶片在转子切槽内往复运动两次，完成两次吸油和两次压油，两个吸油区和两个压油区各自的中心夹角对称，油压作用力相互平衡，为了使转子受到的径向油压力完全平衡，工作油腔数（叶片数）应当为偶数图3-3-1

单作用叶片泵工作原理图3-3-2

双作用叶片泵工作原理知识讲解图3-3-3

叶片式转向油泵结构图流量：Q=V•A连续方程（质量守恒定律）：V1•A1=V2•A2=常数等高位置处流体力学伯努利方程：P1+0.5ρV12=P2+0.5ρV22=常数2.叶片式转向油泵的构造知识讲解二、压力开关：监测油压，进而间接地监测转向阻力。当油泵负荷大时，会对发动机怠速造成一定的影响。为了保持发动机的怠速稳定，压力开关接通并将此信号传送给发动机ECU，然后，发动机ECU提升发动机转速，以保持怠速稳定。三、液压动力转向系统的排气：⑴换完转向油泵后，将车落在地上，不起动发动机，左右转动方向盘到极限位置各10次。⑵将车升起，使前轮离开地面，起动发动机后，左右转动方向盘到极限位置，各约10次。⑶将车落到地面上，在发动机运转的情况下，左右转动方向盘到极限位置，各约10次。⑷在上述过程中，要时刻保持储液罐内油液不低于最低面线，必要时补充油液。知识讲解操作提示：（1）安装油泵前，通过供油管处向油泵注油，并用手转向皮带轮，直到助力油从出油管处流出。（2）安装供油管时，必须使管口标记与油泵上的铸造标记对正。（3）供油管口处的弹簧卡箍必须在规定处卡紧。（4）出油管口处的密封垫必须换用新的。技能操作

思考题1.转向助力油泵损坏会有哪些故障现象？2.常用的转向油泵有几种类型？3.分别说明转向油泵里溢流阀、安全阀的工作过程。4.液压动力转向系统里压力开关的作用是什么？5.简述液压动力转向系统的排气方法。任务四更换液压式电控动力

转向系统电脑

汽车底盘构造与检修某装备有液压式电控动力转向系统的轿车高速行驶时，转向操纵力太小，需要检测电控动力转向ECU，若有故障，则更换转向ECU。任务描述电控动力转向系统

作用：可以随行驶条件及时调整转向助力放大倍数。类型液压式EPS电动式EPS流量控制式反力控制式阀灵敏度控制式旁通流量式电动泵式知识讲解图3-4-1流量控制式电子控制动力转向系统a）结构图；b）原理图一、流量控制式电控动力转向系统1.旁通流量式知识讲解图3-4-2

旁通流量控制阀A-节流孔；B-内部油道；C-量孔知识讲解图3-5-3

电动泵式液压动力转向系统示意图知识讲解

2.电动泵式图3-5-4反力控制式动力转向系统的组成知识讲解二、反力控制式电控动力转向系统操作提示：在触摸电子元件前将手触地释放静电荷。绝不要触摸ECU接头、集成电路接头的引脚或ECU电路板上的焊接件。不要拆解控制电脑。避免电脑沾水或油。技能操作

思考题1.电控动力转向系统简称是什么？它可以随行驶条件调整什么参数？根据动力源的不同分为哪几种类型？2.简述旁通流量式EPS工作原理。3.简述旁通流量式控制阀里的稳压阀的稳压原理。4.简述电动泵式EPS工作原理。5.简述反力控制式动力转向系统的工作原理。任务五检修电动式电控动力系统

转向角传感器

汽车底盘构造与检修某装备有电动式电控动力转向系统的轿车在行驶过程中，转向沉重，故障指示灯点亮，需要检测转向角传感器等，若损坏，需要更换新件。任务描述一、电动式EPS的组成：

知识讲解图3-5-1

电动式EPS系统组成示意图电动式EPS电动机的安装位置：

转向轴助力式（C-EPS）：前轴负荷＜6374N（650kgf）转向齿轮助力式（P-EPS）：前轴负荷6374N（650kgf）～11768N（1200kgf）齿条轴助力式（R-EPS）：前轴负荷＞11768N（1200kgf）图3-5-2

电动式EPS电机的不同安装位置图知识讲解二、电动式EPS系统的工作原理：

图3-6-3

电动式EPS工作原理图知识讲解1.转向助力原理：电动机助力电流大小和旋转方向知识讲解图3-5-4

电动式EPS转向助力原理助力转矩大小和方向图3-5-5电动式EPS主动回正原理2.主动回正原理：电动机反向旋转，拉回转向轮3.直线行驶功能：主动回正功能的扩展知识讲解三、电动式EPS系统主要构件的结构原理1.转角传感器：位置：安装在转向柱上的转向开关与方向盘之间作用：是检测转向盘的转动角度和转动速度原理：光电藕合器失效：故障指示灯常亮，启动应急程序，用一个替代值取代这个信号，电子助力转向依然起作用。图3-5-7

转角传感器工作原理图a)光敏元件导通；b)光敏元件截止；c)信号盘连续转动知识讲解图3-5-6转角传感器实物图2.转向力矩传感器：位置：安装在转向器和转向轴之间作用：是检测转向力矩原理：电磁原理（还有电位计式、滑动变压器式等）失效：转向助力系统将关闭，但并不是马上关闭，而是通过一个柔和的逐步的过程。在此过程中，故障指示灯呈红色亮起。转向助力的大小是由控制单元通过电动机转子速度和方向盘转角等信号计算出的值所代替的。

知识讲解图3-5-8转向力矩传感器实物图图3-5-9转向力矩传感器原理图3.转向电机：无刷异步伺服电机，内有转速传感器，此传感器出故障，指示灯红色亮起。正反转控制原理。图3-5-10

带减速机构的转向电动机结构图知识讲解图3-5-11

转向电动机电路图4.转向助力控制单元：转向助力控制单元与转向电机固定连接在一起，出现故