汽车转向系统毕业论文.doc

目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1第2章 转向系统的组成和工作原理2 2.1 转向系统的组成3 2.2 转向系统的工作原理4 2.3 转向系统的分类5 2.4 转向系统的功用6第3章 转向系统的常见故障诊断分析7 3.1 转向系统的检查7 3.1.1转向盘的自由行程的检查73.1.2转向储液罐的液面高度的检查73.1.3液压泵的泵送压力的检查73.1.4液压系统的密封性的检查73.1.5转向柱的检修7 3.2 转向沉重8 3.3 转向时有噪声10 3.4 方向盘自由行程过大10 3.5 左右转向时轻重不一11 3.6 转向时转向盘强烈抖动11 3.7 汽车直线行驶时，转向盘发飘或跑偏12第4章 转向系统故障事例分析12 4.1 故障事例一12 4.2 故障事例二13结论14致谢15参考文献161516-摘 要转向系是汽车行驶的指南针，它的好坏关系着汽车能否安全行驶。本文主要讲述了汽车转向系的整体结构；具体介绍了它的组成，工作原理，分类和功用。然后具体对汽车转向系统常见的几种故障：一转向沉重，二转向时有噪声，三方向盘自由行程过大，四左右转向时轻重不一，五转向时转向盘强烈抖动，六汽车直线行驶时，转向盘发飘或跑偏。最后讲述了汽车转向系中转向盘的自由行程，转向储液罐的液面高度，液压泵的泵送压力，液压系统的密封性，转向柱的检查方法以及通过轿车转向系的故障现象进行了诊断分析和检修。对使用和维护汽车有着很现实的意义。关键词：转向系统组成 故障检查 故障分析 故障维修Abstract The steering system is the car of the compass, it is good or bad relationship with cars can drive safely. This article mainly tells the story of the overall structure of the automobile steering system; Specific introduced its function; Classification and working principles. Then several common faults of automobile steering system in detail: the steering heavy, two steering from time to tome noise, three wheel free stroke is too big, about 4 when to various, five steering, steering wheel strong jitter straight six cars, steering wheel FaPiao or wandering. Finally tells the story of automobile steering system in the free travel of steering wheel, steering reservoir tank liquid level height, the pumping pressure hydraulic pump, hydraulic system of the sealing, steering column of check method, and through the jetta car steering system fault phenomena are analyzed in diagnosis and maintenance. On the use and maintenance of the car has very realistic significance.Keywords: Steering system Fault analysis Fault diagnosis Fault repair.第1章 绪 论 在汽车行驶中，转向运动是最基本的运动。我们通过方向盘来操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现自己的行驶意图。在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之一，它也是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。 液压助力转向系统到现在已经有半个世纪的发展历史，可以说技术已经非常成熟，所以被广泛应用。据一汽-大众汽车有限公司技术指导员介绍，液压助力转向系统由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。 传统机械液压动力转向系统的液压泵由汽车发动机驱动。为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，液压泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。汽车发动之后，无论是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，所以便在一定程度上浪费了发动机动力资源。 现在还有些汽车采用电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油，这就是电子液压助力转向系统。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要的同时，节省一部分发动机功率。 随着社会进步科学的发展，汽车已经进入各家各户，人们对汽车的了解也越来越深。有的时候你的爱车在行驶过程中会出现各种问题或故障，对您造成不可避免的损失。而汽车行驶系统作为汽车的基本组成系统，它在行驶中也会出现各种问题。其中方向盘摆振最为常见，方向盘摆振不但影响驾驶员对汽车的操纵，也会影响汽车行驶的平稳性乘坐舒适性以及安全性。为解决此问题，不但需要平时加强对汽车转向系的保养，汽车转向系的改良也占据了重要的一部分。因此这也促进了汽车转向系的发展。 在汽车发展的100多年里，到今天，转向系统也经历了长时间的演进，很大程度上促进了汽车的发展。目前已经有机械转向系，机械液压转向系，电控液压转向系和电子转向系。应用电子转向系的汽车可能不会出现方向盘摆振。但是由于该转向系的造价高并没有得到广泛应用。所以目前大部分汽车还在应用机械转向系、机械液压转向系，电控液压转向系，因此汽车方向盘摆振故障依然存在。第2章 转向系统的组成和工作原理 2.1 转向系统的组成转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。转向器是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，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机器。2.2 转向系统的工作原理由转向油泵、转向油管、转向油罐以及位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向动力缸等组成的转向系统。当驾驶员转动转向盘时，转向摇臂摆动，通过转向直拉杆、横拉杆、转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。这样，为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩，比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多。2.3 转向系统的分类 1.纯机械式转向系统机械式的转向系统，由于采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘，这样一来，占用驾驶室的空间很大，整个机构显得比较笨拙，驾驶员负担较重，特别是重型汽车由于转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。 2.机械式液压动力转向系统 机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。液压泵靠发动机皮带直接驱动，无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，在一定程度上浪费了能量。驾驶这类车，尤其是低速转弯时，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。一般经济型轿车使用机械式液压助力系统的较多。 3.电子液压助力转向系统 主要由储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等构成，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，动力来自于蓄电池。它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。电子液压助力转向系统是目前采用较为普遍的助力转向系统。 4.电动助力转向系统(EPS) 电动助力转向系统(Electronic Power Steering)，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转向传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。汽车在转向时，转向传感器会”感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。在电子控制单元控制下，汽车能容易地实现可变助力功能，即在车速较低的时候助力能量大，方向盘轻，车速高时助力能量小，方向盘重，这样给安全行车带来好处。如果不转向，则本套系统就不工作，处于休眠状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。2.4 转向系统的功用转向系的功用是实现汽车行驶方向的改变和保持汽车稳定的行驶路线。第3章 转向系统的常见故障诊断分析3.1 转向系统的检查 3.1.1转向盘的自由行程的检查 汽车前轮处于直线行驶状态，用指尖向左、向右侧轻轻转动转向盘，当手感变重时(即前轮向左、向右开始转动)所移动的距离就是转向盘的自由行程。在转向盘边缘处测量自由行程，其值应为15-20mm。当自由行程过大时，说明动力转向器齿轮与齿条啮合间隙偏大，或各连接处松旷，或齿轮和齿条磨损。调整检弹簧的压力，可使齿条微量变形，实现无侧隙或小侧隙啮合。3.1.2转向储液罐的液面高度的检查使发动机怠速运转，反复将转向盘从一侧极限位置转到另一侧极限位置，以提高液压温度，使油温达到40-80左右。这时检查储油罐内油量，油面应在储油罐的”MAX”处。油量不足时，在检查各部位元泄漏后，按规定牌号补充液压油至”MAX”处。3.1.3液压泵的泵送压力的检查 （1）将压力表装到连接在阀体和软管之间的压力管中。 （2）起动发动机。如果需要，向储油罐补充液压油。 （3）急速关闭截止阀(不超过5min)，并读出压力数。泵送压力额定值为6.8-8.2MPa。 如果没有达到额定数值，应检查限压阀和溢流阀是否完好。如不正常，应更换限压和溢流阀或者叶轮泵。3.1.4液压系统的密封性的检查起动发动机，将转向盘分别向左、向右两侧转至极限位置，在瞬间将其固定，以至在转向系统中产生额定压力。此时用目测法检查转向系统各管路、阀类连接处的密封性，如有渗漏应更换密封件。3.1.5转向柱的检修 1.拆卸转向柱上装有一套组合开关，包括点火开关、前风窗刮水器及洗涤器开关、转向灯开关及远近光变光开关，因此在拆卸前必须将蓄电池电源线断开，转向指示灯开关放在中间位置，并将车轮处在直线行驶位置，按下列拆卸步骤 （1）向下按橡皮边缘，撬出大盖板。 （2）取下喇叭盖，拆卸喇叭按钮及有关接线。 （3）拆下转向盘紧固螺母，用拉器将转向盘取下。 （4）拆下组合开关上的三个平口螺栓，取下开关。 （5）拆下仪表板左下方饰板。 （6）拆下转向柱套管的两个螺钉，拆下套管。 （7）将转向柱上段往下压，使上段端部凸缘上的两个驱动销脱离转向柱下端，取出转向柱上段。 （8）取下转向柱橡胶圈，松开夹紧箍的紧固螺栓，拆下转向柱下段。 （9）用水泵钳旋转卸下弹簧垫圈，卸下左边的内六角螺栓，拧出右边的开口螺栓，拆下转向盘锁套。 2.检查检查转向柱有无弯曲、安全联轴节有无磨损或损坏、弹簧弹性是否失效，如有则应修理或更换新件。 3.安装 转向柱安装基本按拆卸的相反顺序进行，但同时应注意以下几点： （1）转向柱与凸缘管应一起安装，并用水泵钳连接起来。 （2）应将凸缘管推至转向齿轮轴上，夹紧箍圈口应向外。注意：不可用手等掰开夹箍。 （3）转向柱管的断开螺栓装配时，应将螺栓拧紧至螺栓头断开为止，然后拧紧圆柱螺栓。 （4）车轮应处于直线行驶位置，转向指示灯开关应处在中间位置，才可装转向盘，否则在安装转向盘时，当分离瓜齿通过接触环上的簧片时，有可能造成损坏。 （5）应更换所有的自锁螺母和螺栓，转向柱不能进行焊接修理。3.2 转向沉重 1.故障现象可变液压动力转向的汽车，本来转向是很轻便的，突然感到转向沉重或方向盘转不动。 2.故障原因油箱缺油或油液高度不足。系统中混入大量空气。油箱滤网堵塞或管路堵塞。液压泵磨损，内部泄漏或驱动部分打滑、磨坏。助力器内溢油阀、安全阀机件磨损，弹簧过软或调整不当。助力器内滑阀与滑壁间隙过大或关闭不严。系统各接头、衬垫处密封不良，产生液压油外漏；系统内部密封元件损坏产生内漏。3.故障诊断与排除检查液压泵驱动部分的工作情况。检查驱动皮带是否打滑或其他驱动形式的齿轮传动等有无损坏。 检查油箱内的油面高度，看其是否达到规定的高度。如油面过低，应予以加足，使油面达到油尺上的高度标记。检查油箱内的滤清器是否堵塞或损坏，如果堵塞，应进行清洗；如果损坏，应予以更换。检查系统中是否混有空气。如果发现液压油中有泡沫(或液压油混浊)，就可能是油路中有空气(通常通过观察回油管回油时是否夹带有气泡来判定)。空气的进入通常是液压泵的进油管裂损、接头松动以及液压泵轴上的密封环损坏等所致。如出现上述损坏，均应先给予维修，然后再排除系统中的空气。检查液压泵流量及溢油阀、安全阀的作用是否良好。可用压力表接在管路上检查，如果作用不良，应将阀及弹簧卸下，进行清洗和检查，必要时更换新件。 检查控制阀内的滑阀，看其作用是否良好。如因间隙过大或关闭不严，应更换新的转向螺杆及滑阀。检查助力活塞上的密封环和阀室体径向环槽的中间密封作用是否良好，必要时应予更换，同时还要检查液压缸表面有无损伤。检查单向阀的球阀与阀座的接触是否严密。如因脏物垫起而关闭不严，应进行清洗，如因阀本身引起的关闭不严，必须更换新件。3.3 转向时有噪声 1.故障现象转向时液压泵处发生响声。 2.故障原因液压泵驱动部分发响，如皮带过松、驱动齿轮传动件损坏等。 液压油量不足、系统中混有空气。油箱滤芯堵塞或损坏。各管路接头松动或油管破裂、堵塞。 3.故障诊断与排除先检查油箱内的油面高度，若油面过低应补足液压油。 检查驱动部分的工作情况，检查皮带是否过松、驱动齿轮及其他部件是否损坏，若不正常应按规定要求给予调整、修复。 检查回油管的回油情况，观察液压油中是否夹带有气泡(油液呈混浊状) 之处，如有气泡，应先查出漏气，然后再排除空气。 检查油箱滤芯以及油路各处有无堵塞、损坏，若有均应将其修复。3.4 方向盘自由行程过大 1.故障现象转动方向盘发现自由行程过大。 2.故障原因转向横拉杆两端的球头销与销座的间隙过大。齿条与齿扇的间隙过大。 转向螺杆和转向螺母与钢球之间的间隙过大。 3.故障诊断与排除应逐一检查上述间隙是否过大，并采取相应的措施 。 3.5 左右转向时轻重不一 1.故障现象汽车在行驶中左右转弯时，左右转动方向盘感到轻重不同。 2.故障原因控制阀中的滑阀偏离中间位置，或虽在中间位置但与阀体台肩的缝隙大小不一致。 滑阀或阀体台肩处有毛刺、碰伤或有脏物阻滞，使液压油循环受阻致使加力不平衡。 动力缸一侧有空气，造成活塞两侧压力差过大，致使左、右向轻重不同。 3.故障诊断与排除先检查液压油是否脏污，视需要更换液压油与清洗液压助力系统。 拆检控制阀。滑阀在中间位置时的预开缝隙一般仅有0.10.2mm，全开缝隙为1.02.0mm。在装配时如调整不当或紧固不牢，都会使滑阀偏离中间位置，遇此情况则需要重新按规定装配与紧固。若不属装配问题则需考虑制造误差与损伤，视情况予以更换或修复。排除系统中的空气，解决动力缸一侧有空气的影响。 3.6 转向时转向盘强烈抖动 1.故障现象汽车行驶中，转向时感到转向盘强烈抖动(打手)。 2.故障原因助力液压系统中缺油或空气混入较多。齿条与齿扇间的间隙过大。转向螺杆和转向螺母与钢球间的间隙过大。 3.故障诊断与排除检查液压油的油量是否足够和系统中是否有空气。必要时加油与排除空气。检查齿条与齿扇的间隙，如间隙过大，应进行调整。检查转向螺杆和转向螺母球槽与钢球的配合间隙，如间隙较大，可选配加尺寸公差组的钢球装配。3.7 汽车直线行驶时，转向盘发飘或跑偏 1.故障现象汽车直线行驶时，无法保持直线方向，而自动偏向一边。 2.故障原因不转动转向盘时，控制阀中的滑阀偏离中间位置，导致制动加力。控制阀中的定心弹簧过软，难以克服转向轮传来的逆动力，使滑阀随逆动力的变化经常改变滑阀位致使自动加力。 液压油过脏，使滑阀运动受阻或移动不灵敏。 溢油阀工作不良，使液压泵向控制阀输出过多的液压油，在此情形下若还有油道布置不合理、油路不畅等就极易使加力缸两侧产生压力差，致使自动加力转向。 3.故障诊断与排除先检查液压油是否过脏，视需要换液压油与清洗液压助力系统。 拆检控制阀。对其中的滑阀与阀体顶开缝隙、全开缝隙做检查；对定心弹簧弹力做检查以及对溢油安全工作性能做检查。若出现不正常情况应给予更换、修复有关部件。第4章 转向系统故障事例分析4.1 故障事例一 1.故障现象一辆捷达GT轿车，用户反映该车在打转向过程中，有”吱、吱”异响。 2.故障诊断 捷达GT车装备1.6升、20气阀发动机，带转向助力装置，由于转向助力系统元件少，组成简单（一般由转向助力泵、高低压油管、助力转向机和储油壶组成），而且不易对部件进行维修，所以一般采用换件修理法进行故障诊断及维修。 转向助力泵是助力转向系统中的易损件，而且助力泵出现故障，一般都会在打转过程中出现异响，所以先将转向助力泵更换，故障依然存在。认真观察故障现象，打转向过程中，用手摸助力泵和高压管，随着”吱、吱”声手摸处感到异常震手，类似于转向打到头的现象，分析原因还是油路不畅，于是又进行了更换转向机和高压油管的工作，故障还是存在，整个系统只剩转向机和高压油储油壶没有更换了。最后准备更换剩下的部件，把助力油放掉后，偶然发现储油壶的进油管直径略小，而且油孔中有一注塑毛边，挡住油道，故障应该就在此了。 3.修理措施更换转向助力油储油壶，进行加油排气工作，启动发动机打转向，故障消失了。4.2 故障事例二 1.故障现象一辆宝来乘用车累计行驶30000km，高速行驶时出现前轮左右摆动现象。 2.故障诊断左右转动转向盘，自由行程正常，进一步检查转向传动机构，未发现传动间隙过大的现象，据此基本排除该现象由转向系故障引起，用千斤顶顶起车辆前部，在转向轮离开地面的过程中，车轮底部明显向汽车垂直中心（向内）逐步移动，用手将车轮反复向内外扳动，发现前悬挂下摆臂与发动机横梁处产生松旷，经查该处衬套已严重磨损。该车前桥采用麦弗逊式独立悬挂，此处磨损后产生过大间隙，使车轮外倾角发生了变化。 3.修理措施 更换衬套结 论本文