汽车底盘教学课件3.ppt

项目三汽车行驶系 活动三悬架 3 柱杆式独立悬架 广州本田雅阁前悬架 广州本田雅阁后悬架 项目三汽车行驶系 活动三悬架 四 广州本田雅阁轿车悬架的维护与检修 1 车轮与轮毂轴承的检查 1 轮毂轴承轴向间隙的检查 项目三汽车行驶系 活动三悬架 2 车轮径向圆跳动的检查 测量车轮的径向圆跳动和轴向跳动 前 后轮轴向跳动 标准值为0 1 0mm 钢制车轮 0 0 7mm 铝制车轮 维修极限为2 0mm 前 后轮径向跳动 标准值为0 1 0mm 钢制车轮 0 0 7mm 铝制车轮 维修极限为1 5mm 项目三汽车行驶系 活动三悬架 2 转向节与轮毂的拆装 1 首先旋松车轮螺母后顶起汽车的前部 并用安全架支撑好 拆下车轮螺母和车轮 项目三汽车行驶系 活动三悬架 2 拆下车轮转速传感器及线束支架 3 向专用工具上涂些润滑脂 安装并可防止损坏压力螺纹 项目三汽车行驶系 活动三悬架 4 用球头节拆卸器 将下球头节与下控制臂分离 5 用球头节拆卸器将上球头节与转向节分离 项目三汽车行驶系 活动三悬架 3 前悬架减振器的维护 1 拆卸1 拆下前轮 从减振器上拆下制动软管的安装 2 拆下减振器凸缘螺栓 3 拆下减振器叉螺栓和自锁螺母及减振器叉 项目三汽车行驶系 活动三悬架 拆下3个凸缘螺栓即可拆下减振器 2 检查 1 检查整个行程工作的平滑 压缩和伸张性能 2 检查有无机油泄漏 异常声音或测试中有无粘结现象 项目三汽车行驶系 活动三悬架 3 组装 可参照图进行组装 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 对悬架的分析研究表明 具有固定刚度弹簧和确定阻尼减振器的传统悬架 又称被动悬架 无法从根本上满足现代汽车所要求的舒适性及操纵稳定性 随着人们对汽车操纵性和舒适性要求的不断提高 以及电子技术的飞速发展 电子控制技术被有效应用于现代汽车悬架系统 电子控制悬架系统的最大优点就是它能使悬架随不同的路况和行驶状态作出不同的反应 既能使汽车的乘坐舒适性达到令人满意的状态 又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 一 悬架控制技术 1 以改善坏路行驶能力和高速操纵稳定性为目的的车高控制 2 以改善舒适性和操纵稳定性为目的的减振器阻尼力控制 3 以改善舒适性和操纵稳定性为目的的弹簧刚度控制 4 以改善操纵稳定性为目的的侧倾刚度控制 它一般由以下三个部分组成 1 用来感受汽车运动状态的传感器2 能对汽车运动状态作出分析判断 并发出控制指令的电脑 3 能完成各种控制动作的执行机构 组成 1 空气弹簧 带减振器功能 减振力可变 刚度可变 高度可变 2 空气压缩机3 传感器 车身高度 转向 车速 节气门开度 4 执行器 高度控制阀 悬架控制执行器 5 控制开关 高度控制开关 模式选择开关 停车灯开关 6 ECU 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 二 电子控制悬架系统的功能 1 车高调整 当汽车在坏路面上行驶时 可以使车身高度上升 防止车桥与路面相碰 当汽车高速行驶时 又可以使车身高度下降 以便减少空气阻力 提高操纵稳定性 丰田凌志LS400车身高度模式 零部件在汽车上的位置如下图所示 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 下图为凌志LS400轿车电控悬架系统示意图 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 减振器阻尼力控制 迅速衰减车轮和车身的冲击能量 通过调节和改变减振器的阻尼系数来实现 防止汽车急速起步或急加速时车尾下蹲 防止紧急制动时的车头下沉 防止汽车急转弯时车身横向摇动 防止汽车换档时车身纵向摇动等 提高行驶平顺性和操纵稳定性 3 弹簧刚度控制 通过对弹簧弹性系数的调整 来控制汽车起步 急转弯 急加速和紧急制动等情况下的姿势 可抑制汽车姿势的变化 来改善汽车的乘坐舒适性与操纵稳定性 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 三 电子控制悬架系统的类型 1 根据弹性元件的不同可分为电控空气悬架和电控液压悬架 2 根据调节方式的不同可分为半主动悬架和主动悬架 1 半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度或减振器阻尼系数其中之一可以根据需要进行调节 2 主动悬架是一种具有做功能力的悬架 通常包括产生力和转矩的主动作用器 液压缸 气缸 伺服电动机 电磁铁等 测量元件和反馈控制器等 主动悬架需要一个动力源 液压泵或空气压缩机等 为悬架系统提供连续的动力输出 1 传感器A 车高传感器B 转向传感器C 其他转向器和开关如车速传感器 节气门开度传感器 车门传感器 高度控制开关 模式选择开关 停车灯开关等 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 四 电子控制悬架系统的结构与原理 电控悬架由空气弹簧减振器组件 执行器 电控悬架ECU 高度控制压缩机 高度传感器 相关传感器 转向传感器 车速传感器 节气门位置传感器 等组成 电控悬架系统的工作原理是 利用传感器 包括开关 把汽车行驶时路面的状况和车身的状态进行检测 将检测信号输入计算机进行处理 计算机通过驱动电路控制悬架系统的执行器动作 完成悬架特性参数的调整 1 车高传感器 作用 检测车身高度和变化的速度 电脑通过对该信号进行分析 使悬挂执行器工作 使不论在何路面上行驶 都能保证最佳的悬挂刚度 使不论车辆负载如何变化 都能保证车身水平和高度不变 位置 装在底盘下 一般传感器的一端与车身相连 一端与车轿相连 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 结构 光电偶合元件遮光板 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 高度传感器的调整 高度传感器的调整 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 转向传感器结构和高度控制传感器相似 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 其他传感器和控制开关 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 开关选择悬架的刚度和减振力A SPORT 运动自动控制 刚度大 减振力中 B NORM 标准自动控制 根据车速自动改变刚度和减振力 指示灯作用 指示目前弹簧的刚度和避震器的阻尼系数大小 当该灯亮着表示弹簧的刚度处于 软 的位置 位置形状 如图 检测 当悬挂开关处于 NORM 时该灯熄灭 当悬挂开关处于 SPORT 时该灯亮 1 LRC开关及指示灯 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 高度控制开关 选择车身高度控制方式缩空气量的增多而增高 随着气缸A HIGH 高值自动控制 车身偏高 B NORM 常规值自动控制内压缩空气量的减低 作用 驾驶员控制车身初始的高度位置 中央控制盒检测 操纵开关观察车身的变化 失效就不能变化 注意 从操纵开关到车身变化会有一段延迟 高度变化量一般为10 30mm 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 高度控制开关位置图 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 3 高度ON OFF开关 作用 强制停止悬挂电脑对车身高度自动控制防止车辆在维修时空气弹簧中的空气排出 导致发生车辆 爬下 现象发生 位置 安装在后备箱内 举升汽车时关闭 检测 当该开关处于 OFF 位置 操纵高度控制开关无效 当处于ON位置 开关断开 注意 在顶起车辆或吊车是 务必要关断这个开关 如果没有关掉而顶起车辆 空气就会从气缸排出 当放下车辆时 车身底部就会撞到千斤顶 汽车不能行驶 也就是俗称车辆 爬下 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 高度控制通断开关的位置图 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 4 停车灯开关 作用 判断汽车是否处于制动状态 防止制动时点头现象的发生 位置 制动踏板下检测 制动时在电脑11号脚测到12V电压失效的故障 系统不具有防制动点火的功能 防车头下沉控制功能不起作用 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 5 节气门位置传感器 作用 将节气门开度转化成电压信号通过发动机电脑传递给悬挂电脑 判断车辆是否处于起步或急加速状态 防止车辆在起步或急加速时 下坐 现象发生 检测 随着节气门从全关到全开 在电脑23 24 31脚能交替测量到0和5V电压 失效后 不能进行防车尾下坐控制 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 1 高度控制电磁阀用于控制进入或放出空气弹簧的压缩空气 从而改变弹簧的和车身的高度 3 执行器 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 车身高度由气缸内的压缩空气量来决定的 随着气缸内压缩空气量的增多而增高 随着气缸内压缩空气量的减少而降低 高度控制阀也称进气阀作用 当车身高度偏低 电脑就让压缩机产生压缩空气稍后打开相应的进气阀 相应的气缸因得到空气而上升 位置 前面二个进气阀在压缩机附近 后面二个进气阀在车辆后桥附近 检测 电阻 9 15欧姆 不能漏气注意 存储该故障 系统不进行自动稳定高度 开关点火开关就能恢复 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 高度控制阀的位置 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 悬挂的执行器 作用 接收电脑传递过来的电信号 执行器内的马达就动转 马达就带动控制杆转动 使弹簧的刚度和避震器的阻尼系数达到理想值 位置 在每个避震器的顶部检测 加电测试电阻3 6欧姆左右注意 如果存储该故障码 系统不进行悬挂刚度控制 开闭点火开关再打开就能恢复其功能 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 执行器原理图 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 3 空气压缩机 车身高度由气缸内的压缩空气量来决定的 随着气缸内压缩空气量的增多而增高 随着气缸内压缩空气量的减少而降低 作用 产生压缩气体 充入悬挂系统的气缸 使车身高度上升 位置 在发动机室的右前角 检测 电流 14A以下 运转 加电测试压力 大于8公斤 密封 不能漏气注意 当压缩机的工作电流过大时 会记忆42码 在点火开关打开70分后自动恢复正常 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 4 干燥器 干燥器的作用 除去压缩机所供应压缩空气的湿气 干燥剂 硅胶特点 可重复利用位置 在压缩机的后部 紧跟压缩机注意 无论何时将干燥器从车上拆下 务必要密封空气管道连接处 以保持硅胶的初始性能 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 5 排气阀 车身高度由气缸内的压缩空气量来决定的 随着气缸内压缩空气量的增多而增高 随着气缸内压缩空气量的减少而降低 作用 当电脑判断车身高度偏高时 控制排气阀打开 相应气缸内的压缩空气就从排气阀排出 位置 在干燥器本体上检测 电阻20欧姆不能漏气注意 存储该故障 系统不进行自动稳定高度 开关点火开关就能恢复 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 4 空气弹簧与减振器 1 带减振器的空气弹簧1 刚度 高度可调的空气弹簧A 刚度的调节主 辅气室之间通过一个阀门相通 悬架控制执行器控制阀门的开度 改变两者之间气体通路的大小 使被压缩的空气量发生变化 从而改变空气弹簧的刚度 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 B 高度的调节高度控制电磁阀在ECU的控制下 可将压缩空气送入空气弹簧 或将空气弹簧内的空气放出 从而改变空气弹簧的高度 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 车高的自动调节控制 如图 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 弹簧刚度执行机构 由刚度控制阀与执行机构等组成 3 空气压缩机和高度控制阀4 电控悬架的控制逻辑电控悬架在控制悬架刚度和阻尼系数均有两种或三种控制模式 即 标准 运动 高 模式 而每一种模式又有软 中 硬三种状态 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 减振力可调的减振器1 悬架控制执行器在ECU的控制下 通过连接杆带动阀门开大或关小 从而改变减振力 减振力和刚度同时变化 刚度越高 减振力应越大 2 工作原理 电控悬架中的阻尼控制是在减振器结构中采用简单的控制阀 通过在最大 中等 最小的流通面积之间的变换 改变减振液的流通快慢 达到阻尼系数的有级调节 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 3 具体的调节过程如下图所示 4 阻尼转换执行机构 装在减振器上部 由直流电机 减速齿轮 控制杆 电磁铁和挡块组成 如下图所示 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 5 以下为几种目前轿车使用的减震器 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 五 电子控制悬架系统的使用与维护 以下以凌志LS400轿车的电子控制系统为主 介绍电子控制悬架系统的基本检修方法 一 检修过程应注意的事项 1 当用千斤顶将汽车顶起时 必须停止高度控制 2 在放下千斤顶前 应将汽车下面所有的物体搬走 3 在开动汽车之前 应先起动发动机将汽车的高度调整到正常状态 4 在维修时 除非必要 一般不要触及前安全气囊碰撞传感器 若要触及 必须在维修前 拆下安全气囊碰撞传感器 避免影响安全气囊系统的正常工作 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 二 功能检查与调整 1 检查汽车高度 1 将悬架刚度阻尼模式转换开关 LRC 拨到 NORM 标准 位置 使汽车上下跳振几次 便于四个悬架处于稳定状态 再向前向后推动汽车 使车轮处于稳定状态 2 将变速杆放在N档位上 松开驻车制动器 启动发动机 3 将高度控制开关拨到 HIGH 高 位置 在汽车高度升高的状态下等待1min后 将高度控制开关拨回到 NoRM 标准 位置 此时汽车高度下降 在这种状态下等待1min后 再重复一次上述操作 其目的是使每个悬架处于稳定状态 4 汽车前部高度是测量地面到下悬架臂安装螺栓中心的距离 后部高度是测量地面到下悬架臂安装螺栓中心的距离 凌志汽车前部高度为228 10mm 后部高度210 5 10mm 左右误差10mm以下 前后差为17 5 15mm 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 2 汽车高度调整 1 先拧松高度传感器连接杆上的锁紧螺母 转动连接扦的螺栓便可调节长度 达到调整车高的目的 对于凌志400汽车高度传感器连接杆每旋转一圈能使汽车高度升高或降低大约4mm 2 检查凌志400车上高度传感器的连接杆露出的螺纹部分的尺寸是否小于极限值 前悬架13mm 后悬架13mm 3 暂时拧紧连接杆上下的锁紧螺母 此时再检查一次汽车高度 如果高度符合标准 则不再需要调整而将锁紧螺母拧紧 4 调整完车高 必须检查车轮定位 项目三汽车行驶系 活动四电子控制悬架系统 3 供气系统漏气检查 1 高度控制开关拨到 HIGH 位置使汽车高度上升 2 使发动机熄火 3 在供气管路和软管接头处 用肥皂水涂抹检查是否有漏气 如有漏气 须更换漏气部位的管路 接头和密封垫圈 汽车转向系 活动一机械式转向系 活动四四轮转向系统 活动三电子控制动力转向系统 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 汽车在行驶中 根据交通和道路情况的变化 驾驶员需要经常的改变汽车的行驶方向 汽车在直线行驶时 转向轮往往会受到路面侧向干扰力的作用而自行偏转 从而改变汽车的行驶方向 因此驾驶员需要通过一套专门的机构来控制汽车的行驶方向 这套专设的机构 即为汽车转向系 知识目标 1 了解转向系的功用和类型 2 了解转向系的分类 结构及工作原理 3 了解动力转向 电子控制转向系统的类型及原理 4 了解四轮转向系统的分类 结构及工作原理 能力目标 1 掌握机械式转向系的拆装方法 主要零部件的检修 2 掌握典型转向系的结构和工作原理 3 掌握动力转向 电子控制转向系统的检修方法 汽车转向系概述汽车转向系是汽车底盘的一个重要组成部分 汽车在行驶中 根据交通和道路情况的变化 驾驶员需要经常的改变汽车的行驶方向 同时 由于汽车在直线行驶时 转向轮往往会受到路面侧向干扰力的作用而自行偏转 从而改变汽车的行驶方向 因此驾驶员需要通过一套专门的机构来控制汽车的行驶方向 这套专设的机构 即为汽车转向系 项目四汽车转向系 一 汽车转向系统的作用根据交通和道路情况变化的需要 驾驶员通过操纵转向盘 以改变汽车行驶的方向或使汽车保持稳定的直线行驶 项目四汽车转向系 二 汽车转向系统的结构类型汽车转向系按转向力源的不同 汽车转向系可分为机械式转向系和动力式转向系两大类 机械式转向系按传动副的结构形式不同 可以分为蜗杆曲柄指销式 循环球式 齿轮齿条式三种 动力式转向系按动力源不同 可分为液压式动力转向系和电动式动力转向系 汽车行驶时要经常改变行驶方向 这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构 它将司机转动方向盘的动作转变为车轮 通常是前轮 的偏转动作 机械转向系的能量来源是人力 所有传力件都是机械的 由转向操纵机构 方向盘 转向器 转向传动机构三大部分组成 其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动 严格讲是近似直线运动 的机构 是转向系的核心部件 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 一 概述 一 转向车轮的偏转规律汽车转向时 要保证每个车轮都是纯滚动而不发生滑动 必须使汽车车轮转向轨迹符合一定的规律 即转向轮的行驶方向应和转向半径垂直 同时所有车轮的转向中心必须是同一点 该点O称为汽车转向中心 对于前轮转向的双桥汽车 其转向中心随驾驶员操纵的转向轮偏转角的变化而改变 因此O点也称为瞬时转向中心 内侧转向轮偏转角 大于外侧转向轮偏转角 两转向轮偏转角的关系式为 二 机械式转向系统的组成机械式转向系由一系列机械零件构成 完全由驾驶员的力量实现转向 机械式转向系统由机械转向器 转向操纵机构和转向传动机构三大部分组成 汽车转向时 施加在转向盘上的转动力经转向柱传至转向器 将转向力放大后 再通过转向传动机构的传递 带动转向轮偏转 使汽车改变行驶方向 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 三 机械式转向器机械式转向器按传动副的结构形式分 可以分为蜗杆曲柄指销式 循环球式 齿轮齿条式等几种 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 1 蜗杆曲柄指销式转向器 1 结构 2 工作原理转向蜗杆转动时 与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动 并带动摇臀轴转动 具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承于转向器壳体两端的两个向心推力球轴承上 转向器盖上装有螺塞 用以调整上述两轴承的紧度 调整后用螺母锁紧 蜗杆与两个锥形的指销相啮合 两个指销均用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄上 其中靠指销头部的一列无内座圈 滚子直接与指销轴颈接触 这样 所受剪切载荷最大的这段铀颈的直径可以做得大一些 以保证指销有足够的强度 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 指销装在滚动轴承上可以减轻蜗杆和指销的磨损 并提高传动效率 螺母用以调整轴承的紧度 以便指销能自由转动且无明显的轴向间隙为宜 摇臂轴用粉末冶金衬套支承在壳体中 指销同蜗杆的啮合间隙用侧盖上的调整螺钉调整 调整后用螺母锁紧 双指销式转向器在中间及其附近位置时 其两指悄均与蜗杆啮合 故单个指销所受载荷较单指销式转向器的指销载荷为小 因而其工作寿命较长 当摇臂轴转角相当大时 一个指销与蜗杆脱离啮合 另一指销仍保持啮合 因此双指销式的摇臂轴转角范围较单指销式为大 但双指销式结构较复杂 对蜗杆的加工精度要求也较高 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 优缺点转向器的传动比可以做成不变的或者变化的 指销和蜗杆之间的工作面磨损后 调整间隙工作容易进行 固定销蜗杆指销式转向器的结构简单 制造容易 但是因销子不能自转 销子的工作部位基本保持不变 所以磨损快 工作效率低 旋转销式转向器的效率高 磨损慢 但结构复杂 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 2 循环球式转向器 1 结构 2 工作原理当驾驶员左 右转向转向盘时 通过带有万向传动装置的转向柱的传动 使转循环向螺杆转动 循环钢珠在螺旋管状通道内滚动 形式 球流 钢珠在管状通道内绕行两周后 流出转型螺母而进入导管的一端 再沿导管的 另一端流回螺旋管状通道 故在转向器工作时 两列钢球只是在各自的封闭流道内循环 而不致脱出 钢球流动的同时 推动螺母螺杆轴线前 后移动 然后齿条带动齿扇摆动 使摇臂轴发生移动 最后 通过转向传动机构推动转向轮偏转 实现汽车转向 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 优缺点循环球式转向器的正传动效率很高 最高可达90 95 故操纵轻便 使用寿命长 但其逆效率也很高 容易将路面冲击力传到转向盘 不过 对于较轻型的 前轴轴载质量不大而又经常在好路上行驶的汽车而言 这一缺点影响不大 因此 循环球式转向器广泛应用于各类各级汽车 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 齿轮齿条式转向器 1 结构 转向器通过转向器壳体的两端用螺栓固定在车身 车架 上 齿轮轴通过球轴承 滚柱轴承垂直安装在壳体中 其上端通过花键与转向轴上的万向节相连 其下部分是与轴制成一体的转向齿轮 转向齿轮是转向器的主动件 它与相啮合的从动件转向齿条水平布置 齿条背面装有压簧垫块 在压簧的作用下 压簧垫块将齿条压靠在齿轮上 保证二者无间隙啮合 调整螺塞可用来调整压簧的预紧力 压簧不仅起消除啮合间隙的作用 而且还是一个弹性支承 可以吸收部分振动能量 缓和冲击 转向齿条的中部 有的是齿条两端 通过拉杆支架与左 右转向横拉杆连接 2 工作原理当驾驶员左 右转动转向盘时 通过带安全锁和吸能机构的转向柱的传动 使转向齿轮移动 由于转向齿轮与转向齿条的无间隙啮合 转向齿轮的转向力矩顺利驱动转向齿条左右移动 转向齿条在把动力传给左右横拉杆 转向前臂和左右转向轮 使汽车顺利转向 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 优缺点齿轮齿条式转向器结构简单 可靠性好 也便于独立悬架的布置 同时 由于齿轮齿条直接啮合 转向灵敏 轻便 齿轮齿条式转向器广泛应用于微型 普通级 中级和中高级轿车上 甚至在高级轿车上也有采用的 装载量不大 前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器 1 转向操纵机构的功用转向操纵机构的功用是产生转动转向器所必需的操纵力 并具有一定的调节和安全性能 转向操纵机构要将驾驶员操纵转向盘的力传给转向器 同时为了驾驶员的舒适驾驶 还要求转向操纵机构可以进行调节 以满足不同驾驶员的需求 为了防止车辆撞击后对驾驶员的损伤 还要求转向操纵机构具有一定的安全保护装置 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 四 转向操纵机构 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 2 转向操纵机构的组成 转向操纵机构一般由转向盘 转向轴 转向管柱等组成 以桑塔纳2000转向操作机构 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 1 转向盘转向盘也称方向盘 由轮缘 轮辐和轮毂组成 轮辐一般由2 4根辐条 轮毂孔具有细牙内花键 借此与转向轴连接 转向盘内部是由成形的金属骨架构成 骨架外面一般包有柔软的合成橡胶或树脂 也由包皮革的 以具有良好的手感 并防止手心出汗时转向盘打滑 当汽车发生碰撞时 转向盘骨架能产生变形 以吸收冲击能量 减轻驾驶员的伤害程度 转向盘上都装由喇叭按钮 有些轿车的转向盘上还装由车速控制开关和安全气囊 为了保证驾驶员的安全 同时也为了更加舒适 可靠地操纵转向系 现代汽车 特别是轿车 通常在转向操纵机构上增设相应的安全 调节装置 这些装置主要反映在转向轴和转向柱管的结构上 为了叙述方便 将转向轴和转向柱管统称为转向柱 1 可分离式安全转向柱2 缓冲吸能式安全转向柱3 可调节式转向柱 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 2 转向柱 转向传动机构的作用是将转向器输出的转向力传递给转向轮 并推动转向轮发生偏转 以实现汽车转向 同时 还衰减因路面不平引起的振动 以稳定汽车行驶方向 避免转向盘打手 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 五 转向传动机构 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 各杆件之间都采用球形铰链连接 并设有防止松动 缓冲吸振 自动消除磨损后的间隙 当转向轮采用独立悬架时 由于每个转向轮都需要相对于车架 或车身 作独立运动 所以 转向桥必须是断开式的 与此同时 转向传动机构中的转向梯形也必须分成两段或三段 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 2 与独立悬架配用的转向传动机构 一 转向沉重1 故障现象汽车在行驶中 转动转向盘感到沉重费力 转弯后又不能及时回正方向 2 故障原因 1 转向器缺乏润滑油 转向轴弯曲或转向轴管凹陷碰擦 有时会发出 吱吱 的摩擦声 转向摇臂与衬套配合间隙过小或无间隙 转向器输入轴上下轴承调整过紧 或轴承损坏受阻 转向器啮合间隙调整过小 2 各处球销缺乏润滑油 转向直拉杆和横拉杆上球销调整过紧 压紧弹簧过硬或折断 转向直拉杆或横拉杆弯曲变形 转向节主销与衬套配合间隙过小 或衬套转动使油道堵塞 润滑油无法进入 使衬套与转向节主销烧蚀 转向节止推轴承调整过紧或缺少润滑油或损坏 转向节臂变形 3 前轴变形 扭转 引起前轮定位失准 轮胎气压不足 前轮轮毂轴承调整过紧 转向桥或驱动桥超载 车架弯曲 扭转变形 前钢板弹簧或是前悬架变形 前轮定位不正确 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 诊断与排除 顶起前桥 转动转向盘 若感到转向盘变轻 则说明故障部位在前桥 车轮或其他部位 此时应首先检查轮胎气压 如气压偏低 则应充气使之达到正常值 接下来应用前轮定位仪检查前轮定位 尤其应注意后倾角和前束值 如果是因为前束过大造成的转向沉重 同时还能发现轮胎有严重的磨损 若转向仍感沉重 说明故障在转向器或转向传动机构 可进一步拆下转向摇臂与直拉杆的连接 此时若转向变轻 说明故障在转向传动机构 应检查各球头销是否装配过紧或止推轴承是否缺油损坏 各拉杆是否弯曲变形等 通常检查时 可用手扳动两个车轮左右转动察看各传动部分 并转动车轮检查车轮轴承松紧度 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 拆下转向摇臂后 若转向仍沉重 则转向器本身有故障 可检查转向器是否缺油 转动转向盘时倾听有无转向轴与柱管的碰擦声 检查调整转向器主动轴上下轴承预紧度和啮合间隙 转向摇臂轴转动是否发卡等 如不能解决就将转向器解体检查内部有无部件损坏 经过上述检查 如仍不见减轻 可检查车桥 车架或下控制臂 独立悬架式 与转向节臂 看其有无变形 如发现变形 应予修整或更换 同时检查前弹簧 板簧或螺旋弹簧 看其是否折断 否则应更换 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 二 低速摆头1 故障现象汽车在低速行驶时 感到方向不稳 产生前轮摆振 2 故障原因转向器传动副啮合间隙过大 转向传动机构横 直拉杆各球头销磨损松旷 弹簧折断或调整过松 转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大 前轮轮毂轴承装配过松或紧固螺母松动 后轮胎气压过低 车辆装载货物超长 使前轮承载过小 前悬架弹簧错位 折断或固定不良 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 诊断与排除 检查车辆是否装载货物超长 而引起前轮承载过小 检查后轮胎气压是否过低 若轮胎气压过低 应充气使之达到规定值 检查前悬架弹簧是否错位 折断或固定不良 若错位应拆卸修复 若折断应更换 若固定不良 应按规定力矩拧紧 检查转向盘自由行程 由一人握紧转向摇臂 另一人转动转向盘 若自由行程过大 说明转向器啮合传动副间隙过大 应调整 放开转向摇臂 仍有一人转动转向盘 另一人在车下观察转向拉杆球头销 若有松旷现象 说明球头销或球碗磨损过甚 弹簧折断或调整过松 应先更换损坏的零件 再进行调整 通过以上检查均正常 可支起前桥 并用手沿转向节轴轴向推拉前轮 凭感觉判断是否松旷 若有松旷感觉 可由另一人观察前轴与转向节连接部位 若此处松旷 说明转向节主销与衬套的配合间隙过大或前轴主销孔与主销配合间隙过大 应更换主销及衬套 若此处不松旷 说明前轮毂轴承松旷 应重新调整轴承的预紧度 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 三 高速摆头1 故障现象汽车行驶中出现转向盘发抖 车头在横向平面内左右摆动 行驶不稳等 在高速范围内某一转速时出现 2 故障原因转向轮动不平衡 前轮定位不正确 车轮偏摆量大 转向传动机构运动干涉 车架 车桥变形悬架装置出现故障 左右悬架刚度不等 弹簧折断 减振器失效 导向装置失效等 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 诊断与排除 检查减振器是否失效 若漏油或失效 应更换 检查左右悬架弹簧是否折断 刚度是否一致 若有折断或弹力减弱 应更换 检查悬架弹簧是否固定可靠 转向传动机构有无运动干涉等 若有应排除 支起驱动桥 用三角架塞住非驱动轮 起动发动机并逐步使汽车换入高速档 使驱动轮达到车身摆振的车速 若此时车身和转向盘出现抖动 说明传动轴严重弯曲或松旷 转向轮动不平衡或偏摆量大 前驱动 若此时车身和转向盘不抖动 说明故障在车架 车桥变形或前轮定位不正确 检查前轮是否偏摆 支起前桥 在前轮轮辋边上放一划针 慢慢地转动车轮 察看轮辋是否偏摆过大 若轮辋偏摆量过大 应更换 拆下前轮 在车轮动平衡仪上检查前轮的动平衡情况 若不平衡量过大 应加装平衡块予以平衡 经上述检查均正常 应检查车架 车桥是否变形 并用前轮定位仪检查调整前轮定位 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 四 行驶跑偏1 故障现象汽车直线行驶时 转向盘不居中间位置 必须紧握转向盘 预先校正一角度后 汽车才能保持直线行驶 若稍放松转向盘 汽车会自动向一侧跑偏 2 故障原因左右前轮气压不相等或轮胎直径不等 两前轮的定位角不等 两前轮轮毂轴承的松紧度不等 前束过大或过小 前桥 整轴式 弯曲变形或下控制臂 独立悬架式 安装位置不一致 前后车轴不平行 车架变形或左右轮距相差太大 一边车轮制动拖滞 转向轴两侧悬架弹簧弹力不等 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 诊断与排除 外观检查 检查左 右两前轮轮胎气压是否一致 若不一致 应按规定充气 使两前轮轮胎气压保持一致 检查左 右两前轮轮胎的磨损程度 若磨损程度不一致 应更换磨损严重的轮胎 检查左 右两前轮轮胎的花纹是否一致 若花纹不一致 应更换轮胎 使花纹一致 将汽车停放在平坦的地面上 察看汽车前部高度是否一致 若高度不一致 说明悬架弹簧折断或弹力不一致 应更换 用手触摸跑偏一方的车轮制动鼓和轮毂轴承部位 感觉温度情况 若感觉车轮制动鼓特别热 说明该轮制动器间隙过小或制动回位不彻底 应检查调整 若感觉轮毂特别热 说明该轮轴承过紧 应重新调整轴承预紧度 测量前后桥左右两端中心的距离是否相等 若不相等 说明轴距短的一边钢板弹簧错位 车轴或半轴套管弯曲等 应检查维修 用前轮定位仪检查前轮定位是否正确 若不正确 应调整 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 五 单边转向不足1 故障现象汽车转弯时 有时会出现转向盘左右转动量或车轮转角不等 2 故障原因转向摇臂安装位置不对 转向角限位螺钉调整不当 前钢板弹簧 骑马螺栓松动 或中心螺栓松动 直拉杆弯曲变形 钢板弹簧安装时位置不正 或是中心不对称的前钢板弹簧装反 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 3 诊断与排除诊断这类故障 主要根据使用维修情况 若汽车转向原来良好 由于行驶中的碰撞而造成转向角不足或一边大一边小时 应检查直拉杆 前轴 前钢板弹簧有无变形和中心螺栓是否折断等现象 若维修后出现转角不足 可架起前桥 先检查转向摇臂安装是否正确 将转向盘从左边极限位置转到右边极限位置 记住总圈数 再回转总圈数的一半 察看转向轮是否处于直线行驶位置 如不是则应重新安装转向摇臂 若左右转向角不等 则应相应调整 当前轮转向已靠到转向限位螺栓时 最大转向角还不够 则转向限位螺栓过长 应予调整或更换 如前钢板弹簧中心不对称 则应检查是否装反 活动一机械式转向系 项目四汽车转向系 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 汽车转向操纵轻便和转向灵敏是一对矛盾 机械转向系的传动比有一定限制 因此 在重型汽车上必须采用动力转向系 对于中高级轿车 为了获得更加轻便舒适的转向操纵性能 动力转向同样得到了广泛的应用 为了保证转向系工作可靠安全 现代汽车均采用助力式动力转向系 即兼用人力和发动机动力的结构方案 在正常转向情况下 动力转向系动力只有小部分由驾驶员提供 而大部分动力由发动机驱动的油泵 或空气压缩机 来提供 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 以保证驾驶员操纵轻便 一旦动力转向失效 驾驶员仍然可以操纵方向 项目四汽车转向系 活动二动力转向装置 一 动力转向系概述 一 动力转向系的作用 二 动力转向系的类型 动力转向系三种类型 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 动力转向系的组成是在普通机械转向系的基础上增加了一套转向加力装置 转向加力装置主要包括转向油罐 转向油泵 转向控制阀和转向动力缸 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 三 动力转向系的组成 1 滑阀式转向控制阀 1 通动力缸左右腔的通道2 通油泵输出管路的通道3 通动力缸左右腔的通道4 壳体5 阀套6 阀体 滑阀的结构 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 四 液压动力转向系统的转向控制阀 2 转阀式转向控制阀 转阀的结构 阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀 称为转阀式转向控制阀 简称转阀 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 1 转向油泵的结构 转向油泵是动力转向系的动力来源 通常安装在发动机前部 由发动机通过皮带驱动 转子式叶片油泵由泵体 转子 定子 叶片 驱动轴等组成 转子式叶片泵 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 五 转向油泵的结构及原理 转子通过驱动轴由发动机通过皮带驱动 在离心力作用下 安装在转子槽内的叶片向外甩 并压靠在定子椭圆形的内腔 转子按顺时针方向转动时 来自储油罐的油液从进油口A进入油泵 并被吸入到转子 定子和叶片之间的油腔 随着转子的转动 油腔容积从进油口A先逐渐增大 吸油 再逐渐减小产生压力从B流出 再经过节流孔流向出油口 出油口与转向控制阀连接 转子式叶片油泵的工作原理 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 2 转向油泵的工作原理 一 常流式液压动力转向的结构及工作原理 二 典型动力转向系的结构及工作原理 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 1 汽车直线行驶时由油泵输送出来的油液自进油孔进入阀体的环槽A 然后分成两路 一路流过环槽B D 另一路流过环槽C和E 两路油流最后会合经回油孔道流回转向油罐 油泵的负荷很小 只需克服管路阻力 而整个系统内油路相通 油压处于低压状态 2 汽车右转弯时驾驶员操纵方向盘带动转向螺杆顺时针旋转与转向轴连成一体的滑阀和左螺旋杆便克服回位弹簧和反作用柱塞一侧的油压力而向右移动 这时环槽A与C B与D分别连通 而环槽C与Z A与B侧分别隔绝 因而动力缸中活塞左侧L腔与进油道相通 形成高油压区 而活塞右侧R腔与回油道相通 形成低油压区 在油压差的推动下 活塞向右移动 转向螺母向左移动 而纵拉杆则与活塞同向移动 并带动转向轮偏转 由于油压很高 因此汽车转向主要靠活塞推力 从而大大减小驾驶员作用在方向盘上的转向力 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 3 汽车向左转弯时汽车向左转弯时 滑阀左移 改变油路 动力缸加力方向相反 在转向过程中 动力缸中的油压随转向阻力而变化 两者互相保持平衡 4 汽车动力转向系统失效时如果动力转向系统失效 动力转向不但不能使转向轻便 反而增加了转向阻力 为了减小这一阻力 装置了单向阀 在正常情况下 近油道中油压为高压 回油道则为低压 单向阀被弹簧和油压所关闭 两油道不相通 在油泵失效后转向时 进油道变为低压 而回油道却有一定的压力 进 回油道的压力差使得单向阀打开 两油道相通 油自动力缸的一边 被活塞挤压的一边 流向另一边 活塞离开后产生低压的一边 这就减小了转向阻力 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 1 循环球式液压动力转向的结构 三 循环球式液压动力转向系结构及工作原理 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 2 循环球式液压动力转向的工作原理 1 当汽车直线行驶时来自转向油泵的高压油液进入转向控制阀的进油腔P 通过滑阀的近油环槽E F和相应的油道流入回油环槽C D 然后进入回油腔O 油液最后重新流回转向油罐 此时 动力转向不起作用 2 当汽车左转向时空心的转向轴带动弹性扭杆逆时针转动一个小角度 转向轴前端的指销带动上滑阀向左移动 下滑阀向右移动 高压油液通过环槽F和管路流入活塞的左腔 活塞在高压油液的助力作用下右移 而活塞的右腔 低压油腔 的油液通过环槽B与回油腔O相通 最后流向转向油罐 从而获得转向加力作用 使得转向轻便 3 当汽车右转向时转向轴带动弹性拉杆顺时针转动一个小角度 转向轴前端的指销带动上滑阀向右移动 下滑阀向左移动 此时 环槽C E打开 而环槽D F关闭 高压油液通过环槽E和管路流入活塞的右腔 高压油腔 活塞在高压油液的助力作用下左移 而活塞的左腔 低压油腔 的油液通过环槽A流回转向油罐 此时活塞的助力作用与左转向时相反 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 齿轮齿条式动力转向系的组成 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 四 齿轮齿条式动力转向系 2 齿轮齿条式动力转向的工作原理 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 汽车转向时 方向盘直接带动齿轮齿条转向器并控制转向控制阀 控制阀用于控制来自转向油泵 由发动机皮带带动 的高压油流动方向 汽车直线行驶时 转向控制阀将转向油泵泵出的油液与转向油罐连通 动力转向器不起作用 油路系统处于低压状态 当汽车右转向时 方向盘顺时针转动 转向控制阀将转向油泵泵出的油液与转向器右腔R连通 而将L腔与油罐连通 在油压作用下 动力转向器的活塞F移 通过左右横拉杆带动左右车轮偏转 从而实现转向助力 当汽车左转向时 转向控制阀将转向油泵泵出的油液与转向器左腔L连通 而将R腔与油罐连通 助力方向正好相反 如果动力转向装置失效 驾驶员仍然可以通过方向盘操纵汽车转向 只不过此时转向比较费力 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 转阀式转向控制阀的工作原理 方向盘位置 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 三 上海大众帕萨特B5转向系统检修 一 转向系统的拆卸与安装 1 四轮辐方向盘拆卸安装 2 转向柱开关饰板拆卸 拆下上饰板 拆下下饰板 拆下连接器 拔下线束插头 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 3 转向柱的拆卸安装 为了使转向柱的上部和下部在从转向机上抽出时不互相拉开 需要一个装配保护装置 将钢丝穿过转向柱下部的洞孔 箭头所示 和弹簧 装上钢丝 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 4 点火开关钥匙的锁定拉索拆卸安装 拆卸锁定拉索 锁定拉索安装 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 5 动力转向器拆卸安装 拆装转向器 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 二 转向系统的检查与调整 1 动力转向油位的检查2 泵的出油压力的检查3 转向系统的密封性检查4 转向柱的检查5 动力转向机构调整6 转向系统的空气排放 活动二动力转向装置 项目四汽车转向系 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 动力转向系统由于使转向操纵灵活 轻便 在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大 能吸收路面对前轮产生的冲击等优点 因此动力转向系统在中型载货汽车 尤其在重型载货汽车上得到广泛使用 为了实现在各种行驶条件下转向盘上所需要的力都是最佳值 必须采用更先进的动力转向方式 电子控制动力转向系统 电子控制的动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便 灵活 在中高速区域转向时 能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感 提高了高速行驶的操纵稳定性 同时还能减少发动机损耗 增大输出功率 节省燃油 电子控制动力转向系统 项目四汽车转向系 活动三电子控制动力转向装置 一 电子动力转向系统概述 一 电子动力转向系统的作用 按照转向助力机构安装位置不同 将电子控制动力转向分为三类 转向轴助力式 齿轮助力式和齿条助力式 二 电子动力转向系统的类型 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 与电动液压式相比 电动机直接助力式转向系统具有如下优点 1 能耗降低 2 轻量化显著 3 优化助力控制特性 缺点 1 电动机直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小 难以用于大型车辆 2 减速机构 电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性 正确匹配整车性能至关重要 3 使用电动机 减速机构和转矩传感器等部件 增加了系统的成本 三 电子动力转向系统的特点 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 二 电子动力转向系统的组成及工作原理 1 流量控制式动力转向系统 流量控制式电控动力转向系统 电磁阀安装在通向转向动力缸活塞两侧油室的油道之间 当电磁阀的阀针完全开启时 两油道就被电磁阀旁路 流量控制式动力转向系统就是根据车速传感器的信号 控制电磁阀阀针的开启程度 从而控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量来改变转向助力 车速越高 流过电磁阀电磁线圈的平均电流值越大 电磁阀阀针的开启程度越大 旁路液压油流量越大 液压助力作用越小 使转动转向盘的力也随之增加 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 2 反力控制式动力转向系统 反力控制式动力转向系统 当车辆在中高速区域转向时 ECU使电磁阀线圈的通电电流减小 电磁阀开口面积减小 所以油压反力室的油压升高 作用于柱塞的背压增大 于是柱塞推动转阀阀杆的力增大 此时需要较大的转向力才能使阀体与阀杆之间作相对转动而实现转向助力作用 使得在中高速时驾驶员可获得良好的转向手感和转向特性 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 3 电动式转向系统的组成及工作原理 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 当操纵转向盘时 装在转向盘轴上的转矩传感器 亦称转向传感器 不断测出转向轴上的转矩 并由此产生一个电压信号 该信号与车速信号同时输入电子控制器 由于控制器中的微机根据这些输入信号进行运算处理 确定助力转矩的大小和转向 即选定电动机的电流和转向 调整转向的辅助动力 电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后 加在汽车的转向器构上 使之得到一个与工况相适应的转向作用力 电动动力转向系统结构原理图 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 4 电动式转向系统主要部件介绍 1 转矩传感器 用磁性材料制成的定子和转子可以形成闭合的磁路 线圈A B C D分别绕在极靴上 形成一个桥式回路 转向盘杆扭转变形的扭转角与转矩成正比 所以只要测定杆的扭转角 就可间接地知道转向力的大小 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 2 电动机 离合器与减速机构 转向助力电动机就是一般的永磁电动机 原理不再叙述 电动机的输出转矩控制是通过控制其输入电流来实现 而电动机的正转和反转则是由电子控制单元 ECU 输出的正反转触发脉冲控制 离合器一般使用干式单片电磁离合器 减速机构一般采用涡轮蜗杆与转向轴驱动组合式 它把电机的回转运动减速后传递到输出轴上 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 3 控制装置与控制逻辑 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 4 典型电动机直接助力式转向系统介绍 三菱 米尼卡 车电子动力转向系统的结构原理 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 三菱 米尼卡 微型车电动式EPS电子控制系统 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 三 上海大众帕萨特B5电子动力转向系统 一 帕萨特B5电子动力转向系统概述 活动三电子控制动力转向装置 项目四汽车转向系 二 帕萨特B5电子动力转向系统组成及工作原理 1 动力转向系统的组成 帕萨特B5电子动力转向系统由转向控制灯 助力转向传感器 或转向角传感器 转向控制单元 电动泵总成 助力转向传动装置等部件组成 帕萨特B5电子动力转向系统示意简图