汽车底盘构造与维修三转向系

项目三转向系,讲师：课程：汽车底盘构造与维修,概述,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,概述,图3-0-1转向系的组成,任务一更换转向柱万向节,、任务引入,车辆静止停放，转向盘左右来回转动时，有“咯噔”的声音，经检测为转向柱十字轴式万向节间隙过大，需更换十字轴式万向节。,、相关理论知识,普通十字轴式万向节的结构,、相关理论知识,普通十字轴式万向节的速度特性：当万向节处于图3-1-3a）所示位置时，A点的瞬时圆周速度为：所以：此时当主动叉轴转过90至图3-1-4b)所示位置时，十字轴上B点的瞬时圆周速度为：所以：此时结论：当主动叉轴以等角速旋转时，从动叉轴是不等角速的。从动叉轴角速度变化的周期为180。从动叉轴不等速程度随轴间夹角的加大而加大，而主、从动轴的平均转速是相等的，即主动轴转一圈从动轴也转一圈。所谓不等速是指在转动一圈内的角速度而言。主、从动轴的夹角越大，转角差越大，即万向节传动的不等速性越严重。,、相关理论知识,图3-1-3十字轴式刚性万向节的速度特性十字轴旋转半径（=OA=OB）；两叉轴夹角,、相关理论知识,普通十字轴式万向节的不等速的消除方法：平行排列等腰三角形排列传动轴两端的万向节叉必须在同一平面内。,图3-1-4双万向节的等速排列方式,、相关理论知识,转向操纵机构的角度和高度调整机构：,、相关理论知识,图3-1-7手动转向轴伸缩调整机构,、相关理论知识,转向操纵机构的安全装置：两次冲击转向轴、转向柱管皆为分开式溃缩时吸能,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,、任务实施,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。,任务二更换机械转向器,、任务引入,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。,、相关理论知识,转向器功用：增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。转向器常见类型：齿轮齿条式循环球式：转向螺杆转向螺母，齿轮齿条。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。,图3-2-1齿轮齿条式转向器,图3-2-2循环球式转向器,、相关理论知识,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。转向时两轮的运动关系：cot=cot+B/L,、相关理论知识,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。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。,、相关理论知识,图3-2-5转向传动机构,、任务实施,安装完转向器后，要重新调整前轮前束。,任务三更换普通液压动力转向器,、任务引入,某装备有普通液压动力转向系统的轿车出现转向沉重且方向盘自由行程过大的现象，经检测液压动力转向器故障，需对其更换。,、相关理论知识,齿轮齿条式转向器转阀式液压动力转向装置,图3-3-1齿轮齿条液压动力转向系统示意图,、相关理论知识,图3-3-2转阀式转向控制阀组成及结构,、相关理论知识,转阀式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。,图3-3-3直线行驶时,图3-3-4左转弯时,、相关理论知识,转阀式动力转向器在直行时偶遇外力的回正作用：,图3-3-5直行转向轮偶遇外力时,、相关理论知识,转阀式动力转向器在助力装置失效时的保护措施：,图3-3-6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,、任务实施,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。,任务四更换转向助力泵,、任务引入,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，经诊断为转向助力泵泵油压力不足，叶片和定子磨损加剧所致，需对其更换。,、相关理论知识,转向油泵：齿轮式、叶片泵、转子泵、柱塞式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,、相关理论知识,图3-4-3叶片式转向油泵结构图,、相关理论知识,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。液压动力转向系统的排气：车落在地上，不起动发动机，左右转动方向盘到极限位置，各约10次。升车，使前轮离开地面，起动发动机，左右转动方向盘到极限位置，各约10次。车落地，发动机运转，左右转动方向盘到极限位置，各约10次。保持储液罐内油液不低于最低面线左右转动方向盘到极限位置，各约10次。,、任务实施,操作提示：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。安装供油管时，必须使管口标记与油泵上的铸造标记对正。供油管口处的弹簧卡箍必须在规定处卡紧。出油管口处的密封垫必须换用新的。,任务五更换液压式电控动力转向系统电脑,、任务引入,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，经诊断为电控动力转向系统电脑故障，需更换转向系统电脑。,、相关理论知识,液压式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,、相关理论知识,图3-5-1流量控制式电子控制动力转向系统a）结构图；b）原理图,、相关理论知识,图3-5-2旁通流量控制阀A-节流孔；B-内部油道；C-量孔,、相关理论知识,图3-5-3电动泵式液压动力转向系统示意图,、相关理论知识,图3-5-4反力控制式动力转向系统的组成,、任务实施,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。,任务六更换电动式电控动力转向传感器,、任务引入,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，经检测为转向角传感器损坏，需对其更换。,、相关理论知识,电动式EPS系统的结构：,图3-6-1电动式EPS系统组成示意图,、相关理论知识,电动式EPS系统电动机的安装位置：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3-6-2电动式EPS系统电机的不同安装位置图,、相关理论知识,电动式EPS系统的工作原理：,图3-6-3电动式EPS工作原理图,、相关理论知识,转向助力原理：助力转矩大小和方向电动机助力电流大小和旋转方向主动回正原理：电动机反向旋转，拉回转向轮直线行驶功能：主动回正功能的扩展,图3-6-4电动式EPS转向助力原理,图3-6-5电动式EPS主动回正原理,、相关理论知识,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3-6-7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,、相关理论知识,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。,图3-6-9转向力矩传感器原理图,、相关理论知识,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。,、相关理论知识,转向助力控制单元：转向助力控制单元与转向电机