汽车底盘构造与维修（第5版）课件：汽车转向系统检修

汽车底盘

构造与维修

（第5版）

汽车转向系统检修任务１转向器故障检修1.任务描述某车主驾驶一辆白色轿车来到４Ｓ店检修转向时方向“发卡”的故障，车辆在正常行驶过程中向右转向就会“发卡”现象，向左转向无此故障。据他介绍这个故障是最近一两周才出现的，以前从没有遇到过，如果你是售后服务人员，你应当如何展开检查工作?知识目标(１)简述汽车转向系统的功用、组成。(２)正确描述汽车转向系统的类型。(３)正确描述汽车转向系统的工作原理。能力目标(１)能够对转向系统各主要部件进行检查。(２)能够对转向器部件进行更换和调试。素质目标

(１)知晓汽转向系统一般维护方法，养成正确的驾驶习惯。(２)遵循维修技术规范更换转向器部件，坚守安全质量底线，确保车辆的良好技术状况。(３)能正确描述汽车转向系统构造，理解降碳、减污在转向系中的应用。▶▶学时:10学时71概述1.1功用、类型、组成及工作过程1）功用用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。

转向系统的功用是：保证汽车能够按照驾驶员的意图沿给定方向行驶。2.知识准备8（1）机械转向系统

组成：转向操纵机构、转向器、转向传动机构。

从转向盘到转向器之间的零部件，均属于转向操纵机构。由转向器至转向节之间的零部件（不含转向节），均属于转向传动机构。2）类型、组成及系统的工作过程

汽车转向系统按转向能源的不同分为机械式转向系统和动力式转向系统两大类。2.知识准备9

动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机（或电动机）的动力作为转向能源的转向系。

动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。(2)动力转向系统2.知识准备10动力转向系统2.知识准备11转向操纵机构的组成及布置组成：转向盘、转向柱管、转向轴、上万向节、下万向节和转向传动轴等。2.知识准备121）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，称为转向系统角传动比用iｗ表示。2）转向时车轮运动规律

汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。

cotα=cotβ+B/L1.2角传动比、转向时车轮运动规律2.知识准备13两侧转向轮偏转角之间的理想关系式

从转向中心O到外侧转向轮接地点的距离R汽车转弯半径。

R越小，汽车机动性越好。

B：主销中心距，略小于轮距。2.知识准备14

2转向器及转向操纵机构2.1转向器的功用、类型及传动效率1）功用

转向器是转向系统中的减速增力传动装置。其功用是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

转向器的种类较多，一般按转向器中啮合传动副的结构形式分类。目前应用较广泛的转向器有蜗杆曲柄指销式、循环球式和齿轮齿条式等几种。

2.知识准备2026/8/173）转向器的传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。

在功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转向横拉杆或摇臂）输出的情况下求得的传动效率称为正效率；而传动方向与上述相反时求得的效率则称为逆效率。

逆效率很高的转向器很容易将经转向传动机构传来的路面反力传到转向轴和转向盘上，故称为可逆式转向器。

逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。

逆效率略高于不可逆式的转向器称为极限可逆式转向器。2.知识准备16转向盘自由行程

转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘自由行程。

转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免使驾驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，否则将使转向灵敏性能下降。一般说来，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任一方向的自由行程最好不超过10°～15°。当零件磨损严重，使转向盘自由行程超过25°～30°时，必须进行调整。2.知识准备17

齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构，适合与麦弗逊式独立悬架配用。

2.2转向器的构造及工作原理2.知识准备18齿轮齿条转向器的构造2.知识准备19齿轮齿条转向器的构造2.知识准备20齿轮齿条转向器与转向横拉杆的连接2.知识准备21齿轮齿条转向器与转向横拉杆的连接2.知识准备22

循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副，2.知识准备1）转向沉重故障a：故障现象

汽车行驶中转向时，转动转向盘感到沉重费力。b：故障原因(1)转向器故障

①转向器主动部分轴承过紧或从动部分与衬套配合过紧； ②转向器主、从动部分的啮合间隙过小； ③转向器缺油或无油； ④转向器的转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦； ⑤转向盘弯曲变形；转向系故障诊断检修3.操作指引(2)传动机构故障①转向节主销后倾角过大、内倾角过小或前轮负外倾；②转向横、直拉杆球头连接处连接过紧或缺油；③转向节止推轴承缺油或损坏；④转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油。(3)动力转向装置故障①液压助力泵皮带松动；②油面过低；③转阀、滑阀发卡；④转向助力泵压力不够、或泄漏大；3.操作指引⑤管路中有空气、管路接头泄漏；⑥动力缸或分配阀密封圈损坏。(4)其他故障①轮胎气压不足；②前轮定位调整不当；③前轴或车架变形。c：故障诊断(1)普通转向系统沉重故障普通转向沉重故障诊断流程见。(2)动力转向系统转向沉重故障动力转向系统转向沉重故障见。3.操作指引2)转向不灵敏a：故障现象

汽车在行驶时，转向盘需要转过较大的角度才能控制汽车的行驶方向。b：故障原因(1)转向器故障①啮合副主、从动件配合间隙过大；②转向器总成安装松动。(2)转向传动机构①转向盘与转向轴连接部位松旷；3.操作指引②转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷（花键磨损）；③横、直拉杆球头松旷；④转向节主销与衬套磨损后松旷。(3)其他故障①车架弯曲变形；②前轮定位调整不当；③车轮轮毂轴承间隙过大。c：故障诊断转向不灵敏故障的诊断流程见图。3.操作指引3)行驶跑偏a:故障现象汽车直线行驶时，转向轮自动偏向一边，驾驶员必须紧握转向盘，不断校正方向，才能保持直线行驶；有时，行进中会突感方向往一侧偏转，其偏转力越来越大等。b:故障原因(1)机械转向部分①一侧前轮制动器发咬或轮毂轴承过紧；②钢板弹簧疲劳折断或两边弹力不一致或U形螺栓松动造成两侧轴距不等；③前轮定位失准（主销内倾角过小或两边内倾角不等）；④车架、前桥变形；3.操作指引⑤一侧减振器损坏；⑥转向节臂、转向臂、直拉杆弯曲；⑦转向螺杆轴承过松；⑧左、右轮胎气压不一致。(2)动力转向部分①分配阀反作用弹簧过软或折断，造成滑阀或转阀不居中；②滑阀两端环肩磨损不一致；③滑阀或滑阀体环肩处有毛刺或碰伤；④滑阀推力轴承预紧度调整不当或调整螺母松动。c：故障诊断行驶跑偏故障诊断流程见3.操作指引4)转向轮摆振故障a：故障现象

汽车摇摆分低速摇摆和高速摇摆。低速摇摆是汽车起步后，低车速（20km/h以下）行驶时，就感到前轮摇摆。高速摇摆是汽车高速行驶时，前轮摆动，此时转向盘抖动，手有发麻的感觉（俗称“打手”），影响操纵。b：故障原因(1)低速行驶时摇摆①前轮定位失准；②汽车载货后，使重心后移；③后轮气压不足；④转向器总成螺栓松动；⑤拉杆球头销磨损严重松动；⑥转向节衬套磨损。3.操作指引(2)高速行驶时摇摆

①前钢板弹簧因疲劳变形下沉或折断，改变了主销后倾角；②前轮轮毂总成变形；③钢板弹簧中心螺栓和U形螺栓松动；④制动蹄摩擦片与制动鼓间隙调整不当或制动鼓失圆；⑤转向盘游动间隙过大；⑥传动轴、车轮总成动不平衡；⑦减振器损坏失效。(3)动力转向部分

①液压系统进入空气；②分配阀反作用弹簧弹力不足或折断；③转向油泵流量过大或溢流阀调整不当；④液压系统严重缺油，使空气在油路中产生循环。3.操作指引5)单边转向不足故障a：故障现象汽车转弯行驶时，左、右转弯量明显不均，一边转弯半径大，一边转弯半径小。b：故障原因①转向传动机件变形；②转向角限位螺钉调整不当；③转向垂臂在转向垂臂轴上的位置不当；④直拉杆弯曲变形或长度调整不当；⑤前钢板弹簧U形螺栓松动或折断；⑥齿轮在齿条上不居中。c：故障诊断单边转向不足故障诊断流程。3.操作指引6)自动回正不良故障a：故障现象转动转向盘，然后松开手后，转向盘不能自动回到中间位置。3.操作指引b：故障原因

(1)机械转向部分

①轮胎气压过低；②各拉杆、球头节等润滑不良；③转向螺杆轴承过紧；④前轮定位失准；⑤转向器松动；⑥齿条齿扇啮合间隙过大；⑦转向器未调到中间位置；⑧转向柱与转向柱管擦碰。(2)动力转向部分

①转向器流量控制阀卡滞；②转向器转阀或滑阀卡滞；③回油管扭曲堵塞。c：故障诊断 自动回正不良故障诊断流程见。3.操作指引4.任务实施为更好地巩固前面所学知识点，诊断排除前面任务要求中提及的“车辆在正常行驶过程中向右转向就会‘发卡’，向左转向无此现象”的故障。你作为售后服务人员，按正确方法实施操作可以很好地解决问题，实施过程中应及时填写作业工单。5.习题一、选择题(１)转向器的调整项目有(

)。Ａ.转向半径Ｂ.啮合间隙Ｃ.自由行程Ｄ.轴承预紧力

(２)改变转向横拉杆的总长度，可以改变(

)的值。Ａ.车轮外倾Ｂ.前束Ｃ.主销Ｄ.车轮转角(３)在安装摇臂时，需要注意的事项是(

)。

Ａ.按原厂规定加注润滑油Ｂ.安装标记要对正Ｃ.紧固螺母应符合原厂规定(４)关于紧固齿条导块螺钉锁紧螺母的方法，下列说明哪一项是正确的?(

)

Ａ.利用可获得的有效长度最大的力矩扳手将锁紧螺母紧固至规定力矩

Ｂ.利用公式计算出所需的力矩扳手有效长度，然后，利用此类扳手将锁紧螺母紧固至规定力矩

Ｃ.通过将力矩扳手设置为规定力矩来紧固锁紧螺母Ｄ.利用力矩扳手的有效长度，计算出应显示在该扳手上的力矩值，从而将锁紧螺母紧固至规定力矩(５)动力转向泵壳体由什么材料制成?(

)

Ａ.黄铜Ｂ.高强度钢Ｃ.优质陶瓷Ｄ.铝合金5.习题。二、

简答题(１)机械转向系统的组成是什么?(２)什么是转向器的传动效率?(３)什么是转向盘的自由行程?

任务２转向操纵与传动机构检修1.任务描述知识目标(１)简述汽车转向系统的功用、组成。(２)正确描述汽车转向系统的类型。(３)正确描述汽车转向系统的工作原理。能力目标(１)能够对转向系统各主要部件进行检查。(２)能够对转向器部件进行更换和调试。素质目标

(１)知晓汽转向系统一般维护方法，养成正确的驾驶习惯。(２)遵循维修技术规范更换转向器部件，坚守安全质量底线ꎬ确保车辆的良好技术状况。(３)能正确描述汽车转向系统构造，理解降碳、减污在转向系中的应用。▶▶学时:10学时

对于轿车要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。其基本结构原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，使支架或某些支承件产生塑性变形，从而吸收冲击能量。1）安全式转向柱1转向操纵机构2.知识准备转向柱管吸能装置2.知识准备汽车装用网格状转向柱管或波纹管式转向柱管的吸能装置，当发生猛烈撞车导致人体冲撞到转向盘上的力超过允许值时，则网格部分或波纹管部分将被压缩，产生塑性变形，吸收冲击能量，以减轻对人体的伤害。2）可调式转向柱

驾驶员不同的驾驶姿势和身材对方向盘的最佳操纵位置有着不同的要求，为此一些汽车装设了可调节式转向柱。2.知识准备3）转向盘2.知识准备转向盘的构造2.知识准备转向传动机构

功用：将转向器输出的力和运动传给转向节，使转向轮偏转。组成：转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向横拉杆。布置：在前桥仅为转向桥的情况下，转向梯形一般布置在前桥之后。在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前。

2.知识准备

转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接。

其小端带有球头销，以便与转向直拉杆作空间铰链连接。想一想：转向摇臂与摇臂轴的装配位置如果不对，会带来什么问题？（1）转向摇臂2.知识准备想一想：压缩弹簧起什么所用？为什么两个弹簧装在两个球头销的同一侧？3.操作指引想一想：调整横拉杆的长度可以达到什么调整目的？（3）转向横拉杆

3.操作指引

当转向轮独立悬挂时，每个转向轮分别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也必须断开。2）与独立悬架配用的转向传动机构3.操作指引4.任务实施为更好地巩固前面所学知识点，诊断排除前面任务要求中提及的“直行的时候转向盘总是晃动，转弯的时候也要多转一些转向盘才能转过来”的故障，你作为售后服务人员，按正确方法实施操作可以很好地解决问题，实施过程中应及时填写作业工单。5.习题一、选择题(１)开始检查动力转向机之前，应首先检查下列哪个项目?(

)Ａ.转向助力Ｂ.轮胎是否磨损Ｃ.从一个锁定位置至另一个锁定位置的转动圈数Ｄ.发动机的怠速(２)在下述哪种情况下,应检查动力转向油缸和转向机?(

)

Ａ.定期检查时Ｂ.交车前检查时Ｃ.当车辆在行驶过程中偏向一侧时Ｄ.当发现动力转向系统的部件内有油液泄漏时(３)大修动力转向油缸和转向机的过程中,应遵守下列哪项注意事项?(

)Ａ.应将旧轴套密封环安装到其原始位置Ｂ.重新组装前,应擦掉零部件上的所有油脂和机油Ｃ.应仔细检查齿条端防护套、管路接头及软管接头是否漏油Ｄ.应检查油缸端密封件是否出现刮痕,如果出现刮痕,应使用精细砂纸进行修复二.简答题(１)转向操纵机构的组成及作用是什么?(２)转向盘自由间隙如何检查?(３)带助力的车辆转向沉重可能的原因有哪些?(４)造成汽车高速摆振的原因有哪些？任务3电控转向系统故障检修1.任务描述某车主驾驶着一辆黑色轿车来到４Ｓ店检修转向“沉重”的故障,车辆起动和没有起动时转向都很重,据他说这个故障是昨天突然出现的,以前从没有遇到过,如果你是售后服务人员,你应当如何展开检查工作?知识目标(１)简述汽车动力转向装置的功用与类型。(２)正确描述汽车电控动力转向系统结构。(３)正确叙述电控动力转向系统的特点。能力目标(１)能够完成动力转向系统一般故障诊断。(２)能够完成电子动力转向系统的故障排除。素质目标

(１)知晓汽车动力转向系统的一般方法，养成正确的驾驶习惯。(２)遵循维修技术规范正确维修动力转向系统，坚守安全质量底线，确保车辆的良好技术状况。(３)能正确描述电控动力转向系统特点ꎬ理解降碳、减污在动力转向系统中的应用。▶▶学时:10学时1概述1.1功用、类型、组成及工作过程1）功用用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。

转向系统的功用是：保证汽车能够按照驾驶员的意图沿给定方向行驶。2.知识准备

动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能），并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加不同方向的辅助作用力，使转向轮偏摆以实现汽车转向的一系列装置。汽车采用动力转向系统后，转向所需的能量，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机驱动的油泵、空气压缩机或发电机所提供的液压能、气压能或电能，从而减轻了驾驶员的转向操纵力。

动力转向系统由机械转向系统和转向加力装置组成。

根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动助力三种类型。1动力转向系统

功用及意义组成

类型2.知识准备

特点：转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，油泵基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。1）常流式液压助力转向系统

液压动力转向装置工作原理2.知识准备2）常压式液压助力转向系统特点：无论转向盘处于中立位置还是转向位置，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。2.知识准备a）滑阀式动力转向器

阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀，称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀。2.知识准备

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。b）转阀式动力转向器2.知识准备桑塔纳2000轿车动力转向系统油路2.知识准备4电控液压助力转向系统

在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统，使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转角增量（或角速度）有关，还与车速有关，就形成了电控液压助力转向系统。与传统液压助力转向系统相比，增加了液压反应装置和液流分配阀，而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻力，通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压助力系统辅助力的大小，从而实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。2.知识准备电控液压助力转向系统2.知识准备67电动助力转向系统

电动助力转向（简称EPS）系统利用直流电动机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作。电动助力转向系统根据其助力机构的不同可以分为电动液压式（简称EPHS）和电动机直接助力式两种。想一想：电动助力转向与电控液压助力转向有何不同？为什么会受到如此重视而快速发展？2.知识准备68电动式动力转向系统

电动式动力转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。

查阅一些相关文献，以进一步了解相关技术的发展现状、应用前景等。2.知识准备695.1电动式动力转向系统

根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种类型。2.知识准备70优点：效率高、能量消耗少；系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好；结构简单，质量小；系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便；无液压元件，对环境污染少。

缺点：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；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；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。电动转向系统的主要优缺点2.知识准备71