汽车底盘结构拆装与检修课件：汽车转向系统结构拆装与故障诊断、检修

汽车转向系统结构拆装与故障诊断、检修机械转向统系案例引入一辆有着十几年车龄的广汽本田轿车驶入汽车维修站，据车主反应，转动该车方向盘时十分费力。后经维修人员检查发现，该车使用的是机械转向系统，已出现转向沉重故障。ConstructionandWorkingPrinciple01机械转向统系认知机械转向系统分类

汽车转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系以驾驶员的体力作转向动力源。动力转向系除了驾驶员的体力外，还以汽车的动力作为辅助转向能源，又可以分为液压式、气压式和电动式的动力转向系。机械转向系统基本组成基本组成：机械转向系统由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。转向操纵机构包括转向盘、转向轴、万向节和传动轴等。转向传动机构包括转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆等。图1机械转向系统的组成机械转向系统工作原理汽车转向时，驾驶人转动转向盘，通过转向轴、万向节和传动轴，将转向力矩输入转向器。转向器中有1～2级啮合传动副，具有减速增矩作用。当一侧转向节偏转时，经“一侧梯形臂→转向横拉杆→另一侧梯形臂”的传递，另一侧转向节及装于其上的转向轮随之绕主销同向偏转相应的角度，从而实现转向。机械转向系统基本参数转向中心与转弯半径

相交点O就是转向中心，由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离R就称为汽车的转弯半径，如图2所示。转弯半径越小，汽车转向时所需要的场地就越小，其机动性也就越好。图2转向中心与转弯半径机械转向系统基本参数

转向时，内转角β与外转角α之差称为转向前展。转向前展

转向系统的角传动比是转向器角传动比和转向传动机构角传动比的乘积，可以用转向盘转角增量与转向盘同侧转向轮的转角增量之比来表示。转向系统的角转动比

转向盘的自由行程便是转向盘在空转阶段的角行程。转向盘的自由行程对于缓和路面冲击和避免驾驶人过于紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向操纵的灵敏性。

转向盘的自由行程转向操作机构功

能

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。转向操作机构组

成1.转向盘2.转向管柱(轴)3.橡胶垫4.转向管柱支架5.转向管柱支座6.转向操纵机构支架7.转向轴限位弹簧8.上万向节9.转向传动轴10.花键防护套11.下万向节12.转向器13.转向摇臂14.转向直拉杆汽车转向操纵机构因车而异，但基本结构如图3所示，一般由转向盘1、转向管柱(轴)2、万向节8、11及转向传动轴9等组成，它的主要作用是操纵转向器和转向传动机构，使转向轮偏转。图3汽车转向操纵机构及转向器机械转向器

机械转向器有多种类型，机械式转向器一般按照其啮合传动副的结构形式进行分类，可分为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。其中，使用较为广泛的类型有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等02Disassemblyinspectionandtroubleshooting机械转向统系检修械转向统系检转向沉重故障位置具体原因转向器转向器缺油，导致其润滑不良转向轴弯曲、变形，转向柱管凹陷，导致二者发生碰擦转向器传动副啮合间隙过小转向器各轴承的轴向间隙过小转向传动机构各拉杆的球头销调整过紧各拉杆的球头销缺油或损坏各拉杆或转向节变形转向节推力轴承缺油、损坏，或转向节主销轴向间隙过小01左、右转向轮气压不等，造成滚动半径不等。02两转向轮的定位角不等。03两转向轮轮毂轴承的松紧度不等。。行驶跑偏04一侧车轮的制动器拖滞。05一侧钢板弹簧松动或断裂、车桥歪斜、车架变形等。06转向轮前束调整不当，过大或过小。行驶跑偏05主销与转向节衬套孔间隙过大。02转向器传动副啮合间隙过大，安装松旷。03转向传动机构各拉杆球头销处配合松旷。04转向轮轮毂轴承间隙过大。万向传动装置的拆装与检修01转向盘与转向轴配合松旷。06主销与转向节轴向间隙过大。07转向轮前束过大。高速摆振①悬架出现故障，如减振器失效、弹簧弹性下降或断裂等②转向传动机构发生运动干涉③

传动轴弯曲严重或松旷④转向轮动不平衡⑤转向轮偏摆量大⑥车架、车桥变形转向轮定位失准液压动向转力系统案例引入

一辆大众朗逸轿车驶进了汽车维修站，据车主反应，转动该车方向盘时十分费力。后经维修人员检查后发现，该车使用的是液压动力转向系统，已出现转向沉重故障。液压动力转向系统组成0102030405回油管转向油罐转向油罐盖动力转向泵皮带轮动力转向泵高压油管油罐至泵的连接油管图1液压动力动力系统组成060708091011121314转向盘综合开关操纵杆转向管柱中间轴总成转向摇臂动力转向器总成转向减振器15转向拉杆和横拉杆总成液压动力转向系统分类

液压式动力转向系按液流形式可以分为常流式和常压式；按转向控制阀的运动方式又可以分为滑阀式和转阀式。常流式常压式转向油泵1.功用

转向油泵是动力转向装置的动力源，其功用是将发动机的机械能变为驱动转向动力缸工作的液压能，再由转向动力缸输出的转向力，驱动转向车轮转向。2.分类

转向油泵的结构类型有多种，常见的有齿轮式、转子式和叶片式，齿轮式如图2所示、转子式如图3所示。图2齿轮式转向油泵图3转子式转向油泵电动动力向转系统案例引入一辆斯柯达速派轿车驶进了汽车维修站，据车主反映，该车从昨天开始，突然就出现转动转向盘十分费力这一情况，后经维修人员检查发现，该车使用的是电动动力转向系统（EPS），EPS警告灯已经点亮，说明动力转向系统已出现故障。电动动力转向系统的组成图1电动动力转向系统的组成

电动动力转向系统由转矩传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元等组成，如图1所示。电动动力转向系统的分类

根据电动机布置位置的不同，电动动力转向系统可分为转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式三种，如图2所示。图2直接助力式电动转向系统的分类控制信号流程图3电动转向助力控制信号流程图转向助力的控制信号流程如图3所示，它反映了电动动力转向系统的工作过程和工作原理。电动机构造和工作原理图4电动机正反转控制电路

转向助力电动机就是一般的永磁电动机，电动机的输出转矩控制是通过控制其输入电流来实现的，而电动机的正转和反转则是由电子控制单元输出的正反转触发脉冲控制的。如图4所示，是一种比较简单实用的正反转控制电路。电动机a1、a2为触发信号端。从电子控制单元得到的直流信号输入a1、a2端，用以触发电动机产生正反转。当a1端得到输入信号时，晶体管T3导通，T2管得到基极电流而导通，电流经T2管的发射极和集电极、电动机M、T3管的集电极和发射极搭铁，电动机有电流通过而正转。当a2端得到输入信号时，晶体管T4导通，T1管得到基极电流而导通，电流经过T1管的发射极和集电极，电动机M、T4管的集电极和发射极搭铁，电动机有反向电流通过而反转。控制触发信号端的电流大小，就可以控制电动机通过电流的大小。图4电动机正反转控制电路汽车四轮转向系统问题引入

随着汽车保有量的不断增加，停车场地的空间越来越紧张，汽车的转向停车，倒车入库，侧方停车等动作都难以完成。此外，人们对汽车的操纵稳定性和安全性要求越来越高，由此，诞生了四轮转向系统。目录/CONTENTS01

低速转向特性02

高速转向特性03

结构组成与工作原理04

应用车型01低速转向特性

图1是两轮转向，前后轮的运动轨迹是不重合的，这因为前内轮半径与后内轮半径不相等，存在内轮差。图1两轮转向系统低速转向示意图01低速转向特性

图2是四轮转向，前后轮可以反向旋转，相对于转向中心而言，前、后轮的转向半径接近相等。此外，前后轮反向转向时，汽车的转向半径可缩小，大大提高了汽车在狭小空间里的转向与停车能力。图2四轮转向系统低速转向示意图原地泊车场景01020304前后轮反向转动后轮转角可达10度低速转弯场景01020304时速低于60km/h前后轮反向转动02高速转向特性

如图3所示。对于两轮转向汽车，如仅前轮转向，汽车后轮沿车体方向的速度大于前轮沿车体的速度，易造成车体自转，导致车身不稳定。对于四轮转向汽车，可以四轮同向转向，此时汽车前进的方向和车体的朝向是一致的，车体不会自转，车身稳定。图3两轮转向系统低速转向示意图高速转向特性01020304当车速高于60km/h时四轮同向转向03结构组成与工作原理

四轮转向系统一般是电控式，其主要由四轮转向控制单元、前轮转向电机、后轮转向电机、转向角度传感器