转向系统检测与维修

摘要：本文阐述了汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、及可能出现

的故障，同时提出了对出现的故障进行维修的可行方案；采用了理论与实际相结合的方法，对每个

问题都有良好的认识，对■所学内容进行了良好的总结归纳，以此进一步熟悉掌握汽车转向系统的各

方面知识，深化巩固所学知识，做到理论与实际相结合，在理论学习的前提下，川实际更好的理解

所学内容。

关键词：汽车转向系统，工作原理，故障维修。

目录

第1章概述.............................................................................4

1.1什么是汽车转向系统...............................................................4

1.2汽车转向系统概述................................................................4

1.3转向系统简介及工作原理..........................................................4

1.3.1转向操纵机构..............................................................5

1.3.2.机械转向器...............................................................5

1.3.3转向传动机构..............................................................5

1.3.3.1汽车转向原理............................................................5

1.3.3.2转向直拉杆..............................................................6

1.3.3.3转向减振器..............................................................6

第2章汽车转向系统的故障诊断............................................................7

2.1机械转向系故障诊断..............................................................7

2.1.1转向沉重..................................................................7

2.1.1.1故障现象................................................................7

2.1.1.2故障主要原因及处理方法.................................................7

2.1.1.3故障诊断方法............................................................8

2.1.2转向盘自由行程过大.......................................................8

2.1.2.1故障现象................................................................8

2.1.2.2故障主要原因及处理方法.................................................8

2.1.2.3故障诊断方法...........................................................9

2.1.3转向轮抖动................................................................9

2.1.3.1故障现象................................................................9

2.1.3.2故障主要原因及处理方法.................................................9

第3章对汽车转向系统的故障进行维修....................................................10

3.1机械转向系的维修.............................................................10

3.1.1转向操纵机构的维修.......................................................10

3.1.2转向器的维修..............................................................10

3.1.2.1转向器的维护...........................................................10

3.1.2.2转向器的修理...........................................................11

3.1.3转向传动机构的维修......................................................II

3.1.3.1转向传动机构的维护....................................................11

3.1.3.2转向传动机构的修理....................................................11

结论...................................................................................13

参考文献.................................................................................14

致谢...................................................................................15

第1章概述

1.1什么是汽车转向系统

用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统（steering

system）0汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向

系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向

系统和制x系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。

1.2汽车转向系统概述

汽车在行驶的过程中，需按驾驶员的意志改变其行驶方向。就轮式汽车而言，实现

汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮

（转向轮）相对于汽车纵横线偏转一定角度。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专

设机构，即称为汽车转向系统。

汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。

机械转向系统：完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。

动力转向系统：借助动力来操纵的转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转

向系统和电x助力动力转向系统。

1.3转向系统简介及工作原理

机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转

向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。

图1T转向系统结构

上图是一种机械式转向系统。驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向粕输入转

向器。从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置

的转向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆,

再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了

汽车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。

1.3.1转向操纵机构

1.伦圈2.轮辐3.轮莪

图1-2转向操纵机构

转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转

向盘的操纵力传给转向器c

1.3.2.机械转向器

机械转向器（也常称为转向机）是完成由旋转运动到直线运动（或近似直线运动）的

一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置目前较常用的有齿轮齿条式、循

环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。

1.3.3转向传动机构

转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两

侧转向轮偏转，且使二转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面

的相对滑动尽可能小。

1.3.3.1汽车转向原理

汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕一个中心点0转动，

如图卜4显然这个中心要落在后轴中心线的延长线上，并且左、右前轮也必须以这个

中心点。为圆心而转动。

为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足如下关系：

cotOC=cot/?-F—

由转向中心0到外转向轮与地面接触点的距离，称为车转弯半径。转弯半径越小,

则汽车转向所需场地就越小。当外转向轮偏转角达到最大值"mx时，转弯半径R最

L

RaRm.

在理想情况下，最小转弯半径八min与max的关系为：sm%皿

1.3.3.2转向直拉杆

转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂（或转向节臂）。

它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，以保证

工作可直拉杆的典型结构如图1-5在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳

动时，转向直拉杆与转向摇臂及转。

1.螺母2.球头销3.橡胶防尘垫4.螺塞5.球头座6.压缩弹簧7.弹簧座8.油嘴

9.直拉杆体10.转向摇臂球头销

1.3.3.3转向减振器

随着车速的提高，现代汽车的转向轮有时会产生摆振（转向轮绕主销轴线往复摆

动，甚至引起整车车身的振动），这不仅影响汽车的

第2章汽车转向系统的故障诊断

2.1机械转向系故障诊断

机械转向系的常见故障部位主要有：转向盘-行程、转向传动机构连接处、转向器

等。

机械转向系的常见故障主要包括：转向沉重，转向盘-行程过人和转向轮抖动。

2.1.1转向沉重

2.1.1.1故障现象

汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向盘时，感到沉重费力，无回正感；汽车低

速转弯行驶和调头时，转动转向盘感到非常沉重，甚至打不动。

2.1.1.2故障主要原因及处理方法

转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过

紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有：

①转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。

②转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准轴和车架，并重新

调整转向轮定位。

③转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧，应予调整。

④转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。

⑤转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。

⑥转向器壳体变形，应予校正。

⑦转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦，应予修理。

⑧转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。

⑨转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整

或添加润滑脂等。

图2-1机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程

2.1.1.3故障诊断方法

以桑塔纳乘用车为例，先检查轮胎气压，排除故障由轮胎气压过低引起。接着按

图2T械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程找出故障位置。

2.1.2转向盘-行程过大

转向盘-行程过大又可称为转向不灵敏。

2.1.2.1故障现象

汽车保持直线行驶位置静止不动时，转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现

为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大，需用较大的幅度转动转向盘，方能控制汽车的

行驶方向；而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。

2.1.2.2故障主要原因及处理方法

转向盘-行程过大的根本原因是转向系传动链中一处或多处的配合因装配不当、磨

损等原因造成松旷。具体原因主要有：

①转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷，应予调整或更换。

②转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。

③转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。

④纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更换。

⑤纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或更换。

⑥转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。

⑦车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。

2.1.2.3故障诊断方法

造成转向盘-行程过大的根本原因是转向系传动链中一处或多处连接的配合间隙过

大，诊断时，可从转向盘开始检查转向系各部件的连接情况，看是否有磨损、松动、

调整不当等情况，找出故障部位。

2.1.3转向轮抖动

2.1.3.1故障现象

汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，出现转向轮各自围绕自身主销进行

角振动的现象。尤其是高速时，转向轮摆振严重，握转向盘的手有麻木感，甚至在驾

驶室可看到汽车车头晃动C

2.1.3.2故障主要原因及处理方法

转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准，转向系连接部件之间出现松旷，旋转

部件动不平衡。具体原因主要有；

①转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷，应予校正动平衡或更换轴承。

②转向轮使用翻新轮胎，应予更换。

③两转向轮的定位不正确，应予调整或更换部件。

④转向系与悬挂的运动发生干涉，应予更换部件。

⑤转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大，应予调整或更换轴承。

⑥转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷，应予调整或更换。

第3章对汽车转向系统的故障进行维修

3.1机械转向系的维修

3.1.1转向操纵机构的维修

转向操纵机构的维护和修理作业主要包括：

清洁部件外部。

检查转向管柱与转向盘、转向器的花键连接是否松动或磨损，视情况予以更换。

检查转向传动轴万向节有无松动、磨损，视情况予以更换。

润滑万向节。

1一锁紧螺母；2一调整螺栓；3一锁片；4一锁紧螺母；5一调整螺母

图3-1转向盘-行程的调整

3.1.2转向器的维修

3.1.2.1转向器的维护

（1）检查转向器固定是否可靠，有无漏油现象c若有，应将转向器可靠固定，找

出漏油原因并加以排除。

（2）检查转向器外壳是否破裂，视情况焊补或更换。

（3）检查调整齿轮、齿条配合间隙。

（4）检查调整转向盘-行程。以循环球式转向器为例：如图3T松摇臂轴上调整

螺栓的锁紧螺母1,拧动调整螺栓2,使-行程满足±15°,然后将调整螺栓锁止。

（5）紧固。按规定力矩紧固转向器螺钉、转向器与车架的固定螺钉、转向管柱固

定螺钉等。

（6）润滑。转向器灌滑油一般每隔8000km检查添加，48000km更换；每隔

2000km润滑转向传动轴。

3.1.2.2转向器的修理

齿轮齿条式转向器由于结构紧凑，传动机构简单，在乘用车上使用。现以该车为

例，阐述这类转向器的拆卸、检修与装配。桑塔纳、奥迪等乘用车都使用齿轮齿条式

转向器，其结构与天津夏利乘用车转向器基本相同。

齿条接头上，直到标记对准。初步拧紧锁紧螺母，在检查调整好前轮前束后，最

后拧紧锁紧螺母。

a，

◎-6

图3-2夏利齿轮齿条式转向器的结构

循环球式转向器正传动效率可达90加95%,操纵轻便，使用寿命长，在货车上得到

广泛应用。

3.1.3转向传动机构的维修

3.1.3.1转向传动机构的维护

（1）检查调整转向拉杆球头销的松紧度。

（2）检查调整最大转向角。

（3）紧固和润滑。

3.1.3.2转向传动机构的修理

（1）拆卸与分解

①分开转向摇臂与直拉杆。

②在转向摇臂与摇臂轴之间做好装配记号，拆下转向摇臂。

③拆卜转向直拉杆总成并分解。

④拆卜转向横拉杆总成并分解。

（2）检修

①检查转向摇臂或上端花键有无裂纹或损坏，若有应更换。

②检查转向摇臂锁紧螺母有无损伤，若有应更换。

③各球头销、销座及球碗应无裂纹，球头销颈部磨损不超过1mm,球面磨损失圆

不超过0.50mm,否则应更换。

④球头销螺纹应无损伤，否则应更换；球头销弹簧不应有弹力减弱或折断现象，

否则应更换。

⑤检查转向节应无裂纹，轴颈与轴承的配合间隙符合要求。

⑥防尘装置应齐全、有效。

(3)装酉己

①安装转向直拉杆总成：将弹簧座、弹簧和上球头座依次装入转向直拉杆端头的

支承孔。将球头销的球头涂以润滑脂，从转向直拉杆侧面的大孔中装入。放入球头座,

拧入螺塞；拧紧时先将螺塞拧到底，再退回1/5〜1/2圈，然后用开口销锁住调整螺塞。

装上油封和护套。装配转向直拉杆的另一端。将转向直拉杆的两个球头销分别装到转

向摇臂和转向节上臂锥孔内，按规定力矩拧紧球头销螺母，装好开口销。

②安装转向横拉杆总成：将转向横拉杆接头夹在虎钳上，装入上球头座。将球头

销涂以润滑脂，使球头销穿过上球头座中心孔后落入球头座，再依次装入球头座、弹

簧座和弹簧，拧上螺塞；拧紧时先将螺塞拧到底，再退回1/5-1/2圈，然后用开口销

锁住调整螺塞。在球头销端装入油封、密封罩和油封盖，并装配另一端转向横拉杆接

头总成。分别将左、右横拉杆接头总成装到横拉杆的两端，并拧紧左右横拉杆接头的4

个螺栓。把转向横拉杆总成装到左、右梯形臂的锥孔内，按规定力矩拧紧球头销螺母,

装好开口销。

③将转向摇臂上端套入转向摇臂轴，对正装配记号，将轴端螺母拧紧。

结论

汽车电子化已成为当前的热点，电子信息技术和汽车制造技术逐步走向融合，电子技术让汽车

转向系统到达一个新的领域。随着未来汽车市场的快速发展和汽车电子价值含量的迅速提岛•，我国

汽车电X转向系统将形成巨大经济规模效应。可以预料，随着我国汽车技术的进步，汽车电子新技

术必将会得到越来越广泛的应用，国产汽车电X转向系统也必将走向成熟。虽然要赶上国际汽车的

最高水平还有一段路要走，但将来在世界汽车技术尤其是汽车电X转向系统这一领域，我国必定占

有一席之地。

参考文献

[1]林逸，施国标.汽车电X助力转向技术的发展现状与趋势[