汽车机械转向系统课件.ppt

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1、项目二 汽车机械转向系统检修,项目二 汽车机械转向系统检修,教学目标,机械转向系的基本组成和工作原理,转向盘自由行程并实操检查,机械转向系主要部件的功用和构造,掌握常见的转向器的构造及工作原理,2,教学目标 机械转向系的基本组成和工作原理 转,2.1 转向系统概述,3,2.1 转向系统概述转向系的功用、类型（一）机械转向系的基本,2.1 转向系统概述,一、转向系的功用、类型什么是转向系统？ 是由驾驶员操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构。功用用于改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。,4,2.1 转向系统概述一、转向系的功用、类型4,2.1 转向系统概述,一、转向系的功用、类型2. 分

2、类按转向动力源的不同分为：液压式、气压式、电控转向助力系统EPS（Electric Power Steering）Electronic Stability Program，简称ESP,5,2.1 转向系统概述一、转向系的功用、类型5,2.1 转向系统概述,6,2.1 转向系统概述6,2.1 转向系统概述,7,2.1 转向系统概述7,2.1 转向系统概述,二、机械转向系的基本组成和工作原理1.基本组成转向操纵机构 具体组成因车型而不同机械转向器（固定在车上）转向传动机构,8,2.1 转向系统概述二、机械转向系的基本组成和工作原理8,2.1 转向系统概述,二、机械转向系的基本组成和工作原理2.工作

3、原理,9,2.1 转向系统概述二、机械转向系的基本组成和工作原理9,2.1 转向系统概述,二、机械转向系的基本组成和工作原理与非独立悬架相适用的转向系,10,2.1 转向系统概述二、机械转向系的基本组成和工作原理10,2.1 转向系统概述,与独立悬架相适用的转向系,11,2.1 转向系统概述与独立悬架相适用的转向系11,2.1 转向系统概述,实物图,12,2.1 转向系统概述实物图12,2.1 转向系统概述,观看视频,13,2.1 转向系统概述观看视频13,2.1 转向系统概述,三、转向系参数转向系角传动比 方向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比。转向器角传动比 方向盘的转角增量与转向摇臂

4、转角的相应增量之比。,14,2.1 转向系统概述三、转向系参数14,2.1 转向系统概述,三、转向系参数转向传动机构角传动比 转向摇臂转角增量与方向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比。转向系统的力传动比 两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比，与角传动比成正比。,15,2.1 转向系统概述三、转向系参数15,转向系角传动比i,i= i1*i2,i1较大，货车为1632，轿车为1220；i2较小，一般为1。,2.1 转向系统概述,16,转向盘转向器转向摇臂转向节转向器角传动比i1转向传动机构角,转向系“轻”与“灵”之间的矛盾 ： 转向系统角传动比越大，则为了克服一定的地面转向

5、阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便越小，在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也越小轻。而所需的转向盘转角过大不够灵敏。 解决办法：1.采用传动比可变的转向器2.采用动力转向系统,2.1 转向系统概述,17,转向系“轻”与“灵”之间的矛盾 ：2.1 转向系统概述17,2.1 转向系统概述,转向盘自由行程,定义：转向盘在空转阶段的角行程，这主要是由于转向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。要求：设计车速大于100km/h,自由行程10 设计车速小于100km/h,自由行程15 如桑塔纳2000为7.7 或1015mm,方向盘自由行程检查方法？,18,2.1 转向系统概述转向盘自由行程

6、定义：转向盘在空转阶段的角,2.1 转向系统概述,转向盘自由行程,19,2.1 转向系统概述转向盘自由行程19,2.1 转向系统概述,四、转向时车轮的运动规律,内外侧车轮滚动距离不同，前、后轮怎么实现纯滚动？,20,2.1 转向系统概述四、转向时车轮的运动规律内外侧车轮滚动距,2.1 转向系统概述,三、转向时车轮的运动规律,21,2.1 转向系统概述三、转向时车轮的运动规律、B、L之,2.1 转向系统概述,四、转向时车轮的运动规律 转向梯形关系式：,22,2.1 转向系统概述四、转向时车轮的运动规律22,2.1 转向系统概述,四、转向时车轮的运动规律,最小转弯半径 内侧最大偏转角：35- 42

7、 货车最小转弯半径：7-13m,23,2.1 转向系统概述四、转向时车轮的运动规律最小转弯半径23,2.1 转向系统概述,如果是多轴汽车转向，转向轮转角之间的关系与双轴汽车基本相同,转向梯形关系式？,24,2.1 转向系统概述如果是多轴汽车转向，转向轮转角之间的关系,2.2 机械转向器,25,2.2 机械转向器机械转向器概述（一）转向器的构造及工作原理,2.2 机械转向器,一、机械转向器概述1. 功用增矩改变力的传递方向2. 类型按转向器中传动副的结构形式分：齿轮齿条式转向器循环球式转向器蜗杆曲柄指销式转向器,26,2.2 机械转向器一、机械转向器概述26,2.2 机械转向器,一、机械转向器概

8、述,27,2.2 机械转向器一、机械转向器概述27,2.2 机械转向器,3. 传动效率定义：指转向器输出功率与输入功率之比。 当功率由转向盘输入，从转向摇臂输出时，所求得的传动效率称为正传动效率，转向摇臂受到道路冲击而传到转向盘的传动效率则称为逆传动效率。,28,2.2 机械转向器3. 传动效率28,2.2 机械转向器,3. 传动效率2) 从传动效率可分为 可逆式转向器：正、逆传动效率都很高的转向器。常用于轿车、客车和货车。 极限可逆式转向器：正传动效率远大于逆传动效率的转向器。主要用于越野车和矿用自卸汽车。不可逆式转向器：逆传动效率很低的转向器。在汽车上很少采用。,29,2.2 机械转向器3

9、. 传动效率29,2.2 机械转向器,二、转向器的构造及工作原理齿轮齿条式转向器,30,2.2 机械转向器二、转向器的构造及工作原理30,2.2 机械转向器,二、转向器的构造及工作原理齿轮齿条式转向器,5-转向齿条；6-齿轮轴；8-壳体；9-转向齿轮；13-转向节,31,2.2 机械转向器二、转向器的构造及工作原理5-转向齿条；6,2.2 机械转向器,捷达轿车转向器的安装及布置如下图所示,32,2.2 机械转向器捷达轿车转向器的安装及布置如下图所示32,2.2 机械转向器,1.齿轮齿条式转向器有些轿车转向齿条的动力不是两端输出，而是中间输出，如下图所示。,33,2.2 机械转向器1.齿轮齿条式

10、转向器33,2.2 机械转向器,1.齿轮齿条式转向器有些轿车转向齿条的动力不是两端输出，而是中间输出，如下图所示。,34,2.2 机械转向器1.齿轮齿条式转向器34,2.2 机械转向器,1.齿轮齿条式转向器调整 分解与组成指转向器啮合间隙（预紧力）的调整。方法一：1-调整螺塞 2-罩盖3-压簧 4-压簧垫块5- 转向齿条 6-齿轮轴,35,2.2 机械转向器1.齿轮齿条式转向器35,2.2 机械转向器,1.齿轮齿条式转向器调整指转向器啮合间隙（预紧力）的调整。方法二：不装弹簧和垫片，使转向齿轮轴的转动力矩为12Nm；用塞尺测量x值；垫片厚度为x+0.050.13mm；安装弹簧、垫片，安装紧固螺

11、栓。,36,2.2 机械转向器1.齿轮齿条式转向器36,2.2 机械转向器,1.齿轮齿条式转向器观看视频,37,2.2 机械转向器1.齿轮齿条式转向器37,2.2 机械转向器,二、转向器的构造及工作原理2. 循环球式转向器,38,2.2 机械转向器二、转向器的构造及工作原理38,2.2 机械转向器,2. 循环球式转向器两级传动副轻型和中型货车，部分轻型越野汽车,39,2.2 机械转向器螺杆螺母外齿条齿扇螺母2. 循环球式转向器,2.2 机械转向器,2. 循环球式转向器,40,2.2 机械转向器2. 循环球式转向器螺母齿扇摇臂轴40,2.2 机械转向器,2. 循环球式转向器,特点：1) 正传动效

12、率高达90%-95%，转向省力； 2) 寿命长，工作平稳；逆效率也很高，容易打手。,41,2.2 机械转向器2. 循环球式转向器特点：1) 正传动效率,2.2 机械转向器,2. 循环球式转向器,42,2.2 机械转向器2. 循环球式转向器42,2.2 机械转向器,调整转向螺杆轴承预紧度：转向力矩为0.60.9Nm；转向器啮合间隙：使转向器的传动副处于中间位置（直行位置）传动副在直线位置上应呈无间隙啮合。,43,2.2 机械转向器调整43,2.2 机械转向器,2. 循环球式转向器,44,2.2 机械转向器2. 循环球式转向器44,2.2 机械转向器,请看视频,45,2.2 机械转向器请看视频45

13、,2.2 机械转向器,小结：齿轮齿条式转向器：机构简单，可靠性好，质量轻，传动效率高。循环球式转向器： 1) 正传动效率高达90%95%，转向省力； 2) 寿命长，工作平稳；逆效率也很高，容易打手。,46,2.2 机械转向器46,2.2 机械转向器,二、转向器的构造及工作原理3.蜗杆曲柄指销式转向器,47,2.2 机械转向器二、转向器的构造及工作原理47,2.2 机械转向器,3.蜗杆曲柄指销式转向器目前汽车使用的蜗杆曲柄指销式转向器多数是双指销式，即有两个指销。,48,2.2 机械转向器3.蜗杆曲柄指销式转向器48,2.2 机械转向器,三、转向器检修 1.齿轮齿条式转向器检修零件出现裂纹应更换

14、，横拉杆、齿条应进行隐伤检验，转向齿条的直线度误差不得大于0.30 ，齿面上无疲劳剥落及严重的磨损，转向齿轮轴承。,49,2.2 机械转向器三、转向器检修49,2.2 机械转向器,三、转向器检修 2.循环球式转向器检修转向螺杆与转向螺母钢球滚道，配合间隙不大于0.10mm，转向螺杆应进行隐伤检查，转向螺杆的支撑轴颈修整：锥角磨削、刷镀耐久性100 000km摇臂轴颈磨损逾限，更换，摇臂与摇臂轴装配记号对正。,50,2.2 机械转向器三、转向器检修螺杆螺母外齿条齿扇螺母50,2.3 转向操纵机构,一、转向操纵机构的功用 转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。,51,2.3 转向操纵机

15、构一、转向操纵机构的功用51,2.3 转向操纵机构,一、转向操纵机构的功用 转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。,功用：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。,52,2.3 转向操纵机构一、转向操纵机构的功用功用：产生转动转向,2.3 转向操纵机构,二、转向操纵机构的基本组成,53,2.3 转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成53,2.3 转向操纵机构,二、转向操纵机构的基本组成转向盘组成：轮缘 、 轮毂、轮辐轮毂内花键与转向轴连接。自由行程调节,54,2.3 转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成上装有喇叭按钮,2.3 转向操纵机构,二、转向操纵机构的基本

16、组成1.转向盘,55,2.3 转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成55,2.3 转向操纵机构,二、转向操纵机构的基本组成转向盘,56,2.3 转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成56,2.3 转向操纵机构,二、转向操纵机构的基本组成转向盘小号 35-36CM 宽10cm 11cm适合车型：吉利系列、昌河系列、丰田威驰、夏利威姿、雅酷、奥拓、羚羊中号 37-38CM 宽10cm 11cm 适合车型：本田系列、日产系列、马自达系列、奥迪系列、福特系列、东风系列、现代系列、丰田、宝来、捷达等大号 39-40CM 宽10cm 11cm 适合车型：奔驰、宝马7系、别克GL8、别克君威客货车 42 4

17、5 47 49,转向盘检查,57,2.3 转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成转向盘检查57,2.3 转向操纵机构,转向柱现代汽车通常在转向操纵机构上增设相应的安全、调节装置，主要反映在转向柱上，即安全式转向柱和可调节式转向柱。安全式转向柱,58,2.3 转向操纵机构转向柱58,2.3 转向操纵机构,转向柱,59,2.3 转向操纵机构转向柱59,2.3 转向操纵机构,拓展：被动安全,安全气囊,安全 带,调制玻璃,转向 柱,爆胎应急,GOA车身,60,2.3 转向操纵机构拓展：被动安全安全安全调制转向爆胎GOA,2.3 转向操纵机构,拓展：被动安全GOA车身(1) 驾驶室的变形量。(2) 车门

18、打开。(3)能量吸收机构二次碰撞。安全带第一时刻把人按在座椅上。 适度放松，待冲击力峰值过去，适当放松安全带。,61,2.3 转向操纵机构拓展：被动安全61,2.3 转向操纵机构,拓展：被动安全安全气囊安全充气大约需要0.03秒 ，安全气囊弹开充气的速度可高达320公里/小时,62,2.3 转向操纵机构拓展：被动安全62,2.3 转向操纵机构,拓展：被动安全,安全气囊,安全 带,调制玻璃,转向 柱,爆胎应急,GOA车身,63,2.3 转向操纵机构拓展：被动安全安全安全调制转向爆胎GOA,2.3 转向操纵机构,转向柱包括转向轴和转向柱管。安全式转向柱（1）可分离式安全转向操纵机构,1一下转向轴;

19、2一上转向轴;3一转向柱管;4一可折叠安全元件;5一转向盘;6一凸缘;7一驱动销;8一半月形凸缘盘,64,2.3 转向操纵机构转向柱1一下转向轴;2一上转向轴;3一转,2.3 转向操纵机构,（2）缓冲吸能式转向操纵机构网状管柱变形式,1一塑料销;2一上转向轴;3一下转向轴;4一凸缘盘;5一下托架;6一转向柱管;7一塑料安全销;8一上托架,65,2.3 转向操纵机构（2）缓冲吸能式转向操纵机构1一塑料销;,2.3 转向操纵机构,（2）缓冲吸能式转向操纵机构网状管柱变形式,66,2.3 转向操纵机构（2）缓冲吸能式转向操纵机构66,2.3 转向操纵机构,钢球滚压变形式,1一转向器总成;2一挠性联轴

20、节;3，13一下转向柱管;4，14一上转向柱管;5一车身;6，10一橡胶垫;7，11一转向柱管托架;8一转向盘；9，16一上转向轴；12，17一塑料销钉；15一下转向轴；18一钢球,67,2.3 转向操纵机构钢球滚压变形式1一转向器总成;67,2.3 转向操纵机构,波纹管变形吸能式,68,2.3 转向操纵机构波纹管变形吸能式68,2.3 转向操纵机构,转向柱,69,2.3 转向操纵机构转向柱69,2.3 转向操纵机构,2.转向柱可调节式转向柱（倾角+长度）,70,2.3 转向操纵机构2.转向柱70,2.3 转向操纵机构,可调节式转向柱正确的握方向盘姿势为握住9点和3点方向，胳膊自然弯曲。,71

21、,2.3 转向操纵机构可调节式转向柱71,2.3 转向操纵机构,可调节式转向柱 视频：转向柱调节方法1、方法2手臂与方向盘之间距离调整，图中需向下调，手臂与肩部接近平行,72,2.3 转向操纵机构可调节式转向柱 视频,2.4 转向传动机构,一、转向传动机构的功用、要求及分类,73,2.4 转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类73,2.4 转向传动机构,一、转向传动机构的功用、要求及分类 功用：,要求：较大的刚度和强度 ，吸收振动、缓冲,74,2.4 转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类要求：,2.4 转向传动机构,一、转向传动机构的功用、要求及分类 分类：,75,2.4 转

22、向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类75,2.4 转向传动机构,一、转向传动机构的功用、要求及分类 分类：,76,2.4 转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类76,2.4 转向传动机构,二、转向传动机构的组成和构造与非独立悬架配用的转向传动机构,77,2.4 转向传动机构二、转向传动机构的组成和构造77,2.4 转向传动机构,1）转向摇臂,78,2.4 转向传动机构 1）转向摇臂螺杆螺母外齿条,2.4 转向传动机构,1）转向摇臂,安装标记位置及形式？,79,2.4 转向传动机构 1）转向摇臂安装标记位置及,2.4 转向传动机构,2）转向直拉杆 承受压力及拉力，传力、缓冲。 两

23、侧均采用球头连接 不发生运动干涉,80,2.4 转向传动机构2）转向直拉杆80,2.4 转向传动机构,2）转向直拉杆,81,2.4 转向传动机构2）转向直拉杆81,2.4 转向传动机构,3）转向横拉杆其特点是长度可调，通过调整横拉杆的长度，可以调整前轮前束。,82,2.4 转向传动机构 82,2.4 转向传动机构,3）转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边。,横拉杆端部检查,83,2.4 转向传动机构 3）转向横拉杆横拉杆端部检查83,2.4 转向传动机构,4）转向节臂与梯形臂,84,2.4 转向传动机构 4）转向节臂与梯形臂84,2.4 转向传动机构,4）转向节臂与梯形臂 转向节臂和梯形臂

24、带锥形柱，另端带有锥形孔，紧固后插入开口销将螺母锁住。,85,2.4 转向传动机构 4）转向节臂与梯形臂85,2.4 转向传动机构,5）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，影响汽车的稳定性，舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。 转向减振器的一端与车身（或前桥）铰接，另一端与转向直拉杆（或转向器）铰接。,86,2.4 转向传动机构 5）转向减振器 86,2.4 转向传动机构,与独立悬架配用的转向传动机构 转向传动机构中的转向梯形必须断开。 与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器。,87,2.4 转向传动机构与独立悬架配用的转向传动机构87,2.4 转向传动机构,上海桑塔纳轿车的转

25、向传动机构。转向齿条端输出动力，输出端铣有平面并钻孔，用两个螺栓与转向支架连接。支架下端的两个孔分别与左、右转向横拉杆总成的内端相连横拉杆外端的球头销分别与左、右转向节臂连接。通过调节杆可以改变两根横拉杆总成的长度，以调整前束。,88,2.4 转向传动机构 上海桑塔纳轿车的转向传动机构。转向,2.4 转向传动机构,当采用循环球式转向器时，转向传动机构的杆件较多。,89,2.4 转向传动机构 当采用循环球式转向器时，转向传动机,2.4 转向传动机构,90,2.4 转向传动机构90,2.4 转向传动机构,转向系拆卸与维修,91,2.4 转向传动机构转向系拆卸与维修91,2.5 四轮转向,4ws（4

26、 Wheel Steering）,2019底特律车展展出两颗心脏的Jeep Hurricane,日本2019年Puyo的都会概念车，铡刀式车门,92,2.5 四轮转向4ws（4 Wheel Steering）,2.5 四轮转向,基本名词：4WS (4 Wheel Steering)，2WSAS (Active Steering) 主动转向系统SBW (Steering-by-Wire System) 电子转向系统EPS (Electronic Power Steering) 电控助力转向EHPS (electronic hydrostatic power steering) 电控液压助力转向

27、HPS,93,2.5 四轮转向基本名词：93,2.5 四轮转向,xws,苏联79221运输车，7组14轮转向 宝马750li,四轮转向综述,94,2.5 四轮转向xws,苏联79221运输车，7组14轮转向,2.5 四轮转向,三种运行方式：负（逆）相、中相、正相。低速行驶时后轮转弯方向与前轮相反，这就是负相。中速行驶时，后轮笔直而保持中相。高速行驶时，后轮处于正相。,95,2.5 四轮转向三种运行方式：负（逆）相、中相、正相。95,2.5 四轮转向,优点：首先，缩小车辆低速转向时的转弯半径。缩小转弯半径达20%。操纵及泊车敏捷性。 其次，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，有效

28、降低/消除侧滑几率，提高稳定性及安全性，缓解驾驶者在各种路况下（尤其是在风雨天）高速驾车的疲劳程度。 再次，提高了车辆的挂车能力。,96,2.5 四轮转向优点：96,2.5 四轮转向,分类：,97,2.5 四轮转向分类：97,2.5 四轮转向,组成：,机械式四轮转向系的组成1-后轮转向取力齿轮箱 2-转向盘 3-后轮转向传动轴 4-后轮转向器,98,2.5 四轮转向组成：机械式四轮转向系的组成98,2.5 四轮转向,1)后轮转向取力齿轮箱 后轮转向取力齿轮箱中只有一对齿轮齿条传动机构，其齿条与前轮转向器中的齿条共用。,后轮转向取力齿轮箱1-小齿轮输出轴 2-齿条,99,2.5 四轮转向1)后轮

29、转向取力齿轮箱后轮转向取力齿轮箱99,2.5 四轮转向,2)后轮转向器,后轮转向器的工作原理1-偏心轴 2-齿圈（固定） 3-行星齿轮 4-滑块 5-转向横拉杆 6-导向块 7、8-偏心轴,四轮转向结构和功能,100,2.5 四轮转向2)后轮转向器 后轮转向器的工作原理四轮转,机械转向系统常见故障检修,转向不灵敏转向沉重行驶跑偏低速摆振高速摆振单边转向不足,101,机械转向系统常见故障检修转向不灵敏101,转向不灵敏,故障现象故障原因转向器转向传动机构其他故障诊断与排除,102,转向不灵敏故障现象102,103,103,转向沉重,故障现象故障原因转向器转向传动机构前桥和车轮其他部位诊断与排除,104,转向沉重故障现象104,105,105,转向轮低速摆振,故障现象故障原因诊断与排除,106,转向轮低速摆振故障现象106,107,107,高速摆振,故障现象故障原因诊断与排除,108,高速摆振故障现象108,109,109,行驶跑偏,故障现象故障原因诊断与排除,110,行驶跑偏故障现象110,111,111,单边转向不足,故障现象故障原因诊断与排除,112,单边转向不足故障现象112,113,113,Thank You !,Thank You !,谢谢,谢谢,