POLO轿车转向系统故障及诊断论文

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毕业设计
设计题目：POLO轿车转向系统故障与诊断
摘要
汽车的转向系统的性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的平安行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身平安、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。

总数了国内外转向系统的研究开展，介绍了各转向系统的构造原理及其关键技术并提出汽车转向系的开展趋势。

如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题。

在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。

汽车开展了一百多年，其转向系统也从最初的纯机械系统开展到现在的助力转向及其电子转向。

通过大量的数据及实践我们找到了各种转向系统的优劣，但汽车转向系统每一次的变革都使整车的操控性、平安性上升了一个高度。

关键词：转向系统电动助力转向转向车轮线控电子转向
目录
摘要 (Ⅱ)
1、概述 (1)
1．1什么是汽车转向系统……………………………………………
1．2汽车转向系统的开展概况……………………………………………
2、汽车转向系统的构造组成及工作原理 (1)
2.1汽车转向系统的构造组成………………………………………………………
2．1．1转向操纵机构……………………………………………
2．1．2转向器(4种)……………………………………………
2．1．3转向传动机构……………………………………………
2.2汽车转向系统的工作原理………………………………………………………
3、汽车转向系统的维护………………………………………………………
4、汽车转向系统的故障诊断………………………………………………………
4．1机械转向系统故障诊断……………………………………………
4．2动力转向系故障诊断……………………………………………
5、案例 (8)
5．1
5. 2
总结 (9)
致谢 (11)
参考文献 (12)
1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)。

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平安至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。

汽车转向系统和制动系统都是汽车平安必须要重视的两个系统。

1.2 转向系统的开展概况
1.2.1开展综述
转向系统是整车系统中必不可少的最根本的组成系统，驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进方向，从而实现自己的驾驶意图。

一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的开展而不断前进。

到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。

汽车转向系统也随着汽车工业的开展历经了长时间的演变。

1.2汽车转向系统的开展概况
传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。

随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开场。

汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。

液压助力系统HPS〔Hydraulic Power Steering〕是在机械式转向系统的根底上增加了一个液压系统而成。

该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一局部发动机能量提供汽车前进的动能，另外一局部那么为液压系统提供动力。

由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。

这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向
盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件。

转向系统因此进入了电子控制时代，相应的就出现了电液助力转向系统。

电液助力转向可以分为两类：电动液压助力转向系统EHPS〔Electro-Hydraulic Power Steering〕和电控液压助力转向ECHPS〔Electronically Controlled Hydraulic Power Steering〕。

电动液压助力转向系统是在液压助力系统根底上开展起来的，与液压助力系统不同的是，电动液压助力系统中液压系统的动力来源不是发动机而是电机，由电机驱动液压系统，节省了发动机能量，减少了燃油消耗。

电控液压助力转向也是在传统液压助力系统根底上开展而来，它们的区别是，电控液压助力转向系统增加了电子控制装置。

电子控制装置可根据方向盘转向速率、车速等汽车运行参数，改变液压系统助力油压的大小，从而实现在不同车速下，助力特性的改变。

而且电机驱动下的液压系统，在没有转向操作时，电机可以停顿转动，从而降低能耗。

为了躲避电液助力转向系统的缺点，电动助力转向系统EPS〔Electric Power Steering〕便应时而生。

它与前述各种助力转向系统最大的区别在于，电动助力转向系统中已经没有液压系统了。

原来由液压系统产生的转向助力由电动机来完成。

现如今在某些概念车上又有了一种电子转向系统。

它取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，改而由方向盘模块、转向执行模块和主控制器ECU三个主要局部以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成。

其开展前景非常可观。

2、汽车转向系统的构造组成及工作原理
2.1汽车转向系统的构造组成
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局部组成。

l.转向盘2.平安转向轴3.转向节4.转向轮5.转向节臂6.转向横拉杆7.转向减振器8.机械转向器
上图是一种机械式转向系统。

驾驶员对转向盘1施加的转向力矩通过转向轴2输入转向器8。

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1、2级减速传动副〔右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副〕。

经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，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。

2.1.1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。

2.1.2转向器
〔1〕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。

3.2.1齿轮齿条式转向器的构造原理
齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间〔或单端〕输出式两种。

1.转向横拉杆
2.防尘套
3.球头座
4.转向齿条
5.转向器壳体
6.调整螺塞
7.压紧弹簧
8.锁紧螺母
9.压块10.万向节11.转向齿轮轴12.向心球轴承13.滚针轴承两端输出的齿轮齿条式转向器如图d-zx-5所示，作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中，其上端通过花键与万向节*10和转向轴连接。

与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相连。

弹簧7通过压块9将齿条压*在齿轮上，保证无间隙啮合。

弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整。

当转动转向盘时，转向器齿轮11转动，使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。

中间输出的齿轮齿条式转向器如图d-zx-6所示，其构造及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器根本一样，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉
杆7相连。

在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。

1.万向节*
2.转向齿轮轴
3.调整螺母
4.向心球轴承
5.滚针轴承
6.固定螺栓
7.转向横拉杆
8.转向器壳体
9.防尘套10.转向齿条11.调整螺塞12.锁紧螺母13.压紧弹簧14.压块3.2.2循环球式转向器简介
循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的构造型式之一，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。

为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。

转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。

二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。

螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。

转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中。

导管内也装满了钢球。

这样，两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球“流道〞。

转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。

同时，在螺杆
及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“球流〞。

在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。

循环球式转向器的特点是：
a效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线。

b布置方便。

特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。

c可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。

中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。

大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。

由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。

d通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。

并且该转向器可以被设计成具有等强度构造，这也是它应用广泛的原因之一。

e变速比构造具有较高的刚度，特别适宜高速车辆车速的提高。

高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性，必须保证转向器具有较高的刚度。

f间隙可调。

齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有适宜的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，也是这种转向器的优点之一。

3.2.3蜗杆曲柄指销式转向器简介
蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。

转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。

8、总结
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开展和汽车电子价值含量的迅速提高，我国汽车电动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，国产汽车电动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动转向系统这一领域，我国必定占有一席之地。

致谢
本文是在XX工业职业技术学院X玉虹教师的亲切关心和悉心指导下完成的。

我所做的课题有一定难度，遇到了不少困难，为此X教师倾注了大量心血来指导我，帮助我。

在向X教师学习的日子里，她那献身教育事业的精神，一心为学生的高尚风格深深地感动着我。

还有她那严谨的学习态度、XX的工作作风、积极的进取精神、渊博的科学知识将永远是我学习的典范，并使我受益终身。

在此向我尊敬的X玉虹教师表示我真挚与衷心的感谢。

我还要衷心地感谢在我学习期间为我答疑释惑、提供帮助的教师和同学们。

在此我向他们表达我诚挚的感谢之情。

今后我将把毕生的精力、全部的智慧，满腔的热忱投入工作，为回报母校、教师、朋友、家人的关心与厚爱而努力拼搏，做出自己的奉献。

主要参考文献
[1]?汽车电动助力转向技术的开展现状与趋势?林逸、施国标公路交通科技，2001．6.2．
[2] ?A16-汽车转向系统维修实例? X波、朱俊科技文献，2011.02.20．
[3]?汽车转向悬架制动系统使用与维修问答? 齐志鹏、洪湘金盾．2006.10.
[4] ?电动式动力转向系统(EPs)原理浅析? 郭丽萍城市公共交通2003．6．
[5] ?群众POLO之转向系? 维修手册。