模块三 汽车转向系

模块三 汽车转向系
Hale Waihona Puke 一、转向器操纵机构汽车转向操纵机构主要有转向盘、转向轴及转向管柱等机件 组成。如图3-3-1所示为东风EQ1090E 型汽车转向操纵机构。
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图3-3-1 东风EQ1090E 型汽车转向操纵机构
1-转向盘 2-转向柱管 3-橡胶垫 4-转向柱管支架 5-转向柱管支座 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 15-转向轴 16-转向节衬套 17-电喇叭按钮盖 18-搭铁接触板组件
3. 可分离式安全转向操纵机构
上海桑塔纳轿车采用了可分离式安全转向操纵机构，如图3-
3-3a所示。3-3-3b为转向盘受撞击时，安全元件被折叠、压缩和
安全连轴节脱开使转向柱产生轴向移动的情形。一汽红旗、奥迪 轿车的转向操纵机构与此类似，如图3-3-4 所示，只是无可折叠
的安全元件。
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4. 缓冲吸能式转向操纵机构 （1）网状管柱变形式
这种转向操纵机构的转向轴分为上下两段，如图3-3-5a所示。 当转向管柱受到来自上端的冲击力后，会再次被轴向压缩变形并 消耗冲击能量，如图3-3-5b所示。
（2）钢球滚压式形式
图3-3-6a所示为一种用钢球连接的分开式转向柱。当发生第 一次碰撞时，将连接上、下转向轴的塑料销钉切断，下转向轴便
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2. 工作过程
工作过程如图3-2-5所示。
3. 特点
采用齿轮齿条式转向
器可以使转向传动机构简 化（不需转向摇臂和转向 直拉杆等），转向传动机 构简单，齿轮齿条无间隙
图3-2-5 转向系工作过程
1-转向盘 2-转向轴 3-右前转向轮 4-转向拉臂 5-右拉杆 6-悬架立柱 7-左拉杆 8-右拉臂 9-左前转向轮
图3-1-4 双轴汽车转向示意图
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1. 结构
图3-2-4所示为齿轮齿条式转向器的结构分解图。
图3-2-4 齿轮齿条式转向器的结构分解图
1-防尘罩挡圈 2-波纹防尘罩 3-卡箍 4-调整螺钉 5-盖板 6、12、14、19、22-密封圈 7-弹簧座 8-推力弹簧 9-压块 10、18-端盖 11-齿轮 13-滚针轴承 15-铭牌 16-壳体 17-缸筒 20-齿条 21-衬套 23-卡环 24-油封座 25-挡圈
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（3）循环球转向器的装配与调整
1）安装转向螺杆组件（见图3-2-9）。 2 ）装入钢球后，转动螺母的轴向窜动量不得大于 0.10mm 。 3）将轴承内圈压在转向螺杆的轴颈上。 4）组装摇臂轴。
5）安装转向器上盖、下盖。
6）安装转向器侧盖。 7）调整转向器啮合间隙。
图3-2-9 钢球的装入
图3-2-7 拆下导管
图3-2-8 排除钢球
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（2）循环球式转向器主要零件的检修
1）转向器壳体的检修 ① 壳体、侧盖产生裂纹更换。
② 修整壳体变形。
2）转动螺杆与转向螺母的维修 ① 转向螺杆与转向螺母的钢球滚道无疲劳磨损、划痕
等耗损，钢球与滚道的配合间隙不得大于0.10mm。
② 总成修理时，应检查转向螺杆的隐伤，若产生隐伤、 滚道疲劳剥落、三角键有台阶形损伤或扭曲，应更
机构、转向器和转向传动机构三部分组成，如图3-1-1所示。
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图3-1-1 转向系示意图
1-转向盘 2-转向轴 3-转向万向节 4-转向传动轴 5-转向器 6-转向摇臂 7-转向直拉杆 8-转向节臂 9-左转向节 10-左梯形臂 11-转向横拉杆 12-右梯形臂 13-右转向节
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杆的长度，以保证转向轮前束正确。
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图3-2-10 预紧力调整机构一
1-转向器壳体 2-导块 3-盖 4-导块压紧弹簧 5-固定螺母 x -盖与壳体的间隙
图3-2-11 预紧力调整机构二
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 7-球轴承 8-转向器壳体 9-转向齿轮
图3-3-3 上海桑塔纳轿车可分离式安全转向操纵机构
1-下转向轴 2-上转向轴 3-转向管柱 4-可折叠安全元件 5-转向盘 6-凸缘 7-驱动销 8-半月形凸缘盘
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图3-3-4 一汽红旗、奥迪轿车转向操纵机构
1-驱动销 2-转向器 3-下转向轴 4-上转向轴 5-转向盘
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三、两侧转向轮偏转角之间的理想关系
由图 3-1-4 可见，内转向轮偏转 角 β 应大于外转向轮偏转角 α。在车 轮绝对刚体的假设条件下，角 α 和 角β的理想关系应该是:
B cot cot L
式中, B—两轮主销轴线与地面 交点之间的距离； L—汽车轴距。
图3-1-4 双轴汽车转向示意图
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用来改变或恢复汽车行驶方向的系统，称为汽车转向系。
一、转向系的功用与组成
汽车转向系一般由转向操纵机构、转向器和转向传动机构 三部分组成，但随着转向系的类型不同，其结构组成又有所 差异。
二、转向系的类型
1. 机械转动系
机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，一般由转向操纵
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四、转向系角传动比
转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比 i1 称为 转向器角传动比。转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向 节的转角相应增量之比 i2称为转向传动机构角传动比。转向盘 转角增量与同侧转向节的转角相应增量之比则为转向系角传动 比，以iW表示。显然 iW = i1i2。
拆卸分解中，应先在转向齿条端头与横拉杆连接处打上安装
标记；然后，拆卸转向齿条端头，但不能碰伤转向齿条的外表面；
拆下转向齿条导块组件后，拉住转向齿条，使齿对准转向齿轮， 再拆卸转向齿轮；最后抽出转向齿条。
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（2）主要零件的检修
1）零件出现裂纹应更换，横拉杆、齿条在总成修理时应进行 隐伤检验。 2）转向齿条的直线度误差不得大于0.30mm。 3）齿面上无疲劳剥蚀及严重磨损，若出现左右大转角时转向 沉重，且又无法调整时应更换。 4）更换转向齿轮轴承。
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2. 动力转向系
动力转向系是兼用驾驶员体 力和发动机动力为转向能源的
转向系，是在机械转向系基础
上加设一套转向加力装置而成 的。转向助力装置包括转向油
罐、转向油泵、转向控制阀和
转向动力缸等。图3-1-2为使用 循环球式动力转向系示意图， 图3-1-3为使用齿轮齿条转向器 的液压动力转向示意图。
式转向器的结构分解图。
图3-2-1 循环球转向器基本原理
1-螺杆 2-钢球 3-齿扇4-螺母-齿条 5-导管
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图3-2-2 循环球转向器的结构分解图
1、19、11、22-密封圈 2、20-推力球轴承 3-螺母-齿条 4-螺杆 5-加油口螺塞 6-壳体 7-扇齿（垂臂轴） 8、21-衬套 9-啮合间隙调整螺钉 10-垫块 12、18-调整垫片 13-侧盖 14-锁紧螺母 15-螺栓 16、25-弹簧垫圈 17-下盖 23-垂臂 24-平垫片 26-垂臂锁紧螺母
图3-1-2 动力转向系示意图
1-转向盘 2-转向轴 3-转向控制阀 4-转向螺杆 5-齿条螺母 6-扇齿 7-摇臂 8-转向主拉杆 9-转向节 10-转向横拉杆 11-转向梯形臂 12-转向油罐 13-转向油泵 R-右转向动力腔 L-左转向动力腔
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图3-1-3 使用齿轮齿条式转向器的液压动力转向系示意图
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1. 转向盘
转向盘又称方向盘，安装在驾驶室内，如图3-3-2所示。
图3-3-2 转向盘
1-轮圈 2-轮辐 3-轮毂
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2. 转向轴
转向轴多用无缝钢管制成，它的上部用轴承或衬套支撑在转
向管柱内，下部支撑在固定支架内的轴承中，轴承下端装有弹簧，
可自动消除转向管柱与转向轴之间的轴向间隙，下端与转向万向 节相连。
套在上转向轴上向上滑动，如图3-3-6b所示。
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图3-3-5 网状管柱变形式转向操纵机构
a）碰撞前 b）碰撞后 1-塑料销 2-上转向轴 3-下转向轴 4-凸缘盘 5-下托架 6-转向管柱 7-塑料安全销 8-上托架
啮合，无需调整，而且逆
传动效率很高。
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三、转向器的拆装及检修
1. 循环球式转向器的拆装及检修 （1）拆除
1）在车上拆下循环球式转向器的转向垂臂、万向节叉的锁
紧螺母；将转向器总成从车上拆下并卸下通气塞，放出 转向器内的润滑油。 2）将转向臂轴转到中间位 置。再拧下侧盖的4个紧 固螺栓，用软质锤或铜 棒轻轻敲打转向臂端头， 取出侧盖和转向臂轴总 成，如图3-2-6所示。
（1）转向操纵机构
由转向盘、转向轴、转向万向节、转向传动轴组成，其功用
是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
（2）转向器
转向器是一个减速增矩机构，其功用是增大由转向盘传到转
向节的力，并改变力的传动方向。目前常用的有齿轮齿条式、循 环球式转向系。
（3）转向传动机构
由转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、左右转向节、转向横 拉杆、左右梯形臂等组成。其功用是将转向器输出的力和运动传 递到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，以实现汽车转向。
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（3）齿轮齿条式转向器的装配与调整
1）安装转向齿轮。
2）装入转向齿条。 3）安装齿条衬套。 4）装入转向齿条导块、隔环、导块压紧弹簧、调整螺塞（弹簧帽） 及锁紧螺母。 5）调整转向齿条与转向齿轮的啮合间隙(见图3-2-10和图3-2-11)。 6）安装垫圈和转向齿条端头。 7）安装横拉杆和横拉杆端头，并按原厂规定检查调整左、右横拉
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转向器是转向系的减速传动装置，一般有 1 ～2 级减速传动副。
其功用是增大转向盘传到转向轮上的转向转矩，并改变力的传递
方向。 转向器的种类按其结构形式可分为循环球式和齿轮齿条式两 种；按转向器作用力的传递情况分为可逆式、不可逆式、极限可 逆式三种。
转向器传动效率是指转向器输出功率与输入功率之比。
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8）安装摇臂时，应注意摇臂与摇臂轴二者的装配记号对正， 应特别注意摇臂固定螺母应确实做到紧固、锁止可靠。 9）按原厂规定加注润滑油。 10）有条件时，应检查转向器反驱动转矩（转向轴处于空载 状态时，使摇臂轴转动的转矩），转向器的反驱动转矩 应符合原厂规定。
2. 齿轮齿条式转向器拆装及检修 （1）拆除
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2. 调整
传动副齿条与齿扇之间的啮合间隙是通过双向调整螺钉
来调整的。调整螺钉的圆柱形端头嵌在齿扇轴内端的切槽内，
其螺纹部分在侧盖外，并用锁紧螺母锁紧。将螺钉旋入，则 啮合间隙减少；反之则啮合间隙增大。
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二、齿轮齿条 式转向器
齿轮齿条传动是一种简单的机械转动，齿轮旋转就可带动齿条 轴向移动，如图3-2-3所示。
转向盘自由行程是转向盘为消除转向系各传动件之间的装配 间隙、克服弹性变形所空转过的角度称为转向盘自由行程。
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一、循环球式转向器
如图3-2-1所示，循环球
式转向器一般由两套传动副 组成，一套是螺杆螺母传动 副，另一套是齿条齿扇传动 副，螺杆、螺母之间有循环 钢球。
1. 构造
如图 3-2-2 所示为循环球
换。
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③ 转向螺杆的支承轴颈若产生疲劳磨损，会引起明显的
转向盘沉重、转向迟钝，可按原厂规定的锥角磨削修 整轴颈，然后刷镀修复或直接更换。
3）摇臂轴的检修
① 总成修理时，必须进行隐伤检验，产生裂纹后更换， 不许焊修。
② 轴端花键出现台阶形磨损、扭曲变形，应更换。
③ 支承轴颈磨损逾限，应更换。
图3-2-6 拆下侧盖和转向臂轴
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3）拧下转向器底盖4个紧固螺栓，用铜棒轻轻敲转向螺杆的一侧， 取下底盖。 4）从壳体中取出转向螺杆及转向螺母总成。 5 ）螺杆及螺母总成如无异常情况，尽量不要解体。必须解体时， 先拧下 3 个固定导管夹的螺钉，拆下导管，如图3-2-7 所示。 握紧螺母，慢慢转动螺杆，排出全部钢球，如图3-2-8所示。
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五、对转向系的要求
（1）工作可靠，转向系统中的零件应具有足够的强度和刚 度，以确保汽车安全行驶。 （2）操纵轻便灵活，以减经驾驶员的劳动强度和保证安全
行驶。
（3）汽车转弯时，车轮应有正确的运动规律，以保证轮胎 的纯滚动而无滑动。 （4）转向器有适当的可逆传感性。 （5）维修简单。