汽车动力转向系统毕业论文012916.docx

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汽车动力转向系统毕业论文012916

汽车动力转向系的原理与检修⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

1.1什么是汽车转向系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

1.2汽车动力转向系统概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4

1.3转向动力系统工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8

2汽车动力转向系统的故障诊断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

2.1动力转向系故障诊断⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10

2.2转向系仪器检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13

3对汽车动力转向系统的故障进行维修⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16

4结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22谢辞⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24

摘要

本文阐述了汽车动力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，用实际更好的理解所学内容。

关键词：

汽车动力转向系统，工作原理，故障，维修。

绪论

汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。

起作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。

因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。

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（steeringsystem）。

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。

汽车转向系统和制动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动助力动力转向系统。

1.2.1动力转向系统概述

动力转向系统是利用发动机的动力来帮助司机进行转向操纵的装置，它把发动机的能量转换成液压能（电能或气压能），再把液压能（电能或气压能）转换成机械能作用在转向轮上帮助司机进行转向，故应称之为动力助力转向系统。

它最初主要是为了减小司机施加到方向盘上的转向力而应用到汽车上的。

从本世纪30年代开始在汽车上应用动力转向系统。

当时，主要是在重型汽车上安装，采用的动力源包括气压和液压。

到目前为止，气压动力转向已被淘汰，最广泛的应用的是液压动力转向，另外还有刚开始推广应用的电动动力转向。

目前在国内外不但重型车装用动力转向系统，而且在轻型车和轿车上也极普遍的应用。

从50年代起，各汽车工业发达国家就竞相发展动力转向装置。

出现了许多生产动力转向器和转向油泵的专业厂家，并且已将产品系列化。

1、动力转向系统的优点：

（1）减轻方向盘上的转向力，特别是在原地转向和低速大转角转向时减小转向力；

（2）提高了转向灵敏性。

从汽车转向系统设计的两个主要要求即转向轻便与转向灵敏这一矛盾出发，现在动力转向解决了转向轻便问题，从而使得转向器设计可以根据整车布置的不同要求，选择更为合适的转向器速比以提高转向系统的灵敏性，也即是可以更合理地选择方向盘的圈数。

这一点对于经常在山区多弯（尤其是多急弯）公路上行驶的汽车，效果更为明显；

（3）减小了地面反冲对方向盘的影响；

（4）在某个车轮爆破的情况下，可以更好地阻止车轮的突然转向，从而改善安全性；

（5）转向车轮的允许负荷较大，可以增加总布置的自由度。

2、对动力转向系统的期望

（1）安全性：

要有足够的使用寿命。

即使在动力转向系统失效的情况下，车辆仍然具有转向的能力。

（2）敏感性：

除了在各种行驶情况下都能提供足够的动力助力外，还应该在方向盘上保持足够的路感。

（3）维修保养性：

维修保养性要好。

1.2.1转向器结构与性能的分析比较和选型

（1）动力转向按其动力源可分为三类：

1、气压式

2、液压式

3、电动式

目前气压式已经淘汰，电动式在国外已经开始实际应用，国内则尚处于开发阶段，而使用最多的是液压式，其中还包括了增加电子控制系统的速度感应式动力转向器。

（2）液压式动力转向系统按其布置型式分为：

（1）、整体式--机械转向机、控制阀、助力缸包含在一个总成

内。

（2）、分置式--机械转向机与助力缸分开。

1.2.2转向操纵机构

图1-2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。

1.2.3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。

1.2.4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向节臂的相对运动都是空间运动，为了不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。

图1-5

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

1.2.5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（转向轮绕主销轴线往复摆动，甚至引起整车车身的振动），这不仅影响汽车的稳定性，而且

还影响汽车的舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。

在转向传动机构中设置转向减振器是克服转向轮摆振的有效措施。

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。

1.3汽车动力转向原理

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O转动，如图1-4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O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：

由转向中心O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max时，转弯半径R最小。

在理想情况下，最小转弯半径Rmin与max的关系为：

Rmi

动力转向系统的工作原理

动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的。

如下图，转向油泵6安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并向外输出液压油。

转向油罐5有进、出油管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀2联接。

转向控制阀用以改变油路。

机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。

当汽车直线行驶时，转向控制阀2将转向油泵6泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。

当汽车需要向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与R腔接通，将L腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左、右轮向右偏转，从而实现右转向。

向左转向时，情况与上述相反。

液压动力转向系统示意图

l.转向操纵机构2.转向控制阀3.机械转向器与转向动力缸总成4.转向传

动结构5.转向油罐6.转向油泵R.转向动力缸右腔L.转向动力缸左腔

2汽车转向系统的故障诊断

2.1动力转向系故障诊断

为了操纵轻便，转向灵敏和提高行车安全，目前高级乘用车、豪华客车和重型货车广泛

图2-2机械转向系转向轮抖动常见故障原因的诊断流程采用了动力转向系。

动力转向系一般是在机械转向系的基础上加装转向助力装置；常用的助力装置是液压式，主要由转向泵、动力油缸、控制阀、转向油罐和油管等组成。

动力转向系的常见故障部位主要有：

转向盘自由行程、转向传动机构连接处、转向器、转向泵、控制阀、油管接头等。

动力转向系的常见故障主要是转向沉重和转向噪声。

2.2.1转向沉重

2.2.1.1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。

2.2.1.2故障主要原因及处理方法转向沉重故障一般由液压转向助力系统失效或助力不足，机械传动机构损坏或调整不当引起。

具体原因主要是：

1转向油罐油液油量不足或规格不对，应使用正确的油液并调整到规定高度。

2油路堵塞或不畅，应予检修。

③油路中有泄漏现象，应予检修排除。

④油路中有空气，应予排气。

⑤转向泵传动带损坏或打滑，应予调整或更换。

⑥调节阀失效，使输出压力过低，应予更换或调整。

⑦转向机构调整不当，应予调整等。

2.2.1.3故障诊断方法检查转向油罐中油液是否不足，规格是否不对和有无气泡，检查管接头有无松动，转向泵传动带张紧力是否正常。

将转向盘向左右极限位置来回转动，如果左右转向都沉重，故障在转向泵、液压缸或转向传动机构；如果左右转向助力不同，故障在控制阀。

详见图2-3所示动力转向系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程。

图2-3动力转系转向沉重助力部分常见故障原因的诊断流程

2.2.2转向噪声

2.2.2.1故障现象汽车转向时，转向系出现过大的噪声。

2.2.2.2故障主要原因及处理方法

装有动力转向系的汽车，在发动机起动后，转向助力泵的溢流阀中出现液流噪声是正常的，但噪声过大甚至影响转向性能时，该噪声应视为故障。

因助力系统引起转向噪声的原因主要是：

1转向泵损坏或磨损严重，应予修理或更换。

2转向泵传动带打滑，应予调整或更换。

3控制阀性能不良，应予检修。

4系统中渗入空气，应予排气。

5管道不畅，应予检修等。

2.2.2.3故障诊断方法转向时发出“咔哒”声，在已排除转向泵叶片噪声的情况下，则由转向泵带轮出现松动引起。

转向时发出“嘎嘎”声，由转向泵传动带打滑引起。

转向时转向泵发出“咯咯”声，是由于系统中有空气；发出“嘶嘶”声，而且系统无泄漏，转向泵传动带张紧度也合适，则由油路不畅或控制阀性能不良引起。

2.2.3动力转向系的其他故障

2.2.3.1转向助力瞬间消失

故障原因主要是：

转向泵传动带打滑，控制阀密封圈泄漏，系统泄漏造成油面过低，发动机怠速过低，系统内有空气等。

2.2.3.2转向盘回位不良

故障原因主要是：

系统内有空气、压力限制阀工作不良，控制阀弹簧失效等。

2.2.3.3转向盘自由行程过大故障原因主要是：

系统内有空气或压力限制阀失效。

需针对故障原因，找出故障位置。