底盘维修转向系、制动系.ppt

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任课教师：

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汽车制动系统汽车制动系统汽车转向系统汽车转向系统第三部分第三部分汽车转向系统汽车转向系统汽车底盘构造与检修汽车底盘构造与检修第三单元第三单元汽车转向系汽车转向系本章学习目标本章学习目标1、掌握转向系的结构及工作过程。

2、掌握机械转向器和动力转向器的结构和工作原理。

3、掌握转向系主要零部件的检修。

4、掌握电子控制动力转向系统的结构及工作原理。

5、能识别转向系的常见故障，并进行基本的故障诊断及检修。

6、理解四轮转向的原理。

第三部分第三部分汽车转向系统汽车转向系统14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类11功用功用汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。

当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。

这种由驾驶员操纵转向轮偏转和回位的套机构，称为汽车转向系。

22类型类型汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系（图14-1）和动力转向系（图14-2）两大类。

汽车转向系汽车转向系14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类33组成组成转向系形式多种多样，但所有的转向系都由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。

（1）转向操纵机构是操纵转向器和转向传动机构，使转向轮偏转。

（2）转向器是的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。

（3）转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向轮，使两侧转向轮偏转以实现汽车转向。

44对转向系的要求对转向系的要求

（1）转向时必须轻巧灵活，转向后车轮能自动回正；

（2）转小弯时,转向盘不必转很多圈；（3）直向前进时,应稳定且无蛇行现象；（4）车轮的振动及摆动不致使转向盘转动；（5）转向时，左、右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于一点；（6）转向时，两轮的偏转角应符合一定的规律。

汽车转向系汽车转向系14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类11转向系角传动比转向系角传动比转向盘的转角与同侧转向车轮偏转角的比值，称为转向系角传动比，用iw表示。

转向系角传动比iw是转向器的角传动比i1与转向传动机构角传动比i2的乘积。

转向器的角传动比i1等于转向盘的转角与转向摇臂摆角之比；转向传动机构角传动比i2等于转向摇臂摆角与安装在转向盘同侧的转向车轮偏转角之比。

显然，三者之间的关系是：

iwi1i2现代汽车结构中，转向传动机构角传动比i2近似为1（一般在0.85-1.1之间）有：

iwi1可见，转向系角传动比iw主要取决于转向器角传动比i1。

货车的i1一般为16-32，轿车的i1一般为12-20。

转向系角传动比iw影响汽车的操纵轻便性和转向灵敏性。

iw愈大，操纵转向盘的转向力矩便愈小，当转向盘直径一定时，驾驶员施加于转向盘上的力就愈小，即转向操纵愈轻便。

但iw不能过大，否则将导致转向操纵不够灵敏，即为了得到一定的转向轮偏转角，需增加转向盘的转动量。

所以，选取iw时，应适当兼顾转向操纵轻便和转向灵敏两方面的要求。

汽车转向系汽车转向系14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类2转向轮的运动规律如图14-3所示，汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不相等的，这必然引起车轮沿路面边滚动边滑动，致使转向时的行驶阻力增大，轮胎磨损增加。

为了避免这种现象，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。

显然，这只有在转向时，所有车轮的轴线都相交于点方能实现。

此交点称为汽车的转向中心。

汽车转向时内侧转向轮偏转角大于外侧转向轮偏转角。

角与的关系是：

ctgctg十BL式中：

B两侧主销轴线与地面交点之间的距离；L汽车轴距。

这一关系是由转向梯形机构来保证的，故上式也称为转向梯形理论特性关系式。

从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离R称为汽车转弯半径。

转弯半径R愈小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性也愈好。

当外侧转向轮偏转角达到最大值max时，转弯半径R最小。

汽车内侧转向轮的最大偏转角一般在35-42之间。

载货车的最小转弯半径一般约为7m-13m。

汽车转向系汽车转向系14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类33转向器传动效率转向器传动效率转向器输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。

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；反之，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。

正、逆传动效率都很高的转向器（称为可逆式转向器），有利于汽车转向后转向轮的自动回正，但转向盘“路感”很强，也容易在坏路行驶时出现“打手”现象，所以主要应用于经常在良好路面行驶的车辆。

正传动效率远大于逆传动效率的转向器（称为极限可逆式转向器），能实现汽车转向后转向轮的自动回正，只有路面冲击力很大时，方能部分地传到转向盘，其“路感”较差，主要应用于中型以上的越野汽车、工矿用自卸汽车等。

汽车转向系汽车转向系14.114.1概述概述14.1.114.1.1转向系的功用、组成及分类转向系的功用、组成及分类44转向盘自由行程转向盘自由行程转向盘为消除转向系各传动件之间的装配间隙及克服机件的弹性变形所空转过的角度称为转向盘自由行程。

由于转向系各传动件之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因此，在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不随即同步转动，而是在消除这些间隙并克服机件的弹性形变后，才作相应的转动，即转向盘有空转范围。

转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。

所以，汽车维护中应定期检查转向盘自由行程。

机动车转向盘的最大自由转动量从中间位置向左或向右均不超过1015。

当零件磨损严重到转向盘自由行程超过25-30，则必须进行调整。

通常是通过调整转向器传动副的啮合间隙来调整转向盘自由行程。

汽车转向系汽车转向系14.214.2转向器转向器11功用功用转向器是转向系中的减速传动装置，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。

22类型类型转向器的种类较多，一般按转向器中的传动副的结构形式分为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式和蜗杆滚轮式等几种。

下面主要介绍齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。

汽车转向系汽车转向系14.214.2转向器转向器14.2.114.2.1齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器图14-4所示为齿轮齿条式转向器，它主要由转向器壳体、转向齿轮、转向齿条等组成，转向器通过转向器壳体的两端用螺栓固定在车身（车架）上。

齿轮齿条式转向器结构简单；传动效率高，操纵轻便；重量轻；由于不需要转向摇臂和转向直拉杆，还使转向传动机构得以简化。

汽车转向系汽车转向系14.214.2转向器转向器14.2.214.2.2循环球式转向器循环球式转向器循环球式转向器（如图14-5所示）是目前汽车应用最广泛的种转向器。

与其它型式的转向器相比，循环球式转向器在结构上的主要特点是有两级传动副。

第级传动副为螺杆螺母传动副；第二级传动副为齿条齿扇传动副。

循环球式转向器传动效率高（正效率最高可达90-95），故操纵轻便，转向结束后自动回正能力强，使用寿命长。

但其逆效率也很高，故容易将路面冲击传给转向盘而产生“打手”现象，不过，随着道路条件的改善，这个缺点并不明显。

因此，循环球式转向器广泛用于各类汽车上。

汽车转向系汽车转向系14.314.3转向操纵机构转向操纵机构14.3.114.3.1转向操纵机构的功用及组成转向操纵机构的功用及组成转向操纵机构一般由转向盘、转向轴、转向柱管、万向节及转向传动轴等组成。

它的主要作用是操纵转向器和转向传动机构，使转向轮偏转。

如图14-6为桑塔纳轿车转向操纵机构。

1-大盖板；2-喇叭按钮盖板；3-转向盘柱紧固螺母；4-转向盘；5-接触环；6-压缩弹簧；7-连接圈；8-转向盘柱套管；9-轴承；10-转向盘柱上段；11-夹紧箍；12-转向器；13-转向盘柱管橡胶圈；14-减振尼龙销；15-减振橡胶圈；16-转向盘柱下段。

汽车转向系汽车转向系14.314.3转向操纵机构转向操纵机构14.3.214.3.2转向操纵机构的类型及特点转向操纵机构的类型及特点11安全式转向柱安全式转向柱安全式转向柱是在转向柱上设置能量吸收装置，当汽车紧急制动或发生撞车事故时，吸收冲击能量，减轻或防止冲击对驾驶员的伤害。

安全式转向柱有可分离式安全转向操纵机构和缓冲吸能式转向操纵机构。

1）可分离式安全转向操纵机构图14-7所示为上海桑塔纳轿车采用的可分离式安全转向操纵机构。

汽车转向系汽车转向系14.314.3转向操纵机构转向操纵机构14.3.214.3.2转向操纵机构的类型及特点转向操纵机构的类型及特点22）缓冲吸能式转向操纵机构）缓冲吸能式转向操纵机构

（1）网状管柱变形式转向操纵机构这种转向操纵机构的转向轴分为上下两段，如图14-8a所示。

上转向轴套装在下转向轴的内孔中，两者通过塑料销连接在起（也有采用细花键连接的），以传递转向力矩。

塑料销的传力能力受到严格限制，它既能可靠地传递转向力矩，又能在受到冲击时被剪断，因此，它起安全销的作用。

转向操纵机构的转向管柱的部分管壁制成网格状，使其在受到压缩时很容易轴向变形，并消耗定的变形能量，如图14-8b所示。

汽车转向系汽车转向系14.314.3转向操纵机构转向操纵机构14.3.214.3.2转向操纵机构的类型及特点转向操纵机构的类型及特点（22）钢球滚压变形式转向管柱）钢球滚压变形式转向管柱图14-9所示为种用钢球连接的分开式转向柱。

当汽车发生碰撞时，转向器总成对转向柱施加轴向冲击力（第次冲击），将连接上、下转向轴的塑料销钉切断，下转向轴便套在上转向轴上向上滑动。

在这过程中，上轴和上柱管的空间位置没有因冲击而上移，故可使驾驶员免受伤害。

如果驾驶员的身体因惯性撞向转向盘（第二次冲击），则连接橡胶垫与柱管托架的塑料销钉被切断，托架脱离橡胶垫，即上轴和上柱管连同转向盘、托架起，相对于下轴和下柱管向下滑动，从而减缓了对驾驶员胸部的冲击。

在上述两次冲击过程中，上、下柱管之间均产生相对滑动。

因为钢球的直径稍大于上、下柱管之间的间隙，所以滑动中带有对钢球的挤压，冲击能量就在这种边滑动边挤压的过程中被吸收。

汽车转向系汽车转向系14.314.3转向操纵机构转向操纵机构14.3.214.3.2转向操纵机构的类型及特点转向操纵机构的类型及特点22可调节式转向柱可调节式转向柱驾驶员不同的驾驶姿势和身材对转向盘的最佳操纵位置有不同的要求。

而且，转向盘的这位置往往会与驾驶员进出汽车的方便性发生矛盾。

为此，一些汽车装设了可调节式转向柱，使驾驶员可以在一定的范围内调节转向盘位置。

转向柱调节的形式分为倾斜角度调节（图14-10）和轴向位置调节（图14-11）两种。

转向轴倾斜角度调整机构转向轴伸缩机构汽车转向系汽车转向系14.414.4转向传动机构转向传动机构14.4.114.4.1与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的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给转向轮，使两侧转向轮偏转以实现汽车转向。

图14-12为与非独立悬架配用的转向传动机构，它一般由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、两个梯形臂和转向横拉杆等组成。

各杆件之间都采用球形铰链连接，并设有防止松脱、缓冲吸振、自动消除磨损后的间隙等的结构措施。

汽车转向系汽车转向系14.414.4转向传动机构转向传动机构14.4.114.4.1与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构11转向摇臂转向摇臂如图14-13所示为常见转向摇臂的结