汽车转向系统的检修毕业论文

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1、摘要 I 摘 要 本文阐述了汽车转向系统各个部分的作用、组成、主要构造、工作原理、以及可 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：汽车转向系统；主要构造；故障；维修 目录 II 目 录 1 绪论 1 1.1 汽车转向系统.1 1.2 转向系统简介及工作原理.2 1.2.1 转向操纵机构2 1.2.2.机械转向器3 1.2.3 转向传动机构 3 2

2、汽车转向系统的故障诊断 6 2.1 机械转向系故障诊断.6 2.1.1 转向沉重6 2.1.2 转向盘自由行程过大7 2.2 动力转向系故障诊断 8 2.2.1 转向沉重.8 2.2.2 转向噪声9 2.2.3 动力转向系的其他故障 .10 2.3 转向系仪器检测 .10 2.3.1 转向盘转向力的检测.10 2.3.2 转向盘自由转动量的检测.11 3 汽车转向系统的故障维修 .12 3.1 机械转向系的维修 .12 3.1.1 转向操纵机构的维修.12 3.1.2 转向器的维修.12 3.1.3 转向传动机构的维修.15 3.2 动力转向系的维修 .16 3.2.1 动力转向系的维护.16

3、 3.2.2 动力转向系的修理.18 结束语 .20 参考文献 .21 致 谢 22 绪论 1 1 绪论 一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。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发展历经了长时间的演变。 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 命的开始。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（Hydra

4、ulic Power Steering）是在机械式转向系统的基础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，一部分发动机能量提供 汽车前进的动能，另外一部分则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。 1.1 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 系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽

5、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。 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。 桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文）

6、 2 1.2 转向系统简介及工作原理 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部分组成如图 1 图 1 转向系统结构 上图是一种机械式转向系统。驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转 向器。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， 再传给固定于转向节上的转向节臂，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。 1.2.1 转向操纵机构 图 2 方向盘

7、1.轮圈；2.轮辐；3.轮毂 绪论 3 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。 图 3 转向操作机构 1.2.2.机械转向器 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。 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。

8、 1）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 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： L B cotcot 桂林航天工业高等专科学校毕业设计（论文） 4 图 4 转向原理图 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 min R 与 max 的关系为： max min sin L

9、R 2）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 工作可靠。直拉杆的典型结构如图 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。 绪论 5 图 5 转向直拉杆 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 3）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

10、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。 图 6 转向减振器 1.连接环衬套；2.连接环橡胶套；3.油缸；4.压缩阀总成；5.活塞及活塞杆总成； 6.导向座；7.油封；8.挡圈；9.轴套及连接环总成；10.橡胶储液缸 桂林航天工业专科学校毕业设计（论文） 6 2 汽车转向系统的故障诊断 2.1 机械转向系故障诊断 2.1.1 转向沉重 1） 故障现象 汽车行驶中，驾驶员向左、右转动转向

11、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） 故障主要原因及处理方法 转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准，转向系传动链中出现配合过 紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有： 转向轮轮胎气压不足，应按规定充气。 转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准，应校正车轴和车 架，并重新调整转向轮定位。 转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧，应予调整。 转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小，应予调整。 转向器缺油或无油，应按规定添加润滑油。 转向器壳体变形，应予校正。 转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦

12、，应予修理。 转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油，应予调整或添加润滑脂。 转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油，或转向节止推轴承缺油，应予调整 或添加润滑脂等。 3） 故障诊断方法 以桑塔纳乘用车为例，先检查轮胎气压，排除故障由轮胎气压过低引起。接着按 图 7 机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程找出故障点。 汽车转向系统的故障诊断 7 图 7 机械转向系转向沉重常见故障原因的诊断流程 2.1.2 转向盘自由行程过大 转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。 1）故障现象 汽车保持直线行驶位置静止不动时，转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现 为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大，需用较大的

13、幅度转动转向盘，方能控制汽车的 行驶方向；而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。 2）故障主要原因及处理方法 转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中处或多处的配合因装配不当、 磨损等原因造成松旷。具体原因主要有： 转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷，应予调整或更换。 转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。 转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。 纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更换。 纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或更换。 转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。 车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。 3） 故障诊断方法 桂林航天工业高等专科学校毕业设计（

14、论文） 8 造成转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中处或多处连接的配合间 隙过大，诊断时，可从转向盘开始检查转向系各部件的连接情况，看是否有磨损、松 动、调整不当等情况，找出故障部位。 2.2 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

15、转向噪声。 2.2.1 转向沉重 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）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： 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。 油路堵塞或不畅，应予检修。 油路中有泄漏现象，应予检修排除。 油路中有空气，应予排气。 转向泵传动带损坏或打滑，应予调整或更换。 调节阀失效，使输出压力过低，应予更换或调整。 转向机构调整不当，应予调整等。 3）故障诊断方法

16、 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。 汽车转向系统的故障诊断 9 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 8 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 8 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 1）故障现象 汽车转向时，转向系出现过大的噪声。 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： 转向泵损坏或磨损严重，应予修理或更换。 转向泵传动带打滑，应予调整或更换。 控制阀性能不良，应予检修。 系统中渗入空气，应予排气。 管道不畅，应予检修等。 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 桂林航天工业高等专