汽車轉向系教案

PAGEPAGE12教學目的：通過學習掌握汽車轉向系的一般知識。并可以進行一些簡單的故障診斷及維修。教學內容：汽車轉向系教學時間：40課時教學方法：運用理論聯系實際的方法進行啟發(fā)式教學教學要求：認真聽講，做好筆記，提高個人的實際動手能力汽車轉向系汽車轉向系的作用是保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時地改變行駛方向，能在受到路面干擾偏離行駛方向時，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。使轉向輪偏轉以實現汽車轉向的一整套機構稱為汽車轉向系，其技術狀況的好壞直接影響到行車安全。第一節(jié)概述汽車轉向系型式多種多樣。按轉向力源不同，可分為機械式轉向系、液壓式動力轉向系和電動式動力轉向系。本教材僅介紹前兩種。1．機械式轉向系機械式轉向系由包括轉向盤、轉向柱、轉向器的轉向裝置和轉向傳動機構兩大部分組成。汽車轉向時，駕駛員作用于轉向盤上的力經轉向柱傳至轉向器，將轉向力放大后，再通過轉向傳動機構的傳遞，推動轉向輪偏轉，使汽車改變行駛方向。整個機械式轉向系由一系列機械零件構成，完全由駕駛員的力量實現轉向，具有結構簡單、工作可靠、路感好等優(yōu)點，但操縱較費力。2．液壓式動力轉向系如圖10-2所示為液壓式動力轉向系。它在原有機械式轉向系基礎上，加設了一套液壓助力裝置。汽車轉向時，駕駛員只需在轉向盤上作用一個較小的力。此時，由發(fā)動機驅動的油泵建立高壓油，便在控制閥的控制下進入動力缸，推動轉向輪偏轉，實現汽車轉向。采用液壓助力后，使轉向系操縱既輕便又靈敏，所以，廣泛應用于高速轎車或重型載貨汽車上。作業(yè)：轉向系的組成及功用是什么？第二節(jié)轉向裝置轉向裝置包括轉向盤、轉向柱、轉向器三部分，其主要作用是增大駕駛員作用到轉向盤上的轉向力，并改變運動方向后，再由轉向傳動機構傳遞到轉向輪上。其中轉向器目前使用較多的是蝸桿曲柄主銷式轉向器和循環(huán)球式轉向器。蝸桿曲柄主銷式轉向裝置蝸桿曲柄主銷式轉向裝置具有傳動效率高、轉向輕便、搖臂擺角范圍大等優(yōu)點。東風EQ1090汽車的轉向裝置主要由方向盤、轉向軸與管柱、轉向傳動軸、萬向節(jié)滑動叉總成及轉向器等組成。1.轉向裝置的結構（1）方向盤。方向盤由塑料制成，內有鋼制骨架，通過花鍵齒安裝在轉向軸的上端，用螺母固定，方向盤中間孔內裝有電嗽叭按鈕。（2）轉向管柱與轉向軸總成。轉向管柱與轉向軸總成采用兩點支承，上部通過像膠墊和蓋板，由兩個螺栓固定在駕駛室前圍板上；下端通過支架總成壓裝在支架孔內，由螺栓固定在駕駛室的底板上。轉向軸的上部通過襯套、下部通過軸承支承在轉向管柱內，下端通過細花鍵安裝有萬向節(jié)叉。（3）轉向傳動軸及萬向節(jié)滑動叉總成。轉向傳動軸的上下端，分別安裝有兩個十字萬向節(jié)與轉向軸和轉向器相連接。轉向傳動軸的下端，安裝有萬向節(jié)滑動叉總成。它的構造和作用與汽車上的傳動軸及萬向節(jié)叉總成基本相同，即：①等速傳遞動力，應按記號給予安裝，或使轉向傳動軸兩端上的萬向節(jié)叉在同一平面內。②當車身有較大的振動或受到較大的沖擊力時，轉向機相對于轉向軸有交角變化和有軸向移動時，可使轉向傳動軸在萬向節(jié)滑動叉孔內的鍵齒中滑動，避免駕駛員受害。（4）轉向器。東風EQ1090汽車采用了蝸桿曲柄主銷式轉向器其主要結構特點為：①轉向螺桿：螺桿的表面銑有梯形載面的變螺距左旋螺紋，與曲柄上的兩主銷嚙合，轉向蝸桿（螺桿）的上、下端均用一對推力向心球軸承，支承在殼體內，由上、下蓋壓緊；在下蓋中裝有帶內六角形的調整螺母和鎖緊螺母，調整螺母可調整鍋桿軸承預緊度。②搖臂軸與主銷總成：搖臂軸的兩端分別用襯套，支承在殼體內，靠裝轉向垂臂（搖臂）端裝有油封，以防漏油，外端制有凹槽和細花鍵，用以安裝搖臂；搖臂軸的曲柄上，用兩個雙列滾子軸承裝有兩個主銷，主銷的外端裝有調整螺母和鎖片，轉動調整螺母，可調整主銷的軸承預緊度。兩主銷的內端與轉向螺桿保持常嚙合。③殼體：殼體由鑄鐵鑄造而成，側面裝有側蓋。在側蓋上裝有調整螺釘和鎖緊螺母，轉動調整螺釘，可調整主銷與轉向螺桿的嚙合間隙。在殼體的上部設有加油孔，平時用螺塞封閉。2.轉向裝置的工作情況當駕駛員向左打方向盤時，通過轉向軸、轉向傳動軸、帶動轉向器的螺桿向左轉動，使裝在搖臂軸上的兩主銷，沿螺桿向上滑動，并帶動搖臂軸上的搖臂下端向前擺動，并拉動直拉桿的前端向前移動，直拉桿的后端又拉動左轉向節(jié)上臂同時向前移動，由于左轉向節(jié)臂是固定在左轉向節(jié)上端的，使左轉向節(jié)繞主銷反時針轉動（從上往下看），則左轉向節(jié)軸和裝在左轉向節(jié)軸頸上的輪轂與車輪向左偏轉，并經轉向梯形機構帶動前右輪也同時向左偏轉，并由梯形機構完成使內輪轉角大于前外輪轉角，從而使汽車順利完成向左轉彎行駛。若駕駛員向右打方向盤時，轉向傳動機構的運動方向與上述運動方向相反，則順利完成汽車的向右轉彎行駛。二、循環(huán)球式轉向裝置循環(huán)球式轉向裝置具有傳動效率高、機件磨損小、操縱省力、使用壽命長等優(yōu)點，所以，越來越多地被應用于輕、中型汽車上，解放CA1091型汽車轉向裝置，其基本結構由方向盤、轉向軸與轉向管柱總成、轉向萬向節(jié)叉總成、轉向傳動軸、滑動叉萬向節(jié)總成與轉向器等組成。1.轉向裝置的結構（1）方向盤。方向盤由鋼制骨架和外面包有塑料制成。通過內花鍵與轉向軸上端的花鍵槽相連接，并由螺母固牢，方向盤中央孔內裝有電喇叭按鈕。（2）轉向軸與轉向管柱總成。轉向軸上部支承在轉向管柱內襯套的內孔中，下部支承在轉向管柱內的軸承內，并以孔用彈性擋圈和軸用彈性擋圈軸向定位，頂端的花鍵槽上裝有方向盤，下端的花鍵槽上裝有萬向節(jié)叉，通過萬向節(jié)叉總成與轉向傳動軸相連接。轉向管柱11與轉向軸總成采用兩點支承，上部通過橡膠套、蓋板由兩個螺栓固定在駕駛室前圍儀表板上；下端壓配在固定支架的孔內，并由兩個螺栓固定在駕駛室的底板上，彈簧可以消除轉向管柱與轉向軸加工及裝配所形成的軸向間隙。（3）轉向傳動軸總成。由轉向萬向節(jié)叉總成4、轉向傳動軸3和滑動萬向節(jié)叉總成所組成。即轉向傳動軸的兩端，分別通過兩個剛性十字萬向節(jié)，上端與轉向軸相連接，而下端與轉向器的轉向螺桿相連接。它的構造和作用與汽車上的傳動軸基本相同。即：等速傳遞動力。安裝時必須按記號安裝，或使轉向傳動軸上兩端的萬向節(jié)叉必須在同一平面內。②當車身有較大的振動，或轉向機的安裝位置有所變動和駕駛室相對車架竄動時，可使轉向傳動軸上的花鍵槽，在萬向節(jié)滑動叉孔內的鍵齒中滑動。③當汽車發(fā)生嚴重撞車事故時，轉向器的安裝位置，與轉向輪之間有一定的傾斜角度，使駕駛員更為安全。（4）轉向器。解放CA1091汽車的轉向器為循環(huán)球齒條齒扇結構。主要由轉向螺桿、轉向螺母鋼球、轉向臂軸及轉向器外殼等組成。轉向螺桿的上下端，用一對向心球軸承支承在殼體內，球軸承外圈分別裝在殼體和底蓋的軸承孔中，底蓋與殼體間，裝有調整墊片，用以調整轉向螺桿的軸承預緊度。轉向螺母與導管形成兩個循環(huán)滾道，通過96個鋼球裝在轉向螺桿上，導管用導管夾壓裝在轉向螺母上，導管夾被3個螺釘固定在轉向螺母上，轉向螺母上銑有四個齒與轉向搖臂軸上的扇齒相嚙合。轉向搖臂軸與齒扇制成一體，一端通過滾針軸承支承在側蓋上；另一端通過滾針軸承支承在殼體的軸孔內，并設有橡膠油封給予密封。側蓋與殼體之間裝有密封墊片，并由側蓋上的固定螺栓固定在殼體上，側蓋中央的螺紋孔中裝有調整螺栓，其端頭裝在轉向搖臂軸端頭的“T”形槽內，調整螺栓端頭與“T”形槽之間的間隙用調整墊圈來調整，轉動側蓋上的調整螺栓，可以調整齒扇與齒條的嚙合間隙。殼體上裝有通氣塞，兼做加油和放油口。轉向器的工作情況：當轉動方向盤時，通過轉向機構使轉向器的轉向螺桿轉動，兩個循環(huán)滾道中的鋼球沿著轉向螺桿的螺紋滾道滾動，帶動轉向螺母沿著轉向螺桿軸向運動，其齒條驅動齒扇與搖臂軸轉動，裝在搖臂軸上的轉向垂臂（搖臂）隨之擺動，通過直拉桿，轉向節(jié)上臂推、拉車輪使其偏轉，完成汽車的轉向任務。轉向器搖臂軸的最大轉角，由轉向螺母兩端面和轉向螺桿兩端軸承內圈端面接觸來限制，以防止齒扇和齒條脫離。2.轉向裝置的工作情況當駕駛員向左打方向盤時，動力經轉向軸、轉向傳動軸總成、帶動轉向器的轉向螺桿向左轉動。通過轉向器內的鋼球帶動轉向螺母齒條和齒扇同時向上移動，使轉向器的搖臂軸順時針轉動（從搖臂軸端頭看），則使轉向器搖臂下端帶動直拉桿向前移動，則直拉桿的后端帶動轉向節(jié)上臂也同時向前移動，使左轉向節(jié)、輪轂與車輪向左繞主銷偏轉，右邊的前輪在轉向梯形機構的帶動和作用下，也同時繞主銷向左偏轉。順利完成向左轉彎行駛。若駕駛員向右打方向盤時，轉向機構、轉向傳動機構的運動方向與上述運動方向相反，使汽車順利完成汽車的向右的轉彎行駛。作業(yè)：轉向器的分類及工作原理？第三節(jié)轉向傳動機構轉向傳動機構的作用是將轉向裝置輸出的轉向力傳遞給轉向輪，使其發(fā)生偏轉，實現汽車轉向。同時，還承受、衰減因路面不平而引起的沖擊振動，以穩(wěn)定汽車行駛方向，避免轉向盤打手。轉向傳動機構的組成和布置因轉向器和轉向輪懸架的不同而異。一、與獨立懸架配用的轉向傳動機構當汽車轉向輪采用獨立懸架時，每個轉向輪都需要相對于車身作獨立運動，因此，與兩邊轉向輪相連的轉向橫拉桿必須分成若干段，才能正常傳遞轉向力，如上海桑塔納、一汽奧迪、神龍富康轎車的轉向傳動機構。上海桑塔納轎車轉向傳動機構如圖10-8所示，主要由左右轉向橫拉桿、轉向減振器和前橋轉向臂組成。由于采用了齒輪齒條式轉向器，轉向傳動機構中省略了直拉桿等機件，轉向傳動機構尤為簡單。1．轉向橫拉桿轉向橫拉桿分成左、右兩根，其內端為與桿身一體的不可調的圓孔接頭，孔內壓裝有橡膠一金屬緩沖環(huán)，與轉向齒條支架用螺栓鉸鏈。橫拉桿外端為帶球頭的可調式接頭，球頭銷與轉向臂相連。通過調節(jié)橫拉桿長度可調整前輪前束值。球頭銷的球碗用耐磨材料聚甲醛或用聚甲醛和聚氨脂合成制成。球碗由彈簧頂緊球頭，以消除間隙。球頭銷連接可以有效防止橫拉桿與車輪的運動干涉，保證在任何條件下順利傳遞轉向力。2．轉向減振器為了衰減由于道路不平而傳給轉向盤的沖擊、振動，防止轉向盤打手，穩(wěn)定汽車行駛方向，上海桑塔納、一汽奧迪等許多轎車均裝有轉向減振器。其減振器缸筒一端固定在轉向器殼體上，活塞一端則與轉向橫拉桿支架連接，利用減振器內液體流動的阻尼力來吸收道路不平而引起的沖擊和振動。3．前橋轉向臂前橋轉向臂直接焊接在前橋柱式懸架的支柱上，轉向臂與橫拉桿之間采用球頭銷連接。二、與非獨立懸架配用的轉向傳動機構與非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要由轉向垂臂、直拉桿、轉向節(jié)上臂及轉向梯形機構等機件組成。1.搖臂（轉向垂臂）：搖臂大頭制有花鍵孔，裝在轉向器搖臂軸的外端，由螺栓夾緊固定；另一端制有錐形孔，用槽形螺母壓裝在直拉桿的球頭銷上，直接桿連接。2.直拉桿（縱拉桿）：直拉桿是連接搖臂和轉向節(jié)上臂的一個桿件，由于它不在同一平面上作直線運動。因此，兩端均用球頭銷連接，球頭銷裝在兩球頭碗之間，前、后端均裝有彈簧、彈簧座，并裝有調整螺塞，球頭銷與球頭碗磨損后，可借助彈簧的預緊力使球頭銷與球頭碗保持接觸，當出現間隙后，可用端頭的調整螺塞給予調整。球頭銷的上部裝有油封墊、護套和放塵罩等。平時可從滑脂咀出注油給予潤滑。3.轉向節(jié)上臂：轉向節(jié)上臂一端制有4個小錐形孔，用4個螺栓和錐套，固定在左轉向節(jié)的上端，另一端的錐形孔，用槽形螺母固定在直接桿的球頭銷上。4.轉向梯形機構。轉向梯形機構是由前軸、兩個轉向節(jié)臂和橫拉桿組成。左、右轉向節(jié)臂的大端均制有4個小錐形孔，用錐套和螺母固定在左、右轉向節(jié)的下端，并成為主銷的下蓋，小端制有錐孔，用以安裝橫拉桿上的球頭銷。橫拉桿：為空芯管狀，兩端孔內車制有左、右螺旋的螺紋，均裝有橫拉桿接頭，并由卡箍和螺栓夾緊，管接頭內由上球碗和下球碗裝有球頭銷，球碗與球銷的配合，由上端圓錐彈簧預緊，并由調整螺