汽車轉(zhuǎn)向系教案

PAGEPAGE12教學(xué)目的：通過學(xué)習(xí)掌握汽車轉(zhuǎn)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(xué)內(nèi)容：汽車轉(zhuǎn)向系教學(xué)時間：40課時教學(xué)方法：運用理論聯(lián)系實際的方法進行啟發(fā)式教學(xué)教學(xué)要求：認真聽講，做好筆記，提高個人的實際動手能力汽車轉(zhuǎn)向系汽車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)以實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的一整套機構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系，其技術(shù)狀況的好壞直接影響到行車安全。第一節(jié)概述汽車轉(zhuǎn)向系型式多種多樣。按轉(zhuǎn)向力源不同，可分為機械式轉(zhuǎn)向系、液壓式動力轉(zhuǎn)向系和電動式動力轉(zhuǎn)向系。本教材僅介紹前兩種。1．機械式轉(zhuǎn)向系機械式轉(zhuǎn)向系由包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向裝置和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)兩大部分組成。汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤上的力經(jīng)轉(zhuǎn)向柱傳至轉(zhuǎn)向器，將轉(zhuǎn)向力放大后，再通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的傳遞，推動轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，使汽車改變行駛方向。整個機械式轉(zhuǎn)向系由一系列機械零件構(gòu)成，完全由駕駛員的力量實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，具有結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)向系如圖10-2所示為液壓式動力轉(zhuǎn)向系。它在原有機械式轉(zhuǎn)向系基礎(chǔ)上，加設(shè)了一套液壓助力裝置。汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員只需在轉(zhuǎn)向盤上作用一個較小的力。此時，由發(fā)動機驅(qū)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(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。采用液壓助力后，使轉(zhuǎn)向系操縱既輕便又靈敏，所以，廣泛應(yīng)用于高速轎車或重型載貨汽車上。作業(yè)：轉(zhuǎn)向系的組成及功用是什么？第二節(jié)轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、轉(zhuǎn)向器三部分，其主要作用是增大駕駛員作用到轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力，并改變運動方向后，再由轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)傳遞到轉(zhuǎn)向輪上。其中轉(zhuǎn)向器目前使用較多的是蝸桿曲柄主銷式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。蝸桿曲柄主銷式轉(zhuǎn)向裝置蝸桿曲柄主銷式轉(zhuǎn)向裝置具有傳動效率高、轉(zhuǎn)向輕便、搖臂擺角范圍大等優(yōu)點。東風(fēng)EQ1090汽車的轉(zhuǎn)向裝置主要由方向盤、轉(zhuǎn)向軸與管柱、轉(zhuǎn)向傳動軸、萬向節(jié)滑動叉總成及轉(zhuǎn)向器等組成。1.轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)（1）方向盤。方向盤由塑料制成，內(nèi)有鋼制骨架，通過花鍵齒安裝在轉(zhuǎn)向軸的上端，用螺母固定，方向盤中間孔內(nèi)裝有電嗽叭按鈕。（2）轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向軸總成。轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)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(nèi)，由螺栓固定在駕駛室的底板上。轉(zhuǎn)向軸的上部通過襯套、下部通過軸承支承在轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)，下端通過細花鍵安裝有萬向節(jié)叉。（3）轉(zhuǎn)向傳動軸及萬向節(jié)滑動叉總成。轉(zhuǎn)向傳動軸的上下端，分別安裝有兩個十字萬向節(jié)與轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向器相連接。轉(zhuǎn)向傳動軸的下端，安裝有萬向節(jié)滑動叉總成。它的構(gòu)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(yīng)按記號給予安裝，或使轉(zhuǎn)向傳動軸兩端上的萬向節(jié)叉在同一平面內(nèi)。②當(dāng)車身有較大的振動或受到較大的沖擊力時，轉(zhuǎn)向機相對于轉(zhuǎn)向軸有交角變化和有軸向移動時，可使轉(zhuǎn)向傳動軸在萬向節(jié)滑動叉孔內(nèi)的鍵齒中滑動，避免駕駛員受害。（4）轉(zhuǎn)向器。東風(fēng)EQ1090汽車采用了蝸桿曲柄主銷式轉(zhuǎn)向器其主要結(jié)構(gòu)特點為：①轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)，由上、下蓋壓緊；在下蓋中裝有帶內(nèi)六角形的調(diào)整螺母和鎖緊螺母，調(diào)整螺母可調(diào)整鍋桿軸承預(yù)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(nèi)，靠裝轉(zhuǎn)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(diào)整螺母和鎖片，轉(zhuǎn)動調(diào)整螺母，可調(diào)整主銷的軸承預(yù)緊度。兩主銷的內(nèi)端與轉(zhuǎn)向螺桿保持常嚙合。③殼體：殼體由鑄鐵鑄造而成，側(cè)面裝有側(cè)蓋。在側(cè)蓋上裝有調(diào)整螺釘和鎖緊螺母，轉(zhuǎn)動調(diào)整螺釘，可調(diào)整主銷與轉(zhuǎn)向螺桿的嚙合間隙。在殼體的上部設(shè)有加油孔，平時用螺塞封閉。2.轉(zhuǎn)向裝置的工作情況當(dāng)駕駛員向左打方向盤時，通過轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向傳動軸、帶動轉(zhuǎn)向器的螺桿向左轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向節(jié)上臂同時向前移動，由于左轉(zhuǎn)向節(jié)臂是固定在左轉(zhuǎn)向節(jié)上端的，使左轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷反時針轉(zhuǎn)動（從上往下看），則左轉(zhuǎn)向節(jié)軸和裝在左轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸上的輪轂與車輪向左偏轉(zhuǎn)，并經(jīng)轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)帶動前右輪也同時向左偏轉(zhuǎn)，并由梯形機構(gòu)完成使內(nèi)輪轉(zhuǎn)角大于前外輪轉(zhuǎn)角，從而使汽車順利完成向左轉(zhuǎn)彎行駛。若駕駛員向右打方向盤時，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)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(zhuǎn)彎行駛。二、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向裝置循環(huán)球式轉(zhuǎn)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(yīng)用于輕、中型汽車上，解放CA1091型汽車轉(zhuǎn)向裝置，其基本結(jié)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向管柱總成、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉總成、轉(zhuǎn)向傳動軸、滑動叉萬向節(jié)總成與轉(zhuǎn)向器等組成。1.轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)（1）方向盤。方向盤由鋼制骨架和外面包有塑料制成。通過內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)向軸上端的花鍵槽相連接，并由螺母固牢，方向盤中央孔內(nèi)裝有電喇叭按鈕。（2）轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向管柱總成。轉(zhuǎn)向軸上部支承在轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)襯套的內(nèi)孔中，下部支承在轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)的軸承內(nèi)，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(zhuǎn)向傳動軸相連接。轉(zhuǎn)向管柱11與轉(zhuǎn)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(nèi)，并由兩個螺栓固定在駕駛室的底板上，彈簧可以消除轉(zhuǎn)向管柱與轉(zhuǎn)向軸加工及裝配所形成的軸向間隙。（3）轉(zhuǎn)向傳動軸總成。由轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉總成4、轉(zhuǎn)向傳動軸3和滑動萬向節(jié)叉總成所組成。即轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向軸相連接，而下端與轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向螺桿相連接。它的構(gòu)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(zhuǎn)向傳動軸上兩端的萬向節(jié)叉必須在同一平面內(nèi)。②當(dāng)車身有較大的振動，或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向傳動軸上的花鍵槽，在萬向節(jié)滑動叉孔內(nèi)的鍵齒中滑動。③當(dāng)汽車發(fā)生嚴重撞車事故時，轉(zhuǎn)向器的安裝位置，與轉(zhuǎn)向輪之間有一定的傾斜角度，使駕駛員更為安全。（4）轉(zhuǎn)向器。解放CA1091汽車的轉(zhuǎn)向器為循環(huán)球齒條齒扇結(jié)構(gòu)。主要由轉(zhuǎn)向螺桿、轉(zhuǎn)向螺母鋼球、轉(zhuǎn)向臂軸及轉(zhuǎn)向器外殼等組成。轉(zhuǎn)向螺桿的上下端，用一對向心球軸承支承在殼體內(nèi)，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(diào)整墊片，用以調(diào)整轉(zhuǎn)向螺桿的軸承預(yù)緊度。轉(zhuǎn)向螺母與導(dǎo)管形成兩個循環(huán)滾道，通過96個鋼球裝在轉(zhuǎn)向螺桿上，導(dǎo)管用導(dǎo)管夾壓裝在轉(zhuǎn)向螺母上，導(dǎo)管夾被3個螺釘固定在轉(zhuǎn)向螺母上，轉(zhuǎn)向螺母上銑有四個齒與轉(zhuǎn)向搖臂軸上的扇齒相嚙合。轉(zhuǎn)向搖臂軸與齒扇制成一體，一端通過滾針軸承支承在側(cè)蓋上；另一端通過滾針軸承支承在殼體的軸孔內(nèi)，并設(shè)有橡膠油封給予密封。側(cè)蓋與殼體之間裝有密封墊片，并由側(cè)蓋上的固定螺栓固定在殼體上，側(cè)蓋中央的螺紋孔中裝有調(diào)整螺栓，其端頭裝在轉(zhuǎn)向搖臂軸端頭的“T”形槽內(nèi)，調(diào)整螺栓端頭與“T”形槽之間的間隙用調(diào)整墊圈來調(diào)整，轉(zhuǎn)動側(cè)蓋上的調(diào)整螺栓，可以調(diào)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(zhuǎn)向器的工作情況：當(dāng)轉(zhuǎn)動方向盤時，通過轉(zhuǎn)向機構(gòu)使轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動，兩個循環(huán)滾道中的鋼球沿著轉(zhuǎn)向螺桿的螺紋滾道滾動，帶動轉(zhuǎn)向螺母沿著轉(zhuǎn)向螺桿軸向運動，其齒條驅(qū)動齒扇與搖臂軸轉(zhuǎn)動，裝在搖臂軸上的轉(zhuǎn)向垂臂（搖臂）隨之?dāng)[動，通過直拉桿，轉(zhuǎn)向節(jié)上臂推、拉車輪使其偏轉(zhuǎn)，完成汽車的轉(zhuǎn)向任務(wù)。轉(zhuǎn)向器搖臂軸的最大轉(zhuǎn)角，由轉(zhuǎn)向螺母兩端面和轉(zhuǎn)向螺桿兩端軸承內(nèi)圈端面接觸來限制，以防止齒扇和齒條脫離。2.轉(zhuǎn)向裝置的工作情況當(dāng)駕駛員向左打方向盤時，動力經(jīng)轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向傳動軸總成、帶動轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向螺桿向左轉(zhuǎn)動。通過轉(zhuǎn)向器內(nèi)的鋼球帶動轉(zhuǎn)向螺母齒條和齒扇同時向上移動，使轉(zhuǎn)向器的搖臂軸順時針轉(zhuǎn)動（從搖臂軸端頭看），則使轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向節(jié)上臂也同時向前移動，使左轉(zhuǎn)向節(jié)、輪轂與車輪向左繞主銷偏轉(zhuǎn)，右邊的前輪在轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的帶動和作用下，也同時繞主銷向左偏轉(zhuǎn)。順利完成向左轉(zhuǎn)彎行駛。若駕駛員向右打方向盤時，轉(zhuǎn)向機構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)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(zhuǎn)彎行駛。作業(yè)：轉(zhuǎn)向器的分類及工作原理？第三節(jié)轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的作用是將轉(zhuǎn)向裝置輸出的轉(zhuǎn)向力傳遞給轉(zhuǎn)向輪，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向盤打手。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的組成和布置因轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向輪懸架的不同而異。一、與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向輪采用獨立懸架時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相對于車身作獨立運動，因此，與兩邊轉(zhuǎn)向輪相連的轉(zhuǎn)向橫拉桿必須分成若干段，才能正常傳遞轉(zhuǎn)向力，如上海桑塔納、一汽奧迪、神龍富康轎車的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。上海桑塔納轎車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)如圖10-8所示，主要由左右轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向減振器和前橋轉(zhuǎn)向臂組成。由于采用了齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中省略了直拉桿等機件，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)尤為簡單。1．轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿分成左、右兩根，其內(nèi)端為與桿身一體的不可調(diào)的圓孔接頭，孔內(nèi)壓裝有橡膠一金屬緩沖環(huán)，與轉(zhuǎn)向齒條支架用螺栓鉸鏈。橫拉桿外端為帶球頭的可調(diào)式接頭，球頭銷與轉(zhuǎn)向臂相連。通過調(diào)節(jié)橫拉桿長度可調(diào)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(zhuǎn)向力。2．轉(zhuǎn)向減振器為了衰減由于道路不平而傳給轉(zhuǎn)向盤的沖擊、振動，防止轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向減振器。其減振器缸筒一端固定在轉(zhuǎn)向器殼體上，活塞一端則與轉(zhuǎn)向橫拉桿支架連接，利用減振器內(nèi)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(zhuǎn)向臂前橋轉(zhuǎn)向臂直接焊接在前橋柱式懸架的支柱上，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向傳動機構(gòu)與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)主要由轉(zhuǎn)向垂臂、直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)上臂及轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)等機件組成。1.搖臂（轉(zhuǎn)向垂臂）：搖臂大頭制有花鍵孔，裝在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(diào)整螺塞，球頭銷與球頭碗磨損后，可借助彈簧的預(yù)緊力使球頭銷與球頭碗保持接觸，當(dāng)出現(xiàn)間隙后，可用端頭的調(diào)整螺塞給予調(diào)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(zhuǎn)向節(jié)上臂：轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向梯形機構(gòu)。轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)是由前軸、兩個轉(zhuǎn)向節(jié)臂和橫拉桿組成。左、右轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)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(yù)緊，并由調(diào)整螺