汽车转向系统毕业论文.docx
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汽车转向系统毕业论文
西安科技大学继续教育学院
汽车转向系统
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 .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（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。
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，
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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。
2.1 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。
2.1.1 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。
2.1.2 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，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。
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为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足
如下关系：
cot α = cot β +
B
L
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
3.1.2 转向盘故障现象
转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。
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。
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：
①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。
②转向盘与转向轴连接部位松旷，应予调整。
③转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷，应予调整。
④纵、横拉杆球头连接部位松旷，应予调整或更
换。
⑤纵、横拉杆臂与转向节连接松旷，应予调整或
更换。
⑥转向节主销与衬套磨损后松旷，应予更换。
⑦车轮轮毂轴承间隙过大，应予更换等。
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故障诊断方法
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。
3.1.3 转向轮抖动
故障现象
汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时，出
现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。
尤其
是高速时，转向轮摆振严重，握转向盘的手有麻木感，
甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。
故障主要原因及处理方法
转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准，转向
系连接部件之间出现松旷，旋转部件动不平衡。
具体
原因主要有：
①转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷，
应予校正动平衡或更换轴承。
②转向轮使用翻新轮胎，应予更换。
③两转向轮的定位不正确，应予调整或更换部件。
④转向系与悬挂的运动发生干涉，应予更换部件。
⑤转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大，
应予调整或更换轴承。
⑥转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头
连接松旷，应予调整或更换。
⑦转向器在车架上的连接松动，应予紧固。
⑧转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边
减振器效能不一，应予更换。
⑨转向轮所在车轴的钢板弹簧 U 形螺栓松动或钢
板销与衬套配合松旷，应予紧固或调整。
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⑩转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不
一，应予更换等。
3.1.4 动力转向系故障诊
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。
3.1.5 转向沉重
故障现象
同机械转向系。
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。
故障诊断方法
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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。
3.1.6 转向系仪器检测
转向系的常用诊断参数有：
转向盘最大自由转动
量（即转向盘自由行程，°）、转向盘外缘最大转向
切向力（即转向盘最大转向力，N）、转向轮最大转向
角（°）、汽车最小转弯半径（m）、转向轮定位参数
等。
对于前轮转向的汽车，转向轮定位参数包括主销
后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束，即我
们常说的前轮定位。
转向轮定位的检测在行驶系中介
绍。
转向轮定位应该是行驶系的内容，但由于该参数
的改变，既可能造成行驶系故障（如轮胎异常磨损），
也可能造成转向系故障（如转向沉重），因此转向轮
定位参数通常也作为转向系的诊断参数。
依靠人工经验很难判断转向盘的转向力和自由转
动量是否正确，可以使用专门仪器来检测。
4 结论
汽车电子化已成为当前的热点，电子信息技术和
汽车制造技术逐步走向融合，电子技术让汽车转向系
统到达一个新的领域。
随着未来汽车市场的快速发展
和汽车电子价值含量的迅速提高，我国汽车电动转向
系统将形成巨大经济规模效应。
可以预料，随着我国
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汽车技术的进步，汽车电子新技术必将会得到越来越
广泛的应用，国产汽车电动转向系统也必将走向成熟。
虽然要赶上国际汽车的最高水平还有一段路要走，但
将来在世界汽车技术尤其是汽车电动转向系统这一领
域，我国必定占有一席之地。
机械与材料工程学院
B1042 班
孙军朋 28 号
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