项目9：汽车底盘转向系统拆装与检修 江苏省汽车类专业技能考试

我们先来看汽车是如何实现转弯的，负责汽车转弯变向的系统叫汽车转向系统。市面上常用的转向系统主要有机械转向和动力转向两大类。我们先来看机械转向，动画中是最简单的机械转向设计，方向盘与转向柱连接，转向柱头连接在两个车轮之间的拉杆上，方向盘转动时会带动转向柱转动，转向柱转动会拉动拉杆，向左或向右运动，车轮就可以左右转向了，这就是方向盘转向的最基本原理。不过这个设计太过粗糙，大家注意看这个结构其实和自行车的龙头转向差不多，只是把自行车的横杆龙头换成了方向盘而已，而且大家仔细看，方向盘没有打死车轮就已经转到最大角度了，也就是说方向盘和车轮的转向角度是相同的，行业说法叫转向传动比为1比1。也就是说方向盘转向多少角度，车轮也会跟着转向多少角度，这种设计是不符合机动车转向参数规定的。可能有朋友会问，为什么呢？这种设计不是更灵敏吗？可以很准确的把握方向。是的，针对自行车来说，这种设计确实非常灵敏，转向直接，但是对于机动车来说，这种设计却是很危险的。因为一比一的传动比，当方向盘转动一度时，车轮会跟着转动一度，如果方向盘转动五度，车轮也会转五度。如果在崎岖路段，由于车辆摇晃造成驾驶员的误转向，那车轮也会马上响应，这就有可能造成重大交通事故，这将非常危险。所以为了解决这个问题，就出现了下面这种齿轮齿条式的转向设计，也就是看图秒懂汽车原理书本第112页的第一种设计。在转向柱的末端增加了一个锥形齿轮，也叫斜齿齿轮或转向齿轮。这个齿轮与一根齿条啮合，而齿条则通过转向拉杆与前轮相连。当转动方向盘时，转向齿轮会带动转向齿条左右运动，这样就会带动拉杆推拉前轮实线转弯。这个设计中由于加入了齿轮齿条，转向传动比就变小了。根据国标的要求，这个比值在12比1到24比一之间，所以家用汽车在车轮回正的情况下，方向盘需要转向一圈半才能打死，也就是说方向盘从极左转向极右需要转向三圈。说到这里大家应该就明白了汽车方向盘为什么要设计成圆形了。如果用横杆龙头来转三圈，显然是不方便的，当然这只是原因之一。我们继续目前优化后的设计，其实还是比较粗糙的，因为它的转向动力传递比较直接，手部感受到的转向反馈也很直接。通俗点说就是当遇到坑洼地带时，车轮的震动会通过这一系列连接组件直接传递到手上，也就是俗说的打手现象，有的时候甚至还会把持不住方向盘，所以为了优化设计又进行了改装，把原来齿轮齿条式的直接啮合连接改成了用多粒钢珠球过度传递动力的方式，也就是书本第112页的第二个知识点，利用钢珠球沿着沟槽循环运动来传递转向动力，这种设计钢珠球在沟槽中的循环运动能有效的吸收来自路面的冲击，起到很好的减震作用，这样就能让驾驶者获得比较圆滑的转向手感，不过这种设计成本相对较高，通常只应用在大客车、载重货车以及越野车上，通过以上两轮优化后的转向系统，其实还无法满足现代汽车安全性以及舒适性的要求。大家应该见到过这种操作，方向盘可以调整角度，还能升高和降低。这种神级操作就需要转向系统能够支持非直线连接，而且还能伸长和缩短。另一方面，机械转向系统的设计比较简单，它以驾驶员的体力为转向能源，这将需要耗费驾驶员较大的体力。因为车体载重不同，转向使用的力度也会不同。因此在使用这类转向系统时，方向盘会比较沉重，转动非常困难。 转向操纵机构的拆卸，断开低压蓄电池负极，使用绝缘胶带缠绕蓄电池负极接头。拆除主驾驶室板。拆卸上下组合开关护罩的塑料卡扣，松开转向管柱角调节手柄，取下下护罩，由下往上拉开并取下证照。转向盘转至正中，使用一字螺丝刀插进安全气囊固定卡扣孔，并往上用力。从转向盘中取出驾驶员安全气囊模块组成，拆除安全气囊接头的卡扣，断开安全气囊的接插件。断开转向盘组成的线束接插件。使用棘轮扳手、18号套筒拆下转向盘固定螺母，拆下转向盘总成。拆卸组合开关的接插件，使用十字螺丝刀松开组合开关的三个安装固定，取下组合开关。断开转向轴锁的接插件，拆下万向节防尘罩。拆卸中间轴与转向器输入轴连接，拆卸连接螺栓。拔出中间轴，确认与转向管柱连接的线束均已脱开。拆卸转向管柱上安装点的螺母，取下转向管柱及万向节。 江苏省汽车类专业技能考试 项目9：底盘转向系统组成与拆卸 01. 底盘转向系统组成及原理 02. 03. 转向系统的拆装步骤 04. 电动助力系统诊断 目录 05. 分组实操 课堂总结 要求： （1）掌握汽车底盘转向系统组成及功用。 （2）掌握齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、液压转向助力器、电动转向助力器结构及工作原理。 （3）能正确选择并规范使用汽车底盘转向系统拆装工具。 （4）能根据技术资料，规范拆装与检修转向拉杆、拉杆球头、防尘套等。 （5）能规范使用诊断仪读取电控转向助力系统故障码及数据流。 考核标准 01 底盘转向系统组成 转向系统结构 方向盘 转向柱 液压式转向器 横拉杆 球头销 机械转向系统 储油罐 助力泵 护罩 回油管 转向助力系统 方向盘：驾驶员输入转向力的部件，是转向系统的核心输入端。 转向柱：传递方向盘扭矩至转向器。 转向器：通过齿轮与齿条的啮合或液压系统，将旋转运动转换为直线运动 2.转向器 3.转向传动机构 横拉杆：连接转向器与转向节转向节臂和转向。摇臂：将转向器的输出运动传递到车轮。球头销：允许转向机构与悬架之间的相对运动。 1.转向操纵机构 机械转向系统 机械转向系统原理演示 点击视频播放 线控转向系统（SBW） 取消机械连接：完全通过电信号控制转向电机，是未来转向系统的发展趋势。 优势明显：可实现更灵活的转向比调整，提升驾驶体验。 转向助力系统 转向助力系统原理演示 点击视频播放 02 转向系统的拆装 01 02 03 断开安全气囊插头 拆下方向盘固定螺母 拉出方向盘 先拆蓄电池负极：防止短路或误触安全气囊。 断开插头：使用专用工具小心断开安全气囊插头。 使用专用工具拆下方向盘固定螺母，避免损坏方向盘固定螺母。 轻轻晃动：避免损坏时钟弹簧，在拉出过程中，注意保护方向盘和时钟弹簧，避免损坏。 拆卸方向盘和转向柱 螺丝或卡扣固定：转向柱护罩通常由螺丝或卡扣固定，需小心拆卸。 1.拆下转向柱护罩 拆下固定支架螺丝：拆下转向柱固定支架螺丝，取下转向柱总成。 2.取下转向柱总成 需标记位置：断开转向柱万向节螺栓时，需标记位置，防止装错。 3.断开转向柱万向节螺栓 拆卸方向盘和转向柱 视频演示 点击视频播放 拆下车轮：举升车辆后，拆下车轮，方便操作。 1.举升车辆 使用球头分离器：使用球头分离器拆下转向横拉杆球头，注意保护螺纹。 2.拆下转向横拉杆球头 检查防尘套：拆下防尘套卡箍后，检查防尘套是否破损。 3.拆下防尘套卡箍 拆卸转向拉杆及球头 连接副车架：转向器固定螺栓通常连接副车架，需小心拆卸。 提前排空助力油：如果是液压助力系统，需提前排空助力油，避免污染。 小心取出：小心取出转向器总成，避免磕碰齿条。 1.拆下转向器固定螺栓 2.断开液压助力油管 3.取出转向器总成 拆卸转向器 视频演示 点击视频播放 03 电动助力系统诊断 1.安全防护 断开蓄电池负极：防止短路或误触安全气囊，确保操作安全。 确保车辆水平：确保车辆处于水平地面，方向盘回正，便于诊断。 2.工具设备 诊断仪：如X- 431、道通等，用于读取故障码和数据流。 万用表：测量电压/电阻，用于检查线路和部件。 诊断前准备 进入EPS控制模块：通常位于转向柱或发动机舱，连接诊断仪后进入EPS控制模块。 1.连接诊断仪 间歇性故障：如果是间歇性故障，需记录并尝试复现（如转动方向盘时是否出现）。 2.故障处理 读取故障码以及数据流 视频演示 点击视频播放 04 分组实操 分组 每组3~4人：根据班级人数，合理分组，确保每组3~4人。 轮换操作：每组成员轮流操作，确保每个人都能掌握操作要点。 操作要点 安全第一：在操作过程中，始终注意安全，避免发生意外。 规范操作：严格按照操作步骤进行，确保操作规范。 任务分配 05 课堂总结 学习汽车转向系统的核心组成（机械转向机构+助力系统）及齿轮齿条式、理解液压/EPS助力差异。 1.掌握结构与原理 熟练使用工具完成转向拉杆、球头拆装，掌握EPS故障码读取、数据流分析及电路检测 2.规范拆装与诊断 需强化安全操作及维修记录填写，确保操作符合技术规范与考试要求。。 3.安全与标准意识 总结 谢谢大家 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$动力转向系统通俗理解，动力转向系统就是通过外部的助力来帮助驾驶员实现轻松转向，就像脚踩刹车有助力一样。常见的助力转向系统主要有三大类，机械液压助力转向系统HPF，电子液压助力转向系统EHPF以及电动助力转向系统EPS。其中，电子液压助力转向系统已广泛应用于商用车，电动助力转向系统则大量应用于乘用车上。而随着环保区机械液压助力转向系统和电子液压助力转向系统不仅功耗大，且存在液压油泄漏问题，不符合环保要求，二者市场份额逐步被EPS取代。下面我们就以电动助力系统为例，来看看它的实现原理。这是常见的电动助力实力，它有转向盘、转向轴、转向助力器、转向丝杆、橡胶防尘罩和转向拉杆组成。由于转向盘需要调整角度，因此在转向轴上还安装有万向节，以实现不同角度的动力传递。以上连接相对比较简单，我们已经明白了它的转向原理，下面我们详细来讲解它是如何电动助力的。这个就是电动助力装置，它由电动机、扭矩传感器和电控单元组成。这种结构中的电源来自于车载蓄电池，当转向盘工作时，动力通过转向盘传递到转向轴，扭矩传感器识别到转向角度和转向力度后将数据反馈给电控单元。电控单元分析处理后形成最终的助力指令并发送给电动机，电动机根据指令要求转化成不同大小的助力电压，驱动电动机的齿轴转动。由于齿轴和助力齿轮是啮合的，所以动力会传递给助力齿轮。助力齿轮的力和驾驶员的手工转向力叠加，形成最终合并后的扭力，最后再通过转向轴传递给转向丝杆，最终实现助力转向，这就是电动助力转向系统的实现原理。市面上车型不同，电动助力的实现方式也不同，有的助力机构安装在转向轴的上端，有的安装在转向轴的末端，但最终目的都是为了助驾驶员一臂之力，这和它本身的性能和优势没有关系。下面来解释为什么方向盘要设计成圆形，除了适应12比1到24比一的传动比，只有通过圆盘才能高效实现转向一圈半到3圈的操作之外，还有一个重要的原因，圆形是个完美的杠杆结构，圆心是支点，围绕圆心旋转在圆周上每一点的力臂都一样，力臂乘以转向力等于转向力矩，这就意味着不管手握在哪里，使出的力度都一样，这样在转向过程中，在各个用力点用力都比较均匀和省力。如果方向盘是方形或者地形的，在半径稍短的用力点转向就需要更大的力。下面我们再来解释方向盘转动角度相同时，在低速和高速上的实际转角幅度有什么差别。按照前面的设计，转向系统已经把转向传动比控制在了12比1到24比一之间，不过由于加入了转向助力系统，在实践中发现，如果助力太大，在高速行驶时稳定性会变差，稍微移动方向盘就可能有很大的转向动作，对于高速驾驶来说，这非常危险，所以后面就出现了随速助力转向系统。也就是说，转向助力的大小可以根据车速的高低而变化，因此在高速上快速行驶时，相同的转向角度，转向车轮的实际转速会小于正常的转幅。下面进入本期视频最精彩的部分。前面我们讲过，随着国家环保政策的趋延，机械液压助力和电子液压助力因为不符合环保要求，已经逐步被电动助力取代，所以现在电动助力在乘用车新车上的装载率达到了99.91%，已经占据整个乘用车市场。不过当前智能驾驶技术、自动驾驶技术逐渐盛行，在业界被炒得热火朝天。为了加快智能驾驶汽车应用技术的落地，又出现了新一代转向系统，那就是SBW线控转向系统。线控转向与电动助力转向最大的区别在于，线控转向去掉了方向盘和齿条间的机械连接，采用行车电脑来传递指令，具有反应速度快、安装方式灵活、重量轻、碰撞安全性高等优势。最重要的是，线控转向技术是完全自动驾驶的关键落地技术之一。目前，中汽研已联合华为、百度、舍弗勒等多家企业联合编制了线控转向及制动系统通讯协议要求及测试规范，这将有利于推动线控转向技术的发展以及在智能驾驶汽车应用领域的落地。不过，就当前国内数据而言，中国线控转向渗透率十分低，估计到2026年才有望达到15%。但总体来说，随着智能驾驶汽车应用的落地，线控转向系统在国内将会有比较大的发展前景。以上就是本期视频的全部内容，对于汽车转向系统，你还有哪些最新的行业消息，欢迎留言评论，下期内容将继续为大家深入剖析汽车转向的相关知识，视频会更加精彩。 在刹车踏板处找到并拆下万向节护板，将转向机连接轴从方向盘传动万向节处断开，卸下左前轮胎，将转向机左侧横拉杆外球头从前轮转向节之臂上拆开，从上拆除横拉杆外球头。开始拆卸转向机械下护板的紧固螺栓，为转向机留出装卸空间。卸开转向机油管，松开转向机紧固螺栓，取出转向机，新旧转向机对比确认是否一致。将旧机的密封隔热罩和支架换到新机上装回新的转向机。接上转向机油管接口，固定好下护板和转向机回装并紧固所有先前松开的配件。装上横拉杆外球头，将横拉杆外球头接到转向截肢臂上并紧固好，紧固好球头，装上轮胎转向机轴，接上万向节，装回护板。最后检查下方向，机油少了就要补充。 今天我们一起来看一下这个纯电动汽车EPS电子助力转向系统的结构。同时对它做一个单个零件的故障诊断。我们可以单独连接诊断仪看故障码和数据流。首先我们来看一下EPS的一个结构，这一个就是我们的EPS电机。它起到的一个提供力矩，给我们驾驶员提供助力转向的力矩来源。EPS助力电机它与ECUEPSECU之间通过两根线，就是一个红色的正极，一根黑色的负极，这两根线进行一个连接的。再看这边这个ECU，ECU这边有一个小限速，这个限速它直接是跟我们EPS里面的扭矩传感器进行一个连接。扭矩传感器采集到我们的驾驶员的扭矩信号之后，将这个信号给到ECU。ECU通过内部的一个计算，给我们的驾驶员提供一个助力。再看这里这个限速接叉口，主要是我们的外部12伏供电，以及以我们的看总线进行通讯的一个线接口。下面我们来看一下如何进行故障诊断。这里我已经连接了诊断仪，还有12伏的蓄电池。那我们可以看第一步看故障码，这里可以看到三个故障码，我们可以回退一下，暂时不要轻，再看一下数据流。这个数据流我们可以看到蓄电池的电压11.4伏，还可以看到EPS扭矩传感器，这个电压值也可以正确的读出来。最重要的是我们可以看到下面这一个转向器首盘的角度，以及我们的一个立体值。表示我们这个EPS扭矩传感器，它是一个正常的，是一个好的，可以正确的监测我们的扭矩大小。现在我动一下这个方向盘。大家看到下面这一个转角值是不是在改变。好，25、17 10，他可以正确的显示我们这个扭矩值转角值。这样的话也可以监测或者是测试我们这个EPS扭矩传感器，ECU和电机是不是好的。