引 言

作为汽车底盘中的独立分系统的转向系统，在汽车的使用、维护和修理中占有重要的位置，其技术状况对于保证汽车操纵稳定性有着十分重要的作用。了解汽车转向系统的结构、工作原理，对其故障进行分析和排除，从而改善汽车的操纵稳定性，提高它的可靠性，也成为重要的研究课题。

上海通用别克轿车自下线以来，以其独特的设计、先进的技术、和完美的服务赢得了广泛的赞誉。随着别克轿车保有量的不断增加，该车转向系统的结构研究及故障分析与排除已经成为保证其良好形象的重要因素之一。

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第1章 转向系统概要

1.1 发展历程与趋势

从世界上第一辆汽车问世至今，汽车工业已经经历了百年的发展历程。现代的汽车与发展初期相比，广泛地应用了各种高新技术，并且还在发生更深刻的变革。作为汽车底盘中的独立分系统的转向系统，在汽车技术发展的过程中，也经历了深刻的变革。

转向技术的发展历程大体可分为机械转向和动力转向两个阶段：

在机械转向中，转向操作完全由驾驶员的手动力矩来完成。其结构简单、工作可靠、造价低廉，当车辆载重小，转向阻力小时，是没有问题的。目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。但是，当车辆载重大到一定程度时，单靠手动力矩已很难克服转向的阻力，这时就需要借助辅助的动力能源。所以在商用车中，普遍应用动力转向系统。采用动力转向的最直接的目的是减小手动转向力矩，改善转向轻便性，同时也可以改善转向的平稳性及汽车的操纵稳定性。因而，动力转向在小车中也逐渐得到了普及应用。

动力转向技术的发展经历了传统液压动力转向系统、电控液压动力转向系统和近年出现的电动助力转向（EPS）系统几个阶段。

液压助力转向技术发展成熟、能提供大的转向操纵助力，目前应用较为广泛，尤其是在重型车辆上；EPS以其特有的优越性而得到青睐，它代表着动力转向技术的近期发展方向，EPS将作为标准配置装备到汽车上，未来一段时间在动力转向领域占据主导地位；而线控动力转向（SBW）由于有利于提高汽车被动安全性、有利于汽车设计制造、有利于提高汽车乘坐舒适性和汽车操控稳定性等原因，将成为动力转向系统的发展方向。

当今汽车转向系统从过去的普通机械式发展到动力转向，一直到现代汽车电子控制动力转向，逐步地发展和完善。汽车转向系统的技术状况，对于保证汽车行驶安全、减轻驾驶员劳动强度、提高运输效率和延长车辆使用寿命均有着十分重要的作用。因此，它在汽车的使用、维护和修理中占有重要的位置。改善汽车的操纵稳定性，提高它的可靠性，也成为汽车生产企业和广大技术人员所追求的一个目标。

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1.2 作用与要求

1. 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。其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。

2. 对转向系的要求：

(1)来自路面的不平度所引起的振动应尽可能被衰减，但此衰减不可达到使驾驶员失去路感。

(2)转向时左右转向轮轴线的延长线和后轴延长线应相交于一点。

(3) 转向系应有合适的刚度，使汽车对微小的转向修正有快捷的反应。

(4) 放松转向盘时，车轮应能自动回到直线位置，并能稳定在这个位置上。

1.3 基本组成

尽管汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构三个基本组成部分。

1. 转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由转向盘、转向轴、万向节、转向传动轴等组成。

2. 转向器是将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。目前应用较广泛的有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄指销式转向器、蜗杆滚轮式转向器等类型。

3. 转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给车轮，并使左右车轮按照一定关系进行偏转的机构。其按照悬架类型的分类为：与独立悬架配用的转向传动机构和与非独立悬架配用的转向传动机构。

1.4 分类

汽车转向系统按转向动力源的不同分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。

1. 机械转向系：以驾驶员体力作为转向能源。

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2. 动力转向系：除驾驶员的体力外，还以汽车的动力作为辅助转向能源。

1.5 动力转向装置

采用动力转向装置的汽车转向所需的动力，在正常情况下，只有小部分是驾驶员提供的，而大部分是发动机（或电机）驱动的油泵所提供的液压能。用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以帮助驾驶员进行转向的一系列零部件，总称为动力转向器。

动力转向装置应具有如下功能：在汽车转弯时，减小对转向盘的操作力；限制转向系统的减速比；在原地转向时，能提供必要的助力；限制车辆高速或薄冰上的助力，具有较好的转向稳定性；在动力转向装置失效时，能保持机械转向系统有效工作。

动力转向装置由机械转向器、转向控制阀、转向动力缸以及将发动机输出的部分机械

能转换为压力能的转向油泵、转向油罐等组成。

动力转向装置按传能介质可以分为：气压式和液压式。其中液压式动力转向以其提供转向助力大且发展技术成熟等优点，在目前采用较为广泛。

液压式动力转向装置按液流形式，又可分为：常压式和常流式。

液压式动力转向装置按机械转向器、转向动力缸、转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同可分为：整体式、组合式和分离式。

液压式动力转向装置按其转向控制阀阀芯的运动方式，还可分为滑阀式和转阀式。

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