方向盘和转向柱拆装

一、任务目标

通过本活动学习，学习者应能：

（1）用自己的语言描述汽车转向装置的作用。

（2）简述转向盘的组成。

（3）概括转向柱碰撞吸能装置的组成和类型。

（4）在30分钟内顺利完成方向盘和转向柱的拆装。

二、知识准备

汽车转向装置的作用是保证汽车按驾驶员的要求进行转向和正常行驶。转向盘由轮缘、轮辐、轮毂组成。其组成如图3－57所示。

转向柱管吸能装置是由中间转向轴、转向柱上装饰盖、转向柱下装饰盖、转向柱锁止控制模块、转向信号开关、转向柱和转向信号开关托架等部分组成，如图3－58所示。

转向柱由把方向盘旋转传送到转向机的转向主轴和固定主轴的柱管组成的。现代汽车的转向柱大多装由碰撞吸能机构，该机构吸收推力，否则在撞击时该推力将会施加到驾驶员身上。某些车辆上的转向主轴还可能装有转向锁定机构、倾斜转向机构、伸缩式转向机构等控制系统，当汽车紧急制动或发生撞车事故时吸收冲击能量，减轻或防止对驾驶员的伤害。

碰撞吸能转向柱的类型有弯曲托架式转向柱、网络状吸能转向柱、波纹管式吸能转向柱、分开式安全转向柱和轴向伸缩式转向柱等。

图3－57 转向盘的组成

三、活动实施

（一）实施方案

1．质量要求

参照2013款1．6L自动挡科鲁兹轿车厂家的质量标准要求。

2．组织方式

每四位同学一组，能够规范使用方向盘和转向柱拆装工具，按照企业岗位操作规范对方向盘和转向柱进行拆装作业。每组作业时间为 30分钟。

图3－58 转向柱管吸能装置结构

3．作业准备

（1）技术要求与标准：

①能够正确进行方向盘和转向柱的拆卸和安装。

②掌握专用工具的使用方法。

（2）设备器材：如图3－59所示。

图3－59 方向盘和转向柱拆装的设备器材

（3）场地设施：消防设施的场地。

（4）设备设施：2013款1．6L自动挡科鲁兹轿车一辆、科鲁兹车型底盘相关专用工具、工具车、零件车、标保工具车、垃圾桶等。

（5）耗材：干净抹布、清洁剂等。

（二）操作步骤

1．中间转向轴的更换

（1）拆卸程序

①将方向盘转到正向前位置，支撑并防止移动。

②如图3－60所示，拆下并报废2个中转向轴螺栓①。

③如图3－61所示，拆下中转向轴①。

（2）安装程序

①如图3－62所示，安装中间转向轴①。

②按以上注意事项所述，将上万向节小心地推至转向柱上。

③如图3－63所示，将下万向节①向下推至转向机小齿轮③上。

图3－60 拆下并报废2个中转向轴螺栓

图3－61 拆下中转向轴

图3－62 安装中间转向轴

图3－63 将下万向节推至转向机小齿轮

注意事项

◇如图3－64所示，万向节内良好轮齿的凹槽②必须精确对准转向小齿轮上良好轮齿的凹槽①。

◇如图3－64所示，万向节的孔必须对准转向小齿轮③的凹槽。

④按以上注意事项所述，将万向节小心地推至转向齿轮上。

⑤如图3－65所示，安装2个新的中间转向轴螺栓①，并首先紧固至25N·m。

⑥最后将2个新的中转向柱螺栓再转180°～195°紧固。

⑦对中方向盘转角传感器。参见“方向盘转角传感器对中”。

2．转向柱上装饰盖的更换

如图3－66所示，分离转向柱上装饰盖和转向柱下装饰盖。

图3－64 对准凹槽

图3－65 安装新的螺栓

3．转向柱下装饰盖的更换

准备：拆下转向柱上装饰盖。

（1）安装转向柱下装饰盖螺栓①（数量：3），紧固2．5N·m，如图3－67所示。

（2）转向柱下装饰盖旋转方向盘直到螺栓均可接触。

图3－66 转向柱上装饰盖的更换

图3－67 转向柱下装饰盖的更换

4．转向柱锁止控制模块的更换

（1）拆卸程序

①断开蓄电池负极电缆。

②拆卸仪表板外装饰盖。

③拆卸仪表板下装饰板盖。

④断开转向柱锁止装置的线束。

⑤如图3－68、图3－69所示，拆卸侧面的转向柱锁止控制模块螺栓①。

图3－68 拆卸螺栓

⑥如图3－68、图3－69所示，拆卸后部的转向柱锁止控制模块螺栓②。

⑦如图3－69所示，从转向柱锁止控制模块托架拆卸转向柱锁止控制模块，将模块从上面移出托架。

图3－69 拆卸转向柱锁止控制模块

（2）安装程序

注意：将定位销③插入进定位孔。

①将模块移至托架中的安装位置，安装转向柱锁止控制模块。

②如图3－70所示，安装并紧固后部的转向柱锁止控制模块螺栓②。

③如图3－71所示，安装并紧固侧面的转向柱锁止控制模块螺栓①。

④连接转向柱锁止装置的线束。

⑤安装仪表板下装饰板盖。

⑥安装仪表板外装饰盖。

⑦连接蓄电池负极电缆。

图3－70 安装转向柱锁止控制模块螺栓

⑧维修或者更换之后，参见“控制模块参考”进行编程和设置。

5．转向信号开关的更换

准备：拆下转向柱下装饰盖，如图3－72所示。

（1）必要时，断开所有电气连接器。

（2）分离塑料固定凸舌，以便将转向信号开关从开关托架上分离。

图3－71 安装并紧固侧面的转向柱锁止控制模块螺栓

图3－72 拆下转向柱下装饰盖

6．方向盘的更换（如图3－73所示）

准备：安装充气式约束系统方向盘模块。

（1）方向盘螺栓

①清洁螺栓的螺纹。

②在螺纹上涂抹锁止胶。拧紧扭矩30N·m。

（2）方向盘

①必要时断开电气连接器。

②小心地拆下方向盘。

7．方向盘辐条下盖的更换（如图3－74所示）

（1）使用平刃工具拆下方向盘下盖和方向盘辐条上的部件。

（2）必要时断开任意电气连接器。

（3）必要时移开任何零件。

图3－73 方向盘更换

图3－74 方向盘辐条下盖的更换

8．转向柱的更换

（1）拆卸程序

①拆卸仪表板下装饰盖。

②拆下中间转向轴。

③安装充气式约束系统方向盘模块。

④拆下方向盘。

⑤拆下转向柱上装饰盖。

⑥拆下转向柱下装饰盖。

⑦拆除方向盘转角传感器。

⑧拆下安全气囊系统方向盘模块线圈。

⑨拆卸转向信号开关。

⑩拆卸挡风玻璃刮水器和洗涤器开关。

必要时断开电气连接器。

注意事项

◇在倾斜度调节杆托架和转向柱基座间安装扎带，以免拉开转向柱套管。

◇转向柱拆卸和安装过程中，倾斜调节杆必须在锁止（最高）位置，以确保倾斜调节杆托架保持刚度。同时，在倾斜调节杆和转向柱套管周围安装扎带以保持倾斜调节杆在锁止位置。不要弯曲位于上转向柱安装托架的吸能式转向柱扎带。

如上所述安装扎带。

如图3－75所示，拆下并报废转向柱螺母①。

如图3－76所示，拆下转向柱①。

对于装配有转向柱锁止控制模块的车辆，在更换转向柱时，将转向柱锁止控制模块转移至新的转向柱。

图3－75 拆下转向柱螺母

图3－76 拆下转向柱

（2）安装程序

注意事项

◇在（使用工具）拧紧螺母之前，先用手拧紧所有螺母。

◇在安装过程中，不要弯曲位于上转向柱安装托架的吸能式转向柱扎带。

①如图3－77所示，安装转向柱①。

②如图3－78所示，安装新的转向柱螺母①，用22N·m的扭矩紧固。

图3－77 安装转向柱

图3－78 安装转向柱螺母

注意事项

为了确保在撞击中实现转向柱的应有功能，为了避免对驾驶员造成的人身伤害，请执行以下步骤：

（1）在紧固转向柱上紧固件之前，先紧固转向柱下紧固件。否则会损坏转向柱。

（2）按规定扭矩紧固转向柱紧固件。过度紧固上转向柱紧固件会导致转向柱塌陷。

③必要时连接所有电气连接器。

④安装挡风玻璃刮水器和洗涤器开关。

⑤安装转向信号开关。

⑥安装方向盘充气式约束模块线圈。

⑦安装方向盘转角传感器。

⑧安装转向柱下装饰盖。

⑨安装转向柱上装饰盖。

⑩安装方向盘。

安装充气式约束系统方向盘模块。

安装中间转向轴。

安装仪表板下装饰盖。

校准方向盘转角传感器。

9．方向盘转角传感器的更换（如图3－79所示）

准备：拆下方向盘充气式约束模块线圈。

注意事项

切勿旋转方向盘转角传感器。旋转方向盘转角传感器可能限制电子动力转向（EPS）系统的操作，造成人身伤害。

（1）按下安全气囊系统方向盘模块时钟弹簧线圈的卡夹，以拆下传感器。

（2）校准方向盘转角传感器。

10．转向信号开关托架的更换（如图3－80所示）

（1）拆下方向盘。

（2）拆下转向柱下装饰盖。

（3）必要时断开所有电气连接器。

（4）必要时更换零部件。

图3－79 方向盘转角传感器的更换

图3－80 转向信号开关托架的更换

四、活动小结

1．转向盘和转向柱组成

转向盘由轮缘、轮辐、轮毂组成。转向柱由转向主轴和柱管组成。

2．碰撞吸能作用和类型

现代汽车的转向柱大多装有碰撞吸能机构，当汽车紧急制动或发生撞车事故时吸收冲击能量，减轻或防止对驾驶员的伤害。碰撞吸能转向柱的类型有：弯曲托架式、网络状吸能式、轴向伸缩式、波纹管式等。

3．转向盘和转向柱拆装的注意事项

（1）拆装转向盘时如气囊展开，必须更换气囊模块、螺旋弹簧等附加充气保护装置部件。

（2）进行气囊操作前要戴好手套和护目镜，断开蓄电池负极电缆。

（3）为正确安装转向盘，拆卸时需标记转向柱轴到方向盘的装配标记。

（4）拆卸转向柱时，注意转向柱从车上拆卸后极易损坏，影响转向柱的可伸缩式设计，需谨慎操作。

（5）拆卸转向柱前需断开蓄电池负极电缆，如气囊未展开，等候1分钟以取消气囊功能。

（6）安装转向柱时，将方向盘辐条按对角线对中并朝下，且前轮处于正前位置，确保转向柱的正确安装。

（7）安装转向柱时，支撑转向柱总成直到安装螺母紧固。禁止使转向柱总成自由垂吊而无支撑。

五、活动评价

（一）课堂练习

1．判断题

（1）当作用力从转向盘传到转向垂臂时称为逆向传动。（　 ）

（2）转向轴在车架上位置和倾斜角度是与汽车总体布置、悬架和转向桥结构有关。（　 ）

（3）转向盘自由行程对于缓和路面冲击，使操纵柔和以及避免使驾驶员过度紧张是有利的。（　 ）

2．单选题

（1）转向轴一般由一根（　 ）制造。

A．空心轴　B．实心轴　C．无缝钢管　D．无缝铁管

（2）为了适应总布置的要求，有些汽车在转向盘和转向器之间由（　 ）连接。

A．刚性轴　B．万向传动轴　C．柔性轴　D．空心轴

（3）转向盘自由行程一般不超过（　 ）。

A．10°～15°　B．15°～20°　C．20°～25°　D．25°～30°

（4）转向盘自由行程过大的原因是（　 ）。

A．转向器传动副的啮合间隙过大

B．转向传动机构各连接处松旷

C．转向节主销与衬套的配合间隙过大

D．转向节主销与衬套的配合间隙过小

（二）技能评价

表3－4 方向盘和转向柱拆装之技能评价

（注：操作正确即得分，操作错误或未进行操作得0分）

学习拓展

电子控制动力转向（简称EPS）系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。

1．电控动力转向系统的组成

电控动力转向系统主要由转向柱、传动轴、电动机、转矩传感器、ECU等部分组成，如图3－81所示。

图3－81 电控动力转向系统组成

2．电控动力转向系统的分类

根据动力源的不同，电子控制动力转向系统可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS），如图3－82所示。

图3－82 电控动力转向系统分类

液压式EPS在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和ECU等，ECU根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足汽车在中、低速时的转向助力要求。

电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，ECU根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的大小和方向。