汽车转向系统PPT文档格式.ppt

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可以方便的实现转向盘和转向器等部可以方便的实现转向盘和转向器等部件的通用化和系列化。

件的通用化和系列化。

b.b.汽车转向系统的组成汽车转向系统的组成机械转向系统的组成机械转向系统的组成:

方向盘；

转向管柱；

转向轴；

转向传动轴转向传动轴;

转向万向节。

转向摇臂；

转向直拉杆；

转向节臂；

转向梯形机构。

转向传动机构转向传动机构转向操纵机构转向操纵机构转向器转向器采用非独立悬架采用非独立悬架采用非独立悬架的机械式转向系统工作过程采用非独立悬架的机械式转向系统工作过程采用独立悬架的采用独立悬架的机械转向系统：

机械转向系统：

左、右横拉杆左、右横拉杆动力转向系统的组成动力转向系统的组成:

转向油罐转向油罐转向加力机构转向加力机构转向油罐；

转向油罐；

转向液压泵；

转向控制阀；

转向动力缸。

转向液压泵转向液压泵转向动力缸转向动力缸转向控制阀转向控制阀转向盘左转向转向盘左转向-转向摇臂带动转向直拉杆前移转向摇臂带动转向直拉杆前移-转向节臂、梯形臂、转向横拉杆右移转向节臂、梯形臂、转向横拉杆右移-同时，转动控制阀，使转向动力右缸与转向油罐接通，转向液压泵的高压油进入转向动同时，转动控制阀，使转向动力右缸与转向油罐接通，转向液压泵的高压油进入转向动力缸的左腔力缸的左腔-活塞受到向右的作用力，此作用力施加在转向横拉杆上。

活塞受到向右的作用力，此作用力施加在转向横拉杆上。

1.21.2两侧车轮偏转角之间的理想关系两侧车轮偏转角之间的理想关系为避免在汽车转向时加大对车轮为避免在汽车转向时加大对车轮的磨损，希望汽车转向时每个车轮的磨损，希望汽车转向时每个车轮都作纯滚动。

即要求所有车轮的轴都作纯滚动。

即要求所有车轮的轴线都相交于一点。

线都相交于一点。

cot=cot+B/L汽车内轮转角汽车内轮转角与外轮转角与外轮转角之间的关系如下：

之间的关系如下：

B两侧主销轴线与地面相交点的两侧主销轴线与地面相交点的距离；

距离；

L汽车的轴距。

汽车的轴距。

R为汽车转弯半径；

为汽车转弯半径；

O为汽车转向中心。

为汽车转向中心。

汽车最小转弯半径：

当外转向轮偏转角当外转向轮偏转角达到最大值达到最大值max时，转向半径最小时，转向半径最小:

Rmin=L/sinmax汽车转弯半径：

汽车转弯半径：

R=L/sin只用前轴转向的三轴汽车，由于只用前轴转向的三轴汽车，由于中、后轮总是平行的，因此不存中、后轮总是平行的，因此不存在理想的转向中心。

在理想的转向中心。

计算转向中心时用一个与中、计算转向中心时用一个与中、后轴线等距的平分线作为假想轴后轴线等距的平分线作为假想轴线。

线。

第一、第三轴为转向桥的三轴汽车第一、第三轴为转向桥的三轴汽车cot1=cot1+B/L1cot2=cot2+B/L2前轴前轴后轴后轴转向梯形需要满足上式转向梯形需要满足上式的设计要求。

的设计要求。

LL11、LL22分别为一轴、三轴分别为一轴、三轴到二轴的距离。

到二轴的距离。

前轴前轴:

cot1=cot1+B/L1后轴后轴:

cot2=cot2+B/L2第一、第二轴为转向桥的四轴汽车第一、第二轴为转向桥的四轴汽车以三四轴之间的平分线为转向基线。

以三四轴之间的平分线为转向基线。

1.31.3转向系的角传动比转向系的角传动比转向盘转向盘转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向节转向节转向系角传动比转向系角传动比i：

转向转向盘转角增量与同侧转向节盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比相应转角增量之比i=i1*i2转向系角传动比越大，转向越省力，但转向灵敏转向系角传动比越大，转向越省力，但转向灵敏度降低。

度降低。

i1较大，货车为较大，货车为16-32，轿车为，轿车为12-20；

i2较小，一般为较小，一般为1。

转向器角传动比转向器角传动比i1：

转转向盘的转角增量与转向摇向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比臂转角的相应增量之比转向传动机构角转向传动机构角传动比传动比i1：

转向转向摇臂转角增量与转摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向盘所在一侧的转向节的转角相应增向节的转角相应增量之比。

量之比。

ip=手力/阻力转向盘的自由行程转向盘的自由行程定义：

定义：

转向盘空转阶段的角行程，称为转向盘的自由行程。

可以缓和路面冲击，避免驾驶员过分的紧张和疲劳；

但过大转向盘可以缓和路面冲击，避免驾驶员过分的紧张和疲劳；

但过大转向盘自由行程会降低转向灵敏度。

转向盘自由行程比较理想的情况是不超过自由行程会降低转向灵敏度。

转向盘自由行程比较理想的情况是不超过1015。

当零件磨损使转向盘自由行程超过。

当零件磨损使转向盘自由行程超过2530时必须进行调整。

时必须进行调整。

产生原因：

转向系统中传动件之间存在安装间隙。

在转向开始阶段，所施加的转向转向系统中传动件之间存在安装间隙。

在转向开始阶段，所施加的转向力矩很小，用来克服转向系统内部摩擦，使个传动件开始运动直到间隙力矩很小，用来克服转向系统内部摩擦，使个传动件开始运动直到间隙完全消除。

完全消除。

2.12.1转向操纵机构转向操纵机构a.a.转向操转向操纵机构纵机构:

转向盘到转向器之间的所有零部件总称。

第第22节节转向操纵机构转向操纵机构1.转向盘1.轮缘轮缘2.轮辐轮辐3.轮毂，轮毂，轮毂细轮毂细牙内花键与转向牙内花键与转向轴连接轴连接转向盘上装有喇叭按钮，有些转向盘上装有喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。

制开关和安全气囊。

汽车碰撞时，转向盘骨汽车碰撞时，转向盘骨架应该发生变形，以吸架应该发生变形，以吸收碰撞的能量。

收碰撞的能量。

转向盘内部由成形的转向盘内部由成形的金属骨架构成，外面金属骨架构成，外面包柔软材料。

包柔软材料。

转向柱管固定在车身上，支承转向柱管固定在车身上，支承着转向盘；

着转向盘；

转向轴是连接转向盘和转向器转向轴是连接转向盘和转向器的传动件；

的传动件；

转向轴从转向柱管转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。

和衬套上。

2.转向轴、转向柱转向轴、转向柱管及其吸能装置管及其吸能装置转向轴和转向柱管吸能装置的转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是：

基本工作原理是：

当转向轴受当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向柱管或支架产生塑性通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式，变形、转向轴产生错位等方式，吸收冲击能量。

吸收冲击能量。

方向盘方向盘转向管柱转向管柱转向管支架转向管支架支座支座橡胶垫橡胶垫转向操纵转向操纵机构支架机构支架转向轴转向轴转向管柱转向管柱转向轴衬套转向轴衬套

（1）转向轴错位缓冲转向轴错位缓冲当发生猛烈撞车时，转向轴上的上、下凸缘盘的当发生猛烈撞车时，转向轴上的上、下凸缘盘的销子与销孔脱开，缓和冲击，吸收冲击能量。

销子与销孔脱开，缓和冲击，吸收冲击能量。

上凸缘盘上凸缘盘下凸缘盘下凸缘盘转向传动轴分为上、下两段，下转向传动轴装在上转向传动转向传动轴分为上、下两段，下转向传动轴装在上转向传动轴的孔中，发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动轴插轴的孔中，发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收冲击能入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收冲击能量。

量。

（2）转向轴错位和支架变形缓冲转向轴错位和支架变形缓冲转向柱管通过转向柱管通过支架支架和和UU形金属板形金属板固定在固定在仪表板上。

仪表板上。

当驾驶员身体撞击当驾驶员身体撞击转向盘后，转向管转向盘后，转向管柱和支架将从仪表柱和支架将从仪表板上脱离下来向前板上脱离下来向前移动。

这时，一端移动。

这时，一端固定在仪表板上而固定在仪表板上而另一端固定在支架另一端固定在支架上的上的UU形金属板就会形金属板就会产生扭曲变形并吸产生扭曲变形并吸收冲击能量。

收冲击能量。

网格状或波纹管式转向柱管吸能装置网格状或波纹管式转向柱管吸能装置:

当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向盘时，网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形，吸收冲击能量。

盘时，网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑性变形，吸收冲击能量。

（3）转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲网格状转向柱管网格状转向柱管波纹管式转向柱管波纹管式转向柱管转向器的转向器的传动效率传动效率转向器的输入功率与输出功率的比值称为转向器的效率。

转向器的输入功率与输出功率的比值称为转向器的效率。

转向器的转向器的正效率：

正效率：

功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转向横拉杆或摇臂）输出的功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转向横拉杆或摇臂）输出的传动效率；

传动效率；

转向器的转向器的逆效率：

逆效率：

功率由转向传动机构输入，由转向轴输出的传动效率功率由转向传动机构输入，由转向轴输出的传动效率。

1.转向器传动效率转向器传动效率第第33节节转向器转向器可逆式转向器：

可逆式转向器：

逆效率很高逆效率很高的转向器，可以将路面阻力完全反的转向器，可以将路面阻力完全反馈到转向盘，驾驶员路感好，可以实现方向盘的回正，但可能馈到转向盘，驾驶员路感好，可以实现方向盘的回正，但可能发生发生“打手打手”现象。

现象。

u现代汽车一般不采用不可逆转向器，大部分采用可逆式转向器，部分现代汽车一般不采用不可逆转向器，大部分采用可逆式转向器，部分越野车辆采用极限可逆式转向器。

越野车辆采用极限可逆式转向器。

不可逆转向器：

逆效率很低逆效率很低的转向器，让驾驶员丧失路感，无的转向器，让驾驶员丧失路感，无法根据路面阻力调整方向盘转距；

方向盘不会回正。

法根据路面阻力调整方向盘转距；

极限可逆式转向器：

逆效率略高于不可逆式的转向器逆效率略高于不可逆式的转向器，可以获，可以获得一定的路感，转向盘可自动回正。

得一定的路感，转向盘可自动回正。

转向器的分类：

2.2.转向器转向器齿轮齿条式转向器；

齿轮齿条式转向器；

蜗杆曲柄指销式转向器；

循环球式转向器。

转向器是转向系的减速传动装置，一般有转向器是转向系的减速传动装置，一般有12个减速传动副。

个减速传动副。

a.a.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器传动副：

转向齿轮传动副：

转向齿轮（主动件主动件）、转向齿条、转向齿条（从动件从动件）。

转向齿条通过两转向齿条通过两点支承在壳体上：

点支承在壳体上：

橡胶支承套、齿橡胶支承套、齿轮齿条啮合点。

轮齿条啮合点。

弹簧通过垫片、压块将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙配合。

弹簧预紧力用调整螺钉调节，螺钉端部起到限位作用，防止跳齿。

齿轮齿条式转向器的工作动画齿轮齿条式转向器的工作动画转向器通过两个转向器