汽车转向系统各部分结构作用图解.docx

1、汽车转向系统各部分结构作用图解.机械转向系统I.转向盘 2.安全转向轴 3.转向节 4.转向轮 5.转向节臂 6.转向横拉杆7.转向减振器 8.机械转向器上图是一种机械式转向系统。驾驶员对转向盘1施加的转向力矩通过转 向轴2输入转向器8。从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机 构。作为减速传动装置的转向器中有 1、2级减速传动副（右图所示转向系统中 的转向器为单级减速传动副）。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转 向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转 向轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属于转 向传动机构。 二.转向操纵

2、机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶 员转动转向盘的操纵力传给转向器。三.机械转向器 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。41.转向横拉杆 2.防尘套3.球头座4.转向齿条5.转向器壳体 6.调整螺塞 7.压紧弹簧8.锁紧螺母 9.压块10.万向节11.转向齿轮轴 12.向心球轴承13.滚针轴承两端输出的齿轮齿条式转向器如图 d-ZX-5所示，作为传动副主动件的 转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中，其上端通过花键与 万向节*10和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条 4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相

3、连。弹簧7通过压块9将齿条压*在齿轮上，保证 无间隙啮合。 弹簧的预紧力可用调整螺塞 6调整。当转动转向盘时，转向器齿轮11转动，使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向 节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。 中间输出的齿轮齿条式转向器如图d-zx-6所示，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器 基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓 6与左右转向横拉杆7相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。（d-zx-6 ）3 4111万向节* 2.转向齿轮轴 3.调整螺母4.向心球轴承 5.滚针轴承 6固定螺栓7.转向横拉杆 8

4、.转向器壳体 9.防尘套10.转向齿条11.调整螺塞12.锁紧螺 母13.压紧弹簧14.压块循环球式转向器 循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式 之一，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动 副。 为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为 两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近 似圆形断面的螺旋管状通道。 螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧 面的一对通孔中。导管内也装满了钢

5、球。这样，两根导管和螺母内的螺旋管状 通道组合成两条各自独立的封闭的钢球流道。 转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩 擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成 球流。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。一 一 rTFTT动画 d-gs-20蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副（以转向蜗杆 为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。动画 d-zi-21四转向传动机构 汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕

6、一个中心点0转动，如图d-zx-07所示。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 0为圆心而转动。 为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足如下关系：ct二 ctg 卄 0/L与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂 2、转向直拉杆3转向节臂4和转向梯形。在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆6和左、右 梯形臂5组成的转向梯形一般布置在前桥之后，如图 d-zx-08a所示。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，梯形臂5与横拉杆6在与道路平行的平 面冰平面）内的交角90。 在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形

7、布置在前桥之前，此时上述交角v 90，如图d-zx-08b所示。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与道路 平行的平面向左右摇动，则可将转向直拉杆3横置，并借球头销直接带动转向横 拉杆6，从而推使两侧梯形臂转动，帕 *图d-z-8当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而 转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。1.转向摇臂 2.转向直拉杆 3.左转向横拉杆 4.右转向横拉杆 5.左梯形臂 6.右梯形臂7.摇杆8.悬架左摆臂 9.悬架右摆臂 10.齿轮齿条式转向器转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂 （或转向节

8、臂）。它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材 制造的，以保证工作可*。直拉杆的典型结构如图十所示。在转向轮偏转或因悬 架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动 都是空间运动，为了不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。10Ed-zx-101.螺母2.球头销3.橡胶防尘垫 4.螺塞5.球头座6.压缩弹簧 7.弹簧座8.油嘴随着车速的提高，现代汽车的转向轮有时会产生摆振（转向轮绕主销轴 线往复摆动，甚至引起整车车身的振动），这不仅影响汽车的稳定性，而且还影 响汽车的舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。在转向传动机构中设置转向减振器是克 服转向轮摆振的

9、有效措施。转向减振器的一端与车身（或前桥）铰接，另一端与 转向直拉杆（或转向器）铰接。图d-zx-111.连接环衬套 2.连接环橡胶套 3.油缸4.压缩阀总成 5.活塞及活塞杆总成 6.导向座7.油封8.挡圈9.轴套及连接环总成 10.橡胶储液缸5.液压助力转向系统 动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机（或电机）的动力为转向能源的转向系统，它是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力 装置而形成的。其中属于转向加力装置的部件是： 转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸等。当驾 驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆&转向 节臂

10、7，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。图dzi181.方向盘 2.转向轴 3.转向中间轴 4.转向油管 5.转向油泵 6.转向油罐 7.转向节臂8.转向横拉杆 9.转向摇臂10.整体式转向器 11.转向直拉杆12.转向减振器与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向 动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。这样，为了克服地面作用于转向 轮上的转向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩， 比用机械转向系统时 所需的转向力矩小得多。 当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的内表面上。 其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油 液；而后工作容积由大变

11、小，压缩油液，经压油口向外供油。由于转子每旋转一 周，每个工作腔都各自吸、压油两次，故将这种型式的叶片泵称为双作用式叶片 泵。双作用叶片泵有两个吸油区和两个压油区， 并且各自的中心角是对称的，所 以作用在转子上的油压作用力互相平衡。因此，这种油泵也称为卸荷式叶片泵。1-进油口 2.叶片乳定子丄出油口 5.转子1.进油口 2.叶片3.定子4.岀油口 5.转子汽车直线行驶时，阀芯与阀套的位置关系如图中所示。自泵来的液压油 经阀芯与阀套间的间隙，流向动力缸两端，动力缸两端油压相等。驾驶员转动方 向盘时，阀芯与阀套的相对位置发生改变，使得大部分或全部来自泵的液压油流 入动力缸某一端，而另一端与回油管路

12、接通，动力缸促进汽车左传或右转。动 |Sjd-zi-22转向油泵是助力转向系统的动力源。转向油泵经转向控制阀向转向助 力缸提供一定压力和流量的工作油液。目前，转向油泵大多采用双作用式叶片泵。 这种油泵有两种结构型式，一种是潜没式转向油泵，另一种为非潜没式转向油泵。 本图所示为潜没式油泵，它与贮液罐是一体的，即油泵潜没在贮液罐的油液中； 非潜没式转向油泵的贮液罐与转向油泵分开安装，用油管与转向油泵相连接。II 11 11圏d-zz-15l.驱动轴2.壳体3.前配油盘 4.叶片5.储油罐6.定子7.后配油盘8.后盖9.弹簧10.管接头11.柱塞12.阀杆13.钢球14.转子 A.岀油口B.岀油腔

13、C.进油腔 D.油道H.主量孔6.车轮定位角 当汽车水平停放时，在汽车的纵向垂面内，主销上部向后倾斜一个角度r,称为主销后倾角。当主销具有后倾角时，主销轴线与路面交点 A将位于车轮与路面接触点的前面。当汽车直线行驶时，若转向轮偶然受到外力 作用而稍有偏转（例如向右偏转，如图中箭头所示），能产生回正作用。当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，主销轴线与地面垂线的夹角 为主销内倾角。 主销内倾角的作用是使车轮自动回正。通常车轮轴线不在水平面，为了方便说明这里假设直线行驶时车轮轴线在水平面上。 对于车轮轴线不在水平面的情况，只要把下图的水平面改为锥面。 如下图所示，考虑该水平面 上和主销有交点的直线

14、，主销与这些直线的夹角有一个最大值。而汽车直线行驶 时，车轮轴线与主销的交角恰为这个最大值。 车轮轴线与主销夹角在转向过程中是不变的，当车轮转过一个角度，车轮轴线就离开水平面往下倾斜， 致使 车身上抬，势能增加。这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果如下图所示，当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，车轮平面与地 面垂线的夹角为前轮外倾角。如果空车时车轮的安装正好垂直于路面， 则满载时 车桥因承载变形而可能出现车轮内倾， 这样将加速车轮胎的磨损。另外，路面对 车轮的垂直反力沿轮毂的轴向分力将使轮毂压向外端的小轴承， 加重了外端小轴承及轮毂紧固螺母的负荷，降低它们的寿命。因此，为了

15、前轮有一个外倾角。但 是外倾角也不宜过大，否则也会使轮胎产生偏磨损。车轮有了外倾角后，在滚动时就类似于滚锥，从而导致两侧车轮向外滚 开。由于转向横拉杆和车桥的约束车轮不致向外滚开， 车轮将在地面上出现边滚边向内滑的现象，从而增加了轮胎的磨损。为了避免这种由于圆锥滚动效应带来 的不良后果，将两前轮适当向内偏转，即形成前轮前束。7.电控液压助力转向及电动动力转向 电磁旋转助力器由静止和旋转两格部分构成。静止部分包括外部磁路（壳体2等）和励磁线圈3，励磁线圈 3紧固在转向器壳体上。旋转部分包括永磁体和齿型组件图。 永磁体a由30个 磁极构成的永久磁环7和塑料保持架8组成，并通过注塑连接在阀芯轴9上。1励磁线圈2金属板3齿环4齿轮5永久磁环6塑料保持架当驾驶员转动转向盘时，因扭杆产生角位移，使永磁体 a与齿型组件b之间 既产生相对转动，又随转向盘一起旋转。当电子控制器感受车速信号并发出适合 这一车速的电流指令时，若励磁线圈3为右旋绕组，则当通过正向电流时，按右 手定则磁力线应是自下而上由中心向外环流，将齿轮6的齿顶端部磁化成 N极,齿环5的齿顶端部磁化为S极，这两种磁极分别与永久磁环7的磁极发生磁力作 用（同性向斥，异性相吸），其结果使永久磁环7处于稳定的中间平衡