(第3课轮式车辆转向系(.ppt

汽车拖拉机学 第四章 汽车拖拉机转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） QQ：1607357229 鲁植雄 教授 第四章 汽车拖拉机转向系统 本章内容安排 * 第1课 转向方式与转向原理 第2课 轮式车辆转向系（1） 第3课 轮式车辆转向系（2） 第4课 履带与手扶拖拉机转向系 * 汽车拖拉机学课件2 * 本节课的主要内容 一、差速器 二、转向加力装置 三、四轮转向系 *汽车拖拉机学课件 第3课 轮式车辆转向系（2） 3 一、差速器 *4 1.差速器的功用：是根据汽车、拖拉机行驶需 要，在传递动力的同时，使内、外侧驱动轮能 以不同的转速旋转，以便车辆转弯或适应由于 轮胎及路面差异而造成的内外侧驱动轮转速差 。 2.分类：轮间差速器、轴间差速器 轮间差速器：两侧驱动轮之间的差速器。 轴间差速器：在前、后驱动桥之间或各驱 动桥之间的差速器，用以消除功率循环现 象。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *5 3.运动学分析 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *6 3.运动学分析 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） 当行星齿轮只公转时：处在同一半 径r上的A、B、C三点的圆周速度 都相等其值为 。 当行星齿轮既公转又自转时 uA点圆周速度： uB点圆周速度： *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *7 运动特性方程式： 由此特性方程可知： 当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧 半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍； 当差速器壳转速为零（例如用中央制动器制 动传动轴时），若一侧半轴齿轮受其它外来 力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即为相同转 速反向转动。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *8 4.动力学分析 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *9 当左右驱动轮不存在差速时： 当左右驱动轮存在差速时： 锁紧系数K用来衡量差速器摩擦力矩的大小及转矩分配特性： 转矩M0 摩擦力矩MT 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） 差速器动力分析 n1n2 行星齿轮孔与行星齿 轮轴间产生摩擦 齿轮背部与差速器壳 之间产生摩擦 *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *10 5.差速锁 差速锁的布置有两种形式： 一种是将一根半轴与差速器壳联接； 另一种是连接两半轴 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *11 受力： 当两侧驱动轮分别行驶在不同的路面上，两侧附着系数分别为 、 ，且 无差速锁时最大驱动力满足 有差速锁时最大驱动力满足 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *12 6.自锁差速器 类型：自由轮式差速器、高摩擦自锁差速器（摩擦片式、滑块凸轮式）等 。 （1）自由轮式差速器 分类:滚柱式、棘轮式和牙嵌式 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *13 牙嵌自由轮差速器： u 汽车直线行驶时，主、从动环通过牙嵌齿将动力传给两半轴。 u 转弯时，快速侧车轮的从动环开始以快于主动环的速度转动。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *14 （2）滑块凸轮式差速器 u 滑块凸轮式差速器是利用滑块与 凸轮之间产生较大的内摩擦力矩 以提高锁紧系数的一种高摩擦自 锁式差速器。这种差速器可作轴 间差速器或轮间差速器。 u 这种差速器的锁紧系数一般可达 36，可以在很大程度上提高车 辆的通过性能，但结构复杂，加 工要求高，摩擦件磨损较大。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *15 滑块凸轮差速器 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 一、差速器 *16 工作原理： u 直线行驶时：两半轴无转速差时，内外凸轮 和主动套三者的转速相同，此时转距由差速 器壳输入，经主动套、滑块内、外凸轮，分 别传给左、右半轴。 u 车辆转弯或一侧车轮滑转时：差速器起差速 作用，滑块一方面随主动套旋转并带动内、 外凸轮旋转，同时滑块在内、外凸轮间沿槽 孔径向滑动，使得左、右半轴在不脱离传动 的情况下实现差速。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *17 转向加力装置按所用动力的多少：助力式、全动力式。 1.液压助力转向 u 工作原理：利用液压动力，协助驾驶员操纵机械转向器，通过转 向摇臂及转向传动杆系操纵导向轮偏转。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *18 具有路感反馈功能的转向助力器 （a）直行 （b）右转弯 （c）左转弯 1-液压油箱 2-溢流阀 3-齿轮泵 4-量孔 5-单向阀 6-安全阀 7-滑阀 8-反作用 柱塞 9-阀体 10-回位弹簧 11-转向螺杆 12-转向螺母 13-纵拉杆 14-转向摇臂 15 -油缸 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *19 2.电动助力转向 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *20 2.电动助力转向 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *21 电动助力转向控制系统 控制系统功能为： 根据转向作用力及 相关信息在每一种车速 下产生最优化的转向助 力矩、回正力矩及瞬态 响应。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *22 3.全液压动力转向系统 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *23 工作原理： 在前、后车体铰链处的 两侧各有一个转向油缸，通 过方向盘操纵全液压转向器 时，一侧的油缸进油，另一 侧的油缸排油，使前、后车 架发生相对转动并实现车辆 转向。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *24 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *25 工作原理： u 车辆以直线或以某一定偏转角行驶，这时油缸 两腔和计量泵各齿腔均被封闭，油泵来油经单 向阀、阀体、阀套和控制阀上的油孔通道、滤 清器流回油箱。 u 左转弯时，控制阀在方向盘带动下逆时针转到 “左”油路位置，而阀套在计量泵的控制下暂 不转动，油泵来油经单向阀、阀体、阀套和控 制阀上相应油孔通道进入计量泵，使计量泵转 动，迫使一部分油液经控制阀进入转向油缸的 下腔，推动活塞上移，实现向左转向。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 二、转向加力装置 *26 u 转向油缸上腔的油液经控制阀上的 油道排回油箱。计量泵转动工作时 ，通过连接轴带动阀套逆时针转动 ，消除阀套与控制阀之间的转角， 使控制阀又处于中立位置。 u 右转弯时，控制阀处于“右”油路 位置，工作过程与上述左转弯相反 。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 三、四轮转向系 *27 4WS方式转向： u 后轮与前轮偏转方向相同时称为同相位转向 u 后轮与前轮偏转方向相反时，称为逆相位转向 。 u 4WS车辆同相位转向时，在高速行驶时具有稳定 感，所以它对于高速公路的改变车道行驶，或 遭受测风以及路面倾斜等外部干扰，司机都可 以自如地操纵方向盘保证行驶路线。 u 4WS的逆相位转向时，可以转小弯，起到了缩短 轴距的效果，以前需要反复倒车转弯多次才能 通过的地方采用这种方式可以轻松通过。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 三、四轮转向系 *28 4WS后转向控制箱结构 1-助力液压缸 2-电磁阀 3-控制阀 4-相位控制机构 5-步进电 机 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 三、四轮转向系 *29 工作原理： u 计算机根据转向盘的操作状态 及车速，计算出后轮的目标转 向角，以及目标转向角与实际 后轮转向角的差值，向转向电 机发出指令使后轮偏转。 u 这种方式可以精确地掌握汽车 行驶状态，根据实际情况得出 后轮转向角。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 三、四轮转向系 *30 u 车辆低速行驶时，可控制方向盘转动角度与车轮偏转角的比例，使后 轮与前轮逆相位转向以便于转小弯。 u 中速行驶时，可减少后轮的转动，使车辆接近于2WS的操纵性，减轻了 操纵时的不自然感。 u 当高速行驶时，后轮与前轮进行同相位转向，适当地减少转弯时车身 的转动，提高稳定性。 第四章 汽车拖拉机 的转向系统 第3课 轮式车辆转向系（2） *汽车拖拉机学课件 小结 *31 1. 介绍了差速器（运动学、动力学、差速锁） 2. 介绍了转向加力装置（液压助力转向、电动助力转向、 全液压动力