b2.4第四章与整车的匹配设计.doc

第 四 章 与 整 车 的 匹 配 设 计 为 了 使 一 个 性 能 好 的 动 力 转 向 器 能 在 汽 车 上 正 常 发 挥 作 用 ， 还 必 须 使 该 动 力 转 向 器 在 汽 车 上 匹 配 设 计 的 好 。 包 括 在 汽 车 上 的 布 置 要 合 理 ， 相 关 联 的 转 向 盘 、 转 向 传 动 装 置 、 转 向 器 支 架 、 转 向 摇 臂 、 直 拉 杆 设 计 的 合 理 ， 动 力 转 向 器 本 身 选 型 合 理 以 及 配 套 的 转 向 油 泵 和 转 向 油 罐 选 型 及 匹 配 的 合 理 。 这 些 因 素 都 将 对 动 力 转 向 器 能 否 在 汽 车 上 正 常 发 挥 作 用 产 生 影 响 。 下 边 将 分 别 讨 论 ： 布 置 方 式 分 类 在 汽 车 上 布 置 整 体 式 动 力 转 向 器 必 须 按 我 国 公 路 法 规 规 定 ， 转 向 器 必 须 布 置 在 汽 车 前 进 方 向 的 左 侧 ， 一 般 称 为 左 置 转 向 器 。 按 转 向 器 相 对 车 架 的 位 置 分 为 立 置 、 斜 置 和 卧 置 （ 见 图 4.1 ）。按 转 向 器 相 对 支 架 的 位 置 分 为 输 出 轴 朝 内 和 输 出 轴 朝 外 两 种 。 整 体 式 动 力 转 向 器 布 置 的 要 求 （ ） 要 把 转 向 盘 一 转 向 传 动 装 置 一 整 体 式 动 力 转 向 器 一 转 向 杆 系 一 车 轮 作 为 一 个 系 统 来 考 虑 。 选 择 最 优 方 案 进 行 具 体 设 计 。 （ ） 尽 量 保 证 转 向 盘 的 大 小 ， 布 置 角 度 适 合 不 同 车 型 人 体 工 程 学 的 要 求 。 （ 3 ） 尽 量 保 证 转 向 传 动 轴 的 布 置 能 使 转 向 盘 与 转 向 器 转 向 轴 等 速 ，并 保 证 作 到 布 置 在 前 翻 驾 驶 室上的 在 翻 转 动 作 中 不 出 现 运 动 干 涉 。 （ ） 最 大 程 度 地 发 挥 动 力 转 向 器 的 输 出 扭 矩 、 输 出 援 角 。 图 4.1 整 体 式 动 力 转 向 器 布 置 方 式 ） 立 置 ； ） 斜 置 ； 。 ） 卧 置 （ ） 保 证 杆 系 的 运 动 合 理 ， 即 直 拉 杆 的 运 动 不 与 轮 胎 产 生 于 涉 。 横 拉 杆 布 置 符 合 转 向 几 何 学 规 定 ， 前 轮 在 行 驶 中 上 下 跳动 不 能 引 发 出 现 前 轮 摆 头 现 象 。 （ ） 保 证 前 轮 左 右 转 向 角 度 达 到 设 计 要 求 ， 保 证 整 车 转 弯 半 径 达 到 设 计 要 求 。 整 体 式 动 力 转 向 器 布 置 要 点 （ 1 ） 转 向 盘 的 角 度 车 型 不 同 转 向 盘 的 角 度 不 同 ， 它 的 确 定 取 决 于 人 体 工 程 学 的 考 虑 ， 目 的 是 让 驾 驶 员 以 最 佳 角 度 舒 适 的 操 纵 转 向 盘 。 轿 车 转 向 盘 上 平 面 相 对 于 垂 线 的 夹 角 应 为 。 长 头 汽 车 转 向 盘 上 平 面 相 对 于 垂 线 的 夹 角 应 为 。 平 头 汽 车 转 向 盘 上 平 面 相 对 于 垂 线 的 夹 角 应 为 。 转 向 盘 上 平 面 的 角 度 是 总 布 置 设 计 最 终 作 图 确 定 的 。 由 于 转 向 盘 的 布 置 是 与 下 面 的 转 向 传 动 装 置 及 动 力 转 向 器 相 关 联 的 ， 因 此 它 应 该 是 由 总 布 置 与 转 向 系 统 设 计 人 员 共 同 确 定 的 。 （ ） 转 向 盘 的 尺 寸 与 结 构 对 于 采 用 整 体 式 动 力 转 向 器 的 汽 车 ， 其 转 向 盘 的 选 用 主 要 应 考 虑 驾 驶 员 操 作 的 舒 适 和 方 便 。 由 于 转 向 盘 操 纵 手 力 大 大 降 低 ， 不 再 需 要 靠 增 大 转 向 盘 直 径 来 减 轻 转 向 手 力 了 。 一 般 加 装 动 力 转 向 后 ， 汽 车 转 向 盘 正 常 驾 驶 的 手 力 值 规 定 如 下 ： 轿 车 、 轻 型 汽 车 不 大 于 中 、 重 型 汽 车 不 大 于 进 行 强 度 计 算 时 ， 施 于 转 向 盘 的 最 大 计 算 ， 即 最 大 为 。 转 向 盘 直 径 一 般 按 以 下 值 确 定 ： 轿 车 、 轻 型 汽 车 中 型 汽 车 重 型 汽 车 转 向 盘 的 幅 条 结 构 应 在 保 证 转 向 盘 强 度 的 前 提 下 ， 选 用 美 观 大 方 的 双 幅 条 结 构 ， 这 是 目 前 流 行 的 趋 势 。 转 向 盘 的 轮 缘 多 采 用 聚 胺 脂 发 泡 自 结 皮 的 软 化 结 构 。 轮 缘 的 下 都 应 做 出 与 手 形 相 配 合 的 有 规 律 的 凸 凹 部 位 ， 断 面 亦 做 成 非 圆 的 易 手 握 的 扇 卵 形 结 构 ， 其 内 切 圆 也 有 增 大 趋 势 ， 一 般 达 到 。 转 向 盘 的 轮 线 和 轮 幅 内 部 都 应 有 加 强 筋 以 提 高 强 度 ， 加 强 筋 可 以 是 六 角 钢 、 圆 钢 和 圆 钢 管 制 成 。 （ ） 安 全 转 向 管 柱 为 保 证 在 汽 车 撞 击 障 碍 物 或 紧 急 制 动 时 ， 避 免 出 现 因 车 身 变 形 造 成 转 向 盘 和 转 向 轴 后 移 或 驾 驶 员 前 扑 对 驾 驶 员 造 成 伤 害 ， 现 代 汽 车 已 越 来 越 多 的 采 用 了 安 全 转 向 管 柱 。 这 种 装 置 可 以 在 汽 车 撞 击 障 碍 物 或 紧 急 制 动 时 ， 在 驾 驶 员 与 转 向 盘 产 生 撞 击 时 ， 转 向 轴 在 外 力 作 用 下 迅 速 缩 短 一 定 的 距 离 ， 可 以 吸 收 相 当 部 分 的 冲 击 能 量 ， 在 一 定 的 程 度 上 降 低 对 驾 驶 员 的 伤 害 程 度 ， 从 而 保 证 驾 驶 员 的 安 全 。 这 种 吸 收 冲 击 能 量 的 安 全 转 向 管 柱 在 国 内 汽 车 上 应 用 的 越 来 越 广 泛 ， 从 轿 车 到 重 型 汽 车 都 有 应 用 。 安 全 转 向 管 柱 的 结 构 多 种 多 样 ， 现 仅 举 五 个 实 例 （ 见 图 4.2 ） 。 （ ） 转 向 传 动 轴 在 汽 车 上 ， 转 向 器 的 转 向 铀 和 转 向 盘 中 心 线 往 往 不 能 布 置 在 同 一 直 线 上 。 驾 驶 室 和 车 架 在 汽 车 行 驶 时 有 相 对 运 动 ， 对 前 翻 驾 驶 室 二 者 相 对 移 动 量 更 大 ， 这 些 因 素 都 要 求 在 转 向 盘 和 转 向 器 之 间 采 用 可 伸 缩 的 转 向 传 动 轴 ， 以 保 证 在 产 生 这 些 相 对 移 动 时 ， 转 向 轴 不 致 脱 开 使 转 向 器 失 去 操 纵 。 常 用 的 转 向 传 动 轴 多 为 万 向 书 式 ， 也 可 以 是 其 它 型 式 的 结 构 。 为 保 证 传 递 转 向 盘 转 动 信 号 平 稳 ， 就 需 要 转 向 盘 通 过 转 向 传 动 轴 传 到 转 向 器 的 转 向 输 入 轴 的 转 速 是输 图 4.2 各 种 安 全 转 向 管 柱 ） 波 纹 管 式 ； ） 网 格 式 ； ） 塑 料 销 式 ； ） 特 殊 粘 接 式 ； ） 钢 球 连 接 式 入 轴 的 转 速 是 等 速 的 。 因 此 转 向 传 动 轴 多 采 用 双 万 向 节 结 构 ， 可 以 是 平 行 线 式 和 变 角 度 式 ， 但 都 必 须 保 证 夹 角 相 等 （ 见 图 4.3 ） ， 这 样 才 能 保 证 等 角 速 传 动 。 为 解 决 转 向 盘 和 转 向 器 出 现 相 对 移 动 时 ， 转 向 传 动 轴 脱 开 或 产 生 干 涉 造 成 损 坏 ， 还 应 在 双 万 向 节 式 传 动 轴 的 中 间 轴 上 采 用 带 滑 动 花 键 结 构 ， 这 种 结 构 对 有 前 翻 驾 驶 室 的 车 型 尤 为 适 用 。 对 于 轿 车 和 旅 行 车 整 体 式 车 身 结 构 就 无 须 采 用 带 滑 动 花 键 的 中 间 轴 结 构 了 。 在 前 翻 驾 驶 室 汽 车 转 向 系 统 布 置 时 （ 见 图 4.3 ） ， 下 边 的 转 向 器 万 向 节 轴 心 线 最 好 布 置 在 驾 驶 室 翻 转 轴 轴 心 线 上 ， 这 样 驾 驶 室 翻 转 到 任 意 位 置 都 不 会 引 起 中 间 轴 长 度 的 变 化 。 如 在 图 4.3 前 翻 驾 驶 室 转 向 系 布 置 简 图 一 车 身 回 转 铰 链 点 ； b - 转 向 器 端 万 向 节 较 链 点 ； 一 转 向 盘 端 万 向 节 铰 链 点 ； 一 转 向 盘 布 置 上 有 困 难 ， 也 要 尽 量 布 置 在 翻 转 轴 轴 心 线 附 近 ， 尽 量 靠 近 翻 转 轴 轴 心 线 ， 这 样 可 以 使 驾 驶 室 翻 转 时 中 间 轴 拉 长 的 距 离 最 小 ， 尽 量 控 制 在 所 选 转 向 传 动 轴 中 间 轴 滑 动 花 键 允 许 的 花 键 行 程 之 内 。 该 滑 动 花 键 的 老 结 构 是 采 用 润 滑 脂 润 滑 ， 新 结 构 是 采 用 花 键 表 面 喷 塑 ， 无 须 再 润 滑 。 为 减 小 中 间 轴 花 键 结 构 可 能 增 加 圆 周 方 向 转 动 的 自 由 间 隙 ， 该 花 键 设 计 时 应 采 用 齿 侧 定 心 。 转 向 传 动 轴 的 万 向 节 总 成 多 采 用 十 字 轴 结 构 ， 其 十 字 轴 轴 径 一 般 根 据 车 型 不 同 ， 所 采 用 转 向 盘 大 小 不 同 ， 其 尺 寸 在 ， 既 可 以 保 证 强 度 ， 又 可 使 结 构 轻 巧 。 十 字 轴 端 部 轴 承 可 采 用 滑 动 轴 承 、 滚 针 轴 承 或 复 合 轴 承 。 轴 承 外 端 可 用 孔 用 弹 性 挡 圈 眼 位 ， 亦 可 铆 死 。 万 向 节 又 可 以 是 锻 件 、 精 铸 件 ， 也 可 以 是 冲 压 件 。 近 年 来 随 着 引 进 国 外 车 型 ， 冲 压 式 万 向 节 又 由 于 它 轻 巧 的 结 构 ， 节 省 材 料 ， 在 国 内 车 型 上 用 的 越 来 越 多 。 由 于 转 向 传 动 轴 转 速 很 低 ， 所 以 也 不 需 要 进 行 动 平 衡 。 （ ） 转 向 器 布 置 整 体 式 动 力 转 向 器 在 汽 车 上 的 布 置 比 机 械 转 向 器 在 汽 车 上 的 布 置 要 复 杂 一 些 ， 考 虑 的 因 素 要 多 一 些 。 要 考 虑 转 向 器 与 转 向 盘 和 转 向 管 柱 的 相 对 位 置 ， 要 使 它 们 和 转 向 传 动 轴 中 间 轴 的 夹 角 相 等 且 尽 量 小 。 设 计 时 以 满 载 时 状 态 为 准 ， 该 夹 角 不 得 超 过 所 选 转 向 传 动 轴 允 许 最 大 工 作 角 度 。 要 考 虑 与 车 架 的 相 对 位 置 ， 考 虑 转 向 器 支 架 的 固 定 方 式 和 位 置 ， 保 证 转 向 器 装 拆 方 便 ， 液 压 管 路 接 头 装 拆 方 便 。 考 虑 转 向 器 摇 臂 与 直 拉 杆 连 接 方 式 和 拆 装 方 便 。 保 证 直 拉 杆 的 布 置 结 果 不 与 轮 胎 在 运 动 中 产 生 干 涉 。 确 定 转 向 器 输 出 轴 的 位 置 ， 是 朝 内 还 是 朝 外 ， 同 时 必 须 注 意 螺 纹 滚 道 的 旋 向 应 做 相 应 改 变 。 转 向 器 的 布 置 不 能 太 靠 下 ， 影 响 汽 车 的 接 近 性 。 低 于 保 险 杠 还 会 容 易 与 地 面 障 碍 物 碰 撞 而 造 成 损 坏 。 转 向 器 前 后 位 置 的 确 定 一 定 要 保 证 车 轮 跳 动 时 ， 车 轮 按 直 拉 杆 前 铰 链 点 的 跳 动 轨 迹 与 车 轮 按 钢 板 弹 簧 前 铰 链 点 或 其 它 悬 挂 装 置 跳 动 中 心 的 跳 动 轨 迹 最 大 相 差 量 不 超 过 ， 否 则 将 造 成 跳 动 过 程 中 车 轮 摆 头 。 不 符 合 上 述 要 求 则 要 设 法 调 整 转 向 器 及 摇 臂 的 位 置 。 对 于 前 翻 驾 驶 室 的 车 辆 则 如 前 所 述 ， 应 考 虑 转 向 器 布 置 尽 量 靠 前 ， 使 安 装 在 转 向 器 转 向 轮 的 万 向 节 轴 心 线 尽 量 靠 近 驾 驶 室 翻 转 轴 轴 心 线 ， 以 保 证 在 驾 驶 室 翻 转 时 转 向 传 动 轴 中 间 带 花 键 轴 拉 长 距 离 最 小 。 在 立 式 布 置 转 向 器 确 有 困 难 ， 直 拉 杆 的 运 动 与 轮 胎 于 涉 解 决 不 了 时 ， 前 轮 的 跳 动 轨 迹 差 超 差 引 起 车 轮 摆 头 解 决 不 了 时 ， 则 要 考 虑 将 转 向 器 改 成 卧 式 布 置 并 加 直 角 传 动 机 构 。 这 样 可 以 大 大 减 轻 以 上 几 方 面 的 不 利 效 果 ， 但 是 也 还 必 须 重 新 进 行 校 核 以 确 定 最 佳 位 置 。 此 时 要 注 意 改 变 螺 纹 滚 道 的 旋 向 。 转 向 器 的 布 置 是 应 该 综 合 考 虑 上 述 清 因 素 的 要 求 ， 合 理 的 确 定 ， 使 之 更 好 地 发 挥 作 用 。 （ ） 转 向 器 支 架 整 体 式 动 力 转 向 器 由 于 其 输 出 负 荷 大 ， 所 以 对 转 向 器 支 架 的 强 度 和 刚 度 要 求 高 ， 绝 不 允 许 动 力 转 向 器 在 工 作 过 程 中 随 转 向 器 支 架 晃 动 ， 否 则 将 导 致 增 加 转 向 间 隙 ， 产 生 转 向 滞 后 ， 对 转 向 过 程 不 利 ， 也 增 加 了 不 安 全 因 素 。 对 转 向 器 支 架 及 固 定 转 向 器 的 要 求 ： 有 较 好 的 强 度 和 刚 度 ， 最 好 采 用 整 体 铸 钢 件 。 设 计 合 理 ， 有 较 大 的 装 拆 空 间 。 转 向 器 支 架 孔 的 配 合 间 隙 要 小 ， 位 置 准 确 度 高 。 一 般 要 用 钻 模 板 钻 孔 ， 以 保 证 位 置 度 和 配 合 间 隙 。 适 当 加 强 转 向 器 支 架 固 定 在 车 架 部 位 的 车 架 强 度 ， 一 般 采 用 加 强 板 加 强 车 架 强 度 。 建 议 使 用 碟 形 垫 圈 代 替 普 通 弹 簧 垫 圈 ， 增 强 螺 栓 防 松 性 能 。 对 于 尺 寸 较 长 的 动 力 转 向 器 ， 特 别 是 卧 置 的 长 动 力 转 向 器 ， 除 用 转 向 器 支 架 固 定 转 向 器 壳 体 部 位 外 ， 需 增 加 伸 长 端 的 辅 助 定 位 ， 确 保 动 力 转 向 器 不 因 输 出 力 矩 大 而 在 工 作 中 上 下 摇 动 。 （ ） 转 向 摇 臂 ： 转 向 摇 臂 的 长 度 。 转 向 摇 臂 的 长 度 取 决 于 直 拉 杆 工 作 需 要 的 行 程 范 围 ， 可 由 转 向 系 统 杯 系 的 运 动 校 核 来 确 定 。 直 拉 杆 工 作 行 程 范 围 取 决 于 轮 胎 的 摆 角 和 转 向 节 臂 的 长 度 。 一 般 讲 转 向 摇 臂 的 长 度 近 似 等 于 转 向 节 臂 的 长 度 ， 但 也 有 特 殊 情 况 。 转 向 摇 臂 长 度 的 确 定 ， 主 要 应 考 虑 在 满 足 直 拉 杆 行 程 的 前 提 下 尽 量 发 挥 转 向 器 的 输 出 摆 角 ， 以 保 证 一 定 的 转 向 器 总 圈 数 。 摆 角 小 可 以 加 长 摇 臂 ， 摆 角 大 可 以 减 短 摇 臂 ， 所 以 要 综 合 考 虑 这 些 因 素 最 终 确 定 摇 臂 长 度 。 转 向 摇 臂 原 始 位 置 的 确 定 。 为 保 证 转 向 器 缸 体 部 分 磨 损 均 匀 ， 必 须 充 分 发 挥 齿 条 活 塞 在 缸 体 里 的 行 程 。 确 定 转 向 摇 臂 原 始 安 装 位 置 时 ， 必 须 考 虑 车 轮 实 际 左 右 转 角 的 不 同 。 对 于 左 置 转 向 器 来 说 ， 左 车 轮 向 左 转 角 都 要 比 向 右 转 角 大 。 车 型 不 同 其 值 亦 不 同 ， 左 车 轮 左 转 和 右 车 轮 右 转 都 属 内 轮 转 向 ， 转 角 一 般 为 ； 左 车 轮 右 转 和 右 车 轮 左 转 都 属 外 轮 转 向 ， 转 角 一 般 为 ， 这 都 是 由 转 向 梯 形 机 构 按 转 向 几 何 学 原 理 决 定 的 。 另 外 还 要 考 虑 转 向 直 拉 杆 空 间 运 动 的 范 围 应 尽 量 小 ， 改 善 转 向 摇 臂 受 力 状 态 。 一 般 将 转 向 摇 臂 原 始 安 装 位 置 相 对 垂 线 后 摆 ， 该 值 应 由 作 图 确 定 。 转 向 摇 臂 的 形 状 。 转 向 摇 臂 的 形 状 以 直 形 最 好 ， 工 艺 简 单 易 于 加 工 。 但 由 于 车 型 不 同 转 向 器 相 对 车 架 和 车 轮 位 置 不 同 ， 极 有 可 能 出 现 运 动 中 直 拉 杆 与 车 轮 干 涉 现 象 。 为 避 免 出 现 此 种 状 况 ， 常 用 改 变 摇 臂 形 状 的 方 法 适 当 地 解 决 干 涉 问 题 。 一 般 都 是 将 摇 臂 设 计 成 向 内 侧 弯 曲 的 形 状 ， 尽 量 达 到 在 保 证 强 度 的 前 提 下 使 直 拉 杆 让 开 轮 胎 。 （ ） 直 拉 杆 直 拉 杆 的 尺 寸 在 转 向 器 位 置 、 转 向 摇 臂 和 转 向 节 臂 位 置 确 定 后 就 定 下 来 了 ， 由 此 可 定 出 直 线 行 驶 位 置 时 直 拉 杆 前 后 球 销 中 心 的 直 线 距 离 。 然 后 要 考 虑 运 动 过 程 中 其 前 后 球 销 摆 动 的 角 度 ， 不 得 超 出 直 拉 什 球 销 允 许 摆 角 。 还 要 考 虑 在 其 运 动 过 程 中 不 能 与 轮 胎 干 涉 。 所 以 在 各 种 汽 车 中 ， 有 些 车 型 直 拉 杆 是 直 的 形 状 很 简 单 ， 有 些 车 型 直 拉 杆 的 形 状 很 复 杂 ， 都 必 须 经 过 直 拉 杆 运 动 校 核 确 定 。 直 拉 杆 断 面 形 状 多 为 圆 管 型 材 ， 其 尺 寸 由 强 度 计 算 确 定 。 计 算 载 荷 由 动 力 转 向 器 最 大 输 出 力 矩 确 定 。 直 拉 杆 运 动 校 校 的 方 法 （ 见 图 4.4 ） ： 要 以 最 大 可 能 产 生 与 轮 胎 干 涉 的 位 置 进 行 运 动 校 核 。 最 大 可 能 产 生 与 轮 胎 干 涉 的 位 置 是 左 前 轮 向 右 转 到 最 大 角 度 ， 同 时 轮 胎 上 跳 到 极 限 位 置 。 此 时 直 拉 杆 运 动 位 置 最 靠 外 ， 直 拉 杆 处 在 轮 胎 中 心 水 平 线 以 上 ， 该 位 置 即 是 最 大 可 能 产 生 与 轮 胎 干 涉 的 位 置 。 作 图 采 用 三 维 作 图 法 。 分 别 画 出 三 个 坐 标 上 轮 胎 转 到 极 限 位 置 时 轮 胎 与 直 拉 杆 的 相 对 位 置 。 左 侧 钢 板 弹 簧 压 缩 到 极 限 位 置 ； 左 轮 胎 向 右 转 到 极 限 位 置 。 要 求 此 时 左 前 轮 内 侧 胎 冠 外 线 与 直 拉 杆 的 距 离 保 持 。 若 发 生 干 涉 或 未 保 持 距 离 ， 则 应 改 变 直 拉 杆 形 状 ， 使 直 拉 杆 变 弯 让 过 轮 胎 ， 保 持 直 拉 杆 与 轮 胎 的 距 离 。 同 时 要 考 虑 直 拉 杆 空 间 运 动 轨 迹 ， 尽 量 使 直 拉 杆 空 间 受 力 方 向 改 变 的 最 小 ， 又 要 考 虑 不 与 其 它 附 近 的 支 架 和 附 件 干 涉 。 要 同 时 考 虑 适 当 调 整 转 向 器 支 架 位 置 、 转 向 摇 臂 形 状 、 直 拉 杆 的 形 状 等 ， 综 合 考 虑 各 方 面 因 素 最 终 确 定 直 拉 杆 的 形 状 ， 力 求 使 直 拉 杆 的 形 状 改 变 最 小 ， 使 加 工 工 艺 性 最 好 。 （ ） 转 向 节 臂 转 向 节 臂 的 长 度 近 似 等 于 转 向 摇 臂 的 长 度 。 转 向 节 臂 的 连 接 球 销 的 位 置 也 因 车 轮 转 角 两 个 方 向 不 等 不 在 前 轴 中 心 线 上 。 为 保 证 车 轮 两 个 方 向 转 动 时 直 拉 杆 受 力 方 向 改 变 最 小 ， 中 间 直 线 行 驶 位 置 转 向 节 臂 球 销 中 心 一 般 布图 4.4 直拉杆运动校核图置 在 前 轴 中 心 线 以 后 ， 其 距 离 大 小 和 节 臂 的 形 状 都 应 通 过 运 动 校 核 确 定 。 整 体 式 动 力 转 向 器 造 型 方 法 在 车 型 设 计 时 ， 选 择 合 适 的 动 力 转 向 器 为 车 型 配 套 要 考 虑 的 因 素 是 多 方 面 的 ， 因 此 选 型 的 方 法 也 是 多 种 多 样 的 。 下 面 分 别 介 绍 应 如 何 考 虑 动 力 转 向 器 的 选 型 。 （ ） 根 据 车 型 发 展 选 型 在 重 型 汽 车 及 其 变 型 客 车 上 安 装 动 力 转 向 器 ， 通 常 的 作 法 是 以 前 轴 负 荷 为 作 标 准 。 但 现 在 已 经 有 很 大 变 化 ， 随 着 对 汽 车 轻 便 性 的 要 求 越 来 越 高 ， 各 汽 车 厂 家 在 中 型 汽 车 上 也 纷 纷 装 用 了 动 力 转 向 器 。 如 一 汽 生 产 的 平 柴 、 平 柴 、 平 柴 等 车 型 ， 二 汽 生 产 的 平 柴 、 平 柴 等 车 型 及 中 型 客 车 上 也 都 选 用 了 动 力 转 向 器 。 国 外 进 口 的 轻 型 豪 华 客 车 包 括 人 座 的 车 型 都 安 装 了 动 力 转 向 器 ， 相 信 国 产 人 座 和 人 座 的 豪 华 型 轻 型 客 车 都 会 很 快 安 装 动 力 转 向 器 。 无 一 例 外 这 些 车 型 都 是 选 用 了 转 阀 式 整 体 动 力 转 向 器 。 这 是 因 为 该 种 动 力 转 向 器 结 构 紧 凑 小 巧 ， 输 出 力 矩 大 ， 易 布 置 ， 能 满 足 不 同 车 型 助 力 转 向 需 要 。 （ ） 根 据 动 力 转 向 器 结 构 和 性 能 选 型 动 力 转 向 器 品 种 较 多 ， 目 前 国 内 外 流 行 的 是 整 体 式 动 力 转 向 器 。 整 体 式 动 力 转 向 器 主 要 有 两 种 ， 一 种 是 滑 阀 式 动 力 转 向 器 ， 另 一 种 是 转 阀 式 动 力 转 向 器 。 这 两 种 整 体 式 动 力 转 向 器 结 构 上 的 相 同 点 是 都 采 用 了 循 环 球 螺 杆 螺 母 传 动 副 和 齿 条 齿 扇 传 动 副 ， 都 采 用 了 活 塞 式 油 缸 结 构 。 不 同 点 主 要 是 控 制 阀 分 别 为 滑 阀 和 转 阀 。 其 次 在 转 阀 式 动 力 转 向 器 中 ， 齿 条 、 活 塞 、 螺 母 完 全 成 一 体 ， 因 此 结 构 更 简 单 。 而 滑 阀 式 动 力 转 向 器 中 则 不 是 做 成 一 体 活 塞 和 螺 母 是 分 开 的 ， 因 此 结 构 复 杂 。 回 位 元 件 也 有 不 同 ， 转 阀 式 动 力 转 向 器 都 采 用 了 扭 杆 弹 簧 结 构 ， 回 位 结 构 简 单 、 可 靠 。 滑 阀 式 动 力 转 向 器 则 各 有 不 同 结 构 ， 分 别 有 弹 簧 、 簧 片 、 弹 性 杆 等 ， 回 位 结 构 复 杂 。 从 零 件 数 量 上 讲 转 阀 式 动 力 转 向 器 要 少 于 滑 间 式 动 力 转 向 器 ， 因 此 质 量 也 轻 。 从 尺 寸 上 讲 ， 转 阀 式 动 力 转 向 器 也 短 于 滑 间 式 动 力 转 向 器 ， 一 般 在 轴 向 尺 寸 上 要 短 4060 。 这 两 种 整 体 式 动 力 转 向 器 在 性 能 上 也 有 不 同 ， 转 阀 式 动 力 转 向 器 转 向 特 性 可 按 用 户 要 求 进 行 调 整 ， 通 过 改 变 扭 杆 尺 寸 和 问 刃 口 形 状 实 现 ， 而 滑 阀 式 动 力 转 向 器 则 不 能 随 意 调 整 。 从 转 向 手 力 上 看 ， 转 阀 式 动 力 转 向 器 的 转 向 手 力 要 大 大 小 于 滑 阀 式 动 力 转 向 器 ， 一 般 要 轻 。转 阀 式 动 力 转 向 器 的 使 用 工 作 压 力 逐 渐 提 高 ， 现 在 已 用 到 ， 输 出 扭 矩 也 有 较 大 增 加 ， 再 加 上 质 量 减 轻 ， 所 以 单 位 质 量 输 出 扭 矩 也 大 大 增 高 ， 最 大 已 超 过180/K 。 所 以 无 论 从 结 构 上 、性 能 上 ，国 内 外 都 趋 于 选 择 转 阀 式 整 体 动 力 转 向 器 。 （ ） 根 据 汽 车 转 向 系 载 荷 选 型 从 结 构 和 性 能 上 已 确 定 了 所 选 择 动 力 转 向 器 的 型 式 ， 及 在 哪 些 车 型 上 装 动 力 转 向 器 。 那 么 具 体 应 如 何 选 择 哪 种 型 号 的 动 力 转 向 器 呢 ？ 首 先 要 确 定 转 向 系 的 载 荷 ， 根 据 转 向 系 统 的 载 荷 确 定 出 相 应 输 出 力 矩 的 转 阀 式 动 力 转 向 器 。 转 向 系 计 算 载 荷 的 计 算 方 法 多 种 多 样 ， 有 公 式 计 算 法 ， 有 图 表 法 ， 现 作 一 简 单 介 绍 。 转 向 系 计 算 载 荷 多 用 于 计 算 转 向 阻 力 矩 ， 其 计 算 公 式 统 计 起 来 不 下 十 余 个 。 但 每 个 公 式 都 有 其 使 用 的 局 限 性 。 一 般 的 方 法 是 根 据 车 型 、 前 轴 负 荷 、 前 轮 定 位 参 数 、 轮 胎 气 压 等 计 算 。 最 通 用 的 方 法 是 “ 汽 车 理 论 ” 教 课 书 中 推 荐 使 用 的 原 苏 联 的 半 经 验 公 式 。 转 向 阻 力 短 见 用 下 式 计 算 ： r = （13）1/3 （4.1 ） 式中：- 轮 胎 与 地 面 滑 动 摩 擦 系 数,一 般 取 . ； - 轴 负 荷 ， ； P - 轮 胎 气 压 ， 2 转 向 手 力 Fr 用 下 式 计 算 ： Fr= 1r2 Rr iw t 式中：1 - 转 向 摇 臂 长, ； 2 - 转 向 节 臂 长， ； Rr - 转 向 盘 半 径， ； iw - 转 向 器 角 传 动 比 ； t - 转 向 器 正 机 械 效 率 。 该 公 式 多 适 用 于 中 、 轻 型 汽 车 ， 其 悬 挂 为 钢 板 弹 簧 时 ， 用 于 计 算 最 大 转 向 阻力 矩 （ 原 地 转 向 阻 力 矩 ） 。 该 公 式 为 半 经 验 公 式 ， 仅 考 虑 了 前 桥 负 荷 和 轮 胎 气 压 的 影响 ， 实 际 上 属 于 统 计 公 式 。 另 外 还 有 雷 索 夫 公 式 、 塔 布 莱 克 公 式 等 ， 它 们 的 侧 重 点 各 有 不 同 。 有 的 着 重 考 虑 了 车 轮 的 主 销 偏 移 距 ， 轮 胎 静 力 半 径 ； 有 的 着 重 考 虑 了 轮 胎 接 地 面 积 的 影 响 ， 从 轮 胎 在 地 面 上 的 压 印 面 积 上 计 算 ； 还 有 的 分 别 计 算 左 右 轮 的 最 大 转 向 阻 力 矩 ， 再 把 右 轮 的 转 向 阻 力 矩 叠 加 到 左 轮 上 得 到 整 车 要 考 虑 的 最 大转 向 阻 力 矩 。 也 有 一 些 公 司 根 据 经 验 和 统 计 数 据 ，整 理 出 图 表 ， 根 据 图 表 可 以 求 得 不 同 主 销 偏 移 距 、 不 同 轮 胎 、 不 同 轴 荷 的 转 向 阻 力 矩 。 总 之 这 些 计 算 方 法 使 用 起 来 由 于 考 虑 的 因 素 不 同 ， 所 以 差 别 较 大 。 现 在 汽 车 车 型 如 此 繁 多 ， 从 轿 车 到 超 重 型 汽 车 结 构 上 差 别 很 大 ， 轮 胎 尺 寸 、 轮 胎 气 压 、 主 销 定 位 参 数 、 主 销 偏 移 距 、 转 向 轴 载 荷 等 等 都 不 同 ， 所 以 是 无 法 用 统 一 的 公 式 进 行 计 算 的 。 只 能 针 对 具 体 车 型 采 用 不 同 公 式 计 算 。 在 计 算 载 荷 确 定 之 后 ， 可 根 据 载 荷 选 取 适 合 的 动 力 转 向 器 。 （ ） 根 据 转 向 器 生 产 厂 家 推 荐 的 型 谱 选 型 选 择 具 体 型 号 的 动 力 转 向 器 ， 也 可 以 按 照 转 向 器 生 产 专 业 厂 家 推 荐 的 型 谱 里 规 定 的 适 用 转 向 轴 负 荷 参 考 选 用 。 由 于 生 产 厂 家 已 做 了 大 量 研 究 和 试 验 ， 提 出 了 适 应 不 同 轴 荷 的 该 厂 产 品 系 列 。 所 以 完 全 可 以 参 考 厂 家 型 谱 选 用 。 表 1.2.1 显 示 出 各 家 工 厂 的 型 谱 ， 基 本 的 参 数 都 已 表 示 出 来 了 。 如 前 轴 负 荷 、 动 力 转 向 器 的 工 作 压 力 、 最 大 输 出 扭 矩 、 传 动 比 、 齿 扇 轴 直 径 、 输 出 摆 角 。 有 些 更 详 细 ， 还 把 转 向 器 内 部 的 参 数 也 列 出 来 ， 如 齿 扇 模 数 、 中 心 距 、 缸 径 、 自 重 等 。 有 的 型 谱 还 列 出 对 应 各 型 号 动 力 转 向 器 所 需 油 泵 的 流 量 。 图1.2.3是 美 国 公 司 最 新 系 列 动 力 转 向 器 应 用 实 例 。图 中 推 荐 出 各 种 不 同 型 号 机 型 适 用 不 同 轴 荷 车 型 的 情 况 。 该 图 强 调 了 几 个 使 用 特 点 ： 一 是 同 一 前 轴 负 荷 在 不 同 前 轮 最 大 转 角 时 应 采 用 的 机 型 不 同 ， 最 大 转 角 较 大 时 要 增 大 一 个 转 向 器 型 号 使 用 。 这 与 增 大 转 角 时 ， 转 向 阻 力 矩 有 明 显 增 大 有 关 ， 若 使 用 转 角 较 小 时 则 可 减 少 一 个 转 向 器 型 号 使 用 ， 转 向 器 价 格 将 相 应 减 少 ， 对 汽 车 制 造 厂 家 是 有 利 的 。 最 大 转 角 的 分 界 线 是 ， 使 用 中 必 须 注 意 。 二 是 推 荐 的 转 向 器 型 号 与 车 型 的 使 用 工 况 有 紧 密 的 联 系 ， 是 自 卸 车 、 越 野 车 、 公 共 汽 车 ， 还 是 普 通 卡 车 ； 是 长 头 车 还 是 平 头 车 。 各 种 不 同 使 用 工 况 的 车 辆 使 用 的 动 力 转 向 器 都 有 所 不 同 。 一 般 在 恶 劣 路 面 工 况 使 用 的 车 辆 ， 如 越 野 汽 车 、 自 卸 汽 车 等 都 应 增 大 一 个 型 号 选 用 。 （ ） 配 套 的 转 向 油 泵 对 选 型 的 影 响 选 择 各 种 动 力 转 向 器 型 号 时 ， 必 须 考 虑 与 之 配 套 的 转 向 油 泵 是 否 适 用 。 因 为 有 时 不 一 定 能 买 到 非 常 合 适 的 油 泵 与 动 力 转 向 器 匹 配 。 配 套 的 转 向 油 泵 的 工 作 压 力 必 须 满 足 动 力 转 向 器 的 要 求 。 如 果 所 配 转 向 油 泵 工 作 压 力 低 于 动 力 转 向 器 要 求 ， 则 应 考 虑 选 择 大 一 个 档 的 动 力 转 向 器 ， 增 大 缸 径 尺 寸 以 满 足 输 出 力 矩 的 需 要 。图 4.5 TAS系列应用实例 配 套 的 转 向 油 泵 应 考 虑 到 计 算 所 得 实 际 需 要 流 量 。 油 泵 的 流 量 不 够 会 出 现 明 显 的 加 力 滞 后 现 象 ， 给 驾 驶 员 以 沉 重 的 感 觉 。 在 满 足 输 出 力 矩 情 况 下 可 考 虑 选 用 小 一 档 动 力 转 向 器 。 所 以 动 力 转 向 器 的 选 型 必 须 综 合 各 方 面 因 素 考 虑 。 （ ） 根 据 整 车 布 置 的 需 要 选 到 整 车 布 置 不 同 所 选 择 的 动 力 转 向 器 的 结 构 也 不 同。 转 向 器 对 整 车 来 讲 是 左 置 还 是 右 置 ， 相 对 转 向 器 支 架 转 向 器 输 出 轴 朝 左 还 是 朝 右 固 定 ， 都 会 使 所 选 动 力 转 向 器 结 构 有 很 大 变 化 。 二 是 要 确 定 输 出 轴 相 对 转 向 轴 向 左 还 是 向 右 伸 出 ， 会 给 转 向 器 壳 体 带 来 相 应 变 化 。 二 是 要 注 意 输 出 轴 安 装 方 向 和 输 出 轴 摆 动 方 向 给 螺 杆 螺 母 滚 道 螺 旋 线 方 向 带 来 的 变 化 。 对 于 整 体 式 动 力 转 向 器 来 说 ， 由 于 内 部 阀 的 长 度 不 同 ， 活 塞 密 封 部 位 布 置 在 上 部 还 是 下 部 ， 导 致 转 向 器 输 入 端 到 输 出 轴 轴 线 的 距 离 有 长 有 短 ， 所 以 选 型 时 要 根 据 布 置 需 要 选 择 。 如 前 翻 驾 驶 室 就 需 要 转 向 器 立 置 ， 上 端 要 求 短 才 好 布 置 。 根 据 布 置 的 特 殊 需 要 ， 转 向 器 还 有 卧 置 的 需 要 。 对 于 前 悬 较 长 的 汽 车 ， 如 大 客 车 、 特 种 工 程 车 等 ， 转 向 器 如 果 布 置 在 车 架 前 端 ， 导 致 直 拉 杆 太 长 ， 但 是 转 向 轴 还 必 须 从 前 端 引 出 。 此 时 ， 一 般 可 以 采 用 直 角 传 动 机 构 加 卧 置 转 向 器 的 方 法 （见