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汽车转向系统 第一部分车桥第二部分车轮与轮胎第三部分汽车转向系 目录 车桥 也称车轴 它通过悬架和车架 或承载式车身 相连 两端安装汽车车轮 其功用是传递车架 或承载式车身 与车轮之间各方向作用力 按悬架结构的不同 车桥分为整体式和断开式两种 当采用非独立悬架时 车桥为整体式 断开式车桥与独立悬架配用 第一部分车桥 概述 车桥 转向桥是利用转向节使车轮可以偏转一定角度以实现汽车的转向 它除承受垂直载荷外 还承受纵向力和侧向力以及这些力造成的力矩 转向桥通常位于汽车的前部 故常称为前桥 在全轮驱动的越野汽车和一些轿车上 前桥除作为转向桥外 还兼顾起驱动桥的作用 故称转向驱动桥 它与一般的驱动桥一样 具有主减速器和差速器 第一部分车桥 转向桥 为了保持汽车直线行驶的稳定性 转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的能力 也就是当转向轮在偶遇外力作用发生偏转时 在外力消失后 应能立即自动回到直线行驶位置 这种自动回正作用是由转向轮定位参数来实现的 转向桥的主销和车轮在汽车的纵向和横向平面内设定一定倾角 这些倾角称之为汽车前轮定位参数 它包括主销后倾角 主销内倾角 前轮外倾角和前束 第一部分车桥 前轮定位参数 第一部分车桥 转向驱动桥 在全轮驱动的越野汽车和一些轿车上 前桥除作为转向桥外 还兼顾起驱动桥的作用 故称转向驱动桥 它与一般的驱动桥一样 具有主减速器和差速器 车轮与轮胎是汽车行驶系中重要部件 其功用是 支承整车的质量 缓冲由路面传来的冲击力 通过轮胎同路面间存在的附着力来产生驱动力和制动力 产生平衡汽车转向行驶时的离心力和侧向抵抗力 产生的自动回正力矩 使车辆保持直线行驶 承担越障提高通过性的作用 第二部分车轮与轮胎 车轮与轮胎 车轮是介于轮胎和车轴之间承受负荷的旋转组件 它由轮毂 轮辋以及这两元件间的连接部分 即轮辐 所组成 按轮辐的构造 车轮可分为两种主要型式 辐板式和辐条式 目前在轿车和货上广泛采用辐板式车轮 第二部分车轮与轮胎 车轮 轮辋的常见型式主要有深槽轮辋和平底轮辋两种 此外 还有对开式轮辋 半深槽轮辋 深槽宽轮辋 平底宽轮辋 全斜底轮辋等 深槽轮辋主要用于轿车及轻型越野车 平底轮辋通常用于载货汽车 对开式轮辋通常用于重型汽车 半深槽轮辋一般用于轻型载货汽车上 为适应提高轮胎负荷能力的需要 提高轮胎使用寿命 改善汽车的通过性和行驶稳定性 近几年来 逐步开始宽轮辋化 第二部分车轮与轮胎 轮辋 目前 国产轮辋轮廓类型有七种 深槽轮辋 DC 深槽宽轮辋 WDC 半深槽轮辋 SDC 平底轮辋 FB 平底宽轮辋 WFB 全斜底轮辋 TB 对开式轮辋 DT 第二部分车轮与轮胎 轮辋类型及代号 第二部分车轮与轮胎 轮辋的规格代号 轮辋规格用轮辋名义宽度和轮辋名义直径以及轮缘高度代号来表示 轮辋名义宽度和名义直径通常均以英寸来表示 直径数字前面的符号表示轮辋结构型式代号 符号 表示该轮辋为一件式轮辋 符号 表示该轮辋为两件或两件以上的多件式轮辋 在轮辋名义宽度代号之后的拉丁字母表示轮缘的轮廓 轮胎的分类 载货汽车轮胎 轿车轮胎 工程机械轮胎 工业轮胎和农业轮胎等 轮胎的作用 和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击 并衰减由此而产生的振动 以保证汽车有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性 保证车轮和路面有良好的附着性 以提高汽车的牵引性 制动性和通过性 承受汽车的重力 第二部分车轮与轮胎 轮胎 第三部分汽车转向系 驾驶员通过一套专设的机构使汽车转向轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度 在汽车直线行驶时 转向轮会受到路面向干扰力的作用而自动偏转 改变行驶方向 驾驶员可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转 从而使汽车恢复原来的行驶方向 这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机械称为汽车转向系 汽车转向系 汽车转向系按转向能源的不同可分为机械转向系和动力转向系两大类 机械转向系是以驾驶员的体力作为转向能源 它由转向操纵机构 转向器和转向传动机构三大部分组成 动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系 是在机械转向系的基础上加设一套转向助力装置而形成的 第三部分汽车转向系 概述 第三部分汽车转向系 概述 ctg ctg B L 为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损 要求转向系能保证在汽车转向时 所有车轮均作纯滚动 这就要求所有车轮的轴线都相交于一点上 于是 可以得到内轮转角 和外轮转角 之间的关系 由转向中心到外转向轮与地面接触点的距离称为汽车转弯半径 Rmin L sin min转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比iw1称为转向器角传动比 转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比iw2称为转向传动机构角传动比 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比iw则称为转向系角传动比 这里 iw iw1 iw2 第三部分汽车转向系 概述 转向器按传动副的结构型式可分为 循环球 齿条齿扇式 循环球曲柄指销式 齿轮齿条式和蜗杆曲柄指销式等 循环球 齿条齿扇式转向器一般适用于轻型车上 循环球曲柄指销式和蜗杆曲柄指销式一般适用于中 重型车上 齿轮齿条式一般适用于微型车和轿车上 转向器传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率 它分正效率和逆效率 第三部分汽车转向系 转向器及转向操纵机构 第三部分汽车转向系 转向器及转向操纵机构 对正效率和逆效率国家均有相应的法规规定值要求 我公司采用的是循环球 齿条齿扇式动力转向器 国家标准要求值为 正效率 70 逆效率 50 日产要求为 在小角度范围内 正效率 75 其他范围内正效率 70 逆效率为60 80 第三部分汽车转向系 转向器及转向操纵机构 转向盘自由行程转向盘在空转阶段中的角行程称为转向盘自由行程 它主要是由于整个转向系中各传动件之间的装配间隙和磨损造成的 转向盘自由行程对缓和路面冲击及避免使驾驶员过度紧张是有利的 但不宜过大 否则 会影响车辆的转向灵敏性 一般来说 转向盘自由行程量左右不超过10 15 第三部分汽车转向系 转向器及转向操纵机构 循环球式转向器中一般有两级传动幅 第一级是螺杆螺母传动幅 第二级是齿条齿扇传动幅或滑块曲柄销传动幅 为减少转向螺杆和转向螺母之间的磨擦 二者的螺纹 或滚道 并不直接接触 其间装有许多钢球 以实现滚动磨擦 循环球式转向器的正传动效率很高 所以操纵轻便 使用寿命长 但逆效率也较高 容易将路面冲击力传到转向盘上 1 循环球式转向器 第三部分汽车转向系 转向器及转向操纵机构 2 齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器一般适用于微型车 轿车及部分轻型货车上 它是在转向齿条的中部用螺栓与转向拉杆内托架和外托架连接 借此与转向左右横拉杆相连 当转动转向盘时 转向器齿轮转动 使与之啮合的齿条沿轴向移动 从而使左右横拉杆带动转向节左右转动 使转向车轮偏转 以实现汽车转向 第三部分汽车转向系 转向传动机构 转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节 使两侧转向轮偏转 且使二转向轮偏转角按一定关系变化 以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小 转向传动机构 第三部分汽车转向系 转向传动机构 1 与非独立悬架配用的转向传动机构 与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂 转向直拉杆 转向节臂和转向梯形 转向梯形的基本参数有转向梯形底角 转向梯形臂长和转向梯形底长 为改善转向性能 目前在设计上往往加大转向梯形底角 进行转向梯形矩形化设计 第三部分汽车转向系 转向传动机构 2 与独立悬架配用的转向传动机构 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 与此对应 转向传动机构中的转向梯形也必须为分段的 并且由在平行于路面的平面中摆动的转向摇臂直接带动或通过转向主横拉杆带动 第三部分汽车转向系 动力转向器 1 概述 采用动力转向系的汽车转向所需的能量 在正常情况下 只有小部分是驾驶员提供的体能 而大部分是发动机驱动的转向泵所提供的液压能 用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能 并在驾驶员控制下 对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力 以助驾驶员施力不足的一系列零部件 总称为转向加力装置 动力转向器 第三部分汽车转向系 动力转向器 按传能介质的不同 转向加力装置可分为气压式和液压式两种 由于气压式部件尺寸过于庞大 所以一般不采用 由于液压系统工作时噪声小 工作滞后时间短 而且能吸收来自不平路面的冲击 所以液压转向加力装置在各类各级汽车上得到广泛应用 第三部分汽车转向系 动力转向器 液压转向加力装置有常压式和常流式两种 常压式液压转向加力装置 主要应用于重型车上 而常流式液压转向加力装置结构简单 油泵寿命较长 泄漏较少 消耗功率也较小 所以广泛应用于各种汽车 第三部分汽车转向系 动力转向器 机械转向器和转向动力缸结合设计成一体 并与转向控制阀组装在一起 这种三合一的部件称为整体式动力转向器 2 整体式动力转向器 第三部分汽车转向系 转向油罐和转向油泵 转向油罐的作用是贮存 滤清并冷