汽车转向助力器技术设计.docx

1、汽车转向助力器技术设计液压动力转向首先是在大型车辆上得到发展的，随着当时汽车装载质量和整备质量的增加，在转向过程中所需克服的前轮转向阻力矩也随之增加，从而要求加大作用在转向盘上的转向力，使驾驶员感到“转向沉重”。当前轴负荷增加到某一数值后，靠人力转动转向轮就很吃力。为使驾驶员操纵轻便和提高车辆的机动性，最有效的方法就是在汽车转向系中加装转向助力装置，借助于汽车发动机的动力驱动油泵、空气压缩机和发电机等，以液力、气力或电力增大驾驶员操纵前轮转向的力矩。使驾驶员可以轻便灵活地操纵汽车转向，减轻了劳动强度，提高了行驶安全性。液压动力转向系统除了传统的机械转向器以外，尚需增加控制阀、动力缸、油泵、油罐

2、和管路等。轿车对动力转向的要求与重型车辆不完全相同。比如大型车辆对动力转向系统噪声的要求较低，轿车则对噪声要求很高，轿车还要求装用的转向器系统结构要更简单、尺寸更小、成本更低等。但是重型车辆动力转向技术的发展无疑为轿车动力转向技术奠定了基础。开始阶段液压动力转向的控制阀采用滑阀式，即控制阀中的阀以轴向移动来控制油路。滑阀式控制阀结构简单，生产工艺性好，操纵方便，宜于布置，使用性能较好。但是滑阀灵敏度不够高，后来逐渐被转阀代替。20世纪50年代末沙基诺发明了转阀式液压动力转向，即控制阀中的阀芯以旋转运动来控制油路。与滑阀相比，转阀的灵敏度高、密封件少、结构比较先进。虽然由于转阀利用扭杆弹簧来使阀

3、回位，结构较复杂，特别是对扭杆的材质和热处理工艺要求较高。但是其性能相对于滑阀有很大改进，达到令人满意的程度，并且在齿轮齿条式转向器中布置转阀比较容易，目前在轿车及大部分重型汽车上的液压动力转向采用的均是转阀式控制阀。在大型汽车上装备液压动力转向系统有如下优点：(1) 减小驾驶员的疲劳强度。动力转向可以减小作用在转向盘上的力，提高转向轻便性。(2) 提高转向灵敏度。可以比较自由地根据操纵稳定性要求选择转向器传动比，不会受到转向力的制约。允许转向车轮承受更大的负荷，不会引起转向沉重问题。(3) 衰减道路冲击，提高行驶安全性。液压系统的阻尼作用可以衰减道路不平度对转向盘的冲击；另一方面，当汽车高速

4、行驶时，如果发生爆胎，将导致汽车转向盘难以把握，应用动力转向可以使驾驶员较容易把握转向盘。同时液压动力转向系统也有不足：(1) 选定参数完成设计之后，助力特性就确定了，不能再进行调节与控制。因此协调轻便性与路感的关系困难。低速转向力小时，高速行驶时转向力往往过轻、“路感”差，甚至感觉汽车发“飘”，从而影响操纵稳定性；而按高速性能要求设计转向系统时，低速时转向力往往过大。(2) 即使在不转向时，油泵也一直运转，增加了能量消耗。(3) 存在渗油与维护问题，提高了保修成本，泄漏的液压油会对环境造成污染。(4) 低温工作性能较差。随着人们对汽车经济性、环保、安全性的日益重视以及大型汽车技术的发展，人们

5、开始对液压动力转向存在的不足进行改进，开发出一些新型液压动力转向技术。这种技术上的改进主要围绕第(1)、(2)点不足。对第(1)点不足的主要改进措施是将车速引入动力转向系统，得到车速感应型助力特性，发展了两种车速感应型液压动力转向系统。一种是机械式，通过与调速器及变速器相连的泵来控制油压阀，现在已经很少采用；另一种是电子控制式，通过传感器由EUC控制阀操作，现在用得比较多。对第(2)点不足，主要通过开发节能泵、提高系统的效率以及电控液压动力转向系统来加以改进。2. 3.2电动动力转向电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力

6、转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。正是有了这些优点，电动助力转向系统作为一种新的转向技术，将挑战大家都非常熟知的、己具有50多年历史的液压转向系统。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。与乘用车相比

7、，轻中型商用车由于其独特的机械式循环轴转向器及拉杆式转向系统，使得其EPS系统不同于目前轿车上应用的几种EPS传动耦合方式。对轻中型载重汽车而言，所需电机助力远超过乘用车，因此需要设计全新的适用于商用汽车重载工况的电机助力传动耦合机构，使得电机助力经过传动耦合机构，可以和原来的机械式转向器合成为整体式助力转向系统。目前电动助力转向系统主要应用于齿轮齿条式转向器，而轻中型商用汽车采用循环球式转向器，乘用车所用的通用助力方式不适用于轻中型商用汽车。因此，电动助力转向机构在乘用车上得到应用，而在商用车上很少采用。3液压助力布置方案的拟定3. 1转向系的功用与要求转向系是用来改变汽车的行驶方向和保持汽

8、车的直线行驶的。它是由转向器和转向传动装置两大部分所组成。在采用动力转向的汽车上还有动力系统。根据转向系的工作特点，对其提出如下要求：1. 工作可靠。转向系对汽车的行驶安全性影响很大，因此其零件应有足够的强度、刚度和寿命。2. 操纵轻便。这是减轻驾驶员的劳动强度和保证汽车安全行驶的重要因素之一。3. 汽车转向时要有正确的运动规律。要求合理地设计梯形机构，保证汽车在转向时车轮是纯滚动而没有滑动。4. 既要尽量减少汽车转向轮受到的冲击传到方向盘上，又要保证驾驶员有正确的道路感觉。从而要求适当地控制转向器的可逆程度。5. 转向系的调整应尽量少而简单。3. 2转向器的方案分析根据转向器所用传动副的不同

9、，转向器有多种。常见的有循环球式球面蜗杆蜗轮式、蜗杆曲柄销式和齿轮齿条式等。转向器的结构形式，决定了其效率特性以及对角传动比变化特性的要求。选用那种效率特性的转向器应有汽车用途来决定，并和转向系方案有关。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。齿轮齿条式转向器的结构简单，因此制造容易，成本低，正、逆效率都高。为了防止和缓和反向冲击传给方向盘，必须选择较大的传动比，或装有吸振装置的减振器。蜗杆曲柄销式转向器角传动比的变化特性和啮合间隙特性变化受限制，不能完全满足设计者的意图。循环球式转向器中一般有两级传动副。第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。

10、转向螺杆的轴颈支撑在两个圆锥滚子轴承上。轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母的下平面上加工成齿条，与齿扇轴内的齿扇部分相啮合。通过转向盘转动转向螺杆时，转向螺母不转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。为了减小转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，其间装有小钢球以实现滚动摩擦。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面轮廓的螺旋管状通道。转向螺母外有两根导管，两端分别插入螺母的一对通孔。导管内装满了钢球。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。转向器工作是两列钢球只是在各自封闭的流道内循环，而不脱出。转向螺母上的齿条式倾斜的，因此与之啮合的齿应当是分度圆上的齿厚沿齿扇轴线按线性关系变化的

11、变厚齿扇。因为循环球转向器的正传动效率很高，操作轻便，使用寿命长。经常用于各种汽车。综上最后本次设计选定循环球式转向器。4液压助力转向机构布置方案分液压式动力转向由于油压工作压力高，动力缸尺寸小、质量轻，结构紧凑，油液具有不可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可以吸收里面的冲击等优点而得到广泛应用。4. 1动力转向机构布置方案液压式动力转向机构是由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、储油罐和油管等组成。根据分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，液压式动力机构可分为整体式、半整体式、转向加力器。机械转向器和转向动力缸设计成一体，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（如图

12、3-1）。另一种方案是只将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该部件称为半整体式动力转向器（如图3-2）,转向动力缸则做成独立部件。第三种方案是将机械转向器作为独立部件，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件，称为转向加力器（如图3-3）。转向直拉料图3-1整体式动力转向器、转向油费、转向油费转向直杭杆图3-2半整体式动力转向器转向油管流谶控制润转向油泵机械转向器机械转向器转向轴转向动力乱单向阀转向控制阀转向直拉杵图3-3转向加力器、转向盘在分析比较上述几种不同动力转向机构布置方案时，常从结构上是否紧凑、转向器主要零件是否承受有动力缸建立起来的载荷、拆装转向器是否容易、管路特别是软管的管路

13、、转向轮在侧向力作用下是否容易引起转向轮摆振、能不能采用典型转向器等方面来做比较。例如，整体式动力转向器，由于其分配阀、转向器、动力缸三者装在一起，因而结构紧凑，管路也短。其缺点是转向摇臂轴、摇臂等转向器的主要零件，都要承受有动力缸所建立起来的载荷，因此必须加大它们的尺寸和质量，给布置带来不利的影响；同时还不能采用典型的转向器，拆装转向器时要比分置式的困难。除此之外，由于对转向器的密封性要求比较高，这些给转向器的设计带来不少的困难。分置式动力转向器由于分开布置，故其机械转向器可以采用任何一种典型的结构；转向器零件也不受动力缸助力载荷的影响；当汽车的转向桥负荷过大时，可加大缸径或增加动力缸的缸数

14、而不影响转向器的基本尺寸。但分置式的零件数较多，管路布置也比较复杂。在分置式的结构中，半分置式和联阀式的应用最多，连杆式的应用最少。综上最后本次设计的布置形式选定为半分置式。4. 2动力转向器结构形式的选择动力转向器的结构形式有常压式和常流式之分。当转向分配阀在中间位置时常闭，使工作油液一直处于高压状态的动力转向器，称为常压式动力转向器；当转向分配阀在中间位置时常开，使工作油液一直处于常流状态的动力转向器，称为常流式动力转向器。上述的两种液压转向加力装置相比较，常压式的优点在于有蓄能器积蓄液压能，可以使用流量较小的转向液压泵，而且能还可以在液压泵不运转的情况下保持一定得转向能力，使汽车有可能续

15、驶一定的距离。这一点对大型汽车而言尤为重要。故本设计采用常压式的。4.3分配阀的结构方案*切力&I左、左粪的iliail渣星际该切力II左、左应僵蔚力11曜;由甄财力II左、左胞&、左强的谱31常凌式漕海常压式滑日图2-4滑阀的结构和工作原理分配阀有两种结构方案：分配阀中的阀与阀体以轴向移动方式来控制油路的称为滑阀式（如图2-4）,以旋转运动来控制油路的称为转阀式。滑阀式分配阀结构简单，生产工艺性好，易于布置，使用性能好，曾得到广泛的运用。转阀式与滑阀式比较，灵敏度高、密封件少而且结构较为先进。由于转阀式是利用扭杆弹簧使转阀回位，所以结构复杂。综上最后本次设计的控制阀选用滑阀5

16、液压系统方案分析5. 1常用转向液压系统工作原理汽车直线行驶时，方向盘保持不动，转向器分配阀5处于中位常开，液压泵2卸载，液压油直接回油箱8o转向时，驾驶员旋转方向盘，螺杆作微前移或后移，转向器内滑阀偏离中间位置，压力油自液压泵出来，经液压控制集成元件4稳流稳压后，经转向器分配阀5,进入转向缸6,由液压缸推动转向轮转动，实现转向（如图2-5所示）。1、3过滤器2液压泵4液压控制集成元件5转向器分配阀6液压缸7单向阀8油箱图2-5常用转向液压系统工作原理5. 2系统设计工作原理该系统在原通用转向液压系统上合理加设液控背压阀、带单向阀的节流阀、开式减压阀、中位为“H”型的液控三位四通换向阀。液控背

17、压阀为当转向器分配阀工作（不在中位）时，控制支路系统产生背压，操作液控换向阀，使液压缸工作。带单向阀的节流阀为控制液控背压阀进出控制口的流量，即控制液控背压阀阀芯滑动速度。开式减压阀为系统压力随转向桥负荷上升，当高于低压转向器额定工作压力时，使支路（流入转向器）压力保持恒定，保证转向器压力不超过工作压力。三位四通换向阀起转向器分配阀作用，控制方向与转向器分配阀一致。（1）汽车直线行驶如图2-6所示：转向器分配阀在中位时，汽车处于直线行驶状态，转向液压系统无负载。根据液体工作特性，液体经过开式减压阀5直接进入转向分配阀8后全部回油箱1,其原因有两种：一是转向器分配阀8的中位油路接通结构为“H”型

18、，“Al”“B1”“01”“P1”口相互接通，系统无法建压；二是开式减压阀在系统无压力状态下无减压作用，整个支路无节流。液控背压阀7、液控换向阀8及液压缸10处于非工作状态。（2）汽车左转向：如图2-6所示，方向盘向左转动，转向器分配阀8工作位置移到“平行”位置，压力油接通到液控换向阀9“平行”位置的方向控制口，支路成封闭回路，迅速建压到液控换向阀9的阀芯开启压力，推动阀芯，使液控换向阀9的工作位置移到“平行”位置。支路继续升压至液控背压阀7开启压力，压力油推开液控背压阀7、经过液控换向阀9进入液压缸10（执行元件）。同时，压力油经过单向节流阀6进入液控背压阀7的有杆腔，在保证液控换向阀9的阀

19、芯彻底移动到换向位置的前提下，缓慢推动锥阀芯（相对液控阀的阀芯移动速度）至到最大开度，消除压力油经过液控背压阀7时产生的压力损失，并防止系统在高压状态下发热升温。执行系统压力随转向桥的负载升压，当压力升过减压阀的设定出口压力时，减压阀开始减压工作，始终保证转向器分配阀压力恒定，不超载，大大提高了转向器可靠性。1油箱2液压泵3单向阀4蓄能器5液控减压阀6单向节流阀7液控背压阀8转向分配阀9液控换向阀10液压缸图2-6系统设计工作原理（3）汽车右转向：方向盘向右转动，转向器分配阀8工作位置移到“交叉”位置，压力油进入液控换向阀9“交叉”位置的方向控制口，支路成封闭回路，迅速建压到液控换向阀9的阀芯

20、开启压力，推动阀芯，使液控换向阀9的工作位置移到“交叉”位置。其他元件液体工作特性与左转向完全相同。左右转向转换工作过程关键特性：汽车在左右转向转换过程中转向器分配阀9阀芯回到中位位置（执行系统处于无压状态）后，又移到任一左右转向位置的瞬时，液控单向阀3阀芯在回位弹簧和单向节流阀6的作用下，迅速释放油液并关闭，使支路建压，迅速控制液控换向阀工作。摘要本文就液压助力转向器及其控制系统的发展作以简单的介绍，再对其液压系统的经典结构进行深入的研究，研究起转向系统及液压泵，液压阀，蓄能器这几个主要的液压元件的工作原理及其优缺点，并做评论。关键词：汽车，液压，转向系统6齿轮齿条式液压动力转向机构设计齿轮

21、齿条式液压动力转向机构是在纯机械式齿轮齿条式转向向机构的基础上加上液动加力装置，辅助转向。6. 1齿轮齿条式转向器结构分析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。4图3.2两端输出式齿轮齿条转向器1一转向横拉杆2防尘套3球头座4一转向齿条5转向器壳体6-调整螺塞7压紧弹簧8锁紧螺母9一压块10万向节11一转向齿轮轴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上图所示，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叉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相连。弹簧7通过压块9将

22、齿条压靠在齿轮上，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下图所示，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。图3.3中间输出式齿轮齿条转向器1-万向节叉2转向齿轮轴3调整螺母4一向心球轴承5滚针轴承6-固定螺栓7转向横拉杆8转向器壳体9一防尘套10T专向齿条11调整螺塞12锁紧螺

23、母13压紧弹簧14一压块明显可以看出使用两端输出的转向器较中间输出的转向器简单，且容易实现液动力。故本课题选用两端输出。液动齿轮齿条转向器的功能实现。齿轮齿条式液压动力转向机构是在纯机械式齿轮齿条式转向向机构的基础上加上液动加力装置，辅助转向。加力装置主要包括液压泵，分配阀，管路还有助力缸等，如图3.4o图3.4齿轮齿条式转向器爆炸图将转阀接口如图3.5所示连接输油管路接转向液Jk泵接向油城接右转向动力忸接左转向动力们图3.5转阀油路连接液压助力转向器助力转向工作原理如图3.6所示。图3.6液动齿轮齿条式转向系统工作原理图1、直线行驶轿车直线行驶时方向盘无偏转，动力缸左右两腔相通如图3.7所示

24、，系统中只有极小克服流动阻力的油液压力，助力系统此时无助力。图3.7直线行驶时油路工作状况2、右转向行驶轿车向右转向行驶时，转动方向盘顺时针方向转动一扭杆扭转变形一滑阀偏转一动力油缸左腔进入高压油，右腔与回油管路连通一转向轮偏转一转向齿轮与转向轴同向转动，如图3.8所示。图3.8右转向行驶时油路工作状况3、左转向行驶轿车向左转向行驶时，转动方向盘一招杆扭转变形一滑阀偏转一动力油缸右腔进入高压油，左腔与回油管路连通一转向轮偏转一转向齿轮与转向轴同向转动，如图3.9所示。图3.9左转向行驶时油路工作状况4、动力转向装置的其它特性转向动力缸有随转向盘工作或停止的随动作用。当液压系统发生故障不能助力或

25、助力降低，即发生助力失效时，驾驶员可以通过方向盘直接操作转向，只是此时操作力增大。6.2齿轮轴的结构设计图3.11齿轮轴的结构设计结论转向系是汽车行驶中必不可少的系统，本次设计一开始对汽车转向系很陌生，但本着对汽车转向的强烈兴趣和此次设计的责任感，通过大量的想关文献参考和网络搜索，使我逐渐认识并最终了解了汽车转向机构。汽车转向机构中，轿车使用的一般都是齿轮齿条式。所以本文主要以齿轮齿条式液动助力转向转向器为中心。按照任务书的要求对轿车助力转向进行了分析和一些的设计，包括齿轮齿条转向实现的原理以及相关零件的校核等等。还对汽车转向系统的一些重要参数进行了分析，尤其像转向系统的正逆效率、传动比、最小

26、转弯半径等。但是由于相关转向设计所需的基本参数本人我法获得，还有时间限制，以及篇幅所限，所以对一些重要参数只进行分析未能进行设计。由于转向梯形优化是本设计的独立部分故被放入最后一章。为保证轿车转向后的自动回正能力，转向系的主销一般都是向内倾和向后倾的，但为计算简单，本优化把倾角都设计为零，即设计主销垂直。由于水平限制和相关数据的缺乏，本设计难免有诸多不足之处，肯请老师批评指正。参考文献1 臧杰.阎岩.汽车构造M,机械工业出版社，2005-08.2 王望予主编，汽车设计M,机械工业出版社，2004-08.3 刘泽九，轴承应用手册N,北京：机械工业出版社，1996-03.4 汽车工程手册编辑委员会

27、，汽车工程手册N,北京：人民交通出版社,2001-5.5 刘涛主编，汽车设计M,北京大学出版社，2008-01.6 余志生，汽车理论，机械工业出版社.7 成大先，机械设计手册(第三版).8 黄政宏，汽车液压助力式转向器N,2009-09,9 汽车液压助力转向系统图解说明(2007-04-03)httpr/A'10 陈家瑞,汽车构造M,北京：机械工业出版社，2005-02-03.AbstractInthispaper,hydraulicpowersteeringandcontrolsystemdevelopedforasimpleintroduction,andthenconductin

28、-depthstudyofitsclassicstructureofthehydraulicsystem,theresearchersfromthesteeringsystemandhydraulicpumps,hydraulicvalves,accumulatorsseveralmajortheworkingprincipleofhydrauliccomponentsandtheirstrengthsandweaknesses,andmakecomments.KeyWords:Car,Hydraulicpressure,SteeringSystem1引言12汽车转向系的类型和组成22. 1机

29、械转向系22.2动力转向系32. 3动力转向技术的发展42.3.1液压动力转向42.3.2电动动力转向63转向器73. 1转向系的功用与要求73.2转向器方案分析74液压助力转向机构布置方案分析94. 1动力转向机构布置方案94.2动力转向器结构形式的选择114.3分配阀的结构方案115液压系统方案分析135. 1常用转向液压系统工作原理135. 2系统设计工作原理136齿轮齿条式液压动力转向器结构设计156. 1齿轮齿条式转向器结构分析156.2齿轮轴的结构设计19结论20参考文献21致谢221引言改革开放以来，随着中国的汽车工业的飞速发展，据中国汽车工业协会统计，截至2006年10月底，轿

30、车累计销售量超过300万辆，达到304万辆，同比增长40%。2006年11月的北京车展，自主品牌：启辰、奇瑞、东风风神、广汽传祺、哈佛、荣威、吉利汽车、比亚迪、奔腾、长安、宝骏、陆风、中华、纳智捷、海马等自主品牌纷纷亮相，在国际汽车盛宴中崭露头角，无论从产品所展示的品质和技术含量还是参展规模上，都非常令人佩服，但和有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的自主品牌汽车在舒适体验和行车性能方面仍有差距。汽车工业代表着一个国家的综合国力，是国民经济的支柱产业，随着机械和电子技术的发展，汽车工业不断前进。到今天，汽车已经远不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的结合的产物。随着汽车

31、工业的发展，汽车转向系统也历经了较长时间的演变。制动系统和汽车转向系统都是汽车安全必须注意的两个系统。转向系统性能和整车及其它总成、系统的性能息息相关，在系统设计的每一个环节都需要考虑整车及其它总成的性能。首先，转向系统必须能够实现整车所要求的车轮转角，这为转向机构的设计及动力转向器匹配提出了基本要求。其次，悬架系统和转向机构必须有协调的运动学关系，这就对转向机构设计提出了附加的要求。这两项要求基本可以在系统设计层面进行分析解决，而和转向系统相关的行驶稳定性及行驶路感则必须在整车层面进行计算分析。综上所述，随着我国汽车的发展，新的问题及要求不断涌现，在车辆设计与开发领域尚存在很多的问题需要研究

32、和解决，如何使基础研究与产品设计实践紧密结合，将研究成果最大限度地应用于产品开发过程，不断提高汽车的性能水平是摆在汽车产品研究与开发人员面前的重要课题。2汽车转向系的类型和组成汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（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，往往转向轮也会受到路面例向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反的方向偏转，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构，即称

33、为汽车转向系。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。汽车转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械式转向器由转向器、转向操纵机构和转向传动机构三大部分组成。按照转向器的不同形式可分为循环球式、齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式等转向器。不同的转向器有着不同的特点应用于不同的汽车上。其中小轿车上常用的是齿轮齿条式的转向器。在本文的后面分析中，就是以这种转向器来做分析的。动力式按照加力装置的不同可以分为液压助力式、气压助力式和电动助力式三种。气压助力式主要应用于一部分其前轴最大轴载质量为3一7t并采用气压制动系的货车和客车上。由于气压系统的工作压力较低（一般

34、不高于0.7MPa）,使得其部件的尺寸比较庞大；同时压缩空气工作时的噪声和滞后性使得这种助力方式的转向器只配置在极少一部分车辆上。相比之下，液压助力式的转向器成了当今汽车助力转向器的主流。2.1机械转向系机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。1转向盘；2转向轴；3转向万向节；4转向传动轴；5转向器；6-转向摇臂；7一转向直拉杆；8一转向节臂；9一左转向节；10、12一梯形臂；11一转向横拉杆；13一右转向节图机械转向系示意图图1T所示为机械转向系的组成和布置示意图。当汽车转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。该力矩通过转向轴2、转向万向节3和转向传动轴4输入转向器5。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向摇臂6,再经过转向直拉杆7传给固定于左转向节9上的转向节臂8,使左转向节和它所支承的左转向轮偏转。为使右转向节13及其支承的右转向轮随之偏转相应角度，还设置7转向梯形。转向