转向系培训资料

1、1.1.转向系术语转向系术语 为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶附加阻力和轮胎为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系统能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯过快磨损，要求转向系统能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。滚动。 即所有轴线交于一点即所有轴线交于一点o 理想关系式理想关系式: cot= cot B/L L 为两轴线间距离，为两轴线间距离， B为两侧主销轴线与地面相交为两侧主销轴线与地面相交点间的距离，梯形机构大体上接近理想关系。点间的距离，梯形机构大体上接近理想关系。 最小转弯半径最小转弯半径Rmin与外转向轮最大偏转角与外转向轮最大偏转角sinm

2、ax的关系为的关系为 Rmin= L/ sinmaxcot1= cot 1B/L1 cot2= cot 2B/L2 若若L1 = L2 = L/2 则有则有 1 = 2 = ; 1 = 2 = 最小转弯半径最小转弯半径 Rmin= L/2 sinmax 转向盘转向盘转向轴转向轴转向万向节转向万向节转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆转向节臂转向节臂转向节转向节梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆转向梯形转向梯形 机械转向系统以驾驶机械转向系统以驾驶员的体力（手力）作为转员的体力（手力）作为转向能源的转向系统，其中向能源的转向系统，其中所有传力件都是机械的。所有传力件都是机械的。 它是由左右转向

3、节上它是由左右转向节上的梯形臂和两端与梯形臂的梯形臂和两端与梯形臂作球铰链连接的转向横拉作球铰链连接的转向横拉杆组成。杆组成。 目前，转向操纵机构大目前，转向操纵机构大多数采用万向传动装置。多数采用万向传动装置。2.22.2 转向操纵机构转向操纵机构n包括转向盘、转包括转向盘、转向柱管、转向轴、向柱管、转向轴、上万向节、下万上万向节、下万向节向节. .n它的作用是将驾它的作用是将驾驶员转动转向盘驶员转动转向盘的操纵力传给转的操纵力传给转向器。向器。（一）转向操纵机构的组成和布置（一）转向操纵机构的组成和布置转向转向盘盘转向轴转向轴转向转向万向节万向节转向转向万向节万向节n为了司机有很好的视野，

4、方向盘上部的空间一般较大 轮缘轮缘轮辐轮辐轮毂轮毂1.轮圈 2.轮辐 3.轮毂 轿车还轿车还要求转向要求转向柱管也必柱管也必须备有缓须备有缓和冲击的和冲击的安全装置安全装置转向轴的安全装置桑塔纳轿车转向轴安全装置桑塔纳轿车转向轴安全装置联轴节联轴节上转向轴上转向轴下转向轴下转向轴转向盘转向盘桑塔纳轿车转向轴安全装置桑塔纳轿车转向轴安全装置工作原理工作原理转向器功用：转向器功用： 2.32.3转向器转向器 循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构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，型式之一， 一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级

5、是齿条齿扇传动副。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。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。转向螺母对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通

6、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。导管内也装满了钢球。这样，两根导管的一对通孔中。导管内也装满了钢球。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钢球流道流道。第一级螺杆螺母传动副第二级齿条齿扇传动副特点：特点：正传动效率很高，正传动效率很高，操纵轻便，使用操纵轻便，使用寿命长。但逆效寿命长。但逆效率也高，容易将率也高，容易将路面冲击力传到路面冲击力传到转向盘上。转向盘上。 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。转

7、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，形成道内滚动，形成球流球流。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道。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。内循环，不会脱出。 齿轮齿条式转向器具有结构简单、紧凑、质量轻齿轮齿条式转向器具有结构简单、紧凑、质量轻刚度大、转向灵敏，制造容易，正、逆效率高等优刚度大、转向灵敏，制造容易，正、逆效率高等优点。点。弹簧通过压块将此齿条压紧在转向齿轮上，以保证无间隙啮合。弹簧的预

8、紧力可用调整螺钉调整。2.3.32.3.3蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器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蜗杆为主动件，的传动副以蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动端部的指销。转向蜗杆转动时，与之捏合的直销绕摇臂时，与之捏合的直销绕摇臂轴线沿圆弧运动，并带动摇轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。臂轴转动。组成：组成：摇臂轴、蜗杆、指销摇臂轴、蜗杆、指销转向器盖上装有调整螺塞两轴承预紧度调整后用螺母锁紧。摇臂轴用粉末冶金衬套支承在壳体中指销同蜗杆的啮合间隙用侧盖上的调整螺钉调整，调整后用螺母锁紧。2.3.42.3.4转向

9、器发展趋势转向器发展趋势3.转向传动机构 3.13.1与非独立悬架配用转向传动机构与非独立悬架配用转向传动机构组成： 如图梯形机构在前桥之后 900为防止运动干涉；梯形机构在前桥之前 900接转向节臂接转向节臂螺塞螺塞调弹簧调弹簧6的的预紧度预紧度油嘴油嘴球头销球头销直拉杆体直拉杆体接转向摇臂接转向摇臂外接球头外接球头内接球头内接球头机械转向器机械转向器转向摇臂转向摇臂转转向向拉拉杆杆转向转向节节梯形臂梯形臂转向横拉杆转向横拉杆转向油罐转向油罐转向油泵转向油泵转向控制阀转向控制阀 转向动力缸转向动力缸 动力转向动力转向系统是在机械系统是在机械转向系统基础转向系统基础上设置的动力上设置的动力转向

10、装置转向装置组成：组成： 主要有转向主要有转向油罐、转向液油罐、转向液压油泵、转向压油泵、转向控制阀、转向控制阀、转向动力缸动力缸 4.2动力转向类型按部件位置按部件位置整体式动力转向系整体式动力转向系半整体式动力转向系半整体式动力转向系转向加力器转向加力器按转向能源按转向能源液压动力转向系液压动力转向系气压动力转向系气压动力转向系4.2.14.2.1气压动力转向系气压动力转向系采用气压制动的汽车采用气压制动的汽车前轴载质量为前轴载质量为37吨吨重型汽车不采用（气压低重型汽车不采用（气压低于于0.7MPa ，部件大），部件大）应用应用4.2.24.2.2液压动力转向系液压动力转向系特点特点工作

11、压力大，工作压力大，10MPa部件尺寸小部件尺寸小系统工作无噪声系统工作无噪声工作滞后时间短工作滞后时间短吸收不平路面的冲击吸收不平路面的冲击应用广泛应用广泛4.34.3动力转向系的组成及工作原理动力转向系的组成及工作原理 1)1)常压式液压转向系常压式液压转向系机械机械 转向转向器器油罐油罐储能器储能器转向动力缸转向动力缸控制阀控制阀结构结构: :常压动力转向的工作原理常压动力转向的工作原理储能器储能器压力定值时，油泵空转压力定值时，油泵空转转向时，转向时，控制阀控制阀开启，开启，动力缸动力缸工作工作动力转向动力转向转向停止，转向停止，控制阀控制阀关闭关闭液压管路中总是液压管路中总是高压高压

12、储能器储能器控制阀控制阀2)2)常流式液压转向系常流式液压转向系机械机械 转向转向器器动力缸动力缸控制阀控制阀油罐油罐油泵油泵流量控制阀流量控制阀安全安全阀阀单向单向阀阀常流式液压转向系常流式液压转向系主要部件的结构和工作原理主要部件的结构和工作原理转向控制阀：有滑阀式和转阀式两种转向控制阀：有滑阀式和转阀式两种滑阀滑阀转阀转阀阀体沿轴向移动来控制油液流量阀体沿轴向移动来控制油液流量阀体绕其圆心转动来控制油液流量阀体绕其圆心转动来控制油液流量流量控制流量控制阀阀用以限定转向油泵的最大流量用以限定转向油泵的最大流量安全阀安全阀用以限定转向油泵的最高压力用以限定转向油泵的最高压力单向阀单向阀转向油

13、泵短路转向油泵短路常流式液压转向系工作过程常流式液压转向系工作过程不转向，控制阀常开启；动不转向，控制阀常开启；动力缸两腔均与低压油路相通，力缸两腔均与低压油路相通，油泵空转油泵空转转向时，控制阀工作；动力转向时，控制阀工作；动力缸的相应油腔通输出油管，另缸的相应油腔通输出油管，另一腔仍通回油管一腔仍通回油管转向停止，控制阀随即回到转向停止，控制阀随即回到中立位置中立位置5.5.动力传向器动力传向器5.1.5.1.动力转向器的类型动力转向器的类型按机械转向器、转向控制阀和转向动力按机械转向器、转向控制阀和转向动力缸三者的组合及相对位置有如下三种布缸三者的组合及相对位置有如下三种布置方案。置方案

14、。整体式整体式动力转向器动力转向器半整体式半整体式动力转向器动力转向器动力转向加力器动力转向加力器（1 1）整体式：）整体式：机械转向器和转向动力缸设计成一体，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。并与转向控制阀组装在一起。机械机械 转向转向器器动力缸动力缸控制阀控制阀油罐油罐油泵油泵单向单向阀阀单向单向阀阀流量控制阀流量控制阀（2 2）半整体式：）半整体式：将转向控制阀同机械转向器组合成一个将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，而动力缸则作为独立件部件，而动力缸则作为独立件机械机械 转向转向器器动力缸动力缸控制阀控制阀油罐油罐油泵油泵流量控制阀流量控制阀单向单向阀阀单

15、向单向阀阀（3 3）转向加力器：）转向加力器：机械转向器作为独立件，而控制机械转向器作为独立件，而控制阀和动力缸组合成一个部件阀和动力缸组合成一个部件机械机械 转向转向器器动力缸动力缸控制阀控制阀5.25.2工作原理工作原理转阀在中立位置时，转阀在中立位置时，动力缸的两腔相通，动力缸的两腔相通，不起作用。不起作用。转向时，控制阀使动转向时，控制阀使动力缸两腔产生油压差力缸两腔产生油压差转向停止，控制阀回转向停止，控制阀回到中立位置到中立位置1.1.阀套阀套 2.2.阀芯阀芯 R.R.接右转向动力腔接右转向动力腔 L.L.接左腔接左腔 B.B.接油泵接油泵 G.G.接油罐接油罐转阀的结构及工作原

16、理转阀的结构及工作原理结构结构: :工作原理工作原理左右动力缸油压相等，左右动力缸油压相等，汽车保持直线行驶汽车保持直线行驶转向时，阀芯与阀套转向时，阀芯与阀套的相对位置发生改变，的相对位置发生改变，液压油流入某一动力缸，液压油流入某一动力缸，促进汽车左转或右转促进汽车左转或右转6. 6. 四轮转向系四轮转向系 四轮转向是指通过安装在后桥上的四轮转向是指通过安装在后桥上的后轮转向机构后轮转向机构使得驾驶员能对汽车全使得驾驶员能对汽车全部四个车轮进行转向操纵。采用四轮转向系统可改善汽车低速行驶时的操纵部四个车轮进行转向操纵。采用四轮转向系统可改善汽车低速行驶时的操纵灵活性，提高车辆灵活性，提高车

17、辆高速行驶高速行驶时的稳定性和可控制性。时的稳定性和可控制性。1- 1-转向模式选择信号转向模式选择信号 2- 2-反向二轮转向信号反向二轮转向信号 3- 3-车速信号车速信号 4- 4-车轮转车轮转速传感器速传感器 5- 5-前转向齿轮箱前转向齿轮箱 6- 6-方向盘方向盘 7- 7-万向节万向节 8- 8-驱动轴驱动轴 9- 9-中继中继杆杆 10-10-中心轴中心轴 11-11-副电机副电机 12-12-涡轮涡轮 13-13-主电机主电机 14-14-转向角比例传感转向角比例传感器器 15-15-扇齿轮扇齿轮 四轮转向系统主要由电四轮转向系统主要由电子控制单元、车速传感器、子控制单元、车

18、速传感器、转向角比例传感器和执行器转向角比例传感器和执行器构成，如构成，如右右图所示。有关前图所示。有关前轮转向的信息输送到电子控轮转向的信息输送到电子控制单元制单元(ECU)中，中，ECU处理处理后将控制执行器动作以实现后将控制执行器动作以实现后轮的转向。后轮的偏转量后轮的转向。后轮的偏转量及偏转方向是根据相应控制及偏转方向是根据相应控制算法并结合前轮的转向信息算法并结合前轮的转向信息所决定的。所决定的。1-转向盘；转向盘；2-中间转向轴；中间转向轴；3-后轮；后轮；4-前轮；前轮；5-油箱；油箱；6-油泵；油泵； 7-液压释放回路；液压释放回路；8-油管；油管；9-回油管回油管 四轮转向操

19、纵系统如四轮转向操纵系统如右右图图所示，它包括前轮转向机构所示，它包括前轮转向机构和后轮转向机构。后轮转向和后轮转向机构。后轮转向机构通过转向传动轴机械地机构通过转向传动轴机械地连接到前轮转向机构上，并连接到前轮转向机构上，并且随着前轮转向角且随着前轮转向角F，控制，控制后轮转动一个目标角度后轮转动一个目标角度R。在该系统中，在该系统中，控制单元通过控制单元通过一个设置在后轮转向机构中一个设置在后轮转向机构中的后轮转向角度比率调整机的后轮转向角度比率调整机构，控制后轮转向机构构，控制后轮转向机构。后。后轮转向角度比率调整机构确轮转向角度比率调整机构确定并调整前、后轮转向角度定并调整前、后轮转向角度比率比率S，其中：，其中：