学习任务十七转向系

1、动力转向动力转向转向系的作用转向系的作用转向系的组成转向系的组成转向器转向器转向传动机构转向传动机构一、转向系的功用一、转向系的功用 汽车转向系统的作用是改变和保持汽车的行驶方向 转向系的组成与分类转向系的组成与分类 机械转向系、动力转向系机械转向系、动力转向系 、机械转向系、机械转向系 组成：组成： 转向操纵机构：转向操纵机构：方向盘、转向轴、转向万向节、转向传动轴； 转向器转向器 转向传动机构转向传动机构转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形（转向梯形臂、转向横拉杆）转向操纵机构转向操纵机构 转向操纵机构的作用是将驾驶员操纵转向盘的力传递给转向器；同时为了驾驶员的舒适驾驶，可以进行调节，

2、以满足不同驾驶员的需求；为了防止车辆碰撞后对驾驶员的损伤，还有一定的安全保护装置， 1）转向盘组成如图17-3所示，由一个坚硬的轮圈和许多连接轮圈和中心轮毂的辐条组成，中心和转向轴上端装配在一起。多数转向盘的轮毂都有内花键，与转向轴的外花键装配在一起。 转向柱结构如图17-2所示，转向柱主要由转向轴、中间轴和万向节等组成。通过转向柱可以把转向盘的旋转运动传递给转向器。 （3）防撞机构的作用是，当汽车发生碰撞时，防撞机构能减小驾驶员因惯性的作用撞击转向盘的力，防止转向轴伤害驾驶员。分为球式、弯曲支架式、内封硅胶粉末式、啮合式和波纹管式， （4）许多转向轴都有倾斜角调节机构，它能使驾驶员调节转向盘

3、相对于转向轴的相对角度，如图17-5所示。一些转向柱还设计成可伸缩式的这就意味着转向轴和套管的上部能向驾驶员方向向内拉，并且能向仪表板方向往里推，然后再固定到新位置。 （5）锁止机构结构如图17-6所示，在点火开关上通常安装有机械的锁止机构，如果汽车钥匙拔开后，转向轴被锁止，汽车不能转向，起防盗作用。伸缩转向机构可以向前或向后调整方向盘位置以适合驾驶员的伸缩转向机构可以向前或向后调整方向盘位置以适合驾驶员的姿态。姿态。2. 2. 结构结构伸缩机构由滑动轴管、两个楔形锁定块、止动器螺栓、伸缩调整杆等组成。3. 3. 工作原理工作原理楔形锁定块移动和伸缩调整杆操作同时一起进行。当楔形调整杆处于锁定

4、位置时，伸缩调整杆就压住楔形锁定块顶到滑动轴管，锁定滑动轴管。另一方面，当把伸缩调整杆移动到自由位置上时，在楔形锁定块与滑动轴管之间有间隙并且可以把转向管柱向前或向后进行调节。转向器及转向操纵机构 一、转向器的功用及要求 1、功用： （1）将人力放大 ； （2）改变转矩传递的方向。 2、要求： （1）轻便，灵活； （2）具有较高的正传动效率和适当的逆传动效率； （3）具有适当的转向盘自由行程； （4）高度可靠。 二、转向器的类型及构造二、转向器的类型及构造 1、循环球式转向器 ； 传动路线；循环球的作用；变厚齿扇的作用与方向盘自由行程的调节。 特点： 正效率很高（9095），因此操纵轻便，使用

5、寿命长,工作平稳、可靠。 但是其逆效率也很高，容易将路面冲击传到方向盘，在坏路面行驶时，容易出现打手现象。 应用： 对于较轻型的、前轴轴载质量不大而又经常在好路上行驶的汽车（广泛应用于各类各级汽车）。 2 2、齿轮齿条式转向器；、齿轮齿条式转向器； 特点： 可以使传动机构简单，因此，转向系质量轻，容易制造； 而且成本低、刚度大，使汽车有良好的操纵稳定性； 正、逆效率都很高，多用在前轮为独立悬架的轻型和微型轿车上。 3、蜗杆曲柄指销式转向器 ； 三、转向操纵机构三、转向操纵机构 1 1、组成及布置、组成及布置 2 2、转向盘、转向盘 3.3.转向轴和转向柱管的吸能装置转向轴和转向柱管的吸能装置

6、转向传动机构 二、与非独立悬架配用的转向传动机构 1 1、转向传动机构的组成与布置、转向传动机构的组成与布置 ：组成和布置形式因转向器位置和转向轮悬架的类型而定。 2 2、转向摇臂：、转向摇臂：转向器与直拉杆之间的传动件转向器与直拉杆之间的传动件 3.3.转向横拉杆转向横拉杆 三、与独立悬架配用的转向传动机构 ：结构：转向梯形必须分成两段或三段，并且由在平行结构：转向梯形必须分成两段或三段，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于路面的平面中摆动的转向摇臂直接带动或通过转向主拉杆带动。主拉杆带动。5.1 电控动力转向系统电控动力转向系统 5.1.1 结构特点结构特点汽车转向

7、系:1.机械式转向系2.动力转向系(1)液力式动力转向系(2)电控动力转向系 电控动力转向系统转向操纵灵活、轻便，能吸收路面对前轮的冲击。 5.1.2 系统分类与组成系统分类与组成电控动力转向系统可分为：电动式动力转向系统电子液力式转向系统电动液力式转向系统。电子控制动力转向系统一般由转向柱组件、转向传感器、车速传感器、电脑、电磁阀和液压控制组件等组成。5.1.3 结构与原理结构与原理1. 电动式动力转向系统1) 电动式动力转向系统构造车速感应式电动动力转向系统主要由转向柱组件、电机组件和控制系统构成。(1) 转向柱组件。转向助动力由直流电机产生，直流电机安装在转向柱上。 图5-1 转向柱与直

8、流电机图5-2 转向助力器(a) 主视图； (b) 剖视图(手动锁销部分) (2) 电机组件。设置在转向柱上的电机组件，由蜗轮、电磁离合器、直流电机构成。图5-3所示为电机组件构造。蜗轮与固定在转向柱输出轴上的斜齿轮相啮合，它把电机的回转减速后传递到输出轴上。电磁离合器介于减速器与电机之间，当离合器断电时，不能把电机的驱动力传递给输出轴，此时手动转向发生作用。 图5-3 电机组件 (3) 控制系统。控制系统由转向传感器、车速传感器、信号控制器(电脑)等构成。图5-4所示为转向传感器的构造。转向传感器由电位计（包括滑动触点和电阻线）、集成电路IC部分、电流信号输出部分构成。图5-5所示为电位计的

9、构造。 图5-4 转向传感器的构造 图5-5 电位计的构造(a) 输出轴侧；(b) 输入轴侧 2) 工作原理信号控制器可根据车速传感器与转向传感器的输入信号，决定驱动电机的回转力与回转方向。当车速为045 km/h时，根据车速决定转向助动力。当系统发生异常时，安全保障机将发挥作用，切断电机与电磁离合器电源，并转为手动转向状态。根据需要，在控制系统中也可设置故障自诊断系统。 3) 使用实例图5-6所示为电动式动力转向系统装车实例。图5-7所示为控制系统电路的使用实例。 图5-6 使用实例 图5-7 控制系统(a) 电路；(b) 接线插座端子代号 2. 电子液力式转向系统电子液力式转向系统，可通过

10、控制电磁阀动作，使动力转向液压控制回路根据车速变化，在低速时操重力减轻，而中低速以上随手感变化操重力。图5-8所示为电子液力式转向系统构造。主要由油泵、电磁阀、分流阀、动力缸、转向齿轮箱和控制阀轴等构成。 图5-8 电子液力式转向系统 1) 电子液力式转向系统构造(1) 转向齿轮箱。扭杆上端和下端分别与控制阀轴和小齿轮轴以销钉连结。小齿轮轴上端以销钉与回转阀连结。转向盘通过转向轴与控制阀轴连结。因此，转向盘回转力可通过扭杆与控制阀轴传递到小齿轮。当扭杆受到扭矩作用时，控制阀与回转阀相应发生回转运动，并使各种油孔连通状态发生变化，可控制动力缸的油压流量，变化动力缸左、右室油路通道。在油压反力室受

11、到高压作用时，柱塞将推动控制阀轴。此时，扭杆即使受到扭矩作用，由于柱塞推力的影响，也会抑制控制阀轴与回转阀的相对回转。 (2) 分流阀。分流阀具有将油泵输出的动力油，分流至回转阀与电磁阀两侧的作用。即使回转阀与电磁阀侧的油压变化，分流阀也总是可以以一定流量并根据车速与操重状态变化，向电磁阀侧供给油液。(3) 电磁阀。电磁阀由滑阀、电磁线圈、油路通道等构成。电磁阀油路的阻尼面积，可随电磁线圈通电电流占空比(通断比)变化而改变。通电电流大时，滑阀被吸引，油路的阻尼面积增大，流向油箱的回流量增加。车速低时，通电电流大，阻尼面积大，油液将流回油箱，随着车速升高，电流减小，油液回流量也减少。 2) 工作

12、原理(1) 停车与低速状态。由于向电磁阀通电电流大，经分流阀分流的油液通过电磁阀回流油箱，故柱塞受到的背压(油压反力室压力)小。因此，柱塞推动控制阀柱的力小，转向盘回转力可在扭杆处产生较大扭矩。回转阀被固定在小齿轮轴上，控制阀随扭杆扭转作用相应回转，使两阀油孔连通，油泵输出油压作用到动力缸右室(或左室)，使功率活塞左移(或右移)，从而产生操重助动力。 (2) 中高速直行状态。车辆直行时，转角小，扭杆相对扭矩小，回转阀与控制阀连通的油孔开度减小，回转阀侧压力升高。由于分流阀的作用，使电磁阀侧油量增加。同时，随着车速升高，通电电流减小，电磁阀阻尼面积减小，油压反力室的反力压增大，使柱塞推动控制阀轴

13、力增大。这样，操重力增加了扭杆的扭矩作用，柱塞产生的反力使手感增强，从而可获得稳定的随机拟合。 (3) 中高速转向状态。在从存在油压反力的中高速直行状态操重时，扭杆的扭转角逐渐减小，回转阀与控制阀连通油孔的开孔也逐渐减小，使回转阀侧油压进一步升高。随着该油压上升，将从固定阻尼孔向油压反力室供给油液，导致柱塞推力进一步增强。这样，操重力将随转角的变化响应增大，从而在高速领域可获得稳定的操重拟合。 3. 电动液力式转向系统电动液力式转向系统，是以电机驱动油泵实现动力转向的装置。1) 构造该系统由电机油泵组件、转向角传感器、动力转向齿轮箱、信号控制器和功率控制器等构成。电动液力式转向系统的组成及构造

14、分别如图5-9和图5-10所示。 图5-9 电动液力式转向系统组成简图 图5-10 电动液力式转向系统的构造 (1) 电机油泵组件。该电机油泵组件与电子燃油喷射系统采用的电动燃油泵结构类似。电机油泵组件的构造如图5-11所示。 (2) 转向齿轮箱。该转向齿轮箱与一般动力转向齿轮箱结构大体相同。(3) 控制系统。电动液力式转向控制系统的电路如图5-12所示。图5-11 电机油泵组件的构造(a) 主视图；(b) 剖视图 图5-12 电动液力式转向系统控制电路 在信号控制器(CPU)内，已存储有根据试验获得的不同运转条件下的控制方法，可从传感器输入信号判定行驶状况，从而计算出应向电机提供的驱动电流，

15、并向功率控制器发出驱动信号。同时，控制系统异常时，可向驾驶员发出警报信号，并使安全保障机能发挥作用，确保转向操作处于正常状态。正常信号控制器安装在后行李舱内。信号控制器的安装位置如图5-13所示。 图5-13 信号控制器安装位置 图5-14 功率控制器内部电路 图5-15 功率控制器安装位置 转向角传感器可以把转向盘动作状况转换为电信号，并输出到信号控制器。图5-16为该传感器安装位置，图5-17为该传感器构造。转向角传感器安装在转向柱下端，其内部有光电耦合器。电动液力式转向系统使用普通动力转向系统用动力油，要求其低温流动性好。 图5-16 转向角传感器位置 图5-17 转向角传感器构造(a) 左视图；(b) 主视图 2) 工作原理电动液力式转向系统采用车速感应式控制方式，其转向助动力随车速提高而减小。同时，根据运行道路条件，设计了不同控制模式。可根据20 s内的平均车速与平均操重量判定车辆当前运行道路条件。变换控制模式最多需要1.1 s，可避免助动力的急剧变化。运行道路条件与助动力关系如表5-1所示。 表5-1 运行道路条件与助动力关系 道路条件 车 速 操 舵 量 非控制状态操重力特性 助动力控制程度 市区街道 低 少多 速度低导致平均操重力大 100%助动力 郊区街道 中 少 适 当 较市区街道小 屈曲道路 中 中多 操舵