转向系统设计知识培训

转向系统设计讲师：郭长胜

2016.10.22Page

1开发部Development

Dept.底盘设计所开篇话学习目的√拓宽专业知识面，对转向系统有一个大概的了解Page

2开发部Development

Dept.底盘设计所1转向系统总体概述2345液压转向系统电动转向系统计算匹配结束Page

3开发部Development

Dept.底盘设计所一、转向系统概述1.转向系统概述请先看看下图中一个典型的转向系统布置图，对转向系统的各个部件有个大致的印象。Page

4开发部Development

Dept.底盘设计所1.1系统概述汽车转向系由转向操纵机构、转向器、动力装置、转向车轮组成。转向系统对整车有重要的作用。首先,通过转向盘及相关的转向传动及执行机构来控制转向轮的绕主销的转动来实现汽车的转向，这就是汽车最基本的转向功能。其次是凭借转向盘的力的反馈，将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶员，这就是我们通常所说的路感。这种反馈也是驾驶员感觉、检测车辆运动状态的重要途径之一，是评价车辆操控性能的评价指标之一。这里所说的方向盘反馈给驾驶员的力与驾驶员施加给方向盘的力是一对作用力与反作用力，他们是大小相等，方向相反的。过于追求转向力的轻便必定会以牺牲部分路感为代价的。Page

5开发部Development

Dept.底盘设计所一、转向系统概述1.2系统术语转向中心：为使汽车在转弯时减少阻力和轮胎磨损，汽车转向时各个车轮都应作纯滚动，此时，各轮的轴线必须相交于一点，点O称为转向中心；转弯半径：转向中心到外转向轮与地面接触点之间的距离。转弯半径越小，汽车的机动性能越好转向力：转向时，施加在方向盘上的力Page

6开发部Development

Dept.底盘设计所一、转向系统概述1.3转向系统的分类Page

7开发部Development

Dept.底盘设计所一、转向系统概述电动助力转向（EPS）：一、转向系统概述Page

10开发部Development

Dept.底盘设计所2

液压助力转向二、液压助力转向转向器总成主要零部件：转向管柱总成、转向器总成、转向油杯、转向油泵、转向管路等转向管柱总成转向油杯回油管总成转向油泵组件高压油管总成Page

11开发部Development

Dept.底盘设计所2.1

转向管柱总成Page

12开发部Development

Dept.底盘设计所基本作用：A）将方向盘力矩传至中间轴再从传至转向器；

B）提供能量吸收装置保证安全C)其他作用方向盘的倾斜调整转向防盗锁止系统组合开关、点火锁等电器元件的装配搭载二、液压助力转向2.1

转向管柱总成管柱调节手柄溃缩注塑块溃缩导向结构电器元件安装支架溃缩结构双十字轴锁孔Page

13开发部Development

Dept.底盘设计所二、液压助力转向主要技术要求：A）调节手柄调节力≤80N；B）管柱角度调节力≤80N；转向管柱总成（H3404010-0600）装上模拟锁具并锁止，在转向芯轴方向盘盘毂处施

300Nm的扭矩时，转向轴锁止不得有松脱、裂纹现象；管柱总成压馈力峰值：3.0-4.0KN，馈缩量不小于60mm转向轴下体总成压溃力峰值：1.0-3.0KN,溃缩量≥70mm转向管柱（方向盘）在车辆碰撞时对驾驶员的伤害指数是衡量转向柱安全性能的一个重要指标，现在国家执行的GB11557《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》，此标准要求的有两个重要指标：1）方向盘中心向后及向上的移动量不大于127mm；2）方向盘对驾驶员的冲击力不大于11123N。此规定基本等同于欧洲(ECE12)及美国(FMVSS203)的要求。F）装配至整车，模态要求≥35Hz；其他见相关标准Page

14开发部Development

Dept.底盘设计所二、液压助力转向管柱的布置由于转向操纵机构包含了不等速万向节，不可避免地存在转向力矩波动的问题。二、液压助力转向α为轴1与轴2形成的平面一和轴2与轴3形成的平面二的夹角Ψ为轴2的相位角

β为等效夹角故整个管柱的力矩波动范围（cosβ——1/cosβ）力矩波动范围：0.95～1.05β1与β2差值不大于6°Page

15开发部Development

Dept.底盘设计所2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器Page

16开发部Development

Dept.底盘设计所基本作用：A）驱动车轮绕主销转动

B）吸收地面对整车的激励放大转向管柱传递的力矩调节整车的前束二、液压助力转向二、液压助力转向转向器壳体防尘护套拉杆外球头拉杆内球头左腔油管右腔油管前束调整螺母2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器转向拉杆输入轴—齿轮轴进、回油口Page

17开发部Development

Dept.底盘设计所2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器二、液压助力转向Page

18开发部Development

Dept.底盘设计所动力转向器总成齿轮齿条转向器规范和主要尺寸小齿轮Pinion模数Module1.75压力角Pressure

angle20°齿数Number

of

teeth8螺旋角Helical

angle24°齿条Rack模数Module1.75压力角Pressure

angle20°螺旋角Helical

angle16°齿数Number

of

teeth30旋向Helical

direction右旋Right规范Specification油缸内径Cylinder

inner

diameter(mm)Φ45齿条直径Rack

Diameter(mm)Φ25/

Φ24(Teeth

area)行程Rack

stroke146±1(72

±

0.5×2)传动比Gear

ratio45.74旋转圈数Revolution3.192.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器二、液压助力转向①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩Page

20开发部Development

Dept.底盘设计所2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器Page

21开发部Development

Dept.底盘设计所二、液压助力转向ItemsBenchmark

partTRW

Proposal①

Off

set

angle

(

)2020②

Length

OBJ

Center

to

OBJ

Center(mm)(1328)(1328)③

Length

IBJ

Center

to

IBJ

Center(mm)652

±

1.0652

±

1.0④

Length

IBJ

Center

to

OBJ

Center(mm)(338)(338)⑤

Length

IBJ

Center

to

End

of

Ball

TieRod(mm)290

±

1.0290

±

1.0⑥

Length

OBJ

Center

to

End

of

OTRSocket(mm)78

±

0.578

±

0.5⑦

Length

Rack

Center

to

Valve

End(mm)196.5196.5⑧

Length

Rack

Center

to

Housing

UpperEnd(mm)119119⑨

Length

Rack

Center

to

Housing

LowerEnd(mm)4242⑩

Length

Rack

Center

to

Housing

YokeEnd(mm)39.6

Max.39.6

Max.2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器二、液压助力转向Open/Close扭杆刚度大，转向力大；扭杆刚度小，转向力小Page

22开发部Development

Dept.底盘设计所2.2

动力转向器总成齿轮齿条转向器Page

23开发部Development

Dept.底盘设计所主要技术要求：A）转向器最高工作压力9MPa，最大工作流量8L/min。此值为初定值，后期以底盘调校确定值

B）总成正效率≥70%，逆效率≥65%内球销摆角≥30º转向力特性曲线左右对称度应≥90%QCT 530《汽车动力转向器总成技术条件》二、液压助力转向2.3转向油杯主要作用：

A）储存转向液

B）过滤转向液主要技术要求：

A）振动耐久

B）跌落要求C)清洁度D）与转向液的相容性二、液压助力转向Page

24开发部Development

Dept.底盘设计所2.3转向油泵主要作用：增大油压，提供足够助力二、液压助力转向Page

25开发部Development

Dept.底盘设计所2.3转向油泵二、液压助力转向Page

26开发部Development

Dept.底盘设计所2.3转向管路二、液压助力转向Page

27开发部Development

Dept.底盘设计所2.3转向管路二、液压助力转向主要技术要求：最大工作压力爆破压力材质热老化、耐臭氧等耐高低温胶管层粘结强度内层增强层外层Page

28开发部Development

Dept.底盘设计所3

电动助力转向三、电动助力转向扭矩传感器减速器机械转向器中间轴DC马达

ECU增加了电机、ECU、传感器、减速器等部件，省去了转向管路、转向油泵、转向油杯等部件Page

29开发部Development

Dept.底盘设计所3

电动助力转向三、电动助力转向Page

30开发部Development

Dept.底盘设计所开发部Development

Dept.Page

313

电动助力转向三、电动助力转向底盘设计所3

电动助力转向三、电动助力转向出力[kN]C-

EPSP-

EPS3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1712

V

VGR齿条有刷电机12

V无刷电机DP-

EPS12

V无刷电机R-

EPS12

V或加大电压无刷电机H-

EPS一般

&

大功率率

＆增强大功

超大功率

超大功率(12

V)

(12

V) (24

V)HPS全部范围开发部Development

Dept.

Page

32底盘设计所三、电动助力转向3

电动助力转向Vehicle

Speed(车辆速度)减速器Motor(马达)E.C.UEngine

Speed(发动机速度)Torque(Se