《汽车构造（下册）》课件第18章 汽车转向系

第四篇汽车控制系统第18章汽车转向系转向轮运动规律循环球式和齿轮齿条式转向器液压动力转向的基本工作原理1.转向系定义改变或恢复汽车行驶方向的一整套机构。2.分类按转向能源分：机械式转向系人力发出指令（液压能）动力转向系适用于重型车辆或工程机械，人力搬很困难、效率低18.1概述传力途径：转动方向盘—通过万向节输入转向器—经转向器减速增扭—转向摇臂6—纵拉杆7—转向节臂8—左转向节9绕主销偏转—左梯形臂10—横拉杆11—右梯形臂12—右转向节133.机械式转向系转向操纵机构：转向盘、转向轴、万向节、传动轴转向器：改变力矩方向，减速增扭转向传动机构：转向摇臂、转向纵拉杆、转向节臂、转向节、梯形臂、横拉杆采用万向节优点：（1）便于汽车结构的合理布置（2）可补偿部件安装误差和基体变形造成的不利影响（3）拆装维修方便转向梯形理论特性：ctga=ctgβ+B/Lβ（内轮转角）>a（外轮转角）转弯半径：Rmin=L/sinamaxβααβ转向机构传动比：过大，转向操纵不灵敏，即转向盘转动圈数增加转向盘转角转向节臂带动的车轮偏转角转向系角传动比=转向盘转角转向摇臂摆角转向器角传动比=18.2转向器增大转向盘传到转向节的力并改变力的传递方向1.功用2.转向器分类齿轮齿条式1）按结构型式循环球式2)按作用力传递方向反向可逆式方向盘—转向器—车轮正向有助“自动回正”“打手”不可逆式转向器输入力矩—方向盘输出功率为0极限可逆式转向器输入力矩—方向盘输出功率小3.转向系力传递方向1)正向传动2)逆向传动4.转向盘自由行程汽车直线行驶时，消除转向系间隙和弹性变形方向盘所转过的角度5.循环球—齿条齿扇式螺杆、螺母之间直接接触—滑动摩擦螺杆、螺母之间加钢珠—滚动摩擦提高正、逆向传动效率18.2.1循环球式转向器（1）构造两套传动副：一套是螺杆螺母；另一套是齿条齿扇传动副

1）转向螺母松套在螺杆上（螺母直径>螺杆），在螺杆和螺母的内外圆面上制出断面为半圆形的螺旋槽，二者配合构成圆形截面的螺旋形通道。

2）螺母侧面有两对通孔，钢球9可从此孔塞入螺旋形通道内，螺母外有两个钢球导管8，导管两端分别插入螺母侧面的一对通孔中，组成两条管状封闭循环通道。

3）螺母外表面切有倾斜等齿厚齿条，变齿厚齿扇与其啮合，齿扇与转向摇臂轴11制成一体（2）工作情况转动转向螺杆—传力给钢球—螺母沿轴线移动（钢球在螺母与螺杆间通道滚动，绕行两周后，流出螺母进入导管，再回流到螺母通道内，形成球流）—通过螺母外表面齿条——齿扇——摇臂轴转动（3）传动副啮合间隙调整装置调整螺钉152.齿轮齿条式转向器传动副：齿轮4、齿条9齿轮4垂直安装在壳体中，齿条水平布置。弹簧7通过压块8将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。转向拉杆10一端铰接在转向节臂上，另一端支承在齿条上工作情况：转动方向盘—带动齿轮转动—齿条轴向移动—带动拉杆移动—车轮偏转转向节安全联轴器转向齿轮转向盘转向器壳体转向拉杆齿条调整螺塞

转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。18.3转向操纵机构1、转向盘（1）组成：它主要由轮毂、轮辐和轮圈组成。1—轮圈2—轮辐3—轮毂2、转向轴

转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转向盘的工作角度(转向轴的传动方向)和转向盘的高度(转向轴轴向长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。3、转向安全装置

此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。18.4转向传动机构功用：将转向器输出力传给车轮，且使二转向轮偏转角按一定关系变化，使汽车顺利转向要求：（1）设吸振缓冲装置；（2）自动消除磨损后出现的间隙；（3）要避免发生运动干涉18.4.1与非独立悬架配用的转向传动机构1.转向摇臂结构：大端具有锥形细花键孔，与转向摇臂轴连接，小端用锥形孔与球头销柄部连接，球头再与纵拉杆作铰链连接。转向摇臂安装：从中间位置到两边摆角范围大致相等。2.转向纵拉杆主拉杆体9由两端扩大的钢管制成：左端部：球头座5—装球头销2球头销头部：通过钢管5开的圆孔伸入球头座，在弹簧6和螺塞的作用下，球头座将球头部紧紧夹持住。球头销锥部：与转向节臂连接，用螺母固定球头销伸出端：套橡胶防尘垫，防止润滑脂流出和尘土、水、泥侵入。弹簧缓冲转向车轮传来的冲击和振动，保证球头和球头座磨损后自动消除间隙3.转向横拉杆组成：横拉杆体和两头接头横拉杆体：两端制正、反螺纹，当旋松夹紧螺栓时，旋转横拉杆即可改变转向横拉杆的有效长度。调整前束值。球头销球头部分：夹紧在球头销座内，弹簧12将球头座压在球头上，这样球头和球座磨损时能自动消除间隙18.4.2与独立悬架配用的转向传动机构18.5 动力转向

用以将发动机(或电机)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，总称为动力转向器。

采用动力转向系统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(或电机)驱动的油泵(或空气压缩机)所提供的液压能(或气压能)。1、什么是动力转向器？2、动力来源：2、根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，液压动力转向装置分为整体式（机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、组合式（把机械式转向器和转向控制阀设计在一起，转向动力缸独立）和分离式（机械式转向器独立，把转向控制阀和转向动力缸设计为一体）三种结构型式。18.5.1动力转向类型1、按传能介质的不同分为动力转向器有气压式和液压式两种。

液压动力转向器的工作压力可高达10MPa以上，故其部件尺寸很小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获得广泛应用。1、组成：

动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并向外输出液压油。转向油罐有进、出油管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀联接。转向控制阀用以改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。18.5.2液压动力转向系统

当汽车直线行驶时，转向控制阀2将转向油泵6泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。当汽车需要向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与R腔接通，将L腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左、右轮向右偏转，从而实现右转向。向左转向时，情况与上述相反。2、工作原理：3、动力转向器l.转向操纵机构2.转向控制阀3.机械转向器与转向动力缸总成4.转向传动结构5.转向油罐6.转向油泵R.转向动力缸右腔L.转向动力缸左腔动力转向器结构动力转向器的工作过程：（1）直线行驶（2）右转向时（3）左转向时4、动力转向油泵（1）作用：

转向油泵是助力转向系统的动力源。转向油泵经转向控制阀向转向助力缸提供一定压力和流量的工作油液。目前，转向油泵大多采用双作用式叶片泵。l.驱动轴2.壳体3.前配油盘4.叶片5.储油罐6.定子7.后配油盘8.后盖9.弹簧10.管接头11.柱塞12.阀杆13.钢球14.转子A.出油口B.出油腔C.进油腔D.油道H.主量孔（2）结构：

当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在