汽车转向系统

1、概述 转向操纵机构 转向器 转向传动机构 液压助力转向系统,转向系统,概 述,一、转向系统的功用与组成,1、功用： 改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。 2、组成： 转向操纵机构 转向器 转向传动机构,二、转向系统的类型及工作原理,1、机械转向系统,转向盘,转向轴,转向万向节,转向器,转向摇臂,转向直拉杆,转向节臂,转向节,梯形臂,横拉杆,转向梯形,机械式转向系统的工作过程,2、动力转向系统,机械转向器,转向摇臂,转向拉杆,转向节,梯形臂,转向横拉杆,转向油罐,转向油泵,转向控制阀,转向动力缸,汽车转向时两转向轮内转角与外转角之差-称为前展。为了产生前展，将转向机构设计成梯形。,三、转向系统术语

2、,1、转向中心与转弯半径,（1）转向中心：汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O称为转向中心。 （2）转弯半径：由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离R称为汽车的转弯半径。,2、转向梯形与前展,3、转向系统角传动比,.转向器角传动比iw1 ：,转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。,转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比。,.转向传动机构传动比iw2 ：,.转向系统角传动比i ：,转向系统角传动比越大，转向越轻便，但传动比过大，将导致转向操纵不够灵敏。,i=iw1 iw2,4、转向盘自由行程：,转向盘在空转阶段中的角行程。,自由行程过大：转向不灵敏。

3、自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。,组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等； 作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。,转向操纵机构,一、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、转向柱管及其吸能装置,转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向柱管固定在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。轿车除要求装有吸能式转向盘外，还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位

4、等方式，吸收冲击能量。,转向器,（1）要求：兼顾灵敏性与轻便； 转向器的传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越小， 但转向操纵的灵敏度就会下降。有的汽车转向器在转向过程的不 同阶段，其传动比的大小是不相等的（可变传动比转向器）。,（2）传动效率： 1）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴)的过程为正向传动，相应的传动效率称为正传动效率； 2）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂(或齿条轴)和转向器传到转向盘的过程称为逆向传动，相应的传动效率称为逆传动效率。 3）根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不可逆式转向器和极限可逆式转向器三种类型。,功用： 增大转向盘传

5、到转向节的力，并改变力的传递方向。,1、转向器的传动比及传动效率,转向器按结构不同分为： 齿轮齿条式循环球齿条齿扇式和循环球曲柄指销式等。,2、转向器,齿轮齿条式转向器,构造：,1.转向横拉杆 2.防尘套 3.球头座 4.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.压块 10.万向节 11.转向齿轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承,齿轮齿条式转向器的工作过程,特点：结构简单、工作可靠、使用寿命长、不需 要调整齿轮齿条的间隙。,应用： 奥迪、上海桑塔纳、天津夏利 、南京依维柯等。,循环球-齿条齿扇式转向器,组成： 一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母 传动副，第二级

6、是齿条齿扇传动副。,第一级螺杆螺母传动副,第二级齿条齿扇传动副,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。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，形成球流。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。,工作过程：,转向传动机构,功用：是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节， 使两侧转向轮偏转，且使两转向轮偏转角按一定关系变化， 以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。,1转向器 2转向摇臂 3转向直拉杆 4转向节臂 5梯形臂 6转向横拉杆,与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉杆转向节臂和转

7、向梯形。,1、 与非独立悬架配用的转向传动机构,2转向摇臂循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接，小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。,3转向直拉杆转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件，具有传力和缓冲作用。在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。,4转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边，由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接头组成。其特点是长度可调，通过调整横拉杆的长度，可以调整前轮前束。

8、,作用：是克服汽车行驶时转向轮产生的摆振，并提高汽车行驶的稳定性和乘座的舒适性。,1.连接环衬套 2.连接环橡胶套 3.油缸4.压缩阀总成 5.活塞及活塞杆总成 6.导向座 7.油封 8.挡圈 9.轴套及连接环总成10.橡胶储液缸,5、转向减振器,二、与独立悬架配用的转向传动机构当转向轮采用独立悬架时，为了满足转向轮独立运动的需要，转向桥是断开式的，转向传动机构中的转向梯形也必须断开。与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器，转向器布置在车身上，转向横拉杆通过球头销与齿条及转向节臂相连。,液压助力转向系统,一、动力转向系统概述动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能），并在驾驶

9、员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅助作用力，使转向轮偏摆，以实现汽车转向的一系列装置。采用动力转向系统可以减轻驾驶员的转向操纵力。动力转向系统由机械转向器和转向加力装置组成。根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动机助力三种类型。其中液压助力转向系统应用较为普遍，以下重点介绍其类型及典型零部件。,1液压助力转向系统1）常压式其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置，也无论转向盘保持静止还是运动状态，系统工作管路中总是保持高压。,2）常流式液压助力转向系统其特点是转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系

10、统。,2液压助力转向系统的转向控制阀1）滑阀式转向控制阀阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀，称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀。,2）转阀式转向控制阀阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀，称为转阀式转向控制阀，简称转阀。,3常流式液压助力转向系统的结构布置方案 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。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，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。,二、整体式动力转向器桑塔

11、纳2000轿车采用的是整体式动力转向器，由转阀、齿轮齿条式转向器和转向动力缸组成的整体式动力转向器如下图所示，转向动力缸的助力直接作用在齿条上，齿条的动力由一端输出。,三、转向油罐与转向油泵转向油罐和油泵是实现动力转向的必备部件，桑塔纳2000轿车的布置如下图所示。,1转向油罐转向油罐的作用是储存、滤清并冷却液压助力转向系统的工作油液。,2转向油泵转向油泵是液压助力转向系统的供能装置，其作用是将输入的机械能转换为液压能输出。转向油泵的结构形式有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等，其中外啮合齿轮式转向油泵应用最多。,当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用 下紧贴在定子的内表面上。其工作容积开始由小变大，从吸油口 吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向 外供油。由于转子每旋转一周，每个工作腔都各自吸、压油 两次，故将这种型式的叶片泵称为双作用式叶片泵。双作用 叶片泵有两个吸油区和两个排油区，并且各自的中心角是 对称的，所以作用在转子上的油压作用力互相平衡。 因此，这种油泵也称为卸荷式叶片泵。,进油口,出油口,叶片式油泵,叶片泵的工作原理,四、电控液压助力转向系统在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统，使辅助转向力的大小不仅与转向