《汽车构造》十二汽车转向系统

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1、第12章 汽车转向系统,主要内容,12.1 概 述,由驾驶员操纵的，用来迫使汽车转向轮偏转、回位的一整套机构即称为汽车转向系统。,功用：改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶,机械转向系 动力转向系,转向操纵机构 机械转向系组成： 转向器 转向传动机构,12.1.1 转向系的类型,类型：,机械转向系示意图,对转向系的要求,1、工作可靠，确保行车安全； 2、操纵轻便灵活； 3、转向时，车轮均为纯滚动，有自动回正作用； 4、路感要求； 5、调整少且简单；,1.转向车轮的运动规律,转向中心： 汽车转向时，为保证所有车轮均为纯滚动，所有车轮均的轴线都相交于一点。此交点 O称为转向中心。,式中：L汽

2、车轴距。 B两侧主销轴线与地面相交点之间的距离 内转向轮偏转角； 外转向轮偏转角 由转向梯形机构保证 (由图中5梯形臂、6横拉杆组成梯形机构),12.1.2 基本的转向原理,三轴汽车的转向关系,2.转向传动比,i1大 操纵轻便，但灵敏性差； i1小 灵敏性高，但操纵费力 ；,12.2 机械转向系统,12.2.1 机械转向系的组成与类型,机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三个部分组成。当与转向桥配用的悬架的形式不同时，机械转向系的布置也有所不同。 1.前轮为非独立悬架的机械转向系,2.前轮为独立悬架的机械转向系,12.2.2 转向操纵机构,1.转向操纵机构的组成,2.转向操纵机构的基

3、本构件,1）转向盘 转向盘即通常所说的方向盘，它是驾驶员直接操纵的转 向构件。 转向盘一般由轮缘、轮辐和轮毂组成,2）转向柱、转向柱管及其吸能装置,转向柱是连接转向盘和转向器的传动件。转向柱管固定 在车身上，转向柱从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承 和衬套上。,转向机构应备有能吸收汽车碰撞时产生的冲击能的装置。 吸能装置的设置方法很多，大都通过转向柱的支架变形来达到 缓冲吸能的目的。,12.2.3 转向器,功用：增力，使操纵轻便 类型： 1、按结构型式分为： 循环球式转向器 齿轮齿条式 蜗杆曲柄指销式 2、按作用力传递分为： 可逆式转向器 极限可逆式转向器 不可逆式转向器 3、按传动比的变化

4、方式： 定传动比式 可变传动比式,1）转向器传动效率 转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。 转向器传动效率可分为正效率和逆效率。 2）转向盘自由行程 转向盘自由行程是指不使转向轮发生偏转而转向盘所能转 过的角度。转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任何一 方向的自由行程不应超过1015，当超过2530时， 必须及时进行调整。,1.转向器相关参数,2.循环球式转向器,1-转向摇臂轴 (输出轴)；2-齿扇；3-转向螺母；4、8-轴承； 5-转向螺杆(输入轴)；6、11-油封；7-钢球导管；9-可调轴承盖； 10、13-锁紧螺母；12-调整垫片；14-调整螺钉；,由两级传动副组成：

5、第一级是螺杆螺母传动副； 第二级是齿条齿扇传动副。,3.齿轮齿条式转向器桑塔纳轿车转向器,1-主动齿轮；2-螺塞；3-挡圈；4-轴承；5-转向器壳体；6-密封圈；7-弹簧；8-端盖；9-压块；10-弹簧；11-密封圈；12-密封圈座；13-压盖；14-调整螺钉；15-防尘罩；16-转向齿条,齿轮齿条式转向器 的转向传动机构,4.蜗杆曲柄指销式转向器,东风EQ1090E转向器 1-上盖； 2、9-向心推力球轴承； 3-转向蜗杆； 4-转向器壳体； 5-加油螺塞； 6-下盖； 7-调整螺塞； 8-螺母； 10-放油螺塞； 11-摇臂轴； 12-油封； 13-指销； 14-双列圆锥滚子轴承； 15-

6、螺母； 16-侧盖； 17-调整螺钉； 18-锁紧螺母； 19、20-衬套,12.2.4 转向传动机构,功用： (1)将转向器输出的力传给转向轮，且使两转向轮偏转角按一定的关系变化，以实现汽车顺利转向。 (2)设有减振缓冲装置，可承受冲击和振动，并能自动消除磨损后的间隙。 组成： 对转向传动机构的要求： (1)由于传动机构为空间运动杆系，为防止运动干涉，采用球铰链连接； (2)要求尽可能无间隙，并且保证磨损后自动消除间隙；,1.与非独立悬架配用的转向传动机构,(a) 梯形机构后置式 (b) 梯形机构前置式 (c) 主拉杆横置式 与非独立悬架配用的转向传动机构 1、转向器；2-转向摇臂；3-转向

7、主拉杆；4-转向节臂；5-梯形臂；6-横拉杆；,转向摇臂,转向直 (主) 拉杆：,解放CA1091汽车转向直拉杆 1-球头销；2-端部螺塞；3-内球头座； 4-压紧弹簧；5-弹簧座；6-加油嘴； 7-主拉杆体；8-转向摇臂球头销,横拉杆,1-防尘垫座； 2-防尘垫； 3-球头销； 4-球头销座； 5-弹簧； 6-弹簧座； 7-横拉杆接头； 8-限位销； 9-夹紧螺栓； 10-横拉杆体；,CA1091型汽车转向横拉杆,2.与独立悬架配用的转向传动机构,1-转向摇臂；2-转向主拉杆；3-左横拉杆；4-右横拉杆；5-左梯形臂； 6-右梯形臂；7-摇杆；8-悬架左摆臂；9-悬架右摆臂；,梯形机构后置式

8、,梯形机构前置式,齿轮齿条式转向器的转向传动机构,1-安全转向柱；2-齿轮齿条式转向器；3-左横拉杆；4-右横拉杆；5、6-左右转向节总成；,转向横拉杆：,桑塔纳轿车转向横拉杆 1-球头销；2-调整螺母；3-横拉杆；4-连接环；,安全转向柱,1-上转向轴；2-可脱开连轴节；3-下转向轴；4-柔性万向节； 2A-碰撞时可脱开连轴节的脱开状态；,12.3 动力转向系统,汽车转向时，操纵轻便和转向灵敏性是一对矛盾，机械转向系的传动比有一定限制。因此，在重型汽车上必须采用动力转向系。对于中高级轿车，为了获得更加轻便舒适的转向操纵性能，动力转向系统同样得到了广泛的应用。 12.3.1 动力转向系统的组成

9、与类型 在普通机械式转向系的基础上增加了一套转向助力装置，转向助力装置主要包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸。 目前，在转向系统中普及率较高的有液压助力转向HPS系统、电控液压助力转向EHPS系统和电动助力转向EPS系统。,12.3.2 液压助力转向系统,1.组成,2.类型,(1)按传能介质不同：转向加力装置有气压式和液压式两种 (2)根据转向助力装置的零部件布置和连接组合方式的不同 整体式助力转向系统：转向器与助力器制成一体； 半整体式助力转向系统：其特点是将转向控制阀和机械式转向器设计成一个整体，而转向动力缸单独布置，转向控制阀由转向轴直接操纵。 组合式助力转向系统：其特点是将

10、转向控制阀3和转向动力缸组合成一个整体，转向控制阀不是由转向轴直接操纵，属于间接操纵式。,液压式助力转向：常流式和常压式 常流式助力转向系统组成及工作原理,常流式助力转向系统组成及工作原理,常压式助力转向系统,12.3.3 电控助力转向系统,1.类型 常见的电控助力转向系统有电控液压式助力转向系统 和直接助力式电动转向系统两种。 1）电控液压式助力转向系统,2）直接助力式电动转向系统,直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅 助转矩的助力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动 机提供不同的辅助动力，,根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转 向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助 力式3种类型，,2.电动助力转向系统的优点,与传统液压动力转向系统相比，电动助力转向系统具 有以下优点： （1）只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗。 （2）转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转 向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好。 （3）结构紧凑，质量轻，生产线装配好，易于维护保养。 （4）通过程序的设置，电动助力转向系统容易与不同车型匹 配，可以缩短生产和开发的周期。,