《第十四章《汽车构造(第2版)》关文达主编》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十四章《汽车构造(第2版)》关文达主编（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节概述 第二节机械转向系 第三节动力转向系 第四节四轮转向系 第十四章 汽车转向系 一 转向系的功用与组成 汽车在行驶中 需要经常改变行驶方向 汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系 汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 一般是前轮 的偏转角度实现的 转向系不仅可以改变汽车的行驶方向 使其按驾驶员规定的方向行驶 而且还可以克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向 恢复汽车原来的行驶方向汽车转向系主要由转向操纵机构 转向器和转向传动机构三部分组成 第一节概述 二 转向系类型及工作原理 1 机械转向系转向系以驾驶员的体力 手 作为转向能源的转向系 叫机械转向系 图1
2、4 1所示就是一种机械式转向系示意图 图14 1机械转向系示意图 1 转向减振器2 机械转向器 3 转向盘4 转向轴 5 转向节6 转向轮 7 转向节臂8 转向横拉杆 2 动力转向系兼用驾驶员体力和发动机 或电动机 的动力为转向能源的转向系叫动力转向系 图14 2所示为一种液压式动力转向系的组成和液压转向加力装置的管路布置示意图 图14 2动力转向系示意图 1 转向减振器2 转向直拉杆3 整体式转向器 4 转向摇臂5 转向横拉杆6 转向节臂 7 转向油罐8 转向液压泵9 转向油管 10 转向中间轴11 转向轴12 转向盘 三 转向系术语 1 转向中心与转弯半径汽车转向时 要求所有车轮轴线都应相
3、交于一点 此交点 叫做转向中心 图14 3 图14 3汽车转向示意图 2 转向梯形与前展 图14 5矩形 梯形转向机构的比较 a 矩形机构b 梯形机构 1 前轴2 3 主销4 5 转向节6 7 转向梯形臂8 转向横拉杆 3 转向系角传动比转向系的角传动比是转向器的角传动比和转向传动机构的角传动比的乘积 可以用转向盘转角增量与同侧转向车轮转角增量之比来表示 当转向盘直径一定时 转向系角传动比越大 转向时加在转向盘上的力矩越小 但是 转向系的角传动比太大将会导致转向操纵不灵敏 一 转向操纵机构 转向操纵机构主要由转向盘 转向轴等组成 它的主要作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力矩传给转向器 图14 6
4、为一汽奥迪100轿车的转向操纵机构 第二节机械转向系 图14 6一汽奥迪100轿车的转向操纵机构 l 安全支架2 自锁螺母3 转向柱转换器4 轴承5 弹簧6 转向盘7 螺栓 8 喇叭接触板9 电线10 转向角限止器外壳11 保险螺栓12 转向柱套管 13 转向柱夹箍14 安全转向柱15 橡胶衬套16 塑料衬套17 自锁螺母 18 夹箍19 自锁螺母20 法兰套管 1 转向盘转向盘的结构见图14 7 它主要由轮毂3 轮辐2和轮圈1组成 图14 7汽车转向盘 侧视图 正视图 1 轮圈2 轮辐3 轮毂理 2 转向轴转向轴将转向盘的转向操纵力传给转向器的传力轴 图14 10为一种转向轴倾斜调整机构 图
5、14 10转向轴倾斜调整机构 1 枢轴2 转向管柱3 长孔4 调整手柄 5 锁紧螺栓6 下托架7 倾斜调整机构 3 转向系安全装置发生车祸时 对驾驶员造成主要威胁的是转向盘及转向柱管等 所以设计转向操纵机构时 应增加安全措施 如采用安全转向柱 安全联轴节及能量吸收装置等 图14 12为一汽奥迪100轿车采用的安全转向柱 图14 12一汽奥迪100轿车转向操纵机构1 转向盘2 上转向轴3 下转向轴4 转向器5 销钉 二 转向器 1 转向器的传动比及传动效率兼顾转向轻便与灵敏的要求 载货汽车转向器的传动比是中间大 两头小 城市小客车转向器的传动比应当是中间小 两头大 转向器的输出功率与输入功率之比
6、称为转向器的传动效率 在功率由转向柱输入 转向摇臂输出的情况下求得的传动效率称为正效率 而在传动方向与此相反时求得的效率为逆效率 正效率与逆效率均很高的转向器叫做可逆式转向器 逆效率极低的转向器称为不可逆式转向器 逆效率略高于不可逆式转向器的称为半可逆式转向器 风扇通常安装在散热器的后面并与水泵同轴驱动 用来提高流经散热器的空气流速和流量 增强散热器的散热能力 同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用 风扇的扇风量主要取决于风扇的直径 转速 叶片形状及安装角等 3 风扇 2 转向器的结构 1 齿轮齿条式转向器图14 14为一汽奥迪100轿车的齿轮齿条式转向器 图14 14齿轮齿条式转向器 1 防
7、护套2 转向齿条3 转向齿轮4 花键与转向柱5 内端球 6 转向横拉杆末端7 转向横拉杆总成8 外壳9 齿条导块 2 循环球式转向器图14 16所示为循环球 齿条齿扇式转向器的整体结构 图14 16循环球 齿条齿扇式转向器的整体结构 1 下盖2 6 垫片3 外壳4 转向螺杆5 螺塞 7 上盖8 滚珠导管9 滚珠10 转向摇臂 3 蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副 图14 18 以转向蜗杆3为主动件 装在摇臂轴1曲柄端部的指销2为从动件 图14 18蜗杆曲柄指销式转向器 1 摇臂轴2 指销3 转向蜗杆 三 转向传动机构 1 与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动
8、机构如图14 20所示 图14 20与非独立悬架配用的转向传动机构示意图 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 2 与独立悬架配用的转向传动机构采用独立悬架的转向轮可以相对于车架单独运动 因而其转向桥必须是断开式的 而转向传动机构中的转向梯形也必须分成两段 图14 21a 或三段 图14 21b 图14 21与独立悬架配用的转向传动机构示意图 1 转向摇臂2 转向直拉杆3 左转向横拉杆4 右转向横拉杆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 按传力介质不同 动力转向有气压式和液压式两种 根据机械式转向器 转向动力缸和转向控制阀三者在转向
9、装置中的布置和联接关系的不同 液压式动力转向装置分为整体式 组合式和分离式三种结构型式 组合式液压动力转向装置是将机械转向器 转向动力缸及转向控制阀三者中的两者组合制成一个整体 常见的有两种型式 一是将转向动力缸与转向控制阀组合成一个整体 称为转向加力器 布置在转向传动机构中 而机械转向器作为独立部件 另一种是将转向控制阀与机械转向器组合成一个部件 称为半整体式动力转向器 转向动力缸则作为独立部件 第三节动力转向系 一 动力转向类型 动力转向系是在机械转向系的基础上加一套动力辅助装置而成的 其组成如图14 28所示 图14 28液压动力转向系示意图 1 转向操纵机构2 转向控制阀 3 机械转向
10、器与转向动力缸总4 转向传动机构5 转向油罐6 转向液压泵 R 转向动力缸右腔 L 转向动力缸左腔 二 动力转向系的组成及工作原理 1 动力转向器的结构与循环球式机械转向器制成一体的液压整体式动力转向器的结构如图14 29所示 图14 29液压整体式动力转向器 1 转向摇臂轴2 转向螺母 齿条 活塞 3 壳体4 循环球导管5 侧盖6 锁紧螺母 7 调整螺母8 止推轴承9 定位销10 锁销11 止回阀12 进油口13 出油口 14 滚针轴承15 卡环16 锁销17 短轴18 扭杆19 调整螺塞20 锁止螺母 21 O形密封圈22 阀芯23 阀体24 下端轴盖25 转向螺杆 三 动力转向器 2 动
11、力转向器的工作过程汽车直线行驶时 转阀处于中间位置 图14 32 图14 32汽车直线行驶时转阀的工作情况 R 接右转向动力腔L 接左转向动力腔B 接转向液压泵G 接转向油罐1 转向摇臂轴2 转向螺母 齿条 活塞 3 壳体4 循环球导管5 侧盖6 锁紧螺母 7 调整螺母8 止推轴承9 定位销10 锁销11 止回阀12 进油口13 出油口 14 滚针轴承15 卡环16 锁销17 短轴18 扭杆19 调整螺塞20 锁止螺母 21 O形密封圈22 阀芯23 阀体24 下端轴盖25 转向螺杆 3 动力转向液压泵图14 35所示为一种潜没式双作用叶片转向液压泵结构 转子14通过花键安装在驱动轴1上 驱动
12、轴的外端的带轮 图14 35潜没式双作用叶片转向液压泵结构 1 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 图14 37所示为一种液压四轮转向系 其后轮偏转机构如14 38所示 第四节四轮转向系 一 液压四轮转向系 图14 37液压四轮转向系 1 前轮偏转控制阀2 后轮偏转控制阀3 电控单元4 电磁阀5 动力缸 图14 38液压四轮转向系的后轮偏转机构 1 接控制阀2 放气孔3 弹簧 机械液压四轮转向系的组成见图14 41 图14 41机械液压四轮
13、转向系 1 转向液压泵2 第二车速传感器3 转向盘4 后轮转向轴 5 后轮偏转机构6 电控单元7 第一车速传感器8 前轮偏转机构 二 机械液压四轮转向系 后轮偏转机构如图14 42所示 后轮偏转机构主要由液压动力部分和机械偏转方向控制部分组成 图14 42机械液压四轮转向系的后轮偏转机构 1 动力缸活塞回位弹簧2 动力缸左腔3 动力缸活塞4 动力缸右腔5 活塞杆 6 套管7 滑阀回位弹簧8 线性滑阀9 滑阀控制杆 电动四轮转向系统具有控制自由度高 机构简单等优点 电控单元根据转向盘转角 前轮偏转角和车速等信号通过与机械液压四轮转向系相似的算法确定后轮的偏转角 然后控制后轮偏转机构中的电动机驱动球形滚道螺母转动 推动球形滚道螺杆移动 使后轮发生偏转 电控单元再根据后轮偏转机构中的主 副偏转角传感器反馈信号 对后轮的偏转角进行修正 三 电动四轮转向系
