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1、,课题四 汽车转向系统,1掌握转向系统的组成和分类。 2掌握转向器的分类和工作原理。 3掌握转向传动机构的组成和功用。,学习任务,1能够描述机械转向系统的工作过程。 2能够描述动力转向系统的工作过程。,技能要求,任务一 转向系统的组成和类型,转向系统的基本组成,转向系统的基本组成如下图所示。,转向系统结构,1转向操纵机构,2转向器,转向操纵机构主要由转向盘、转向轴和转向管柱等组成。,转向器是指将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般会改变传动方向。,3转向传动机构,转向传动机构是指将转向器
2、输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。,转向系统的类型,1机械转向系统,机械转向系统以驾驶员体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系统由转向操纵机构、机械转向器和传动机构三大部分组成，如右图所示。,机械转向系统,2动力转向系统,动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统，如下图所示。在正常情况下，汽车转向所需能量只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。但在动力转向装置失效时，一般应当由驾驶员独立承担汽车转向任务。因此，动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套动力转向装置形成的。,液压动力转向系统,
3、任务二 转向操纵机构,转向操纵机构由转向盘、转向轴和转向管柱等组成，如图所示。它的作用是：将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。,转向操纵机构,转向盘和转向管柱的作用：转向盘产生足够的力以驱动转向器转动。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。,转向盘产生转向力；,1,上罩和下罩保护内部各零部件；,2,万向节可在有一定夹角的轴间传递转向力矩；,3,柔性联轴器允许主轴和中间轴以很小的夹角传动；,4,中间轴连接柔性联轴节和万向节；,5,安装支架确保转向管柱安装到位。,6,任务三 转向器,转向器如下图所示，其功能是：将转向盘的转动变为齿
4、条轴的直线运动或转向摇臂的摆动，降低运动速度、增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。,转向器,转向器输出端的运动形式有两种：一种是线位移式，如齿轮齿条式转向器；另一种是角位移式，如循环球式、曲柄指销式转向器。,转向器是转向系统中的减速传动装置，其结构形式多样，但目前已经成熟并广泛采用的有齿轮齿条式、循环球式和蜗杆曲柄指销式等几种。,齿轮齿条式转向器,齿轮齿条式转向器结构简单、质量轻、转向灵敏、制造简单、成本低，在轿车、轻型货车上获得了广泛的应用。齿轮齿条式转向器一般由转向器壳体、转向齿轮、转向齿条、弹簧、压块、防尘罩等组成。齿轮齿条式转向器又分以下两种：两端输出式和中间（或单端）输出式，如下左
5、图和下右图所示。,两端输出式齿轮齿条式转向器,中间输出式齿轮齿条式转向器,1两端输出式齿轮齿条式转向器的结构原理,作为传动副主动件的转向齿轮轴通过向心球轴承和滚针轴承安装在转向器壳体中，其上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条水平布置，两,端通过球头座与转向横拉杆相连。弹簧通过压块将齿条压靠在齿轮上，以保证无间隙啮合。 弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。当转动转向盘时，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。,2中间输出式齿轮齿条式转向器的结构原理,中间输出式齿轮齿条式转向器的结构及工作原理与两端输出式
6、齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓与左右转向横拉杆相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。,由于采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需要转向摇臂和转向直拉杆等），齿轮齿条无间隙啮合，无须调整，而且逆传动效率很高，所以齿轮齿条式转向器多用于前轮为独立悬架的轻型及微型轿车和货车上。,循环球式转向器,循环球式转向器是汽车上较为常见的一种转向器，它在蜗杆与扇形齿轮之间嵌入了钢珠，降低了转向传动时的摩擦力，具有操纵轻便、工作平稳可靠、使用寿命长等特点，因此，在各类车辆特别是商用车和越野车上获得了广泛的应用。 循环球式转向器主要由
7、转向器壳体、转向轴（蜗杆）、钢球、钢球套管、转向垂臂等组成，如图所示。它一般,有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。,循环球式转向器,循环球式转向器的结构原理：螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中,蜗杆曲柄指销式转向器,蜗杆曲柄指销式转向器如下图所示。,，导管内装满了钢球。这样，两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球“流道”。 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摩擦力的作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“
8、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。,蜗杆曲柄指销式转向器的结构原理：蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以转向蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。,蜗杆曲柄指销式转向器,任务四 转向传动机构,转向传动机构（见下图）的功用是：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。,转向传动机构的组成,转向器带动转向摇臂沿圆弧（左右往复）摆动，使中间拉杆也左右移动。随动臂与车架铰接，便于转向传动
9、机构的支撑。中间拉杆两端分别与两根横拉杆相连。当中间拉杆左右移动时，两根横拉杆跟着移动，而横拉杆与转向节通过球头铰连接，这样就带动转向节使车轮偏转。每个横拉杆上均带有调节管，可用于调整横拉杆的有效长度。 转向传动机构由连杆机构和转向节等组成，以将转向器提供的转向意志体现在车轮的偏转上。 齿轮齿条式转向器传动机构比较简单，直接将转向横拉杆与转向节臂连接。转向横拉杆的安装方式主要有两种：外接托架式与转向齿条直连接式。,循环球式转向器（或其他形式）的转向连杆机构一般由转向摇臂、转向直拉杆、转向横拉杆、转向节臂和转向梯形臂等组成。,转向摇臂、转向节臂、转向梯形臂,转向摇臂是转向器与转向直拉杆之间的传动
10、元件，一般为合金钢锻件，属非易损件，其外观如图所示。 转向摇臂的作用：转向摇臂把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆或转向横拉杆，进而推动转向轮偏转。 转向节臂、转向梯形臂一般采用合金钢锻造，强度和可靠性很高，属非易损件。,两种不同类型的转向摇臂,转向直（横）拉杆,转向横拉杆和直拉杆总成的基本结构是相同的，均由拉杆（套管）、拉杆球头、球头销及螺母、球头座等零件组成。转向直拉杆的结构如图所示。,转向直拉杆结构,转向直拉杆的作用：转向直拉杆将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂（或转向节臂）。由于它所受的力既有拉力，也有压力，因此转向直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，以保证工作可靠。在转向轮偏转或因
11、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，上述三者间都采用球头销连接。,在汽车行驶过程中，转向拉杆由于承受着较大的扭矩、冲击力和振动，而且使用频繁，直接暴露在底盘下，工作环境恶劣，而且它是重要的安全部件，因此在车辆日常检查和维护中需要积极对其关注。 在拉杆总成中，拉杆使用寿命长，拉杆球头及其他部件属于易损件，常见的损坏形式有磨损、螺纹损坏以及弹簧失效等，如有损坏，应及时更换相关零部件。,转向减震器,随着车速的提高，目前汽车的转向轮有时会产生摆振（转向轮绕主销轴线往复摆动，甚至引起整车车身的振动）现象，这不仅会影响汽车的稳定性，而且
12、会影响汽车的舒适性，加剧前轮轮胎的磨损。,在转向传动机构中设置转向减震器是克服转向轮摆振的有效措施。转向减震器的一端与车身（或前桥）铰接，另一端与转向直拉杆（或转向器）铰接。 为减轻车辆行驶过程中对转向连杆系统的冲击力，某些车型在转向系统中增加了转向减震器，其结构如下图所示。,转向减震器结构,转向节及其部件,转向节上安装有车轮及制动器，通过转向节主销与转向桥连接，在转向机构的操纵下，保证转向节与转向轮整体偏转，达到汽车转向的目的。 转向节与主销机构主要由转向节、转向节主销、转向节主销衬套组成，实物如图所示。,转向节及其主销,任务五 转向助力系统,为改善车辆的转向特性，使驾驶更为轻松，目前的汽车
13、广泛采用了转向助力系统，也常被称为“动力转向系统”。动力转向系统及油路简图、动力转向器的组成结构如下图所示。 按传动介质分类如下：,动力转向系统及油路简图,动力转向器的组成结构,气压式转向助力系统,气压式转向助力系统由于工作压力较低、反应不够灵敏，因此应用范围较小。,液压式转向助力系统,液压式转向助力系统一般由液压泵、油罐、管路等零件组成，由于工作压力大、部件结构简单紧凑、反应迅速、能缓和冲击，所以在目前汽车上得到了广泛的应用。,电动式转向助力系统,电动式转向助力系统是近年来发展的一种新技术，应用还不是十分广泛。,电动转向助力系统是用一部直流电机代替传统的液压压力缸，用蓄电池和电动机提供动力的系统。微电脑控制的转向助力系统的传统液压转向助力系统具有部件少、体积小、质量轻的特点，并且具有最优化的转向作用力和转向回正特性，提高了汽车的转向能力和转向响应特性，增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性，是未来转向助力系统的发展方向。,
