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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 毕 业 论 文大学论文题目 汽车转向系综述 系 别 汽 车 工 程 专 业 汽车检测与维修 班级学号 学生姓名 指导教师 2011年 3月 7日2摘 要汽车的转向系统的性能是汽车的主要性能之一，转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性，它对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。总数了国内外转向系统的研究发展，介绍了各转向系统的结构原理及其关键技术并提出汽车转向系的发展趋势。如何合理地设计转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题。在车辆高速化、驾驶人员非职业化
2、、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的易操纵性设计显得尤为重要。汽车发展了一百多年，其转向系统也从最初的纯机械系统发展到现在的助力转向及其电子转向。通过大量的数据及实践我们找到了各种转向系统的优劣，但汽车转向系统每一次的变革都使整车的操控性、安全性上升了一个高度。关键词：转向系统液压助力转向 转向车轮 电子转向 目 录摘 要(1)1 绪 论1.1转向系统概述(1)1.2转向系统的发展概况(1)2 汽车转向系统的类型、组成及工作原理2.1 传统转向系统：机械转向系统(2)2.1.1机械转向系统的组成. (2)2. 1. 2 转向操纵机构 (2)2.1.3机械转向系统的工作原理(3
3、)2.1.4 机械转向系统的优缺点. (4)2.2 液压动力转向系统. (2) 2.2.1 液压动力转向系统的组成及结构原理.(4)2.2.1.1 整体式液压助力转向器的结构的组成及工作原理. (6)2.2.2 液压动力转向系统的缺点 (7)2.3电子控制动力转向系统.(7)2.3.1电子控制动力转向系统的组成与分类.(7)2.3.2电子控制系统的结构特点. (8)2.3.3电子控制结构的主要优点. (8)2.4 四轮转向系统.(9)2.4.1 机械四轮转向系统.(9)2.4.2 动式四轮转向系统(9)3 电子控制动力转向系统在尼桑车系上的应用3.1电控式动力转向系故障的检测(10)4 结论与
4、展望4.1 本文总结和将来展望(11)致 谢(12)参考文献(13) 1 绪 论1.1 汽车转向系统1.1.1 汽车转向系统的概述汽车行驶中，驾驶员通过操纵转向盘，经过一套传动机构，使转向轮在路面上偏转一定的角度来改变其行驶方向，确保汽车稳定安全的正常行驶。能使转向轮偏转以实现汽车转向的一整套机构称为汽车转向系。在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之一，它也是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。
5、1.2 转向系统的发展概况1.2.1发展综述转向系统是整车系统中必不可少的最基本的组成系统，驾驶者通过方向盘来操纵和控制汽车的行进 方向，从而实现自己的驾驶意图。 一百多年来，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。1.2.2 各时期汽车转向系发展情况传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽
6、车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。 液压助力系统：是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。2汽车转向系统的类型、组成及工作原理2.1传统转向系统：机械转向系统2.1.1机械转向系统的组成：用司机体力为转向能源，所有传力件都是机械的。转向操纵机构：转向盘、转向轴、万向节（上、下）、转向传动轴。 （
7、采用万向传动装置有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化） 转向器：内设减速传动付，作用减速增扭。转向传动机构：转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、 转向节、转向梯形。 图2-1 机械转向系统的组成和布置示意图2.1.2转向操纵机构1. 转向操纵机构的功用与组成转向操纵机构的功用是将驾驶员转动转向盘的操纵力矩传给转向器。它主要由转向盘1、转向轴及转向柱管2和万向传动装置3等组成(见图2-1)。转向轴上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。转向轴与转向器的连接方式，一种是与转向器的输入轴直接连接，另一种是通过万向传动装置间接与转向器的输入轴相接连。2. 转向盘转向盘主要由轮圈1、轮辐2 和轮毂
8、3 组成，其结构如图2-2 所示。轮辐的形式有两根辐条式、三根辐条式和四根辐条式。轮辐和轮圈的心部有钢或铝合金等金属制骨架，外层以合成树脂或合成橡胶包覆，下侧形成波浪状以利于驾驶员把持。转向盘与转向轴通常通过带锥度的细花键连接，端部通过螺母轴向压紧固定。有的汽车喇叭开关按钮装在转向盘上，方便驾驶员操作。 图2-2 转向操纵机构示意图因为在整个转向系统中，各传动件之间存在着装配间隙，这些间隙反映到转向盘上来就变成转动转向盘的空转角度。转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过度紧张是有利的。转向盘自由行程应控制在转向轮处于直线行驶位置时转向盘向左或向右的自由行程不超过1015。3. 转向轴和转
9、向管柱转向轴用来连接转向盘和转向器，并将转向盘的转向转矩传给转向器。转向轴分为普通式和能量吸收式。现代汽车更多地采用能量吸收式转向轴结构。转向管柱安装在车身上，支承转向轴及转向盘。转向轴从转向管柱内穿过，靠转向管柱内的轴承和衬套支承。为方便不同体型驾驶员操纵转向盘，转向管柱上装有能改变转向盘位置的装置。转向盘的安装角度和高度可以在一定范围内调整，以适应驾驶员的体形和驾驶习惯。2.1.3机械转向系统的工作原理：汽车转向时，驾驶员作用于转向盘上的力，经过转向轴(转向柱)传到转向器，转向器将转向力放大后，又通过转向传动机构的传递，推动转向轮偏转，致使汽车行驶方向改变。转向操纵机构是驾驶员操纵转向器工
10、作的机构，包括从转向盘到转向器输入端的零部件。转向器就是把转向盘传来的转矩按一定传动比放大并输出的增力装置。转向传动机构是把转向器的运动传给转向车轮的机构，包括从摇臂到转向车轮的零部件。当转向盘直径一定时，驾驶员操纵转向盘手力的大小取决于转向系统角传动比的大小。转向系统角传动比i是用转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比来表示。其数值是转向器角传动比i1和转向传动机构角传动比i2的乘积。转向器角传动比是转向盘转角增量与同侧摇臂轴转角相应增量之比。转向传动机构角传动比是摇臂轴转角增量与同侧转向节转角相应增量之比。对于一般汽车而言，i2大约为1。由此可见，转向系统角传动比主要取决于转向器角传动
11、比。转向系统角传动比越大，转向时加在转向盘上的力矩就越小，转向轻便。但转向系统角传动比大会导致转向操纵不灵敏。所以，转向系统角传动比的大小要协调好“转向轻便”与“转向灵敏”之间的矛盾。汽车的转向，完全由驾驶员所付的操纵力来实现的，操纵较费力，劳动强度较大，但其具有结构简单、工作可靠、路感性好、维护方便等优点，多应用于中小型货车或轿车上。2.1.4 机械转向系统的优缺点：虽然传统转向系统工作最可靠，但是也存在很多固有的缺点，传统转向系统由于方向盘和转向车轮之间的机械连接而产生一些自身无法避免的缺陷：汽车的转向特性受驾驶员驾驶技术的影响严重；转向传动比固定，使汽车转向响应特性随车速、侧向加速度等变
12、化而变化，驾驶员必须提前针对汽车转向特性幅值和相位的变化进行一定的操作补偿，从而控制汽车按其意愿行驶。这就变相地增加了驾驶员的操纵负担，使汽车转向行驶存在很大的不安全隐患；液压助力转向系统经济性差，一般轿车每行驶一百公里要多消耗0.30.4升的燃料；另外，存在液压油泄漏问题，对环境造成污染，在环保性能被日益强调的今天，无疑是一个明显的劣势。2.2液压助力转向系统：2.2.1液压动力转向系统的组成及工作原理： 图2-3 液压式动力转向系统示意图液压动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加装一套转向加力装置而成的。以齿轮齿条式转向器为基础的液压动力转向系统为例，来说明其工作原理。如图2-3 所示，
13、该系统由转向盘1、转向轴2、齿轮齿条式整体动力转向器3又由转向控制阀4、齿轮齿条式转向器5、转向动力缸6。转向油罐7 储存液压油，有进、出油管接头，通过油管分别与转向液压泵8 和转向控制阀 图2-4 液压动力转向系统示意图4 连接。转向液压泵8 安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动，将油从转向油罐处吸入并向转向控制阀4 供给液压油。转向控制阀4 通过改变液压油路来改变动力传递路线。转向动力缸6内由活塞分隔成左右两个工作腔，工作腔通过油道分别与转向控制阀4连接。图20.6 所示为一种液压式动力转向系统的组成和液压转向加力装置的管路布置示意图。其中属于转向加力装置的部件是：转向液压泵7、转向油管8、
14、转向油罐6 以及位于整体式转向器4 内部的转向控制阀及转向动力缸5 等。当驾驶员转动转向盘1 时，通过机械转向器使转向横拉杆9 移动，并带动转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操作。由于有转向加力装置的作用，驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多的转向力矩，就能使转向轮偏转。2.2.1.1整体式液压动力转向器的结构的组成及工作原理：如图2-5所示为整体式液压动力转向器的结构。转向控制阀1、齿轮齿条式 图 2-5 整体式液压动力转向器转向器2和3、转向动力缸设计成一体，组成整体式动力转向器。该转向器的控制阀为转阀式结构。扭杆的一端通过花键与转
