汽车-转向系统解析资料.ppt

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1、第十四章第十四章 转向系转向系三联学院交通工程系三联学院交通工程系1 1、功用：、功用：改变或恢复汽车行驶方改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。向的专设机构。2 2、组成：、组成：转向操纵机构转向操纵机构 转向器转向器 转向传动机构转向传动机构转向盘转向盘转向轴转向轴万向节万向节传动轴传动轴转向器转向器转向直拉杆转向直拉杆转向摇臂转向摇臂转向节臂转向节臂转向横拉杆转向横拉杆梯形臂梯形臂梯形臂梯形臂前轴前轴三联学院交通工程系三联学院交通工程系转向盘转向盘转向轴转向轴转向万向节转向万向节转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆转向节臂转向节臂转向节转向节梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆转向梯形转向梯

2、形三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系机械转向器机械转向器转向摇臂转向摇臂转向拉杆转向拉杆转向节转向节梯形臂梯形臂转向横拉杆转向横拉杆转向油罐转向油罐转向油泵转向油泵转向控制阀转向控制阀转向动力缸转向动力缸三联学院交通工程系三联学院交通工程系 汽车转向时两转向轮内汽车转向时两转向轮内转角转角与外转角与外转角之差之差-称为称为前展前展。为了产生前展，。为了产生前展，将转向机构设计成将转向机构设计成梯形梯形。三、转向系术语三、转向系术语1 1、转向中心与转弯半径、转向中心与转弯半径（1 1）转向中心：）转向中心：汽车转向时，要求所有车轮轴线都汽车转向时，要求所有

3、车轮轴线都应相交于一点，此交点应相交于一点，此交点O O称为转向中心。称为转向中心。（2 2）转弯半径：）转弯半径：由转向中心由转向中心O O到外转向轮与地面接触到外转向轮与地面接触点的距离点的距离R R称为汽车的转弯半径。称为汽车的转弯半径。2 2、转向梯形与前展、转向梯形与前展三联学院交通工程系三联学院交通工程系3 3、转向系角传动比、转向系角传动比.转向器角传动比转向器角传动比i iw1w1 ：转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。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。相

4、应增量之比。.转向传动机构传动比转向传动机构传动比i iw2w2 ：.转向系角传动比转向系角传动比i i：转向系角传动比越大，转向越轻便，但传动比过大，转向系角传动比越大，转向越轻便，但传动比过大，将导致转向操纵不够灵敏。将导致转向操纵不够灵敏。i=ii=iw1 w1 i iw2w24 4、转向盘自由行程：、转向盘自由行程：转向盘在空转阶段中的角行程。转向盘在空转阶段中的角行程。自由行程过大：转向不灵敏。自由行程过大：转向不灵敏。自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。三联学院交通工程系三联学院交通工程系组成：组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转

5、向管柱等；由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等；作用：作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。14.2 14.2 机械转向系机械转向系一、转向操纵机构一、转向操纵机构影片介绍影片介绍1 1、转向盘、转向盘（1 1）组成：它主要由轮毂、轮）组成：它主要由轮毂、轮辐和轮圈组成。辐和轮圈组成。11轮圈轮圈 22轮辐轮辐 33轮毂轮毂三联学院交通工程系三联学院交通工程系2 2、转向轴、转向轴 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。器的传

6、力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转向盘工作角度变转向盘工作角度(转向轴的传动方向转向轴的传动方向)和转向盘高度和转向盘高度(转向轴转向轴轴向长度轴向长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。3 3、转向安全装置、转向安全装置 此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但

7、转向操纵机构本身不包含有吸能装置。盘对驾驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。三联学院交通工程系三联学院交通工程系 （2 2）传动效率：）传动效率：1 1）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴或齿条轴)的过程为正向的过程为正向传动，相应的传动效率称为传动，相应的传动效率称为正传动效率正传动效率；2 2）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂(或齿条轴或齿条轴)和转向器传到转向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盘的过程称为逆向传动，相应的传动效率称为逆传动效率逆传动效率。3 3）根据转向器

8、正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向）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、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。功用：功用：增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。1 1、转向器的传动比及转动效率、转向器的传动比及转动效率三联学院交通工程系三联学院交通工程系转向器按结构不同分为：转向器按结构不同分为：齿轮齿条式转向器及循环球式转向器。齿轮齿条式转向器及循环球式转向器。2 2、转向器、转向器1.1.转向横拉杆转向横拉杆 2.2.防尘套防尘套 3.3.球头座球头座

9、 4.4.转向齿条转向齿条 5.5.转向器壳体转向器壳体 6.6.调整调整螺塞螺塞 7.7.压紧弹簧压紧弹簧 8.8.锁紧螺母锁紧螺母 9.9.压压块块 10.10.万向节万向节 11.11.转向齿轮轴转向齿轮轴 12.12.向心球轴承向心球轴承 13.13.滚针轴承滚针轴承三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系应用：应用：奥迪、上海桑塔纳、天津夏利奥迪、上海桑塔纳、天津夏利 、南京依维柯等。、南京依维柯等。循环球式转向器循环球式转向器组成：组成：一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，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。第二级

10、是齿条齿扇传动副。三联学院交通工程系三联学院交通工程系第一级螺杆第一级螺杆螺母传动副螺母传动副第二级齿条第二级齿条齿扇传动副齿扇传动副三联学院交通工程系三联学院交通工程系转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。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，形成管状通道内滚动，形成 球流球流。在转向器工作时，两列钢球只是在各。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。自的封闭流道内循环，不会脱出。工作过程：工

11、作过程：三联学院交通工程系三联学院交通工程系11转向器转向器 2 2转向摇臂转向摇臂 3 3转向直拉杆转向直拉杆 44转向节臂转向节臂 5 5梯形臂梯形臂 6 6转向横拉杆转向横拉杆 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向梯形。杆转向节臂和转向梯形。1 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机构三联学院交通工程系三联学院交通工程系11转向摇臂；转向摇臂；22转向直拉杆；转向直拉杆；33左转向横拉杆；左转向横拉杆；44右转向横拉杆；右转向横拉杆；55左梯形左梯形臂；臂；66右梯形臂；右

12、梯形臂；77摇杆；摇杆；88悬架左摆管；悬架左摆管；99悬架悬架 当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。也必须是断开式的。三联学院交通工程系三联学院交通工程系结构：结构：大端与转向摇臂轴相连，大端与转向摇臂轴相连，小端与转向拉杆绞接。小端与转向拉杆绞接。安装：安装：摇臂与摇臂轴安装时要对正摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向两记号，以保证摇臂从中间向两边摆动时摆角大致相

13、同。边摆动时摆角大致相同。三联学院交通工程系三联学院交通工程系接转向节臂接转向节臂螺塞螺塞 调弹簧调弹簧6 6的的预紧度预紧度油油 嘴嘴球头销球头销直拉杆直拉杆接转向摇臂接转向摇臂三联学院交通工程系三联学院交通工程系球头座球头座球头销球头销限位销限位销调整螺塞调整螺塞弹簧弹簧三联学院交通工程系三联学院交通工程系作用：作用：是克服汽车行驶时转向轮产生的摆振，并提高汽车行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。驶的稳定性和乘座的舒适性。1.1.连接环衬套连接环衬套 2.2.连接环橡胶套连接环橡胶套 3.3.油缸油缸4.4.压缩阀总成压缩阀总成 5.5.活塞及活活塞及

14、活塞杆总成塞杆总成 6.6.导向座导向座 7.7.油封油封 8.8.挡圈挡圈 9.9.轴套及连接环总成轴套及连接环总成10.10.橡胶储液缸橡胶储液缸 、转向减振器、转向减振器三联学院交通工程系三联学院交通工程系 用以将发动机用以将发动机(或电机或电机)输出的部分机械能转化为压力能，输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为动力转向器。一系列零部件，总称为动力转向器。采用动力转向系

15、统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，采用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常情况下，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机(或电机或电机)驱动的油泵驱动的油泵(或空气压缩机或空气压缩机)所提供的液压能所提供的液压能(或气压能或气压能)。1 1、什么是动力转向器？、什么是动力转向器？2 2、动力来源：、动力来源：三联学院交通工程系三联学院交通工程系2 2、根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向、根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，装置中的布置和联接关系的不同，液压动力转向装置分为液

16、压动力转向装置分为整体整体式式（机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）（机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、组合式组合式（把机械式转向器和转向控制阀设计在一起，转向动（把机械式转向器和转向控制阀设计在一起，转向动力缸独立）和力缸独立）和分离式分离式（机械式转向器独立，把转向控制阀和转（机械式转向器独立，把转向控制阀和转向动力缸设计为一体）三种结构型式。向动力缸设计为一体）三种结构型式。一、动力转向类型一、动力转向类型1 1、按传能介质的不同、按传能介质的不同分为动力转向器有分为动力转向器有气压式气压式和和液压式液压式两种。两种。液压动力转向器的工作压力可高达液压

17、动力转向器的工作压力可高达1010MPaMPa以上，故其部件以上，故其部件尺寸很小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且尺寸很小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各能吸收来自不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获得广泛应用。类各级汽车上获得广泛应用。三联学院交通工程系三联学院交通工程系1 1、组成：、组成：动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮辅助装置组成的。转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并

18、向外输出液压油。转向油罐有进、出油管接头，通带驱动并向外输出液压油。转向油罐有进、出油管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀联接。转向控制阀用以过油管分别与转向油泵和转向控制阀联接。转向控制阀用以改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。别通过油道和转向控制阀联接。当汽车直线行驶时，转向控当汽车直线行驶时，转向控制阀制阀2 2将转向油泵将转向油泵6 6泵出来的工作泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起助力作荷状态，动力转向器不起助力作用。当汽车需要向

19、右转向时，驾用。当汽车需要向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与阀将转向油泵泵出来的工作液与R R腔接通，将腔接通，将L L腔与油罐接通，在腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左、右轮向右偏通过传动结构使左、右轮向右偏转，从而实现右转向。向左转向转，从而实现右转向。向左转向时，情况与上述相反。时，情况与上述相反。二、动力转向系的组成及工作原理二、动力转向系的组成及工作原理2 2、工作原理：、工作原理：三联学院交通工程系三联学院交通工程系三、动力转向器三、动力转向器l.l.转向操纵机构转

20、向操纵机构 2.2.转向控制阀转向控制阀 3.3.机械转向器与转向动力缸总成机械转向器与转向动力缸总成 4.4.转向传动结构转向传动结构 5.5.转向油罐转向油罐 6.6.转向油泵转向油泵 R.R.转向动力缸右腔转向动力缸右腔L.L.转向动力缸左腔转向动力缸左腔 1 1、动力转向器结构、动力转向器结构三联学院交通工程系三联学院交通工程系（1 1）直线行驶）直线行驶三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系动动力力转转向向器器工工作作过过程程演演示示三联学院交通工程系三联学院交通工程系3 3、动力转向液压泵、动力转向液压泵（1 1

21、）作用：）作用：转向油泵是助力转向系统的动转向油泵是助力转向系统的动力源。转向油泵经转向控制阀向转力源。转向油泵经转向控制阀向转向助力缸提供一定压力和流量的工向助力缸提供一定压力和流量的工作油液。目前，转向油泵大多采用作油液。目前，转向油泵大多采用双作用式叶片泵。双作用式叶片泵。l.l.驱动轴驱动轴 2.2.壳体壳体 3.3.前配油盘前配油盘 4.4.叶片叶片 5.5.储油罐储油罐 6.6.定子定子 7.7.后配油盘后配油盘 8.8.后盖后盖 9.9.弹簧弹簧 10.10.管接头管接头 11.11.柱塞柱塞 12.12.阀杆阀杆 13.13.钢球钢球 14.14.转子转子 A.A.出油口出油口

22、 B.B.出油腔出油腔 C.C.进油腔进油腔 D.D.油道油道 H.H.主量孔主量孔（2 2）结构：）结构：三联学院交通工程系三联学院交通工程系进油口进油口出油口出油口叶片式油泵叶片式油泵(3)(3)叶片泵的工作原理叶片泵的工作原理三联学院交通工程系三联学院交通工程系14.4 14.4 四轮转向系（四轮转向系（4 4WSWS）一、作用及分类：一、作用及分类：低速行驶时低速行驶时反向偏转，以降低转弯半径；反向偏转，以降低转弯半径；中速行驶时中速行驶时同向偏转，以提高转向灵敏度；同向偏转，以提高转向灵敏度；高速行驶时高速行驶时同向偏转，以提高汽车的行驶稳定性。同向偏转，以提高汽车的行驶稳定性。三联

23、学院交通工程系三联学院交通工程系二、分类：二、分类：后轮小角度偏转系统后轮小角度偏转系统后轮在高速时小角度偏转在低速时大角度偏转系统后轮在高速时小角度偏转在低速时大角度偏转系统1 1、按功能分：、按功能分：液压四轮转向系液压四轮转向系机械液压四轮转向系机械液压四轮转向系电动四轮转向系电动四轮转向系2 2、按车轮偏转执行机构的动力形式分、按车轮偏转执行机构的动力形式分三联学院交通工程系三联学院交通工程系小小 结结1 1、转向系的功用与组成、转向系的功用与组成3 3、重点掌握机械转向系组成和工作原理重点掌握机械转向系组成和工作原理2 2、理解转向系六大术语、理解转向系六大术语转向器和转转向器和转向传动机构向传动机构4 4、分析和比较动力转向系的工作情况、分析和比较动力转向系的工作情况5 5、了解四轮转向系的优点和分类、了解四轮转向系的优点和分类三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系三联学院交通工程系