1、第十九章 汽车转向系统,第一节 概 述,汽车转向系统的功用 保证汽车按驾驶员的意志进行转向和正常行驶。 汽车转向系统的分类与组成机械转向系统: 以驾驶员体力为转向能源，所有传力件是机械零件。 主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。 动力转向系统: 驾驶员体力（小部分）和发动机动力（大部分)为转向能源。 组成：在机械转向系统的基础上增加转向加力装置。,机械转向系统的组成,转向器,转向操纵机构,转向传动机构,动力转向系统的组成,动力转向装置：转向油罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸,1）两侧车轮偏转角之间的理想关系,为了降低汽车转向时车轮的磨损，希望转向时每个车轮都作纯滚动，即要求所有车
2、轮的轴线都相交于一点。 汽车内轮转角与外轮转角之间的关系如下： ,O为汽车转向中心,汽车对转向系的要求及影响转向性能的参数,一、三轴为转向桥的三轴汽车,一、二轴为转向桥的四轴汽车,2）转向系的角传动比,转向器角传动比i1 转向盘转角增量与转向摇臂转角相应增量之比 转向传动机构角传动比i2 转向摇臂转角增量与同侧的转向节的转角相应增量之比 转向系角传动比i:i1i2转向盘转角增量与同侧的转向节的转角增量之比。,转向系的角传动比,转向系角传动比i,i= i1*i2,i1较大，货车为1632，轿车为1220；i2较小，一般为1。,转向系的角传动比,转向器的角传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越小
3、，转向越省力，但转向操纵的灵敏度就会下降。 有的汽车转向器在转向过程的不同阶段，其传动比的大小是不相等的（可变传动比转向器）。,3）转向器的传动效率,定义: 转向器的输出功率与输入功率的比值称为转向器的效率。 正效率：由转向轴输入，转向摇臂输出的传动效率 逆效率：由转向摇臂输入，转向轴输出的传动效率,转向器的传动效率,转向器除要保证汽车转向轻便灵活外，还应能防止由于路面反力对转向盘产生过大的冲击(即所谓“打手“现象)，造成操纵困难和驾驶员工作疲劳。 为了实现这一目的，转向器应具有较高的正传动效率和适当的逆传动效率。 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
4、极限可逆式转向器三种类型。,转向器的传动效率,对应传动效率的转向器 可逆式转向器：逆效率高。转向结束后方向盘自动回正，可将路面阻力完全反馈到转向盘，路感好，可能发生“打手”现象。 不可逆转向器：逆效率低。转向结束后方向盘不会自动回正，驾驶员丧失路感，无法根据路面阻力调整方向盘转距； 极限可逆式转向器：逆效率略高于不可逆式。可以获得一定的路感，转向盘可自动回正。应用较少，中型越野车或矿用自卸车,4）转向盘的自由行程,定义：转向盘空转阶段的行程，称为转向盘的自由行程。 产生的原因：转向系统中传动件之间存在装配间隙，且随着零件的磨损而增大。 转向盘自由行程的作用：可缓和路面冲击，避免驾驶员过分的紧张
5、和疲劳；过大转向盘自由行程会降低转向灵敏度。一般为10 15,5）对转向系统的要求,(1)要求工作可靠，操纵轻便。 (2)转向机构还应能减小地面传到转向盘上的冲击，并保持适当的“路感”。 (3)当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。,第二节 机械转向系统,机械转向器 齿轮齿条式 循环球式 转向操纵机构 转向传动机构,转向器是转向系中减速增扭的传动装置，其功用是增大转向盘传到转向节的力并改变力的传动方向。 目前应用广泛的是齿轮齿条式和循环球式。,一、机械转向器,1.齿轮齿条式转向器,传动件：齿轮、齿条 特点： 结构简单，紧凑，质量轻，制造容易，成本低； 转向灵敏，正、逆效率高；
6、,齿轮齿条式转向器结构实例,2.循环球式转向器,循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一。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,采用两级传动：螺杆螺母传动与齿条齿扇传动,特点：1) 正传动效率高达90%95%，转向省力；2) 寿命长，工作平稳；逆效率也很高，容易打手。,循环球式转向器,为了减少转向螺杆、螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。 转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。,特点：正传动效率高（最高90%95
7、%），故操纵轻便，使用寿命长。,循环球式转向器,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，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“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。,循环球式转向器,二、转向操纵机构,由转向盘、转向轴、转向管柱等组成，将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。 方向盘 为了司机有很好的视野，方向盘上部一般较大。,转向操纵机构,为了保证碰撞时驾驶员安全，需要采用吸能装置 转向盘：外边柔软，骨架变形 转向轴和转向柱管：通过变形来吸收能量,三、转向传动机构,功用 将转向器输出的力和运动传到两侧转向节，使转向轮偏转，且偏转角按一定关系变化，保证车轮与地面的相对滑动尽可能小 与非独立悬架配用的转向传动机构,转向摇臂,把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆，进而推动转向轮偏转,转向直拉杆,作用： 将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(转向节臂) 在转向轮偏转或悬架弹性变形相对于车架跳动时，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，为不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。,
