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三联学院交通工程系概述机械转向器动力转向系四轮转向系第十四章转向系三联学院交通工程系§14.1概述一、转向系的功用与组成1、功用：改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。2、组成：转向操纵机构转向器转向传动机构转向盘转向轴万向节传动轴转向器转向直拉杆转向摇臂转向节臂转向横拉杆梯形臂梯形臂前轴三联学院交通工程系二、转向系的类型及工作原理1、机械转向系转向盘转向轴转向万向节转向器转向摇臂转向直拉杆转向节臂转向节梯形臂横拉杆转向梯形三联学院交通工程系机械式转向系的工作过程三联学院交通工程系2、动力转向系机械转向器转向摇臂转向拉杆转向节梯形臂转向横拉杆转向油罐转向油泵转向控制阀转向动力缸三联学院交通工程系汽车转向时两转向轮内转角β与外转角α之差β-α称为前展。为了产生前展，将转向机构设计成梯形。三、转向系术语1、转向中心与转弯半径（1）转向中心：汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O称为转向中心。（2）转弯半径：由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离R称为汽车的转弯半径。2、转向梯形与前展三联学院交通工程系3、转向系角传动比⑴.转向器角传动比iw1：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相应增量之比。⑵.转向传动机构传动比iw2：⑶.转向系角传动比i：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。i=iw1iw24、转向盘自由行程：转向盘在空转阶段中的角行程。自由行程过大：转向不灵敏。自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。三联学院交通工程系组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等；作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。§14.2机械转向系一、转向操纵机构影片介绍1、转向盘（1）组成：它主要由轮毂、轮辐和轮圈组成。1—轮圈2—轮辐3—轮毂三联学院交通工程系2、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器的传力轴，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，有的还装有能改变转向盘工作角度(转向轴的传动方向)和转向盘高度(转向轴轴向长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。3、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二、转向器（1）要求：兼顾灵敏性与轻便；转向器的传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越小，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）。（2）传动效率：1）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴)的过程为正向传动，相应的传动效率称为正传动效率；2）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂(或齿条轴)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逆传动效率。3）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。功用：增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。1、转向器的传动比及转动效率三联学院交通工程系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。2、转向器⑴齿轮齿条式转向器①构造：1.转向横拉杆2.防尘套3.球头座4.转向齿条5.转向器壳体6.调整螺塞7.压紧弹簧8.锁紧螺母9.压块10.万向节11.转向齿轮轴12.向心球轴承13.滚针轴承三联学院交通工程系②齿轮齿条式转向器的工作过程三联学院交通工程系③特点：结构简单、工作可靠、使用寿命长、不需要调整齿轮齿条的间隙。④应用：奥迪、上海桑塔纳、天津夏利、南京依维柯等。⑵循环球式转向器①组成：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。三联学院交通工程系第一级螺杆螺母传动副第二级齿条齿扇传动副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。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。②工作过程：三联学院交通工程系三、转向传动机构功用：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。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。1、与非独立悬架配用的转向传动机构三联学院交通工程系2、与独立悬架配用转向传动机构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—悬架左摆管；9—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，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。三联学院交通工程系3、转向机构中主要部件⑴、转向摇臂结构：大端与转向摇臂轴相连，小端与转向拉杆绞接。安装：摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向两边摆动时摆角大致相同。三联学院交通工程系⑵、转向直拉杆在转向轮偏转而且因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。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。接转向节臂螺塞调弹簧6的预紧度油嘴球头销直拉杆接转向摇臂三联学院交通工程系⑶、转向横拉杆在旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，可改变横拉杆的总长度，来调节前轮前束。球头座球头销限位销调整螺塞弹簧三联学院交通工程系作用：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。1.连接环衬套2.连接环橡胶套3.油缸4.压缩阀总成5.活塞及活塞杆总成6.导向座7.油封8.挡圈9.轴套及连接环总成10.橡胶储液缸⑷、转向减振器三联学院交通工程系§14.3动力转向器用以将发动机(或电机)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。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(或电机)驱动的油泵(或空气压缩机)所提供的液压能(或气压能)。1、什么是动力转向器？2、动力来源：三联学院交通工程系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装置中的布置和联接关系的不同，液压动力转向装置分为整体式（机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、组合式（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）和分离式（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。一、动力转向类型1、按传能介质的不同分为动力转向器有气压式和液压式两种。液压动力转向器的工作压力可高达10MPa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。三联学院交通工程系1、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。当汽车直线行驶时，转向控制阀2将转向油泵6泵出来的工作液与油罐相通，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，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与R腔接通，将L腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左、右轮向右偏转，从而实现右转向。向左转向时，情况与上述相反。二、动力转向系的组成及工作原理2、工作原理：三联学院交通工程系三、动力转向器l.转向操纵机构2.转向控制阀3.机械转向器与转向动力缸总成4.转向传动结构5.转向油罐6.转向油泵R.转向动力缸右腔L.转向动力缸左腔1、动力转向器结构三联学院交通工程系2、动力转向器的工作过程：（1）直线行驶三联学院交通工程系（2）右转向时三联学院交通工程系（3）左转向时三联学院交通工程系动力转向器工作过程演示三联学院交通工程系3、动力转向液压泵（1）作用：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，转向油泵大多采用双作用式叶片泵。l.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（2）结构：三联学院交通工程系当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的内表面上。其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。由于转子每旋转一周，每个工作腔都各自吸、压油两次，故将这种型式的叶片泵称为双作用式叶片泵。双作用叶片泵有两个吸油区和两个排油区，并且各自的中心角是对称的，所以作用在转子上的油压作用力互相平衡。因此，这种油泵也称为卸荷式叶片泵。进油口出油口叶片式油泵(3)叶片泵的工作原理三联学院交通工程系§14.4四轮转向系（4WS）一、作用及分类：低速行驶时反向偏转，以降低转弯半径；中速行驶时同向偏转，以提高转向灵敏度；高速行驶时同向偏转，以提高汽车的行驶稳定性。三联学院交通工程系二、分类：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1、按功能分：液压四轮转向系机械液压四轮转向系电动四轮转向系2、按车轮偏转执行机构的动力形式分三联学院交通工程系小结1、转向系的功用与组成3、重点掌握机械转向系组成和工作原理2、理解转向系六大术语转向器和转向传动机构4、分析和比较动力转向系的工作情况5、了解四轮转向系的优点和分类三联学院交通工程系