学习情境九汽车转向系统

学习情境九汽车转向系统22PersonalNSummary三、转向系统的基本原理定义：改变或恢复汽车行驶方向。功用：保证汽车能按驾驶员的意愿行驶。四、转向系统分析一、转向系统的定义二、转向系统的分类转向系统概述三、转向系统的基本原理按转向能源的不同分为：机械转向系统动力转向系统四、转向系统分析一、转向系统的定义二、转向系统的分类转向系统概述一、转向系统的定义二、转向系统的分类三、转向系统的基本原理四、转向系统分析转向系统概述机械式转向系的工作过程一、转向系统的定义二、转向系统的分类四、转向系统分析三、转向系统的基本原理转向盘转角与转向节臂带动的车轮偏转角之比iw称为转向系统角传动比。而转向盘转角和转向摇臂摆角之比i1称为转向器角传动比。转向摇臂摆角与转向节带动的转向轮偏转角之比i2称为转向传动机构角传动比。三者的关系是：iw=i1i2转向系统概述7PersonalNSummary三、转向传动机构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。转向操纵机构主要由转向盘、转向轴及转向柱管和万向传动装置等组成。一、转向操纵机构二、机械转向器机械转向系统三、转向传动机构2.转向盘转向盘主要由轮圈、轮辐和轮毂组成。3.转向轴和转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。一、转向操纵机构二、机械转向器机械转向系统三、转向传动机构4.安全保护装置在行车过程中，不可避免地会发生意外事故，出现汽车碰撞，此时汽车的被动安全技术为减轻人员的伤害提供保障。在转向操纵机构上体现的汽车被动安全技术有安全气囊和能量吸收式转向轴。一、转向操纵机构二、机械转向器机械转向系统三、转向传动机构机械转向器是把转向盘的转动变为转向摇臂的摆动，并按一定传动比放大转矩的机构。1.机械转向器的传动效率与类型（1）机械转向器的传动效率。机械转向器的传动效率是指转向器的输出功率与输入功率之比。二、机械转向器一、转向操纵机构机械转向系统三、转向传动机构转向摇臂输出功率与转向轴输入功率之比称为正效率。而转向摇臂输入功率与转向轴输出功率之比称为逆效率。二、机械转向器一、转向操纵机构机械转向系统三、转向传动机构（2）机械转向器的类型。按力传动的可逆性及构造不同，机械转向器类型可分为：①可逆式转向器：循环球式，齿轮齿条式；②极限可逆式转向器：蜗杆滚轮式，蜗杆曲柄双销式；③不可逆式转向器：蜗杆扇形齿轮式，球面螺杆式。二、机械转向器一、转向操纵机构机械转向系统三、转向传动机构2.机械转向器的结构（1）齿轮齿条式转向器。二、机械转向器一、转向操纵机构机械转向系统1-转向横拉杆；2-转向齿轮；3-转向齿条；4-调整螺柱；5-补偿弹簧；6-压板三、转向传动机构（2）循环球式转向器。二、机械转向器一、转向操纵机构机械转向系统1-转向螺杆；2-钢球；3-齿扇；4-转向螺母；5-上盖；6-锁紧螺母一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，且使两侧转向轮按一定关系偏转的机构。1.转向传动机构的组成与布置形式转向传动机构的组成与布置形式由转向器的位置和转向桥悬架的类型决定。一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统（1）与非独立悬架配用的转向传动机构。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转向横拉杆一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统（2）与独立悬架配用的转向传动机构。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-左梯形臂一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统2.转向传动机构主要零部件的结构转向传动机构的主要零部件包括：转向摇臂、转向直拉杆和转向横拉杆。（1）转向摇臂。转向摇臂是把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆或转向横拉杆的传动件。一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统转向摇臂的上端具有锥形三角形细花键槽孔，与转向摇臂轴外端花键相连接。为保证装配关系正确，在转向摇臂轴的外端面和摇臂上孔的外端面上刻有装配标志。一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统（2）转向直拉杆。转向直拉杆是把转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形或转向节臂。转向直拉杆的中间段为实心或空心杆件，两端则较粗，内装球头销座。球头销座分别将两个球头销的球头夹住，通过球头销，一端与转向摇臂连接，另一端与转向节臂（或梯形臂）连接。一、转向操纵机构二、机械转向器三、转向传动机构机械转向系统（3）转向横拉杆。转向横拉杆是连接左、右梯形臂的传动件。转向横拉杆由转向横拉杆体和两端的横拉杆接头组成。球头销的球头置于横拉杆接头的两球头座内，球头销的尾部与梯形臂或转向节臂相连。23PersonalNSummary三、转向液压泵转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，且使两侧转向轮按一定关系偏转的机构。按动力能源分：（1）液压式，以液压为动力源，目前广泛应用；（2）气压式，以压缩空气为动力源，仅限重型且采用气压制动的车。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器动力转向系统三、转向液压泵按结构布置分：（1）整体式，其机械转向器和动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起；（2）半整体式，其转向控制阀同机械转向器组合成一体，而转向动力缸则作为一个独立的部件；（3）转向加力器，其机械转向器独立，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一体。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器动力转向系统三、转向液压泵1.整体式液压动力转向器的结构二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统1-转向控制阀；2-转向齿条；3-转向齿轮；4-转向动力缸活塞；5-转向器壳体；6-左右动力缸；A-接转向液压泵；B-接转向油罐；C-接转向动力缸；D-接转向控制阀三、转向液压泵2.转向控制阀二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统1、4、11-阀体；2-转向齿条；3、12-转向齿轮；5、9-扭杆；6-转向齿轮轴；7-阀芯；8-回油道；10-阀门孔三、转向液压泵3.转向阀工作原理二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统三、转向液压泵如上图所示，当汽车直线行驶时，转阀处于中间位置，来自转向液压泵的工作液从转向器壳体的进油口C流到阀体3的中间油环槽中，经过其槽底的三个通孔进入阀体3和阀芯4之间，此时因阀芯处于中间位置，进入的油液分别通过阀体和阀芯纵槽形成的两边相等的间隙，二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统三、转向液压泵再通过阀芯的纵槽和阀体的纵槽以及阀体的径向孔流向阀体外的上、下油环槽，然后通过壳体中的两条油道分别流到动力缸的左腔（A腔）、右腔（B腔）中。同时，通过阀芯纵槽的径向油孔流到阀芯内腔与扭杆组件之间的空隙（回油道2）中，经油管回到转向油罐中去，形成了常流式油液循环。二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统三、转向液压泵此时，A腔、B腔油压相等且很小，齿条-活塞既没有受到转向齿轮的轴向推力，也没有受到A腔、B腔因压力差造成的轴向推力。所以齿条-活塞处于中间位置，不产生助力作用。如图914b所示，当汽车右转弯时，转动转向盘使转向轴顺时针转动，并带动阀芯同步转动。二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统三、转向液压泵受到转向节臂传来的路面转向阻力作用，动力缸活塞和转向齿条暂时不能运动，所以转向齿轮暂时也不能随转向轴向右转动。这样扭杆受转矩作用，前、后端产生扭转变形，转向阀芯和阀体之间转过一个角度。动力缸左腔（A腔）进入高压油，右腔（B腔）泄压，动力缸产生向右转向助力。二、液压动力转向器一、动力转向系统分类动力转向系统一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统转向液压泵是动力转向的动力源，它由发动机通过V型皮带驱动，通过转向控制阀向动力缸的工作腔供油。其结构形式较多，有叶片式、齿轮式、转子式、柱塞式、滚子叶片式等。其中叶片式转向液压泵应用广泛。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统叶片式转向液压泵的结构及工作原理（1）结构。下图所示为一种潜没式双作用叶片转向液压泵，由转向油罐1、转子6、叶片5、定子环4、前配油盘8、后配油盘7、流量控制阀2、驱动轴及皮带轮9、泵体10等组成。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统转向油罐置于泵体之上，泵体内的转子由皮带轮通过驱动轴驱动。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统1-转向油罐；2-流量控制阀；3-转子阀；4-定子环；5-叶片；6-转子；7-后配置盘；8-前配置盘；9-驱动轴及皮带轮；10-泵体一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统（2）原理。下图所示为潜没式双作用叶片转向液压泵的工作原理。转子在驱动轴的带动下旋转时，叶片在小油腔内高压油的作用下紧贴定子表面。叶片随转子顺时针转动，使相邻叶片之间形成的密封腔容积由小变大、由大变小周期变化。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统转子每旋转一周，每个工作腔各自吸油、压油两次，即完成两次吸入行程和输出行程，此称为双作用，故将这种形式的叶片泵称为双作用叶片泵。当进行吸入行程时，容积由小变大，形成一定真空度吸油；当进行输出行程时，容积由大变小，压缩油液，由压油口向外供油。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统2.流量-安全组合阀转向液压泵工作时要解决两个问题：一是转子的转速随发动机转速升高时，转向液压泵的流量将增大，流量过大时会导致液压泵消耗功率过多和油温过高。因此，必须设置用以限制转向液压泵最大流量的流量控制阀。一、动力转向系统分类二、液压动力转向器三、转向液压泵动力转向系统二是当动力缸的负载过大，使得转向液压泵的输出压力过高，动力缸和液压泵均超载，这会导致零件损坏。因此，液压系统中还必须设置用以限制系统最高压力的安全阀。在转向油泵内将两阀组合形成流量-安全组合阀，限制液压动力转向系统的最高工作压力和最大流量。42PersonalNSummary三、电动式电子控制动力转向系统的原理根据动力源不同可分为液压式电子控制动力转向系统（简称EHPS）和电动式电子控制动力转向系统（简称EPS，亦称ECPS）。EHPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等。一、电子控制动力转向系统的分类二、液压式电子控制动力转向系统的原理电子控制力转向系统三、电动式电子控制动力转向系统的原理电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低车速时的转向助力要求。EPS是在传统的机械式转向系统的基础上，利用直流电动机作为动力源，电子控制单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机转矩的方向和大小。一、电子控制动力转向系统的分类二、液压式电子控制动力转向系统的原理电子控制力转向系统三、电动式电子控制动力转向系统的原理电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。一、电子控制动力转向系统的分类二、液压式电子控制动力转向系统的原理电子控制力转向系统三、电动式电子控制动力转向系统的原理液压式电子控制动力转向系统是在传统的液压动力转向系统的基础上增设电子控制装置而构成的。二、液压式电子控制动力转向系统的原理一、电子控制动力转向系统的分类电子控制力转向系统三、电动式电子控制动力转向系统的原理1.流量控制式EHPS二、液压式电子控制动力转向系统的原理一、电子控制动力转向系统的分类电子控制力转向系统1-动力转向液压泵；2-电磁阀；3-动力转向控制阀；4-EHPSECU；5-车速传感器三、电动式电子控制动力转向系统的原理2.反力控制式EHPS二、液压式电子控制动力转向系统的原理一