汽車-轉向系統(tǒng)

1、三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系第十四章第十四章 轉向系轉向系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系1 1、功用：、功用： 改變或恢復汽車行駛方改變或恢復汽車行駛方向的專設機構。向的專設機構。 2 2、組成：、組成： 轉向操縱機構轉向操縱機構 轉向器轉向器 轉向傳動機構轉向傳動機構轉向盤轉向盤轉向軸轉向軸萬向節(jié)萬向節(jié)傳動軸傳動軸轉向器轉向器轉向直拉桿轉向直拉桿轉向搖臂轉向搖臂轉向節(jié)臂轉向節(jié)臂轉向橫拉桿轉向橫拉桿梯形臂梯形臂梯形臂梯形臂前軸前軸三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系轉向盤轉向盤轉向軸轉向軸轉向萬向節(jié)轉向萬向節(jié)轉向器轉向器轉向搖臂轉向搖臂轉向直拉桿轉向直拉桿轉向節(jié)臂轉向節(jié)臂轉向節(jié)轉

2、向節(jié)梯形臂梯形臂橫拉桿橫拉桿轉向梯形轉向梯形三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系機械轉向器機械轉向器轉向搖臂轉向搖臂轉向拉桿轉向拉桿轉向節(jié)轉向節(jié)梯形臂梯形臂轉向橫拉桿轉向橫拉桿轉向油罐轉向油罐轉向油泵轉向油泵轉向控制閥轉向控制閥轉向動力缸轉向動力缸三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系 汽車轉向時兩轉向輪內汽車轉向時兩轉向輪內轉角轉角與外轉角與外轉角之差之差-稱為稱為前展前展。為了產生前展，。為了產生前展，將轉向機構設計成將轉向機構設計成梯形梯形。三、轉向系術語三、轉向系術語1 1、轉向中心與轉彎半徑、轉向中心與轉彎半徑（1 1）轉向中心：）轉向中心：汽車轉向

3、時，要求所有車輪軸線都汽車轉向時，要求所有車輪軸線都應相交于一點，此交點應相交于一點，此交點O O稱為轉向中心。稱為轉向中心。（2 2）轉彎半徑：）轉彎半徑：由轉向中心由轉向中心O O到外轉向輪與地面接到外轉向輪與地面接觸點的距離觸點的距離R R稱為汽車的轉彎半徑。稱為汽車的轉彎半徑。2 2、轉向梯形與前展、轉向梯形與前展三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系3 3、轉向系角傳動比、轉向系角傳動比. .轉向器角傳動比轉向器角傳動比i iw1w1 ：轉向盤轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。轉向盤轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。 轉向搖臂轉角增量與轉向盤所在一側的轉向節(jié)的轉角轉向搖臂轉角增

4、量與轉向盤所在一側的轉向節(jié)的轉角相應增量之比。相應增量之比。. .轉向傳動機構傳動比轉向傳動機構傳動比i iw2w2 ：. .轉向系角傳動比轉向系角傳動比i i ： 轉向系角傳動比越大，轉向越輕便，但傳動比過大，轉向系角傳動比越大，轉向越輕便，但傳動比過大，將導致轉向操縱不夠靈敏。將導致轉向操縱不夠靈敏。i=ii=iw1 w1 i iw2w24 4、轉向盤自由行程：、轉向盤自由行程：轉向盤在空轉階段中的角行程。轉向盤在空轉階段中的角行程。自由行程過大：轉向不靈敏。自由行程過大：轉向不靈敏。自由行程過小：路面沖擊大，駕駛員過度緊張。自由行程過?。郝访鏇_擊大，駕駛員過度緊張。三聯學院交通工程系三聯

5、學院交通工程系組成：組成：由轉向操縱機構由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等；由轉向操縱機構由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等；作用：作用：是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。14.2 14.2 機械轉向系機械轉向系一、轉向操縱機構一、轉向操縱機構影片介紹影片介紹1 1、轉向盤、轉向盤（1 1）組成：它主要由輪轂、輪）組成：它主要由輪轂、輪輻和輪圈組成。輻和輪圈組成。11輪圈輪圈 22輪輻輪輻 33輪轂輪轂三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系2 2、轉向軸、轉向軸 轉向軸是將駕駛員作用于轉向盤的轉向操縱力矩傳給轉向轉向軸是將駕駛員作用于轉向盤的轉向操縱力矩傳給轉向

6、器的傳力軸，它的上部與轉向盤固定連接，下部裝有轉向器。器的傳力軸，它的上部與轉向盤固定連接，下部裝有轉向器。 現代汽車的轉向軸除裝有柔性萬向節(jié)外，有的還裝有能改現代汽車的轉向軸除裝有柔性萬向節(jié)外，有的還裝有能改變轉向盤工作角度變轉向盤工作角度( (轉向軸的傳動方向轉向軸的傳動方向) )和轉向盤高度和轉向盤高度( (轉向軸轉向軸軸向長度軸向長度) )的機構，以方便不同體型駕駛員的操縱。的機構，以方便不同體型駕駛員的操縱。3 3、轉向安全裝置、轉向安全裝置 此類轉向操縱機構的轉向管柱分為上下兩段，當發(fā)生撞此類轉向操縱機構的轉向管柱分為上下兩段，當發(fā)生撞車時，上下兩段相互分離或相互滑動，從而有效地防

7、止轉向車時，上下兩段相互分離或相互滑動，從而有效地防止轉向盤對駕駛員的傷害，但轉向操縱機構本身不包含有吸能裝置。盤對駕駛員的傷害，但轉向操縱機構本身不包含有吸能裝置。 三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系 （2 2）傳動效率：）傳動效率： 1 1）通常稱轉向操縱力由轉向盤傳到轉向搖臂）通常稱轉向操縱力由轉向盤傳到轉向搖臂( (或齒條軸或齒條軸) )的過程為正向的過程為正向傳動，相應的傳動效率稱為傳動，相應的傳動效率稱為正傳動效率正傳動效率； 2 2）稱由路面的沖擊力反向通過轉向搖臂）稱由路面的沖擊力反向通過轉向搖臂( (或齒條軸或齒條軸) )和轉向器傳到轉向和轉向器傳到轉向盤的過程稱為逆向傳動

8、，相應的傳動效率稱為盤的過程稱為逆向傳動，相應的傳動效率稱為逆?zhèn)鲃有誓鎮(zhèn)鲃有省?3 3）根據轉向器正向和逆向傳力的特性不同，轉向器可分為可逆式轉向）根據轉向器正向和逆向傳力的特性不同，轉向器可分為可逆式轉向器、不可逆式轉向器和半可逆式轉向器三種類型。器、不可逆式轉向器和半可逆式轉向器三種類型。 功用：功用： 增大轉向盤傳到轉向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。增大轉向盤傳到轉向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。1 1、轉向器的傳動比及轉動效率、轉向器的傳動比及轉動效率三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系轉向器按結構不同分為：轉向器按結構不同分為： 齒輪齒條式轉向器及循環(huán)球式轉向器。齒輪齒條式轉向器及循

9、環(huán)球式轉向器。2 2、轉向器、轉向器1.1.轉向橫拉桿轉向橫拉桿 2.2.防塵套防塵套 3.3.球頭座球頭座 4.4.轉向齒條轉向齒條 5.5.轉向器殼體轉向器殼體 6.6.調整調整螺塞螺塞 7.7.壓緊彈簧壓緊彈簧 8.8.鎖緊螺母鎖緊螺母 9.9.壓壓塊塊 10.10.萬向節(jié)萬向節(jié) 11.11.轉向齒輪軸轉向齒輪軸 12.12.向心球軸承向心球軸承 13.13.滾針軸承滾針軸承三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系應用：應用： 奧迪、上海桑塔納、天津夏利奧迪、上海桑塔納、天津夏利 、南京依維柯等。、南京依維柯等。循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器組成：組成： 一

10、般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副， 第二級是齒條齒扇傳動副。第二級是齒條齒扇傳動副。三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系第一級螺桿第一級螺桿螺母傳動副螺母傳動副第二級齒條第二級齒條齒扇傳動副齒扇傳動副三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成管狀通道內滾動，形成 球流球流 。在轉向器工作時，兩列鋼

11、球只是在各。在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內循環(huán)，不會脫出。自的封閉流道內循環(huán)，不會脫出。工作過程：工作過程：三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系11轉向器轉向器 22轉向搖臂轉向搖臂 33轉向直拉桿轉向直拉桿 44轉向節(jié)臂轉向節(jié)臂 55梯形臂梯形臂 66轉向橫拉桿轉向橫拉桿 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要包括轉向搖臂、轉向直拉與非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要包括轉向搖臂、轉向直拉桿轉向節(jié)臂和轉向梯形。桿轉向節(jié)臂和轉向梯形。1 1、 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構與非獨立懸架配用的轉向傳動機構三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系11轉向搖臂；轉向搖臂；22轉向直拉桿；轉向直

12、拉桿；33左轉向橫拉桿；左轉向橫拉桿；44右轉向橫拉桿；右轉向橫拉桿；55左梯左梯形臂；形臂；66右梯形臂；右梯形臂；77搖桿；搖桿；88懸架左擺管；懸架左擺管；99懸架懸架 當轉向輪獨立懸掛時，每個轉向輪都需要相對于車架作獨立運動，當轉向輪獨立懸掛時，每個轉向輪都需要相對于車架作獨立運動，因而轉向橋必須是斷開式的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形因而轉向橋必須是斷開式的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開式的。也必須是斷開式的。三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系結構：結構： 大端與轉向搖臂軸相連，大端與轉向搖臂軸相連，小端與轉向拉桿絞接。小端與轉向拉桿絞接。 安裝：安裝： 搖

13、臂與搖臂軸安裝時要對正搖臂與搖臂軸安裝時要對正記號，以保證搖臂從中間向兩記號，以保證搖臂從中間向兩邊擺動時擺角大致相同。邊擺動時擺角大致相同。 三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系接轉向節(jié)臂接轉向節(jié)臂螺塞螺塞 調彈簧調彈簧6 6的的預緊度預緊度油油 嘴嘴球頭銷球頭銷直拉桿直拉桿接轉向搖臂接轉向搖臂三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系球頭座球頭座球頭銷球頭銷限位銷限位銷調整螺塞調整螺塞彈簧彈簧三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系作用：作用：是克服汽車行駛時轉向輪產生的擺振，并提高汽車行是克服汽車行駛時轉向輪產生的擺振，并提高汽車行駛的穩(wěn)定性和乘座的舒適性。駛的穩(wěn)定性和乘座的舒適性。1.1.連接環(huán)

14、襯套連接環(huán)襯套 2.2.連接環(huán)橡膠套連接環(huán)橡膠套 3.3.油缸油缸4.4.壓縮閥總成壓縮閥總成 5.5.活塞及活活塞及活塞桿總成塞桿總成 6.6.導向座導向座 7.7.油封油封 8.8.擋圈擋圈 9.9.軸套及連接環(huán)總成軸套及連接環(huán)總成10.10.橡膠儲液缸橡膠儲液缸 、轉向減振器、轉向減振器三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系 用以將發(fā)動機用以將發(fā)動機( (或電機或電機) )輸出的部分機械能轉化為壓力能，輸出的部分機械能轉化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件并在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛員施力不足的施加

15、不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛員施力不足的一系列零部件，總稱為動力轉向器。一系列零部件，總稱為動力轉向器。 采用動力轉向系統(tǒng)的汽車轉向所需的能量，在正常情況下，采用動力轉向系統(tǒng)的汽車轉向所需的能量，在正常情況下，只有小部分是駕駛員提供的體能，而大部分是發(fā)動機只有小部分是駕駛員提供的體能，而大部分是發(fā)動機( (或電機或電機) )驅動的油泵驅動的油泵( (或空氣壓縮機或空氣壓縮機) )所提供的液壓能所提供的液壓能( (或氣壓能或氣壓能) )。1 1、什么是動力轉向器？、什么是動力轉向器？2 2、動力來源：、動力來源：三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系2 2、根據機械式轉向器、轉向動力缸和轉

16、向控制閥三者在轉向、根據機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者在轉向裝置中的布置和聯接關系的不同，裝置中的布置和聯接關系的不同，液壓動力轉向裝置分為液壓動力轉向裝置分為整體整體式式（機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者設計為一（機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者設計為一體）、體）、組合式組合式（把機械式轉向器和轉向控制閥設計在一起，轉（把機械式轉向器和轉向控制閥設計在一起，轉向動力缸獨立）和向動力缸獨立）和分離式分離式（機械式轉向器獨立，把轉向控制閥（機械式轉向器獨立，把轉向控制閥和轉向動力缸設計為一體）三種結構型式。和轉向動力缸設計為一體）三種結構型式。一、動力轉向類型一、動力轉

17、向類型1 1、按傳能介質的不同、按傳能介質的不同分為動力轉向器有分為動力轉向器有氣壓式氣壓式和和液壓式液壓式兩種。兩種。 液壓動力轉向器的工作壓力可高達液壓動力轉向器的工作壓力可高達10MPa10MPa以上，故其部件以上，故其部件尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓動力轉向器已在各能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓動力轉向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應用。類各級汽車上獲得廣泛應用。三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系1 1、組成：、組成： 動力轉向系統(tǒng)是在機械式轉向系統(tǒng)的基礎上加一套動力動

18、力轉向系統(tǒng)是在機械式轉向系統(tǒng)的基礎上加一套動力輔助裝置組成的。轉向油泵安裝在發(fā)動機上，由曲軸通過皮輔助裝置組成的。轉向油泵安裝在發(fā)動機上，由曲軸通過皮帶驅動并向外輸出液壓油。轉向油罐有進、出油管接頭，通帶驅動并向外輸出液壓油。轉向油罐有進、出油管接頭，通過油管分別與轉向油泵和轉向控制閥聯接。轉向控制閥用以過油管分別與轉向油泵和轉向控制閥聯接。轉向控制閥用以改變油路。機械轉向器和缸體形成左右兩個工作腔，它們分改變油路。機械轉向器和缸體形成左右兩個工作腔，它們分別通過油道和轉向控制閥聯接。別通過油道和轉向控制閥聯接。 當汽車直線行駛時，轉向控當汽車直線行駛時，轉向控制閥制閥2 2將轉向油泵將轉向油

19、泵6 6泵出來的工作泵出來的工作液與油罐相通，轉向油泵處于卸液與油罐相通，轉向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作用。當汽車需要向右轉向時，駕用。當汽車需要向右轉向時，駕駛員向右轉動轉向盤，轉向控制駛員向右轉動轉向盤，轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與閥將轉向油泵泵出來的工作液與R R腔接通，將腔接通，將L L腔與油罐接通，在腔與油罐接通，在油壓的作用下，活塞向下移動，油壓的作用下，活塞向下移動，通過傳動結構使左、右輪向右偏通過傳動結構使左、右輪向右偏轉，從而實現右轉向。向左轉向轉，從而實現右轉向。向左轉向時，情況與上述相反。時，情況與上述相反。二、動力轉向系的

20、組成及工作原理二、動力轉向系的組成及工作原理2 2、工作原理：、工作原理：三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三、動力轉向器三、動力轉向器l.l.轉向操縱機構轉向操縱機構 2.2.轉向控制閥轉向控制閥 3.3.機械轉向器與轉向動力缸總成機械轉向器與轉向動力缸總成 4.4.轉向傳動結構轉向傳動結構 5.5.轉向油罐轉向油罐 6.6.轉向油泵轉向油泵 R.R.轉向動力缸右腔轉向動力缸右腔L.L.轉向動力缸左腔轉向動力缸左腔 1 1、動力轉向器結構、動力轉向器結構三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系（1 1）直線行駛）直線行駛三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系三

21、聯學院交通工程系三聯學院交通工程系動動力力轉轉向向器器工工作作過過程程演演示示三聯學院交通工程系三聯學院交通工程系3 3、動力轉向液壓泵、動力轉向液壓泵（1 1）作用：）作用： 轉向油泵是助力轉向系統(tǒng)的動轉向油泵是助力轉向系統(tǒng)的動力源。轉向油泵經轉向控制閥向轉力源。轉向油泵經轉向控制閥向轉向助力缸提供一定壓力和流量的工向助力缸提供一定壓力和流量的工作油液。目前，轉向油泵大多采用作油液。目前，轉向油泵大多采用雙作用式葉片泵。雙作用式葉片泵。l.l.驅動軸驅動軸 2.2.殼體殼體 3.3.前配油盤前配油盤 4. 4. 葉片葉片 5.5.儲油罐儲油罐 6.6.定子定子 7.7.后配油盤后配油盤 8.8.后蓋后蓋 9.9.彈簧彈簧 10.10.管接頭管接頭 11.11.柱塞柱塞 12.12.閥桿閥桿 13.13.鋼球鋼球 14.14.轉子