第10章汽車轉(zhuǎn)向系

第十章汽車轉(zhuǎn)向系（1）機械轉(zhuǎn)向系：二、類型：機械轉(zhuǎn)向系、動力轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)（上、下）、轉(zhuǎn)向傳動軸。（采用萬向傳動裝置有助于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器等部件和組件的通用化和系列化）轉(zhuǎn)向器：內(nèi)設(shè)減速增扭傳動副。轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)：轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向主拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向梯形交規(guī)是右側(cè)行駛。方向盤在左側(cè)，可使司機視野好，便于會車。液壓動力轉(zhuǎn)向系的工作壓力可高達10MPa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，且能吸收來自不平路面的沖擊。故液壓動力轉(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。以司機體力作為小部分轉(zhuǎn)向能源。大部分轉(zhuǎn)向能源來自發(fā)動機動力。（2）動力轉(zhuǎn)向系：三、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計要求：（1）零部件應(yīng)有足夠強度及剛度，以保證汽車安全行駛。（2）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。（3）汽車轉(zhuǎn)向行駛后，駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛位置并穩(wěn)定行駛。（4）轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。（5）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機構(gòu)。（6）在車禍中，當轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。（7）操縱輕便，以減輕司機勞動強度。

瞬心O到外轉(zhuǎn)向輪中心面與地面接觸點的距離稱為轉(zhuǎn)向半徑R：三、兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式：汽車轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)外輪所駛過的距離是不等的。由于后橋中，因裝有差速器，可使左右兩車輪以不同的轉(zhuǎn)速滾過不同的距離，基本上是純滾動而無滑動。但汽車的前橋（從動橋）一般為一根剛性梁，汽車轉(zhuǎn)彎時，兩側(cè)車輪滾過不同的距離，勢必引起車輪沿路面的運動是既有滾動又有滑動。要保證汽車轉(zhuǎn)向時，每個車輪都作純滾動而無滑移，就必須使車輪的滾動軌跡符合一定的規(guī)律：即各輪的軸線在轉(zhuǎn)向時應(yīng)交于一點，使所有的車輪繞著該點滾動，該點稱瞬時轉(zhuǎn)向中心。（由于汽車由直線→轉(zhuǎn)彎→直線行駛時，轉(zhuǎn)角由零→大→小→零，故軸線交點O是變化的，這些點統(tǒng)稱為瞬時轉(zhuǎn)向中心）轉(zhuǎn)向車輪作純滾動的充要條件是：（由轉(zhuǎn)向梯行機構(gòu)保證）α—外輪轉(zhuǎn)角；β—內(nèi)輪轉(zhuǎn)角；B—主銷中心距；L—汽車軸距（1）轉(zhuǎn)向系角傳動比iω是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量Dj與安裝在轉(zhuǎn)向盤同側(cè)轉(zhuǎn)節(jié)相應(yīng)轉(zhuǎn)角增量Dbk之比：iω=（Dj／Dbk）

=

iω1×iω2②iω1過小，靈敏性增加，但司機操縱費力，易疲勞。（2）因為：

i=n主/n從=M從/M主

所以：①iω1越大，操縱越省力輕便；但不能實現(xiàn)迅速轉(zhuǎn)向，即靈敏性較差。（3）解決矛盾的措施：（1）采用動力轉(zhuǎn)向器（2）采用變速比轉(zhuǎn)向器四、轉(zhuǎn)向系角傳動比iω

：iω主要由iω1決定。（1）正傳動效率

h+=[轉(zhuǎn)向搖臂的輸出功率／轉(zhuǎn)向軸的輸入功率]（2）逆?zhèn)鲃有蔴－=[轉(zhuǎn)向軸的輸出功率／轉(zhuǎn)向搖臂的輸入功率]（地面沖擊力形成的功率）

第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)及轉(zhuǎn)向器h值特點應(yīng)用可逆式轉(zhuǎn)向器h+及h－均較高①保證汽車轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向輪自動回正，以降低疲勞、提高安全性；②易將車輪受到的大部分沖擊力傳給轉(zhuǎn)向盤而產(chǎn)生“打手”現(xiàn)象在良好路面上行駛的車輛極限可逆式轉(zhuǎn)向器h+較高h－較低既不會造成轉(zhuǎn)向器零件突然過載，又能給司機路感。中型以上越野車及工礦自卸車不可逆式轉(zhuǎn)向器h+較高h－很低①轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)承受絕大部分沖擊力易損壞；②駕駛員無“路感”已淘汰

一、轉(zhuǎn)向器傳動效率：轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段稱轉(zhuǎn)向盤自由行程。用來克服轉(zhuǎn)向系內(nèi)部的摩擦，各傳動件間裝配間隙：θ=10o~15o

二、轉(zhuǎn)向盤自由行程θ：θ過大則轉(zhuǎn)向不靈敏；θ過小則路面沖擊大，駕駛員過度緊張。①具有柔軟的外表皮，可起緩沖作用，撞車時，骨架能產(chǎn)生變形，以吸收沖擊能量，減輕司機受傷程度。②轉(zhuǎn)向盤中心裝有喇叭按鈕，有些轎車上還裝有車速控制開關(guān)和撞車氣囊裝置。輪緣、輪輻（2—4根）、輪轂三、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的組成和布置：組成：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱管、轉(zhuǎn)向軸、上下萬向節(jié)、轉(zhuǎn)向傳動軸（1）轉(zhuǎn)向盤：設(shè)計要求：（2）轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置：要求轉(zhuǎn)向柱管必須具備有緩和沖擊的吸能裝置。當轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊時，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生軸向位移，或使支架或某些支承產(chǎn)生塑性變形，從而吸收沖擊能量。類型優(yōu)點缺點應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡單緊湊，質(zhì)量較小，體積小，傳動效率高（90%），傳動比可變化，可自動消除齒間間隙，剛度大，噪聲小，無轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，轉(zhuǎn)向角較大，制造成本低。逆效率高（60～70%）“打手”嚴重微型、普通級中級和中高級轎車；部分裝載質(zhì)量不大，前輪采用獨立懸架的貨車和客車傳動效率高（75～85%），耐磨性好，壽命長，傳動比可變化，工作平穩(wěn)可靠，易實現(xiàn)齒條齒扇的間隙調(diào)整。逆效率高，機構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高

貨車和客車傳動效率高（80%），磨損較慢，搖臂軸轉(zhuǎn)角較大。易實現(xiàn)蝸桿指銷的間隙調(diào)整。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸和質(zhì)量大，精度要求高，傳動比變化特性受限制較少齒輪齒條式

循環(huán)球式蝸桿指銷式四、轉(zhuǎn)向器：功用：增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)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，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成"球流"。轉(zhuǎn)向器工作時，兩列鋼球只在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)，不會脫出。②工作過程：①組成（兩級傳動副）：第一級螺桿螺母傳動副，第二級齒條齒扇傳動副。轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向梯形臂轉(zhuǎn)向橫拉桿二、組成：

第三節(jié)轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)一、功用：將轉(zhuǎn)向器傳來的力傳給轉(zhuǎn)向輪，使左右兩側(cè)車輪按一定的規(guī)律偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。是轉(zhuǎn)向器與直拉桿間的傳動件，其大端用錐形三角細花鍵與轉(zhuǎn)向器中搖臂軸外端連接；其小端用帶有的球頭銷與直拉桿作空間鉸鏈。為了保證不轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向器搖臂軸在中間位置，在搖臂軸的外端面和轉(zhuǎn)向搖臂上孔外端面上，刻有短線裝配標記，裝配時記號應(yīng)對齊。（1）轉(zhuǎn)向搖臂：（3）轉(zhuǎn)向橫拉桿：

是轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)的底邊與左右轉(zhuǎn)向梯形臂采用球頭銷鉸鏈?？蓚髁罢{(diào)整轉(zhuǎn)向輪前輪前束。（2）轉(zhuǎn)向直拉桿：

是轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂間的傳動件。它與上述兩部件用球形鉸鏈聯(lián)接，以保證空間運動時不發(fā)出運動干涉。①后置梯形θ

>

90o：轉(zhuǎn)向橋②前置梯形θ<

90o：轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋或發(fā)動機位置較低的車③前置梯形θ<

90o：

轉(zhuǎn)向搖臂不是在汽車縱向平面內(nèi)前后擺動，而是在與道路平行的平面內(nèi)左右擺動。一、與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)：獨立懸架的每個轉(zhuǎn)向輪分別相對車架作獨立運動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開的，故轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或三段。1.轉(zhuǎn)向搖臂2.轉(zhuǎn)向直拉桿3.左轉(zhuǎn)向橫拉桿4.右轉(zhuǎn)向橫拉桿5.左梯形臂6.右梯形臂7.搖桿8.懸架左臂9.懸架右擺臂10.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器二、與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)：用以將發(fā)動機(或電機)輸出的部分機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)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一系列零部件，總稱為動力轉(zhuǎn)向器。一、動力轉(zhuǎn)向器：二、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型：整體式（機械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者設(shè)計為一體）組合式（把機械式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計在一起，轉(zhuǎn)向動力缸獨立）分離式（機械式轉(zhuǎn)向器獨立，把轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動力缸設(shè)計為一體）氣壓式液壓式液壓動力轉(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。（1）