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知识链接：4.1 转向系统概述 4.1 知识链接：转向系统概述 学习目标： （1）能够叙述转向系统的类型、组成及工作过程； （2）能够叙述各转向器结构及特点。 （3）能够正确描述转向系统的组成及工作过程； ` 4.1.1 转向系统的功能及组成 汽车转向系统的功用是根据驾驶员的意愿保持或者改变行驶方向，并且在车辆受到 路面冲击以及意外偏离行驶方向时，能配合行驶系统共同保持汽车行驶稳定性。因此， 转向系统性能的好坏将影响汽车的操纵性能与安全性能。 汽车转向系统基本上由三部分组成：转向操纵机构 （转向盘到转向器之间的零部件）、 转向器 （也称方向机）和转向传动机构。助力转向系统还应具有相应的助力机构。转向操纵 机构的功用是产生转动转向器所必须的操纵力；转向器的功用是将转向盘的旋转运动转换为 传动机构的往复运动；转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传递给转向轮。 4.1.2 转向系统的类型及工作过程 1.转向系统类型 汽车转向系统可以按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统。 动力转向系统是借助动力操纵的转向系统。动力系统又可以分为液压助力转向系统、电 子液压助力转向系统、电子机械助力转向系统以及线控转向系统等类型。 （1）机械转向系统 机械转向系统是完全以驾驶人的体力作为转向能源。采用这种转向系统，驾驶员的 疲劳强度有所增加，但由于其为机械结构，其性能稳定，故障率低。货车以及老款轿车 采取这种转向系统。 当前轮采用独立悬架时，机械转向系统组成及布置如图4-1所示。 图4-1 独立悬架的机械转向系统 当前轮为非独立悬架时，机械转向系统的组成及布置如图4-2所示。 图4-2 非独立悬架的机械转向系统 （2）液压助力转向系统 在机械转向系统的基础上增加一套液压部件，即为液压助力转向系统。新增的液压部件 有转向油泵、转向油罐、转向油管等，如图4-3所示。 图4-3 液压助力转向系统结构 装备液压助力转向系统的车辆在转向时，除了驾驶员提供的转向力，其液压系统也会提 供一定转向助力，因此转向更为轻便。 该系统的油泵由发动机带动，会损耗部分发动机的动力。同时，液压管路的存在，可能 会引起漏油等故障，而且转向助力液需定期更换，所以液压助力转向系统的使用及维护成本 会有所增加。 （3）电子液压助力转向系统 电子液压助力转向系统助力依然属于液压形式，但其优势在于液压泵的驱动变为电动机， 无须依靠发动机，因此电子液压助力转向系统工作时基本不会损耗发动机的动力，不但节约 能源，还可根据车速的变化为驾驶员提供合适的助力。 电子液压助力转向系统的主要部件有转向角速度传感器、带电动机的齿轮泵、助力转向 控制单元、储油罐以及转向传动装置等，如图4-4所示。 图4-4老款POLO 电子液压助力转向系统结构 （4） 电子机械助力转向系统 电子机械助力转向系统是目前最为先进的转向系统之一，其助力直接由电动机提供，无 需液压部件，重量更轻，结构更简单。电动机、转向控制单元与转向机做成一体，是一个总 成件，只能作为总成件一起更换，如图4-5所示。 图4-5 新款POLO 电子机械助力转向系统结构 2.转向工作过程 就轮式汽车而言，实现转向的方法是，驾驶员通过一套机构使转向轮 （一般是前轮) 产生一定偏转角度。下面以机械转向系统为例，讲解汽车转向工作过程。 如图4-2所示，当驾驶人员给方向盘施加一个转向力矩，方向盘会转动相应的角度， 力矩通过转向轴、转向万向节以及转向传动轴输入至转向器，转向器将方向盘传来的力 矩进行放大后进行输出，化为转向摇臂的摆动，转向摇臂拉动转向直拉杆以及转向节臂， 从而使转向节及左转向轮偏转。同时左转向节带动左梯形臂摆动，左梯形臂通过转向横 拉杆带动右梯形臂，使右转向节及右转向轮偏转。左、右转向节的梯形臂和转向横拉杆 组成转向梯形。 4.1.3 转向系统术语及参数 1.转向中心和转弯半径 在汽车转向过程中，要避免路面对汽车行驶的附加阻力，造成轮胎过快磨损，就要求汽 车在转向时所有车轮纯滚动。而则一点只有在所有车轮的轴线相较于一点 （如图4-6所示） 时才能保证，而这个交点称之为转向中心。 从转向中心O到外转向轮与