汽车构造-课件-第21章汽车转向系.ppt

汽车构造 汽车构造AUTOMOBILE STRUCTURE 机械与汽车工程学院 汽车工程系 主讲人：孔胜利 kongsl@spu.edu.cn 第21章 汽车转向系 概述 机械转向系 动力转向系 21.1 概述 汽车上用来改变行驶方向的机构称为转向系，其功用是按照驾驶员的 意图改变或保持汽车的行驶方向。 1、类型及工作原理 按照转向能源的不同，汽车转向系分为机械转向系和动力转向系两种。 （1）机械转向系 以驾驶员的体力作为转向能源的转向系，其中所有传力件都是机械 的，也称为人力转向系。 机械转向系一般有3部分组成：转向操纵机构、转向器和转向传动机 构。 概述 机械转向系示意图 概述 概述 （2）动力转向系 用驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源，并且以发动机动力作为主要 能源的转向系，是在机械转向系基础上加设一套转向加力装置而成。 概述 概述 2、基本概念 （1）转向中心 汽车转弯时，要求所有车轮的轴线都相交于一点，此交点叫做汽车转 向中心，汽车转向时内转向轮的偏转角大于外转向轮偏转角。 概述 （2）最小转弯半径 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。 概述 （3）转向系角传动比 转向盘的转角增量与同侧转向节转角的相应增量之比iω叫作转向系 角传动比。 转向盘转角增量与转向摇臂转角相应增量之比iω1叫做转向器角传 动比。 转向摇臂转角增量与同侧转向节转角相应增量之比iω2称为转向传 动机构角传动比，有 转向系角传动比大，驾驶员操纵转向盘省力，但转向操纵机构不够灵 敏，因此在选取转向系角传动比时应兼顾转向省力和转向灵敏的要求。 概述 （4）转向梯形 （5）转向盘自由行程 转向盘在空转阶段中的角行程。转向盘的自由行程有利于缓和路面冲击 ，避免驾驶员过度紧张，但不宜过大，否则将使转向灵敏性能下降。 21.2 机械转向系 机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。 1、转向操纵机构 转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。 机械转向系 机械转向系 2、转向器 转向器的功用是将驾驶员加在转向盘上的力矩放大，并减低速度 ，然后传给转向传动机构。 汽车上采用的转向器主要有齿轮齿条式、循环球齿条齿扇式、循 环球曲柄指销式和蜗杆曲柄指销式等。 （1）齿轮齿条式转向器 机械转向系 机械转向系 机械转向系 （2）循环球式转向器 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 动副或滑动曲柄销传动副。 机械转向系 机械转向系 机械转向系 （3）蜗杆曲柄指销式转向器 机械转向系 机械转向系 3、转向传动机构 转向传动机构的功用是将转向器输出的力矩放大传到转向桥两侧 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 ，实现汽车的转向行驶。 转向传动机构的组成与布置形式取决于转向器的位置和转向轮悬 架的类型。 （1）与非独立悬架配用的转向传动机构 转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部 件共同组成，其中转向梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。 机械转向系 机械转向系 （2）与独立悬架配用的转向传动机构 采用独立悬架的转向轮可以相对于车架单独运动，因而其转向桥必须 是断开式的，转向传动机构中的转向梯形也必须分为两段或三段。 机械转向系 机械转向系 （3）转向传动机构中的主要部件 (a)转向摇臂 机械转向系 (b)转向直拉杆 转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件，具有传力和缓冲作用。 在转向轮偏转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，三者之间的连接 件都是球形铰链以避免发生运动干涉。 机械转向系 (c)转向横拉杆 转向横拉杆是转向梯形机构的底边，由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接 头组成。其长度可调，通过调整横拉杆的长度，可以调整前轮前束。 21.3 动力转向系 1、组成 动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能） ，并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅 助作用力，使转向轮偏摆，以实现汽车转向的一系列装置。采用动力 转向系统可以减轻驾驶员的转向操纵力 。 动力转向系统由机械转向器和转向加力装置组成。 2、电控动力转向系 电控动力转向系（electronic control power steering, EPS）根据 动力源不同，可分为液压式电子控制动力转向系和电动式电子控制动 力转向系。 动力转向系 （1）液压式电子控制动力转向系 液压式EPS是在传统的液压动力转向系的基础上增设了控制流体流量的 电磁阀、车身传感器和电控单元等。电控单元根据检测到的车速信号 ，控制电磁阀，使转向动力放大数倍后实现连续可调，从而满足不同