大学生方程式赛车设计——转向系统.pdfVIP

赛车转向系统是用于改变或保持赛车行驶方向的专门机构。起作用是使赛车在行驶过程

中能按照车手的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及赛车意

外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持赛车继续稳定行驶。因此，转向系统的性

能直接影响着赛车的操纵稳定性和安全性。对赛车的行驶安全至关重要，因此赛车转向系统

的零件都称为保安件。赛车转向系统和制动系统都是赛车安全必须要重视的两个系统。当转

动赛车方向盘时，车轮就会转向。为了使车轮转向，方向盘和轮胎之间发生了许多复杂的运

动。最常见的赛车转向系统的工作原理包括：齿条齿轮式转向系统和循环球式转向系统。

当赛车转向时，两个前轮并不指向同一个方向。要让赛车顺利转向，每个车轮都必须按不同

的圆圈运动。由于内车轮所经过的圆圈半径较小，因此它的转向角度比外车轮要大。如果

对每个车轮都画一条垂直于它们的直线，那么线的交点便是转向的中心点。转向拉杆具有

独特的几何结构，可使内车轮的转向度大于外车轮。赛车转向系统分为两大类：机械转向系

统和动力转向系统。a机械转向

系统：完全靠车手手力操纵的转

向系统。b动力转向系统：借助

动力来操纵的转向系统。动力转

向系统又可分为液压动力转向系

统和电动助力动力转向系统。机

械转向系以车手的体力作为转向

能源，其中所有传力件都是机械

的。机械转向系由转向操纵机构、

转向器和转向传动机构三大部分

组成（如图）。车手对转向盘施

加的转向力矩通过转向轴输入转

向器。从转向盘到转向传动轴这

一系列零件即属于转向操纵机

构。作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动

传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，

从而改变了赛车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节属于转向传动机构。。

转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将车手转动转向盘的操

纵力传给转向器。机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线

运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。常用的有齿轮齿条式、循环球

曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。齿条齿轮式齿轮组被

包在一个金属管中，齿条的各个齿端都突出在金属管外，并用横拉杆连在一起。小齿轮连在

转向轴上。转动方向盘时，齿轮就会旋转，从而带动齿条运动。齿条各齿端的横拉杆连接在

转向轴的转向臂上。齿条齿轮式齿轮组有两个作用：a将方向盘的旋转运动转换成车轮转动

所需的线性运动。b提供齿轮减速功能，从而使车轮转向更加方便。转向传动比是指方向盘

转向程度与车轮转向程度之比。若将方向盘旋转一周（360度）会导致车轮转向20度，则

转向传动比就等于360除以20，即18:1。

转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向

轮偏转，且使二转向轮偏转角按一定关系变化，以保证赛车转向时车轮与地面的相对滑动尽