[工学]第23章汽车转向系ppt课件

1、第二十三章 汽车转向系第第23章章 汽车转向系汽车转向系23-1 概述汽车行驶中转向系有两种任务情况汽车行驶中转向系有两种任务情况其一是转向行驶，即驾驶员自动操作转向其一是转向行驶，即驾驶员自动操作转向系统，系统，其二是汽车受地面干扰力作用欲改动行驶其二是汽车受地面干扰力作用欲改动行驶方向，转向系自动使汽车恢复直线行驶，方向，转向系自动使汽车恢复直线行驶，控制其回正。控制其回正。汽车转向系汽车转向系 :用来改动或恢复汽车行驶方用来改动或恢复汽车行驶方向的一套专设机构向的一套专设机构 。汽车转向系的功用汽车转向系的功用: 保证汽车能按驾驶员保证汽车能按驾驶员的意志而进展转向行驶。的意志而进展转向

2、行驶。第第23章章 汽车转向系汽车转向系一、转向系的类型和组成一、转向系的类型和组成 (按转向能源分按转向能源分1、机械转向系 ：以驾驶员的膂力作为转向能，其 中一切传力件都是机械的。 转向器转向传动机构转向支配机构2、动力转向系 ：兼用驾驶员膂力和发动机动力为 转向能源转向器转向传动机构转向支配机构转向加力器第第23章章 汽车转向系汽车转向系1. 机械转向系机械转向系转向支配机构转向支配机构转向器转向器转向传动机构转向传动机构书本书本p268转向节臂转向器转向盘转向摇臂转向万向节转向轴转向直拉杆转向节臂横拉杆梯形臂转向节第第23章章 汽车转向系汽车转向系转向过程：转向过程：转向盘转向轴万向节

3、转向器转向轮转向盘转向轴万向节转向器转向轮第第23章章 汽车转向系汽车转向系第第23章章 汽车转向系汽车转向系2. 动力转向系动力转向系 在机械转向系的根底上加设一套转向加力安装而构成的。 加力失效，依然可转向50t以上的重型汽车应特别可靠转向器转向传动机构转向支配机构转向加力器第第23章章 汽车转向系汽车转向系2. 动力转向系动力转向系第第23章章 汽车转向系汽车转向系二、对转向系要求二、对转向系要求n转向灵敏，任务可靠，轻便灵敏；n转向车轮运动规律正确稳定，使车轮在转向时只滚动不滑动；n转向车轮具有自动回正才干；n驾驶员经过转向盘对转向过程中车轮与地面之间的运动情况坚持适当的“路感； n减

4、弱或防止路面不平产生的冲击传到转向盘，呵斥“打手景象；n当汽车发生碰撞时，转向安装应能减轻或防止对驾驶员的损伤。第第23章章 汽车转向系汽车转向系三、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式三、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 一切车轮均作纯滚动的条件：一切车轮的轴线都相交于一点转向中心：转弯时车轮的轴线交点汽车转弯半径：由转向中心O到外转向轮与地面接触点的间隔最小转弯半径：两侧转向轮偏转角之间的理想关系在车轮为绝对刚体的假设条件下：LBcotcotmaxminsinLR第第23章章 汽车转向系汽车转向系第第23章章 汽车转向系汽车转向系四、转向系的传动比四、转向系的传动比 n转向器角传动比：转向器角

5、传动比：n 转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比，货车的约为之比，货车的约为1632，轿车的约为，轿车的约为1220。 n转向传动机构角传动比：转向传动机构角传动比：n 转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比，对于普通汽车而言大约为的转角相应增量之比，对于普通汽车而言大约为1。普通变化幅度不大。普通变化幅度不大。第第23章章 汽车转向系汽车转向系n转向系角传动比：转向系角传动比：n 转向盘转角增量转向盘转角增量/同侧转向节相应转同侧转向节相应转角增量之比，即转向器角传动比转向角增量之比，

6、即转向器角传动比转向传动机构角传动比传动机构角传动比n转向系统的力传动比转向系统的力传动比:n 两个转向轮遭到的转向阻力与驾驶员两个转向轮遭到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比称为转向系作用在转向盘上的手力之比称为转向系统的力传动比，它与角传动比成正比。统的力传动比，它与角传动比成正比。第第23章章 汽车转向系汽车转向系n转向系角传动比越大，那么为了抑制一定的地面转转向系角传动比越大，那么为了抑制一定的地面转向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便越小，从而向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便越小，从而在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也越

7、小。也越小。n 但过大，将导致转向支配不够灵敏，即为了得到但过大，将导致转向支配不够灵敏，即为了得到一定的转向节偏转角，所需的转向盘转角过大。一定的转向节偏转角，所需的转向盘转角过大。n所以，选取转向系角传动比时应适当兼顾转向省力所以，选取转向系角传动比时应适当兼顾转向省力和转向灵敏的要求。普遍采用动力转向系已成为中和转向灵敏的要求。普遍采用动力转向系已成为中型以上的货车和中级以上的轿车转向系的开展趋势。型以上的货车和中级以上的轿车转向系的开展趋势。 第第23章章 汽车转向系汽车转向系五、转向盘的自在行程五、转向盘的自在行程n转向盘自在行程：转向盘在空转阶段中的角转向盘自在行程：转向盘在空转阶

8、段中的角行程行程n作用：对于缓和路面冲击及防止使驾驶员过作用：对于缓和路面冲击及防止使驾驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影响灵敏性。响灵敏性。n普通说来，转向盘从相应于汽车直线行驶的普通说来，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任一方向的自在行程最好不超越中间位置向任一方向的自在行程最好不超越10 15当零件磨损严重到使转向盘自当零件磨损严重到使转向盘自在行程超越在行程超越2530时，必需进展调整。时，必需进展调整。第第23章章 汽车转向系汽车转向系影响转向性能的参数影响转向性能的参数 n转向系角传动比转向系角传动比 n转向盘自在行程转向盘自在

9、行程 n转向器传动效率转向器传动效率 n转向传动机构几何尺寸转向传动机构几何尺寸 ，恰当的转向传动机，恰当的转向传动机构的几何尺寸可以使内、外转向轮在转向过程构的几何尺寸可以使内、外转向轮在转向过程中偏转角度根本满足车轮作纯滚动的运动关系。中偏转角度根本满足车轮作纯滚动的运动关系。 n车轮定位车轮定位 主销内倾角可以使转向省力，主主销内倾角可以使转向省力，主销后倾角、主销内倾角可使转向轮有自动回正销后倾角、主销内倾角可使转向轮有自动回正才干才干第第23章章 汽车转向系汽车转向系23-2 转向支配机构一、转向支配机构的组成二、转向支配机构的部件及平安安装第第23章章 汽车转向系汽车转向系一、转向

10、支配机构的组成一、转向支配机构的组成n转向盘到转向器之间的一切零部件总称为转向支配机构。 第第23章章 汽车转向系汽车转向系二、转向支配机构的部件及平安安装二、转向支配机构的部件及平安安装1转向盘 轮缘轮辐轮毂第第23章章 汽车转向系汽车转向系第第23章章 汽车转向系汽车转向系2转向轴、转向柱管及其吸能安装转向轴、转向柱管及其吸能安装 n转向轴是衔接转向盘和转向器的传动件， 用以传送之间的转矩。n轿车除要求装有吸能式转向盘外，还要求转向柱管必需配备可以缓和冲击的吸能安装。n转向轴和转向柱管吸能安装的根本任务原理是：当转向轴遭到宏大冲击而产生轴向位移时，经过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生

11、错位等方式，吸收冲击能量。第第23章章 汽车转向系汽车转向系1转向轴错位缓冲转向轴错位缓冲 第第23章章 汽车转向系汽车转向系2转向轴错位和支架变形缓冲转向轴错位和支架变形缓冲 第第23章章 汽车转向系汽车转向系3转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲第第23章章 汽车转向系汽车转向系GBl5571998：汽车在以48km/h的速度正面同其他物体碰撞的实验中，转向管柱和转向轴在程度方向的后移量不得大于127mm；在台架实验中，用人体模型的躯干以6.7m/s的速度碰撞转向盘时，作用在转向盘上的程度力不得超越11123N，。 第第23章章 汽车转向系汽车转向系23-3 转向器作用：增大转向盘传到转向传动机

12、构的力和改动力的传送方向。目前在汽车上广泛采用的转向器有齿轮齿条式循环球齿条齿扇式蜗杆曲柄指销式循环球曲柄指销式第第23章章 汽车转向系汽车转向系一、转向器传动效率一、转向器传动效率n转向器传动效率：转向转向器传动效率：转向器的输出功率器的输出功率/输入功率输入功率n正效率：在功率由转向正效率：在功率由转向轴输入、由转向摇臂输轴输入、由转向摇臂输出的情况下求得的传动出的情况下求得的传动效率，转向器的正效率效率，转向器的正效率越高，转向支配越轻便越高，转向支配越轻便灵敏。灵敏。 n逆效率：传动方向与上逆效率：传动方向与上述相反时求得的效率，述相反时求得的效率，逆效率很高的转向器很逆效率很高的转向

13、器很容易将经转向传动机构容易将经转向传动机构传来的路面反力传到转传来的路面反力传到转向轴和转向盘上，向轴和转向盘上， 第第23章章 汽车转向系汽车转向系转向器分类n可逆式转向器：逆效率很高的转向器，很容易将可逆式转向器：逆效率很高的转向器，很容易将路面反力传到转向轴和转向盘上，有利于自动回路面反力传到转向轴和转向盘上，有利于自动回正，但也能发生正，但也能发生“打手打手情况。多用于经常在良情况。多用于经常在良好路面上行驶的汽车好路面上行驶的汽车 n不可逆式转向器：逆效率很低的转向器，冲击载不可逆式转向器：逆效率很低的转向器，冲击载荷不会传到转向盘上。回正力矩同样也不能传到荷不会传到转向盘上。回正

14、力矩同样也不能传到转向盘。这就使得转向轮自动回正成为不能够。转向盘。这就使得转向轮自动回正成为不能够。丧失丧失“路感路感 ，无法据以调理转向力矩。现代，无法据以调理转向力矩。现代汽车普通不采用不可逆式转向器。汽车普通不采用不可逆式转向器。 n极限可逆式转向器极限可逆式转向器 ：逆效率略高于不可逆式的：逆效率略高于不可逆式的转向器，驾驶员有一定的路感，转向轮也可实现转向器，驾驶员有一定的路感，转向轮也可实现自动回正，而且只需路面冲击很大时，才干部分自动回正，而且只需路面冲击很大时，才干部分地传到转向盘。中型以上的越野车和工矿自卸汽地传到转向盘。中型以上的越野车和工矿自卸汽车普通采用极限可逆式转向

15、器。车普通采用极限可逆式转向器。第第23章章 汽车转向系汽车转向系二、齿轮齿条式转向器二、齿轮齿条式转向器第第23章章 汽车转向系汽车转向系二、齿轮齿条式转向器二、齿轮齿条式转向器第第23章章 汽车转向系汽车转向系n齿轮齿条式转向器由于具有构造简单、紧凑，分量轻，刚性大，转向灵敏，制造容易，本钱低，正、逆效率都高，而且特别适于与烛式和麦弗逊式悬架配用，便于布置等优点，n简化转向传动机构，不需求转向摇臂和转向直拉杆等。n 第第23章章 汽车转向系汽车转向系三、循环球式转向器三、循环球式转向器 循环球式转向器中普通有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副第二级是齿条齿扇传动副第第23章章 汽车转向系汽

16、车转向系三、循环球式转向器三、循环球式转向器第第23章章 汽车转向系汽车转向系循环球式转向器优缺陷循环球式转向器优缺陷n优点：循环球式转向器的正传优点：循环球式转向器的正传动效率很高动效率很高(可达可达9095)，故支配轻便，运用寿命长，故支配轻便，运用寿命长，任务平稳、可靠。任务平稳、可靠。n缺陷：其逆效率也很高，容易缺陷：其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不将路面冲击力传到转向盘。不过，对于前轴轴载质量不大而过，对于前轴轴载质量不大而又经常在平坦路面上行驶的轻又经常在平坦路面上行驶的轻、中型载货汽车而言，这缺陷、中型载货汽车而言，这缺陷影响不大。影响不大。n因此，循环球式转向器已

17、广泛因此，循环球式转向器已广泛运用于各类各级汽车。运用于各类各级汽车。第第23章章 汽车转向系汽车转向系 四、四、 蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆指销摇臂轴曲柄第第23章章 汽车转向系汽车转向系双蜗杆曲轴指销式转向器双蜗杆曲轴指销式转向器n每个指销所受载荷较单指销式转向器的指销载荷为小，因此其任务寿命较长。n双指销式的摇臂轴转角范围较单指销式为大。n但双指销式构造较复杂，对蜗杆的加工精度要求也较高。 第第23章章 汽车转向系汽车转向系23-4 转向传动机构n从转向器到转向轮之间的一切传动杆件总称为转向传动机构。n功用： 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

18、，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽能够小。n分类：n非独立悬架配用转向传动机构n独立悬架配用转向传动机构第第23章章 汽车转向系汽车转向系与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构 组成：组成：转向摇臂转向摇臂转向直拉转向直拉杆杆转向节臂转向节臂转向梯形转向梯形臂臂转向横拉转向横拉杆杆转向节臂转向器转向摇臂转向万向节转向轴转向直拉杆转向节臂横拉杆梯形臂转向节1 1转向传动机构的组成与布置转向传动机构的组成与布置第第23章章 汽车转向系汽车转向系1). 当前桥仅为转向桥时，转向梯形布置在前轿之后。当汽车直线行驶时，梯形臂与横拉杆在与道路平行的平面内交角90第第23章章 汽车转向系汽车转向系2). 在前桥同时又为转向驱动桥或发动机位置较低的情况下，为防止运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前，此时上述交角90第第23章章 汽车转向系汽车转向系习题：习题：n循环球式转向器中的转向螺母可以( )。nA转动 B轴向挪动 nCA，B均可 DA，B均不可n转弯半径是指由转向中心到( )。nA内转向轮与地面接触点间的间隔 nB外转向轮与地面接触点间的间隔nC内转向轮之间的间隔 nD外转向轮之间的间隔n采用齿轮