项目三认识底盘

1、项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统学习目标知识目标：知识目标：了解转向系的功用、类型及转向理论；掌握机械转向器的结构及工作原理；掌握液压动力转向系的结构及工作原理；了解电控动力转向系的结构及工作原理。能力目标：能力目标：会分辨各种助力转向系统；能说出各种助力转向系统的异同点和优缺点。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统一 任务导入王先生在研究底盘数据表时对于不同类型的转向助力的区别不是很清楚，请你进行解释。二 任务分析转向系是指由驾驶人操纵，能实现转向轮偏转和回位的一套机构。转向系的功用是按照驾驶人的意愿改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。要解释王先生的疑

2、问，必须对转向系的结构和工作原理比较熟悉。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统三 相关知识汽车转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，所有传递力的构件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。如今汽车为了使驾驶更加轻松、敏捷，提高驾驶的安全性，在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置形成了动力转向系统，转向能源兼用驾驶人体力和发动机（或电动机）的动力。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（一）转向理论基础（一）转向理论基础1. 1. 两侧转向轮偏转角之间的理想关系两侧转向轮偏转角之间的

3、理想关系从转向中心 到外侧转向轮与地面接触点的距离R 称为汽车转弯半径。转弯半径R 愈小，则汽车转向所需要场地就愈小，汽车的机动性也愈好。当外侧转向轮偏转角达到最大值max 时，转弯半径R 最小。、分别是内外侧转向轮的偏转角；B两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；L汽车轴距。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2. 2. 转向特性转向特性（1）不足转向：偏离圆周轨迹向外动力，且转弯半径越来越大。（2）过多转向：偏离圆周轨迹向内运动，且转弯半径越来越小。（3）中性转向：沿着圆周轨迹运动。（4）交变转向：最初偏离轨迹向外运动，过一段时间后突然开始向内运动。项 目 三认识底盘认识底盘任

4、务3.4 认识转向系统3. 3. 转向系统传动比转向系统传动比（1）转向器角传动比转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比称为转向器角传动比。（2）转向传动机构角传动比转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比称为转向传动机构角传动比。（3）转向系统角传动比转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比i 为转向系统角传动比。（4）转向系统的力传动比两个转向轮受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统的力传动比，它与角传动比成正比。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（二）动力转向系统（二）动力转向系统1. 1. 动力转向系统的类型动力转向系统的类型动力转

5、向装置根据传能介质的不同，可以分为气压式和液压式（图3-4-1）。液压式动力转向装置按液流形式，可分为常压式和常流式。根据转向加力装置的零部件布置和连接组合方式的不同，可以分为整体式动力转向系、半整体式动力转向系和组合式动力转向系。液压式动力转向装置按其转向控制阀阀芯的运动力式，还可分为滑阀式和转阀式。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2. 2. 液压动力转向系统的结构和工作原理液压动力转向系统的结构和工作原理2.1 2.1 转向操纵机构转向操纵机构汽车转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（1）转向盘转向盘由轮缘、

6、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接，一般转向盘上装有喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和安全气囊。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（2）转向轴、转向管柱及其吸能装置转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向管柱固定在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。轿车除要求装有吸能式转向盘外，还要求转向管柱必须装备能够缓和冲击的吸能装置。转向轴和转向管柱吸能装置的基本工作原理是：当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向管柱或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式，吸收冲击能量。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统项 目

7、 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2.2 2.2 转向器转向器转向器是转向系中的降速增矩传动装置，其功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传动方向。常见的结构形式可以有循环球式、齿轮齿条式、涡杆曲柄指销式等，其中普通轿车多采用齿轮齿条式转向器。转向器按传动效率的不同，转向器还可以分为可逆式转向器、极限可逆式转向器和不可逆式转向器。（1）齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式。齿轮齿条式转向器采用一级传动副，主动件是齿轮，从动件是齿条。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2.3 2.3 转

8、向传动机构转向传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向轮，使两侧转向轮偏转以实现汽车转向，并保证左右转向轮的偏转角按一定关系变化。现代普通轿车前桥普遍采用独立悬架，转向桥是断开式的，因此转向传动机构也成断开状态。同时，与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器，转向器布置在车身上，转向横拉杆通过球头销与齿条及转向节臂相连。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统断开式转向桥的横拉杆项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2.4 2.4 转向控制阀转向控制阀液压常流转阀式转向控制阀结构项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统液压常流转阀式转向控制阀原理

9、项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2.5 2.5 转向油泵转向油泵转向油泵是动力转向装置的动力源，其功用是将发动机的机械能变为驱动转向动力缸工作的液压能，再由转向动力缸输出的转向力，驱动转向车轮转向。转向油泵的结构类型有多种，常见的有齿轮式、转子式和叶片式。双作用叶片式转向油泵原理项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统3. 3. 电控动力转向系电控动力转向系电子控制动力转向系（EPS）可分为液压式电控动力转向系和电动式电子控制动力转向系等多种型式。3.1 3.1 液压式电控动力转向系液压式电控动力转向系液压式电子控制

10、动力转向系是在传统的液压动力转向系的基础上增设了电子控制装置而构成的，根据控制方式的不同，可分为流量控制式、反力控制式和阀灵敏控制式三种形式。本部分仅介绍反力控制式电控动力转向系。反力控制式动力转向系主要由转向控制阀、电磁阀、分流阀、转向动力缸、转向油泵、储油罐、车速传感器和电子控制单元组成。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统电子控制渐近型动力转向系结构项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统转向控制阀的结构项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（2）工作原理1）汽车静止或低速行驶时项 目 三认识底盘认识底

11、盘任务3.4 认识转向系统2）汽车中、高速行驶时项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统3）中高速直行状态车辆直行时，转向偏摆角小，扭杆相对转矩小，控制阀油孔开度减小，控制阀侧油压升高。由于分流阀的作用，使电磁阀侧油量增加。同时，随着车速的升高，通电电流减小，通过电磁阀流回油箱的阻尼增大，油压反力室的反力增大，使柱塞推动控制阀阀杆的力矩增大，转向盘手感增强。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统3.2 3.2 电动式电控动力转向系电动式电控动力转向系（1）基本组成和工作原理电动式动力转向系主要由转矩传感器、转角传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元

12、等组成。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系可以分为转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式三种类型。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统（2）电控机械式助力转向系电动机械转向助力器器由一只转向力矩传感器、一根扭转棒、一只转向齿轮和一只驱动小齿轮、一只蜗轮传动装置，以及一只带控制单元的电动机组成。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统在带双小齿轮的电动机械转向助力器上，需要的转向力是通过转向小齿轮和驱动小齿轮传送到齿条上。转向小齿轮负责传送驾驶人施加的转向力矩，驱动小齿轮则通过一只蜗轮传动装置，传送由电动机械转向

13、助力器电动机提供的助力力矩。该电动机具有用于转向助力的控制单元和传感装置，并安装在第二只小齿轮上。这种结构可以使转向盘和齿条之间形成机械连接。所以，当伺服电动机失灵时，可以确保车辆仍能够进行机械转向，但此时不具备转向助力的功能，转向时会感到很沉重。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统四 任务实施项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统五 任务评价项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统六 思考与练习1. 汽车的转向特性有哪些，各有什么特点？2. 简述液压常流转阀式动力转向装置的工作原理。3. 说明转向油泵的工作

14、原理。4. 反力控制式电控动力转向系是如何工作的？5. 电动式电控动力转向系由哪些元件组成，说明其工作原理。项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统七 拓展知识循环球式转向器1. 循环球式转向器结构及工作原理项 目 三认识底盘认识底盘任务3.4 认识转向系统2. 2. 循环球式转向器的特点循环球式转向器的特点（1）效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线。（2）布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。（3）可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，