汽车机械转向系统

1、12.1 2.1 转向系统概述转向系统概述一、转向系的功用、类型一、转向系的功用、类型n 什么是转向系统？什么是转向系统？ 是由驾驶员操纵，能实现转向轮是由驾驶员操纵，能实现转向轮偏转偏转和和回位回位的一套机构。的一套机构。n 功用功用1. 用于用于改变改变汽车的行驶方向和汽车的行驶方向和保持保持汽车稳定的直线行驶。汽车稳定的直线行驶。22.1 2.1 转向系统概述转向系统概述一、转向系的功用、类型一、转向系的功用、类型2. 分类分类按转向动力源的不同分为：按转向动力源的不同分为：液压式、气压式、电控转向助力系统液压式、气压式、电控转向助力系统EPSEPS（Electric Power Ele

2、ctric Power SteeringSteering）Electronic Stability ProgramElectronic Stability Program，简称，简称ESPESP 32.1 2.1 转向系统概述转向系统概述42.1 2.1 转向系统概述转向系统概述52.1 2.1 转向系统概述转向系统概述二、机械转向系的基本组成和工作原理二、机械转向系的基本组成和工作原理1.基本组成基本组成v转向操纵机构转向操纵机构 具体组成因车型而不同具体组成因车型而不同v机械转向器（固定在车上）机械转向器（固定在车上）v转向传动机构转向传动机构62.1 2.1 转向系统概述转向系统概述二、

3、机械转向系的基本组成和工作原理二、机械转向系的基本组成和工作原理2.工作原理工作原理 72.1 2.1 转向系统概述转向系统概述二、机械转向系的基本组成和工作原理二、机械转向系的基本组成和工作原理与非独立悬架相适用的转向系与非独立悬架相适用的转向系 82.1 2.1 转向系统概述转向系统概述与独立悬架相适用的转向系与独立悬架相适用的转向系92.1 2.1 转向系统概述转向系统概述实物图实物图102.1 2.1 转向系统概述转向系统概述三、转向系参数三、转向系参数 转向系角传动比转向系角传动比 方向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比。方向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比。 转向器角传动

4、比转向器角传动比 方向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。方向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。i1i112.1 2.1 转向系统概述转向系统概述三、转向系参数三、转向系参数 转向传动机构角传动比转向传动机构角传动比 转向摇臂转角增量与方向盘所在一侧的转向节的转转向摇臂转角增量与方向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比。角相应增量之比。 转向系统的力传动比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，与角传动比成正比。上的手力之比，与角传动比成正比。21iii2ipi12转向盘转向盘转向器转向器转向摇臂转

5、向摇臂转向节转向节转向器角传动比转向器角传动比i1转向传动转向传动机构角传机构角传动比动比i2转向系角传动比转向系角传动比ii= i1*i2i1较大，货车为较大，货车为1632，轿车为，轿车为1220；i2较小，一般为较小，一般为1。2.1 2.1 转向系统概述转向系统概述13转向系转向系“轻轻”与与“灵灵”之间的矛盾之间的矛盾 ： 转向系统角传动比越大，则为了克服一定的地面转转向系统角传动比越大，则为了克服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，在转向向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便越小，在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也越小盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也

6、越小轻。而所需的转向盘转角过大轻。而所需的转向盘转角过大不够灵敏。不够灵敏。 解决办法：解决办法：1.1.采用传动比可变的转向器采用传动比可变的转向器2.2.采用动力转向系统采用动力转向系统 2.1 2.1 转向系统概述转向系统概述142.1 2.1 转向系统概述转向系统概述转向盘自由行程转向盘自由行程 定义：定义：转向盘在空转阶段的角行程转向盘在空转阶段的角行程，这主要是由于转，这主要是由于转向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。 要求：要求：设计车速大于设计车速大于100km/h,100km/h,自由行程自由行程1010 设计车速小于设

7、计车速小于100km/h,100km/h,自由行程自由行程1515 如桑塔纳如桑塔纳2000为为7.7 或或1015mm 方向盘自由行程方向盘自由行程检查方法？检查方法？152.1 2.1 转向系统概述转向系统概述转向盘自由行程转向盘自由行程162.22.2 机械转向器机械转向器一、机械转向器概述一、机械转向器概述1. 功用功用v增矩增矩v改变力的传递方向改变力的传递方向2. 类型类型按转向器中传动副的结构形式分：按转向器中传动副的结构形式分：v齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器v循环球式转向器循环球式转向器v蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器172.22.2 机械转向器机械转向器一、机械

8、转向器概述一、机械转向器概述182.2 2.2 机械转向器机械转向器二、转向器的构造及工作原理二、转向器的构造及工作原理n 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器192.2 2.2 机械转向器机械转向器二、转向器的构造及工作原理二、转向器的构造及工作原理n 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器5-转向齿条；转向齿条；6-齿轮轴；齿轮轴；8-壳体；壳体；9-转向齿轮；转向齿轮；13-转向节转向节202.2 2.2 机械转向器机械转向器v 捷达轿车转向器的安装及布置如下图所示捷达轿车转向器的安装及布置如下图所示212.2 2.2 机械转向器机械转向器1.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器观看观看视频视频222

9、.2 2.2 机械转向器机械转向器二、转向器的构造及工作原理二、转向器的构造及工作原理2. 循环球式转向器循环球式转向器232.2 2.2 机械转向器机械转向器螺杆螺杆螺母外齿条螺母外齿条齿扇齿扇螺母螺母2. 循环球式转向器循环球式转向器v 两级两级传动副传动副v 轻型和中型货车，部分轻轻型和中型货车，部分轻型越野汽车型越野汽车242.2 2.2 机械转向器机械转向器2. 循环球式转向器循环球式转向器螺母齿扇摇臂轴252.2 2.2 机械转向器机械转向器2. 循环球式转向器循环球式转向器262.2 2.2 机械转向器机械转向器v 调整调整 转向螺杆轴承预紧度：转向力矩为转向螺杆轴承预紧度：转向

10、力矩为0.60.9Nm； 转向器啮合间隙：转向器啮合间隙： 使转向器的传动副处于中间位置（直行位置）使转向器的传动副处于中间位置（直行位置） 传动副在直线位置上应呈无间隙啮合。传动副在直线位置上应呈无间隙啮合。272.2 2.2 机械转向器机械转向器2. 循环球式转向器循环球式转向器282.2 2.2 机械转向器机械转向器请看请看视频视频292.2 2.2 机械转向器机械转向器小结：小结：v 齿轮齿条式转向器：机构简单，可靠性好，质量轻，传动效率高。齿轮齿条式转向器：机构简单，可靠性好，质量轻，传动效率高。v 循环球式转向器：循环球式转向器： 1) 正传动效率高达正传动效率高达90%95%，转

11、向省力；，转向省力； 2) 寿命长，工作平稳；逆效率也很高，容易打手。寿命长，工作平稳；逆效率也很高，容易打手。302.2 2.2 机械转向器机械转向器二、转向器的构造及工作原理二、转向器的构造及工作原理3.蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器 312.2 2.2 机械转向器机械转向器3.蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器v 目前汽车使用的蜗杆曲柄指销式转向器多数是双指销式，即有两个目前汽车使用的蜗杆曲柄指销式转向器多数是双指销式，即有两个指销。指销。322.2 2.2 机械转向器机械转向器三、转向器检修三、转向器检修 1.1.齿轮齿条式转向器检修齿轮齿条式转向器检修v零件出现裂纹应

12、更换，横拉杆、齿条应进行隐伤检验，零件出现裂纹应更换，横拉杆、齿条应进行隐伤检验，转向齿条的直线度误差不得大于转向齿条的直线度误差不得大于0.30 ，v齿面上无疲劳剥落及严重的磨损，齿面上无疲劳剥落及严重的磨损，转向齿轮轴承。转向齿轮轴承。332.2 2.2 机械转向器机械转向器三、转向器检修三、转向器检修 2.2.循环球式转向器检修循环球式转向器检修v转向螺杆与转向螺母钢球滚道，配合间隙不大于转向螺杆与转向螺母钢球滚道，配合间隙不大于0.10mm0.10mm，v转向螺杆应进行隐伤检查，转向螺杆应进行隐伤检查，v转向螺杆的支撑轴颈修整：转向螺杆的支撑轴颈修整： 锥角磨削、刷镀锥角磨削、刷镀 耐

13、久性耐久性100 000km100 000kmv摇臂轴颈磨损逾限，更换，摇臂轴颈磨损逾限，更换，v摇臂与摇臂轴装配记号对正。摇臂与摇臂轴装配记号对正。螺杆螺杆螺母外齿条螺母外齿条齿扇齿扇螺母螺母342.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构一、转向操纵机构的定义一、转向操纵机构的定义 转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。 v功用：产生转动转向器所必需的操纵力，并具有一定功用：产生转动转向器所必需的操纵力，并具有一定的调节和安全性能。的调节和安全性能。352.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成二、转向操纵机

14、构的基本组成v转向盘转向盘组成：组成：轮圈轮圈 、 轮毂、轮辐轮毂、轮辐上装有喇叭按钮、车速控制开关和安全气囊36方向盘方向盘372.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构二、转向操纵机构的基本组成二、转向操纵机构的基本组成1.转向盘转向盘382.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v转向柱转向柱392.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v转向柱的组成转向柱的组成包括包括转向轴转向轴和和转向柱管转向柱管。v安全式转向柱安全式转向柱（1）可分离式安全转向操纵机构）可分离式安全转向操纵机构1一下转向轴一下转向轴;2一上转向轴一上转向轴;3一转向柱管一转向柱管;4一可折叠安全元件一可折叠安全元件;5

15、一转向盘一转向盘;6一凸缘一凸缘;7一驱动销一驱动销;8一半月形凸缘盘一半月形凸缘盘402.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构（2）缓冲吸能式转向操纵机构）缓冲吸能式转向操纵机构a)网状管柱变形式网状管柱变形式1一塑料销一塑料销;2一上转向轴一上转向轴;3一下转向轴一下转向轴;4一凸缘盘一凸缘盘;5一下托架一下托架;6一转向柱管一转向柱管;7一塑料安全销一塑料安全销;8一上托架一上托架412.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构（2）缓冲吸能式转向操纵机构）缓冲吸能式转向操纵机构a)网状管柱变形式网状管柱变形式422.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v钢球滚压变形式钢球滚压变形式1一转向

16、器总成一转向器总成;2一挠性联轴节一挠性联轴节;3，13一下转向柱管一下转向柱管;4，14一上转向柱管一上转向柱管;5一车身一车身;6，10一橡胶垫一橡胶垫;7，11一转向柱管托架一转向柱管托架;8一转向盘；一转向盘；9，16一上转向轴；一上转向轴；12，17一塑料销钉；一塑料销钉；15一下转向轴；一下转向轴；18一钢球一钢球432.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v波纹管变形吸能式波纹管变形吸能式442.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构2.转向柱转向柱v可调节式转向柱（可调节式转向柱（倾角倾角+长度长度）452.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v可调节式转向柱可调节式转向柱正确的

17、握方向盘姿势为握住正确的握方向盘姿势为握住9点和点和3点方向，胳膊自然弯曲点方向，胳膊自然弯曲。462.3 2.3 转向操纵机构转向操纵机构v可调节式转向柱可调节式转向柱 视频：视频：转向柱调节方法转向柱调节方法1、方法方法2手臂与方向盘之间距离调整，图中需向下调，手臂与肩部接近平行手臂与方向盘之间距离调整，图中需向下调，手臂与肩部接近平行 472.4 2.4 转向传动机构转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类一、转向传动机构的功用、要求及分类 482.4 2.4 转向传动机构转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类一、转向传动机构的功用、要求及分类 功用：功用：要求：要求：较大

18、的刚度和强度较大的刚度和强度 ，吸收振动、缓冲，吸收振动、缓冲492.4 2.4 转向传动机构转向传动机构一、转向传动机构的功用、要求及分类一、转向传动机构的功用、要求及分类 分类：分类：502.4 2.4 转向传动机构转向传动机构二、转向传动机构的组成和构造二、转向传动机构的组成和构造1.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512.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 1）转向摇臂）转向摇臂螺杆螺杆螺母外齿条螺母外齿条齿扇齿扇螺母螺母522.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 1）转向摇臂）转向摇臂安装标记位置安装标记位置及形式？及形式？532.4 2.4 转向传动

19、机构转向传动机构2）转向直拉杆）转向直拉杆 承受压力及拉力，传力、缓冲。承受压力及拉力，传力、缓冲。 两侧均采用球头连接两侧均采用球头连接 不发生运动干涉不发生运动干涉542.4 2.4 转向传动机构转向传动机构2）转向直拉杆）转向直拉杆552.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 3）转向横拉杆）转向横拉杆其特点是长度可调，其特点是长度可调，通过调整横拉杆的通过调整横拉杆的长度，可以调整前轮长度，可以调整前轮前束。前束。562.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 3）转向横拉杆）转向横拉杆转向横拉杆是转向梯形机构的底边转向横拉杆是转向梯形机构的底边。横拉杆端部检查572.4 2.4 转向传

20、动机构转向传动机构 4 4）转向节臂与梯形臂）转向节臂与梯形臂582.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 4 4）转向节臂与梯形臂）转向节臂与梯形臂 转向节臂和梯形臂带锥形转向节臂和梯形臂带锥形柱，另端带有锥形孔，紧固柱，另端带有锥形孔，紧固后插入开口销将螺母锁住。后插入开口销将螺母锁住。592.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 5）转向减振器）转向减振器 随着车速的提高，现代汽车的转向轮有时会产生摆振，影响汽随着车速的提高，现代汽车的转向轮有时会产生摆振，影响汽车的稳定性，舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。车的稳定性，舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。 转向减振器的一端与车身（或前桥）铰接，另一端

21、与转向直拉转向减振器的一端与车身（或前桥）铰接，另一端与转向直拉杆（或转向器）铰接。杆（或转向器）铰接。602.4 2.4 转向传动机构转向传动机构v 与独立悬架配用的转向传动机构与独立悬架配用的转向传动机构 转向传动机构中的转向梯形臂必须断开。转向传动机构中的转向梯形臂必须断开。 与独立悬架配用的多数是与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器。齿轮齿条式转向器。612.4 2.4 转向传动机构转向传动机构 当采用循环球式转向器当采用循环球式转向器时，转向传动机构的杆时，转向传动机构的杆件较多。件较多。622.4 2.4 转向传动机构转向传动机构632.5 2.5 四轮转向四轮转向v4ws（4

22、Wheel Steering） 2005底特律车展展出两颗心脏的底特律车展展出两颗心脏的Jeep Hurricane 日本日本20072007年年PuyoPuyo的都会概念车，铡刀式车门的都会概念车，铡刀式车门642.5 2.5 四轮转向四轮转向基本名词：基本名词：v 4WS (4 Wheel Steering)，2WSv AS (Active Steering) 主动转向系统主动转向系统v SBW (Steering-by-Wire System) 电子转向系统电子转向系统v EPS (Electronic Power Steering) 电控助力转向电控助力转向v EHPS (electr

23、onic hydrostatic power steering) 电控液压助力转向电控液压助力转向 HPS652.5 2.5 四轮转向四轮转向vxws,苏联79221运输车，7组14轮转向 宝马750li四轮转向综述四轮转向综述662.5 2.5 四轮转向四轮转向三种运行方式：三种运行方式：负（逆）相、中相、正相负（逆）相、中相、正相。v 低速行驶时后轮转弯方向与前轮相反，这就是负相。低速行驶时后轮转弯方向与前轮相反，这就是负相。v 中速行驶时，后轮笔直而保持中相。中速行驶时，后轮笔直而保持中相。v 高速行驶时，后轮处于正相。高速行驶时，后轮处于正相。672.5 2.5 四轮转向四轮转向优点优点：v 首先，缩小车辆低速转向时的转弯半径。缩小转弯半径达20%。操纵及泊车敏捷性。 v 其次，明显改善车辆高速行驶的稳定性。当在高速行驶中转向时，有