典型机构及机构系统分析实验a

1、典型机构及机构系统分析实验汽车典型机构一.实验目的 通过对典型机构（汽车内部典型机构）的认知和分析，深入了解机械中各种相关机构在机器中的作用及其工作原理，提高对专业学习的兴趣和对机构进行初步分析的能力。二.实验设备1. G-1011型汽车动力传动系统2. G-3062型汽车转向系统3. G-3039型FF汽车变速器系统三.实验内容及原理汽车动力传动系统汽车动力传动系统 1-离合器 2-变速器 3-万向节 4-驱动桥 5-差速器 6-半轴 7-主减速器 8-传动轴1汽车动力传动系统的组成 机械式传动系统主要由离合器、变速器、万向传动装置和驱动桥组成。其中万向传动装置由万向节和传动轴组成，驱动桥由

2、主减速器和差速器组成。 液力机械式传动系统主要由液力变矩器、自动变速器、万向传动装置和驱动桥组成。 2汽车动力传动系统的功用（1）减速增矩减速增矩 发动机输出的动力具有转速高、转矩小的特点，无法满足汽车行驶的基本需要，通过传动系统的主减速器，可以达到减速增矩的目的，即传给驱动轮的动力比发动机输出的动力转速低，转矩大。（2）变速变矩变速变矩 发动机的最佳工作转速范围很小，但汽车行驶的速度和需要克服的阻力却在很大范围内变化，通过传动系统的变速器，可以在发动机工作范围变化不大的情况下，满足汽车行驶速度变化大和克服各种行驶阻力的需要。（3）实现倒车实现倒车 发动机不能反转，但汽车除了前进外，还要倒车，

3、在变速器中设置倒档，汽车就可以实现倒车。（4）必要时中断传动系统的动力传递必要时中断传动系统的动力传递 起动发动机、换档过程中、行驶途中短时间停车（如等候交通信号灯）、汽车低速滑行等情况下，都需要中断传动系统的动力传递，利用变速器的空档可以中断动力传递。（5）差速功能差速功能 在汽车转向等情况下，需要两驱动轮能以不同转速转动，通过驱动桥中的差速器可以实现差速功能。3动力传动系统的布置方案（1）发动机前置后轮驱动（FR）方案（简称前置后驱动） 主要用于货车、部分客车和部分高级轿车。2前置前驱动（FF） 主要用于轿车和微型、轻型客车等。 （1）发动机横置 特点是发动机曲轴轴线与车轮轴线平行，主减速

4、器可以采用圆柱齿轮传动。 （2）发动机纵置 特点是发动机曲轴轴线与车轮轴线垂直，主减速器必须采用圆锥齿轮传动。 汽车发动机系统汽车发动机系统 汽车发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多都是热能动力装置，或简称热机热机。在热机中借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。热机有： 内燃机内燃机：直接以燃料燃烧所生成的燃烧产物为工质的热机为内燃机，内燃机包括活塞式内燃机和燃气轮机。 外燃机外燃机：包括蒸汽机、汽轮机和热气机等。 内燃机内燃机与外燃机相比，具有结构紧凑、体积小、质量轻和容易起动等许多优点。因此，内燃机尤其是活塞式内燃机被极其广泛地用作汽车动力。一一. .汽车发动机的类型汽车发动

5、机的类型 1.按活塞运动方式的不同，活塞式内燃机可分为往复活塞式和旋转活塞式两种。2.根据所用燃料种类，活塞式内燃机主要分为汽油机汽油机、柴油机柴油机和气体燃料发动机三类。以汽油和柴油为燃料的活塞式内燃机分别称作汽油机和柴油机。使用天然气、液化石油气和其他气体燃料的活塞式内燃机称作气体燃料发动机。3.按冷却方式的不同，活塞式内燃机分为水冷式水冷式和风冷式风冷式两种。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式内燃机，而以空气为冷却介质的则称作风冷式内燃机。 4.往复活塞式内燃机还按其在一个工作循环期间活塞往复运动的行程数进行分类。活塞式内燃机每完成一个工作循环，便对外作功一次，不断地完成工作循环，才使热

6、能连续地转变为机械能。在一个工作循环中活塞往复四个行程的内燃机称作四冲程往复活塞式内燃机四冲程往复活塞式内燃机，而活塞往复两个行程便完成一个工作循环的则称作二冲程往复活塞式内燃机二冲程往复活塞式内燃机。5.按照气缸数目分类可以分为单缸发动机和多缸发动机。仅有一个气缸的发动机称为单缸发动机；有两个以上气缸的发动机称为多缸发动机。如双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。现代车用发动机多采用四缸、六缸、八缸发动机。6. 内燃机按照气缸排列方式不同可以分为单列式和双列式。单列式发动机的各个气缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有

7、时也把气缸布置成倾斜的甚至水平的；双列式发动机把气缸排成两列，两列之间的夹角180(一般为90)称为V型发动机，若两列之间的夹角=180称为对置式发动机。 7.按进气状态不同，活塞式内燃机还可分为增压和非增压两类增压和非增压两类。若进气是在接近大气状态下进行的，则为非增压内燃机或自然吸气式内燃机；若利用增压器将进气压力增高，进气密度增大，则为增压内燃机。增压可以提高内燃机功率。1.汽车发动机的基本结构 二二. .汽车发动机的基本结构、基本术语及工作原理汽车发动机的基本结构、基本术语及工作原理 汽车发动机（往复活塞式内燃机）的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销

8、与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构曲柄连杆机构。 进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构配气机构。构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。3.汽车发动机的工作原理工作原理（1 1）四冲程汽油机工作原理四冲程汽油机工作原理 四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、作功和排气等四个过程，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分别用四个过程命名。 a.a.进气行程进气行程 b.b.压缩行程压缩行程 c.c.作功行程作功

9、行程 d.d.排气行程排气行程 （2 2）四冲程柴油机工作原理四冲程柴油机工作原理 四冲程柴油机的工作循环同样包括进气、压缩、作功和排气等四个过程，在各个活塞行程中，进、排气门的开闭和曲柄连杆机构的运动与汽油机完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油机和汽油机在混合气形成方法及着火方式上有着根本的差别。a.a.进气行程进气行程 b.b.压缩行程压缩行程 c.c.作功行程作功行程 d.d.排气行程排气行程（3 3）二冲程汽油机工作原理二冲程汽油机工作原理 二冲程内燃机的工作循环是在两个活塞行程即曲轴旋转一周的时间内完成的。在四冲程内燃机中，常把排气过程和进气过程合称为换气过程。在二冲程

10、内燃机中换气过程是指废气从气缸内被新气扫除并取代的过程。这两种内燃机工作循环的不同之处主要在于换气过程。 （4 4）二冲程柴油机工作原理二冲程柴油机工作原理 a.a.第一行程第一行程活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点。活塞在曲轴带动下由下止点移至上止点。当活塞还处于下止点位置时，进气孔和排气门均已开启。扫气泵将纯净的空气增压到0.120.14MPa后，经空气室和进气孔送入气缸，扫除其中的废气。废气经气缸顶部的排气门排出。当活塞上移将进气孔关闭的同时，排气门也关闭，进入气缸内的空气开始被压缩。活塞运动至上止点，压缩过程结束。b.b.第二行程第二行程活塞由上止点移至下止点。活塞由上止点移至下止点。

11、当压缩过程终了时，高压柴油经喷油器喷入气缸，并自行着火燃烧。高温高压的燃烧气体推动活塞作功。当活塞下移2/3行程时，排气门开启，废气经排气门排出。活塞继续下移，进气孔开启，来自扫气泵的空气经进气孔进入气缸进行扫气。扫气过程将持续到活塞上移时将进气孔关闭为止。三三. .汽车发动机的总体构造汽车发动机的总体构造 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机，要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。 汽油机由以下两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆曲柄连杆机构机

12、构，配气机构配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统和起动系统组成； 柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统和起动系统组成，柴油机是压燃的，不需要点火系统。 1.1.曲柄连杆机构曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件,用来传递力和改变运动方式。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。 工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产

13、生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 （1 1）机体组的功用及组成）机体组的功用及组成 现代汽车发动机机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸盖罩、气缸衬垫、主轴承盖以及油底壳等组成。机体组是发动机的支架，是曲柄连杆机构、配气机构和发动机各系统主要零部件的装配基体。气缸盖用来封闭气缸顶部，并与活塞顶和气缸壁一起形成燃烧室。另外，气缸盖和机体内的水套和油道以及油底壳又分别是冷却系统和润滑系统的组成部分。（2 2）活塞连杆组和曲轴飞轮组的功用及组成）活塞连杆组和曲轴飞轮组的功用及组成 活塞连杆组和曲轴飞轮组是发动机的主要运动机构。其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时

14、将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。 （3 3）曲拐布置与多缸发动机的工作顺序）曲拐布置与多缸发动机的工作顺序 各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。当气缸数和气缸排列形式确定之后，曲拐布置就只取决于发动机工作顺序。 四冲程直列四缸发动机的发火间隔角为720/4180。4个曲拐在同一平面内。发动机工作顺序为1-3-4-2或1-2-4-3，其工作循环见下表2-1及表2-2。 直列四缸发动机曲拐布置 四行程直列六缸发动机的发火顺序和曲拐布置：四行程直列六缸发动机发火间隔角为720/6=120，六个曲拐分别布置在三个平面内，发火顺序是1-5

15、-3-6-2-4，其工作循环表见表2-3。 对于四冲程发动机来说，每四个活塞行程作功一次，即只有作功行程作功，而排气、进气和压缩三个行程都要消耗功。因此，曲轴对外输出的转矩呈周期性变化，曲轴转速也不稳定。为了改善这种状况，在曲轴后端装置飞轮。 飞轮是转动惯量很大的盘形零件，其作用如同一个能量存储器。在作功行程中发动机传输给曲轴的能量，除对外输出外，还有部分能量被飞轮吸收，从而使曲轴的转速不会升高很多。在排气、进气和压缩三个行程中，飞轮将其储存的能量放出来补偿这三个行程所消耗的功，从而使曲轴转速不致降低太甚。 （4 4）飞轮的作用）飞轮的作用 除此之外，飞轮还有下列功用：飞轮是摩擦式离合器的主动

16、件；在飞轮轮缘上镶嵌有供起动发动机用的飞轮齿圈；在飞轮上还刻有上止点记号，用来校准点火定时或喷油定时以及调整气门间隙。 （4 4）曲轴的结构和平衡）曲轴的结构和平衡 曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销，左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。单缸发动机的曲轴只有一个曲拐，多缸直列式发动机曲轴的曲拐数与气缸数相同，V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。将若干个单元曲拐按照一定的相位连接起来再加上曲轴前、后端便构成一根曲轴。多数发动机的曲轴，在其曲柄臂上装有平衡重。按单元曲拐连接方法的不同，曲轴分为整体式和组合式两类。 现代轿车特别重视乘坐的舒适性和噪声水平，为此必须将引起汽车振

17、动和噪声的发动机不平衡力及不平衡力矩减小到最低限度。 在曲轴的曲柄臂上设置的平衡重只能平衡旋转惯性力及其力矩。 对于曲拐呈镜像对称布置的四缸和六缸等发动机，其旋转惯性力及旋转惯性力矩是外部平衡的，但内部不平衡，曲轴仍承受内弯矩的作用。 若在曲轴的曲柄臂上都装设平衡重则称完全平衡法。若只在部分曲柄臂上都装设平衡重则称分段平衡法。2.2.配气机构配气机构 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。 （1 1）配气机构的功用及组成）配气机构的功用及组成 目前，四冲程汽车发动机都采用气门式配气机构。其功

18、用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排出。 气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式等有关。现代汽车发动机均采用顶置气门，即进、排气门置于气缸盖内，倒挂在气缸顶上。 凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。 凸轮轴传动机构 凸轮轴由曲轴驱动，其传动机构有齿轮式、链条式及齿形带式。 气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型。 变速器变速器 变速器是汽车传动系统的主要总成之一。它的功用是：一变速器的功用1. 改变传动比，从而改变传递给驱动轮的转矩和转速；2. 在

19、发动机的旋转方向不变的情况下使汽车倒退行驶；3. 在汽车启动、变速、换挡、滑行或进行动力输出时，都需要切断发动机与传动机与传动系统的动力传递。 三变速器的组成 变速器由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的大小及方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。二变速器的类型1. 按传动比变化方式的不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式3种。2. 按换档操纵方式的不同，变速器可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式3种。 有级式变速器的变速传动机构有级式变速器的变速传动机构 主要由齿轮、轴及变速器壳体等零部件

20、组成。利用不同齿数的齿轮对相互啮合，以改变变速器的传动比；通过增加齿轮传动的对数，以实现倒档。 常见的换档方式常见的换档方式 同步器构造及工作原理同步器构造及工作原理 同步器是利用摩擦原理实现同步的，现代汽车上广泛使用的是惯性式同步器，可以从结构上保证待啮合的接合套与接合齿轮的花键齿在达到同步之前不可能接触，可以避免齿间冲击和噪音。 1 1锁环式惯性同步器锁环式惯性同步器 四.变速器的结构 两轴式变速器的结构三轴式变速器的结构三轴式变速器的结构组合式变速传动机构组合式变速传动机构变速器操纵机构变速器操纵机构 1. 直接操纵机构直接操纵机构2. 2. 远距离操纵机构远距离操纵机构 当变速器在汽车

21、上的布置离驾驶员座位较远时，需要在变速杆与拨叉轴之间加装一套传动机构或辅助杠杆，实现对变速器的远距离操纵。此时，操纵机构由外部操纵机构和内部操纵机构两部分构成。 外部操纵机构：外部操纵机构：从变速杆到选档换档轴之间的所有传动件。实现对变速器的远距离操纵。 万向传动装置万向传动装置 一一. 万向传动装置的组成和功用万向传动装置的组成和功用 万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，当传动轴比较长时，还要加中间支承。其功用是在轴线相交且相对位置经常变化的两转轴间可靠地传递动力。 二二. .万向传动装置在汽车上的应用场合万向传动装置在汽车上的应用场合1.变速器与驱动桥之间 2.变速器与分动器之间、分动器

22、与驱动桥之间 3.驱动桥与驱动轮之间 三三. .万向节万向节 如果万向节在扭转方向没有弹性、动力靠零件的铰链式连接传递，是刚性万向节，刚性万向节又分为不等速万向节（如十字轴式万向节）、准等速万向节（如双联式、三销轴式等）和等速万向节（如球叉式、球笼式等）。如果万向节在扭转方向有一定弹性、动力靠弹性零件传递、且有缓冲减振作用，是弹性万向节。汽车上应用较多的是刚性万向节。1.1.十字轴式刚性万向节十字轴式刚性万向节 十字轴式刚性万向节结构简单、工作可靠、且允许所连接的两轴之间有较大交角，在汽车上应用最为普遍。 单个十字轴式刚性万向节在输入轴和输出轴有夹角的情况下，其两轴的角速度是不相等的，两轴夹角

23、越大，转角差（1-2）越大，万向节的不等速特性越严重。万向节传动的不等速特性将使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动，从而产生附加的交变载荷，影响传动部件的寿命。 十字轴式万向节传动的等速条件（1）采用双万向节传动；（2）第一万向节两轴间的夹角1与第二万向节两轴间的夹角2 相等；（3）第一万向节的从动叉与第二万向节的主动叉在同一平面内。2.2.准等速万向节和等速万向节准等速万向节和等速万向节 准等速万向节：根据双万向节实现等速传动的原理而设计的万向节称为准等速万向节。（1）双联式万向节 ：两个十字轴式万向节相连，中间传动轴长度缩减至最小。 （2）三销轴式万向节 优点：允许相邻两轴间有较大的夹

24、角，用于一些越野车的转向驱动桥。 3.3.等速万向节等速万向节 工作原理：保证万向节在工作过程中，其传力点永远位于两轴交角的平分面上。 （1）球叉式万向节 球叉式万向节等角速传动的特点是，钢球中心P（即传力点）始终位于两轴交角的平分面内。 （2）球笼式万向节 固定型球笼式万向节（RF节） 特点：在传递转矩的过程中，主从动轴之间只能相对转动、不会产生轴向位移。伸缩型球笼式万向节（VL节） 特点：在传递转矩的过程中，主从动轴之间不仅能相对转动，而且可以产生轴向位移。 RF节和VL节的应用 RF节和VL节广泛应用于采用独立悬架的轿车转向驱动桥，如红旗、桑塔纳、捷达、宝来、奥迪等轿车的前桥。其中RF节

25、用于靠近车轮处，VL节用于靠近驱动桥处。 （3）三枢轴球面滚轮式等速万向节 如果万向传动装置传递的动力较远，传动轴中间会分段，并加中间支承。 驱动桥驱动桥 一.驱动桥的组成、功用及结构类型 1.驱动桥的组成驱动桥由主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥壳（或变速器壳体）和驱动车轮等零部件组成。 2.驱动桥的功用1）通过主减速器齿轮的传动，降低转速，增大转矩；2）主减速器采用锥齿轮传动，改变转矩的传递方向；3）通过差速器可以使内外侧车轮以不同转速转动，适应汽车的转向要求；4）通过桥壳和车轮，实现承载及传力作用。3.驱动桥的结构类型（1）非断开式驱动桥当车轮采用非独立悬架时，驱动桥采用非断开式。其

26、特点是半轴套管与主减速器壳刚性连成一体，整个驱动桥通过弹性悬架与车架相连，两侧车轮和半轴不能在横向平面内做相对运动。非断开式驱动桥也称整体式驱动桥。 （2）断开式驱动桥当驱动轮采用独立悬架时，两侧的驱动轮分别通过弹性悬架与车架相连，两车轮可彼此独立地相对于车架上下跳动。与此相对应，主减速器壳固定在车架上，半轴与传动轴通过万向节铰接，传动轴又通过万向节与驱动轮铰接，这种驱动桥称为断开式驱动桥。 二.差速器 差速器的功用是既能向两侧驱动轮传递转矩，又能使两侧驱动轮以不同转速转动，以满足转向等情况下内外驱动轮要以不同转速转动的需要。 从汽车转向时驱动轮的运动示意图可以看出，转向时外侧车轮滚过的路程长

27、，内侧车轮滚过的路程短，要求外侧车轮转速快于内侧车轮，即希望内外侧车轮转速不同。 若两侧车轮都固定在同一刚性轴上，两轮角速度相等，则此时外轮必然是边滚动边滑动，内轮必然是边滚动边滑转。 即使在直线路面上行驶时，由于路面不平，或在平直路面上行驶，由于轮胎大小误差、承受载荷不同、充气压力不等，各车轮的滚动半径实际不可能相等，因此，车轮对路面的滑动必然存在。 车轮对路面的滑动会加速轮胎磨损，增加汽车动力消耗，使制动性能变差，汽车转向困难。因此在汽车结构上必须保证两侧驱动轮有可能以不同转速转动，就必须将两侧车轮的驱动轴断开（称为半轴），而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和驱动轮。齿轮式差速

28、器 组成：差速器壳体、行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮轴等。 通过运动学分析可以掌握差速器的差速原理；通过动力学分析可以掌握其转矩分配特性。内摩擦力矩很小的对称式锥齿轮差速器的运动学和动力学特性可以概括为“差速但不差转矩”，即可以使两侧驱动轮以不同转速转动，但不能改变传给两侧驱动轮的转矩。 对称式锥齿轮差速器差速原理: 对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构。差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体，形成行星架，因为它又与主减速器的从动齿轮6固连在一起，故为主动件，设其角速度为0；半轴齿轮1和2为从动轮，其角速度分别为1和2。A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点。行星齿轮的中心为C， A、B、

29、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。 当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处于同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等，其值为0r。于是1= 2= 0，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。 当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度4自转时，啮合点A的圆周速度为1r= 0r+ 4r4，啮合点B的圆周速度为2r= 0r- 4r4其中，r4为行星齿轮半径，于是： 1r +2r = （0r+ 4r4 ）+（0r- 4r4） 即 1 +2 = 20 或 n1+n2=2n0 上式为两半轴齿轮直径相等的对称式锥齿轮差速器的运动特性方程式。它表明左右两侧半轴齿轮

30、的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮的转速无关。因此在汽车转弯行驶或其他行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同的转速在地面上滚动而无滑动。 同时（1）当任一侧半轴齿轮转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；（2）差速器壳转速为零，若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。 汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。汽车转向系统汽车转向系统一.汽车转向系统的类型和组成1机械转向系统：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

31、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。 汽车转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两大类。 当前轮为独立悬架时，机械转向系统的组成及布置与红旗CA7220型轿车相似。 当前轮为非独立悬架时，机械转向系统的组成及布置如下图所示。由于转向盘距离转向器较远，二者之间用万向节和传动轴构成的万向传动装置相连。 前轮为独立悬架时的机械转向系统前轮为非独立悬架时的机械转向系统2动力转向系统 动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机（或电动机）的动力作为转向能源的转向系统。动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。 二.两侧转向轮偏转角之间的理想关

32、系式 汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。cot=cot+B/L其中、分别是内外侧转向轮的偏转角，B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；L是汽车轴距。为此，必须精心确定转向传动机构中转向梯形的几何参数。但实际上汽车的转向梯形只能设计在一定的车轮偏转角范围内，大体上接近理想关系。 由转向中心到外转向轮与地面接触点的距离称为汽车转弯半径R。当外转向轮偏转角达到最大值max时，转弯半径R最小。在理想状态下，最小转弯半径Rmin和最大外转向轮偏转角max的关系为： Rmin=L/ sinma

33、x 对下图所示两种 汽车转向行驶时，都可得到下列理想的或近似理想的关系：cot1=cot1+B/L1 cot2=cot2+B/L2 在理想状态下，最小转弯半径Rmin和最大外转向轮偏转角max的关系为： Rmin=L/ 2sinmax三.汽车转向系统的组成和结构 汽车转向系统主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构和转向加力装置等组成。1.转向操纵机构的组成:转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。包括转向盘、转向轴、转向柱管及其吸能装置、上万向节、下万向节、转向传动轴等。 2.转向器的结构a.齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构，适合与麦弗逊式独立悬架配

34、用，常用于轿车、微型货车和轻型货车。目前，轿车普遍采用的都是齿轮齿条式转向器，其基本组成如下图所示。 b.循环球式转向器 循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车，也用于部分轻型越野汽车。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，使螺母沿轴向移动。同时，在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成“球流”。 c.蜗杆曲柄指销式转向器 具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的球轴承上，蜗杆与锥形指销相啮合，指销用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时，指销沿蜗杆螺旋槽上下移动，并带动曲柄及摇臂轴转动。3.转向传动机构 从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运