转向系培训资料课件

转向系汽车底盘

汽车转向系统的作用就是保证按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统.概述汽车转向系统的类型和组成

功用：

汽车转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。分类:汽车转向系按转向能源的不同分机械转向系统和动力转向系统1.转向系术语

为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系统能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。

即所有轴线交于一点o理想关系式:cotα=cotβ＋B/L

L为两轴线间距离，B为两侧主销轴线与地面相交点间的距离，梯形机构大体上接近理想关系。最小转弯半径Rmin与外转向轮最大偏转角sinαmax的关系为

Rmin=L/

sinαmax1.1转向系统角传动比

转向盘的转角增量与相应的转向摇臂转角增量比成为转向器传动比。两个转向轮所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。转向系统的角传动比越小，驾驶员加于转向盘的手力也越小。角传动比越大，导致转向操纵不灵敏，所需要的转向盘转角过大。

2.机械转向系组成：转向操纵机构、转向器、转向传动机构转向盘转向轴转向万向节转向器转向摇臂转向直拉杆转向节臂转向节梯形臂横拉杆转向梯形2.1机械式转向系的工作过程

机械转向系统以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系统，其中所有传力件都是机械的。它是由左右转向节上的梯形臂和两端与梯形臂作球铰链连接的转向横拉杆组成。目前，转向操纵机构大多数采用万向传动装置。2.2转向操纵机构包括转向盘、转向柱管、转向轴、上万向节、下万向节.它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。（一）转向操纵机构的组成和布置转向盘转向轴转向万向节转向万向节（三）、转向轴和转向安全装置转向轴是连接转向盘和转向器的传动件转向柱管安装在车身上，支承着转向盘。转向轴从转向柱管中穿过桑塔纳轿车转向轴安全装置联轴节上转向轴下转向轴转向盘转向器功用：

转向器(也常称为转向机)增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向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。目前较常用的有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚轮式等

2.3转向器

概念概念：正向传动：作用力从转向盘传到转向摇臂的减速过程。逆向传动：转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘的过程。极限可逆式转向系：当地面冲击力很大时，冲击力才能传到转向盘上，即正效率远大于逆效率的转向器。转向盘自由行程：转动转向盘消除传动副之间的间隙后，车轮才偏转，此时转向盘转过的角度为转向盘自由行程。2.3.1循环球式转向器

循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中。导管内也装满了钢球。这样，两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球"流道"。

结构：如图第一级螺杆螺母传动副第二级齿条齿扇传动副结构：图2循环球式转向器工作过程特点：正传动效率很高，操纵轻便，使用寿命长。但逆效率也高，容易将路面冲击力传到转向盘上。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成"球流"。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。

循环球式转向系统结构两端输出齿轮齿条式转向器中间输出齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器转向过程：

转向盘→转向轴→万向节→转向器→转向轮

弹簧通过压块将此齿条压紧在转向齿轮上，以保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺钉调整。2.3.3蜗杆曲柄指销式转向器

蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。转向蜗杆转动时，与之捏合的直销绕摇臂轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。组成：摇臂轴、蜗杆、指销2.3.4转向器发展趋势在世界范围内，汽车循环球式转向器占45％左右，齿条齿轮式转向器占40％左右，蜗杆滚轮式转向器占10％左右，其它型式的转向器占5％。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的62．5％，发展到现今的100％了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65％，齿条齿轮式占35％。综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：·循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗杆滚轮式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。·在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90％；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50％，法国已高达95％。·由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。功用： 将转向器输出的力传给转向轮，且使二转向轮偏转角按一定的关系变化，实现汽车顺利转向。要求： 较大的刚度和强度 吸收振动、缓冲分类： 前置式、后置式 非独立悬架配用转向传动机构、独立悬架配用转向传动机构3.转向传动机构

3.1与非独立悬架配用转向传动机构组成：如图梯形机构在前桥之后θ＞900为防止运动干涉；梯形机构在前桥之前θ＜9003.1.1转向摇臂

大端与转向摇臂轴相连，小端与转向拉杆绞接。 摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向两边摆动时摆角大致相同。

3.1.2转向直拉杆作用：转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂（或转向节臂），它所受的力既有拉力、也有压力。结构：在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。接转向节臂螺塞调弹簧6的预紧度油嘴球头销直拉杆体接转向摇臂3.1.3转向横拉杆作用：转向横拉杆是联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆，它在汽车行驶过程中反复承受拉力和压力。结构：两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装到横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。横拉杆体两端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，可改变横拉杆的总长度，来调节前轮前束.企标Q/RT020相关规定转向横拉杆（Steeringtierod）由内接球头和外接球头两部分组成，对应的英文缩写为IBJ(Innerballjoint)和OBJ

(Outerballjoint).外接球头内接球头3.2与独立悬架配用转向传动机构4.动力转向系机械转向器转向摇臂转向拉杆转向节梯形臂转向横拉杆转向油罐转向油泵转向控制阀

转向动力缸

动力转向系统是在机械转向系统基础上设置的动力转向装置组成：主要有转向油罐、转向液压油泵、转向控制阀、转向动力缸

4.1动力转向器

动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机(或电机)的动力为转向能源的转向系统，它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。功用： 在转向阻力较大时，可以减轻驾驶员的疲劳强度，改善转向系统的技术性能。按工作介质分类：

液压式：工作时无噪声，工作滞后时间短，且能吸收来自不平路面的冲击。

气压式：用在前轴最大轴载质量为3~7吨并采用气压制动的货车或轿车上。

4.2动力转向类型按部件位置整体式动力转向系半整体式动力转向系转向加力器按转向能源液压动力转向系气压动力转向系4.2.1气压动力转向系采用气压制动的汽车前轴载质量为3—7吨重型汽车不采用（气压低于0.7MPa，部件大）应用4.2.2液压动力转向系特点工作压力大，10MPa部件尺寸小系统工作无噪声工作滞后时间短吸收不平路面的冲击应用广泛4.3动力转向系的组成及工作原理

1)常压式液压转向系机械转向器油罐储能器转向动力缸控制阀结构:常压动力转向的工作原理储能器压力定值时，油泵空转转向时，控制阀开启，动力缸工作—动力转向转向停止，控制阀关闭液压管路中总是高压储能器控制阀2)常流式液压转向系机械转向器动力缸控制阀油罐油泵流量控制阀安全阀单向阀常流式液压转向系主要部件的结构和工作原理转向控制阀：有滑阀式和转阀式两种滑阀转阀阀体沿轴向移动来控制油液流量阀体绕其圆心转动来控制油液流量流量控制阀用以限定转向油泵的最大流量安全阀用以限定转向油泵的最高压力单向阀转向油泵短路常流式液压转向系工作过程不转向，控制阀常开启；动力缸两腔均与低压油路相通，油泵空转转向时，控制阀工作；动力缸的相应油腔通输出油管，另一腔仍通回油管转向停止，控制阀随即回到中立位置5.动力传向器5.1.动力转向器的类型按机械转向器、转向控制阀和转向动力缸三者的组合及相对位置．有如下三种布置方案。整体式动力转向器半整体式动力转向器动力转向加力器（1）整体式：机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起。机械转向器动力缸控制阀油罐油泵单向阀单向阀流量控制阀（2）半整体式：将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，而动力缸则作为独立件机械转向器动力缸控制阀油罐油泵流量控制阀单向阀单向阀（3）转向加力器：机械转向器作为独立件，而控制阀和动力缸组合成一个部件机械转向器动力缸控制阀5.2工作原理转阀在中立位置时，动力缸的两腔相通，不起作用。转向时，控制阀使动力缸两腔产生油压差转向停止，控制阀回到中立位置1.阀套2.阀芯R.接右转向动力腔L.接左腔B.接油泵G.接油罐转阀的结构及工作原理结构:工作原理左右动力缸油压相等，汽车保持直线行驶转向时，阀芯与阀套的相对位置发生改变，液压油流入某一动力缸，促进汽车左转或右转6.四轮转向系

四轮转向是指通过安装在后桥上的后轮转向机构使得驾驶员能对汽车全部四个车轮进行转向操纵。采用四轮转向系统可改善汽车低速行驶时的操纵灵活性，提高车辆高速行驶时的稳定性和可控制性。1-转向模式选择信号2-反向二轮转向信号3-车速信号4-车轮转速传感器5-前转向齿轮箱6-方向盘7-万向节8-驱动轴9-中继杆10-中心轴11-副电机12-涡轮13-主电机14-转向角比例传感器15-扇齿轮

四轮转向系统主要由电子控制单元、车速传感器、转向角比例传感器和执行器构成，如右图所示。有关前轮转向的信息输送到电子控制单元(ECU)中，ECU处理后将控制执行器动作以实现后轮的转向。后轮的偏转量及偏转方向是根据相应控制算法并结合前轮的转向信息所决定的。1-转向盘；2-中间转向轴；3-后轮；4-前轮；5-油箱；6-油泵；7-液压释放回路；8-油管；9-回油管

四轮转向操纵系统如右图所示，它包括前轮转向机构和后轮转向机构。后轮转向机构通过转向传动轴机械地连接到前轮转向机构上，并且随着前轮转向角θF，控制后轮转动一个目标角度θR。在该系统中，控制单元通过一个设置在后轮转向机构中的后轮转向角度比率调整机构，控制后轮转向机构。后轮转向角度比率调整机构确定并调整前、后轮转向角度比率θS，其中：θS＝θR／θF。1-中间转向轴2-液压油泵3-步进电机4-后轮转向杆5-偏转轴6-摇臂7-锥齿轮8-连接杆9