陈家瑞《汽车构造》之转向系统

转向系统第一节概述

汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。一、转向系统的类型及组成

1、机械转向系统按转向能源的不同，分为以驾驶员的体力(手力)作为转向能源的转向系统

。1、与独立悬架配用的机械转向系统2、与非独立悬架配用的机械转向系统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组成：转向操纵机构、转向器、转向传动机构

转向梯形：由前轴（前桥），左、右转向梯形臂，转向横拉杆组成的机构。作用：使两前轮在转向时，具有一定的相互关系。避免汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎的过快磨损，以保证汽车转向时所有车轮在地面上作纯滚动。

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。

2、动力转向系统机械转向系统＋转向加力装置＝动力转向系统转向加力装置有：转向油泵、转向控制阀、转向动力缸、转向油罐及油管等转向直拉杆转向节臂转向摇臂转向器转向减振器转向横拉杆转向油罐转向油泵转向控制阀转向油管二、对转向系统的要求1、要求工作可靠，操纵轻便。2、转向机构还应能减小地面传到转向盘上的冲击，并保持适当的"路感"。3、当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。三、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕一个中心点O转动。ctgα=ctgβ+B/L理想关系式：转向中心O：汽车转向时，所有车轮轴线的交点，称转向中心。

转向（弯）半径R:转向中心O到外转向轮与地面接触点之间的距离。R=L／sina最小转向半径Rmin：当外转向轮偏转角达到最大值时的偏转半径。Rmin＝L/sinamax

四、转向系统的角传动比iω

１、转向器角传动比iω1：转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。

２、转向传动机构角传动比iω2：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。３、转向系统角传动比iω：转向盘转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角增量之比。iω＝iω１iω2

4、转向系统的力传动比：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。5、iω的选取：兼顾转向省力和转向灵敏。iω1增加，省力，但不灵敏。iω1减小，灵敏，但费力。

货车：iω1＝１６～３２轿车：iω1＝１２～２０一、转向器的传动效率及转向盘自由行程1、转向器的传动效率：转向器的输出功率与输入功率之比；正效率:功率由转向轴输入，由转向摇臂输出时求得的效率。逆效率：和上述相反。转向器的传动效率对使用的影响：正效率要求高；具有合适的逆效率；逆效率高，会引起“打手”现象，但是转向后方向盘和车轮自动回正性能好，过载不会损坏转向器。逆效率低，方向盘不会受到冲击，但会丧失路感，无法自动回正。第二节转向器及转向操纵机构

常用转向器按照效率分类：可逆式：逆效率很高，能自动回正，路感很强，会“打手”，过载转向器不会损坏。在轿车、高速、高等级公路用车、采用动力转向的汽车上使用。不可逆式：逆效率为“0”，不能自动回正，没有路感，不会“打手”，过载转向器会损坏。现代汽车一般不使用。极限可逆式：逆效率略高于不可逆式。当外力小时，为不可逆；当外力大时，为可逆式，能自动回正，有路感，会轻微“打手”，过载转向器不会损坏。在一些工、矿用专线车上使用。2、转向盘的自由行程：转向盘在空转阶段中的角行程。作用：①缓和路面冲击，避免出现“打手”现象；②避免驾驶员过度紧张；③转向操纵柔和。过大：转向不灵敏，高速时会摆头。过小：造成操纵紧张，转向操纵时沉重。标准：在直线行驶状态下，方向盘向左、向右的自由转动量，各不得超过15度。当超过25－30度时，必须进行调整。二、转向器1、循环球式转向器（工作原理）特点：正效率很高（90－95％），因此操纵轻便，使用寿命长,工作平稳、可靠。但是其逆效率也很高，容易将路面冲击传到方向盘，在坏路面行驶时，容易出现打手现象。应用：对于较轻型的、前轴轴载质量不大而又经常在好路上行驶的汽车（广泛应用于各类各级汽车）。2、齿轮齿条式转向器（工作原理）（1）两端输出式（2）中间输出式特点：可以使传动机构简单，因此，转向系质量轻，容易制造；而且成本低、刚度大，使汽车有良好的操纵稳定性；正、逆效率都很高，多用在前轮为独立悬架的轻型和微型轿车上。三、转向操纵机构

1、组成及布置2、转向盘

3.转向轴和转向柱管的吸能装置

第三节转向传动机构

1、将转向器输出的力和运动传给转向节，使转向轮偏转；2、使两侧转向轮的偏转角满足：ctgα=ctgβ+B/L；以保证汽车转向时，车轮与地面的相对滑动尽可能小。一、功用二、与非独立悬架配用的转向传动机构1、转向传动机构的组成与布置：组成和布置形式因转向器位置和转向轮悬架的类型而定。2、转向摇臂转向摇臂的作用是把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆，进而推动转向轮偏转。

1.带锥度的三角形齿形花键2.转向摇臂3.球头销4.摇臂轴3、转向直拉杆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。

4.转向横拉杆

三、与独立悬架配用的转向传动机构

结构：转向梯形必须分成两段或三段，并且由在平行于路面的平面中摆动的转向摇臂直接带动或通过转向主拉杆带动。第四节动力转向器用以将发动机(或电机)输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为动力转向器。动力转向器的类型：按传能介质的不同，动力转向器有气压式和液压式两种。

根据机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者在转向装置中的布置和联接关系的不同，液压动力转向装置分为整体式（机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三者设计为一体）、组合式（把机械式转向器和转向控制阀设计在一起，转向动力缸独立）和分离式（机械式转向器独立，把转向控制阀和转向动力缸设计为一体）三种结构型式。l.转向操纵机构2.转向控制阀

3.机械转向器与转向动力缸总成

4.转向传动结构5.转向油罐

6.转向油泵

R.转向动力缸