汽车构造（下册） 课件 第19章 汽车转向系统

第19章汽车转向系统2025/1/2119.1概述19.2机械转向系统19.3动力转向系统19.4四轮转向系统第19章

汽车转向系统2转向系统的功用：按照驾驶人的意图改变和保持汽车的行驶方向。由驾驶人操纵，转向轮偏转和回位的一套机构，称为汽车转向系统。19.1概述1.汽车转向系统的类型与组成按转向能源的不同，分为：机械转向系统和动力转向系统。19.1概述（1）机械转向系统以驾驶人的体力作为转向动力源的转向系统。其中所有传力件都是机械的。19.1概述1.汽车转向系统的类型与组成（1）机械转向系统组成：转向操纵机构、转向器、转向传动机构。转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成；转向器是将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构；转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按照一定关系进行偏转的机构。19.1概述1.汽车转向系统的类型与组成（1）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。正常情况下，驾驶员只提供一小部分能量。北京吉普切诺基汽车动力转向系统1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴

4.转向油管5.转向液压泵

6.转向油罐

7.转向节臂

8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器19.1概述1.汽车转向系统的类型与组成转向系统还有前轮主动转向系统、线控转向系统和四轮转向系统等形式。前轮主动转向（ActiveFrontSteering，AFS）系统主要是根据汽车行驶状况实时调节转向器的等效传动比，从而为驾驶人提供最适宜的转向灵敏度。在底盘一体化控制中，通过使前轮主动转向产生使汽车行驶稳定的力矩。线控转向（Steer-By-Wire，SBW）系统的最大特点是转向盘与转向轮之间没有机械连接。系统主要由转向盘模块、转向模块、控制器和传感器等组成。转向盘模块中的反力电动机的作用是向驾驶人提供合适的路感。四轮转向（FourWheelSteering，4WS)系统是指汽车转向过程中，四个车轮可根据前轮转角或行车速度等信号同时相对车身偏转。19.1概述2.对转向系统的要求1）工作可靠，转向轻便。2）转向机构应能减少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人员的伤害。19.1概述3.转向时车轮运动规律汽车转向行驶时，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。最小转弯半径转向轮内轮最大偏转角约为35°~42°之间，最小转弯半径一般约为5~12m。图19-3双轴汽车转向示意图

19.1概述3.转向时车轮运动规律

三轴汽车第一、第三桥转向四轴汽车双前桥转向

19.1概述4.转向系统角传动比1）转向器角传动比iω1：转向盘转角增量和转向摇臂转角的相应增量之比。（货车iω1=16～32；轿车iω1=12～20。）2）转向传动机构角传动比iω2：转向摇臂转角增量与同侧转向节的转角相应增量之比。3）转向系角传动比iω：转向盘转角增量与同侧转向节的相应转角增量之比。显然iω＝iω1×iω2

19.1概述4.转向系统角传动比想一想：利用此图进一步理解什么是转向器角传动比？什么是转向传动机构角传动比？19.1概述4.转向系统角传动比转向操纵性能并不完全取决于转向系，还与行驶系有关。转向系角传动比iω愈大，则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愈小，但iω不能过大，iω过大将导致转向操纵不够灵敏，即转向盘转动的圈数增加。转向传动机构角传动比iω2一般为1左右。转向器角传动比iω1，货车约为16~32，轿车约12~20。转向系角传动比iω主要取决于转向器角传动比iω1。

第一节转向系统概述19.2

机械转向系统一、转向器1.转向器的作用与类型转向器是转向系统中的减速增力传动装置。功用：增大由转向盘传到转向节的力,并改变力的传动方向。类型：按传动副的结构形式：齿轮齿条式转向器循环球式转向器蜗杆曲柄指销式转向器第一节转向系统概述19.2

机械转向系统一、转向器2.转向器传动效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。当作用力从转向盘传到转向摇臂时称为正向传动（相应的传动效率称为正传动效率）；反之，转向摇臂所受到的道路冲击力传到转向盘，称为逆向传动（相应的传动效率称为逆传动效率）。根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不可逆式转向器和极限可逆式转向器三种类型。可逆式转向器：正、逆传动效率都很高；有利于汽车转向后转向轮自动回正，但也容易将坏路对车轮的冲击力传到转向盘，出现“打手”现象；常用于在良好路面行驶的汽车。不可逆转向器正传动效率高，逆传动效率为零。极限可逆式转向器正传动效率高，逆传动效率较低。可感受到一定的路感，转向轮也可实现自动回正，路面只有在冲击力很大时，方能部分传到转向盘。对于中型以上的越野汽车、工矿用自卸汽车多采用这种形式转向器。第一节转向系统概述19.2机械转向系统一、转向器2.转向器传动效率所有的转向器都要求正传动效率要高，这样转向力通过转向器时损失少，转向操纵轻便灵活。好的转向器应有适当的逆传动效率，使驾驶员通过操纵转向盘既能对道路情况有明显的“路感”，但又不会使路面不平对转向盘产生过大的冲击。第一节转向系统概述19.2机械转向系统一、转向器3.转向盘自由行程转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘自由行程。由于在转向器、转向系各连接零件之间和传动副之间总存在装配间隙，且此间隙会随着零件磨损而增大。当汽车转向时，必须转动方向盘消除这些间隙和克服机件的弹性变形使车轮开始偏转，这一阶段是转向盘空转阶段。好处：对于缓和路面冲击及避免驾驶员过度紧张是有利的。GB7258-2012规定：最高设计车速≥100km/h的机动车转向盘的最大自由转动量不允许大于15º；其他机动车不允许大于25º。若超过此规定值，则必须进行调整。。调整：通过转向器传动副的啮合间隙和轴承间隙来实现。第一节转向系统概述一、转向器4.齿轮齿条式转向器齿轮齿条转向器在车上的布置第一节转向系统概述一、转向器1.齿轮齿条式转向器1）中间输出式图19-5中间输出的齿轮齿条式转向器1-调整螺塞2-罩盖3-压紧弹簧4-压簧垫块5-转向齿条6-转向齿轮轴7-球轴承8-转向器壳体9-转向齿轮10-滚柱轴承11-转向横拉杆12-拉杆支架13-转向节调整螺塞1可用来调整压簧的预紧力。压紧弹簧3不仅起消除啮合间隙的作用，而且还是一个弹性支承，可以吸收部分振动能量，缓和冲击。第一节转向系统概述一、转向器1.齿轮齿条式转向器2）两端输出式其结构及工作原理与中间输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于其转向横拉杆安装在齿条的两端。1.齿轮齿条式转向器特点：转向传动机构简单(不需转向摇臂和转向直拉杆等)，质量轻，齿轮齿条无间隙啮合无须调整，而且逆传动效率很高，转向灵敏。应用：适合与麦弗逊式独立悬架配用。广泛应用于轿车和轻型及微型货车上。例如，奥迪、桑塔纳、夏利等轿车，天津TJ1010型微型货车以及南京依维柯轻型货车。一、转向器5.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。一、转向器2.循环球式转向器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"。一、转向器2.循环球式转向器转向螺杆转动时，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。一、转向器6.蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。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，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。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。一、转向器6.蜗杆曲柄指销式转向器一、转向器图19-8蜗杆曲柄指销式转向器1-曲柄2-指销3-转向蜗杆4-摇臂轴5-转向摇臂6-转向器壳体蜗杆曲柄双指销式转向器二、转向操纵机构1.转向操纵机构的组成及布置作用：将驾驶员转动方向盘的操纵力传给转向器。组成：由转向盘、转向轴、转向柱管、上万向节、下万向节和转向传动轴等组成。1-转向盘2-转向管柱3-橡胶垫4-转向管柱支架5-转向管柱支座6-转向操纵机构支架7-转向轴限位弹簧8-上万向节9-转向传动轴10花键防护套11-下万向节12-转向器13-转向摇臂14转向轴15-转向轴衬套第二节转向操纵机构二、转向操纵机构2.转向盘1）转向盘构造主要由轮缘（圈）、轮辐和轮毂等组成。轮辐和轮缘的心部有钢、铝或镁合金制的骨架，外表通过注塑方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。转向盘和转向轴一般是通过花键或带锥度的细花键连接，端部通过螺母轴向压紧固定。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构2.转向盘轮辐一般为三根辐条或四根辐条，也有用两根辐条的。转向盘上都装有喇叭按钮,很多轿车的转向盘上还装有安全气囊。转向盘下方左侧装有转向信号灯开关和变光开关拨杆,其下方右侧装有风窗刮水器和洗涤器拨杆。另外有些轿车还将巡航控制开关也安装在转向盘上。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构3.转向轴和安全转向管柱转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，通常还在转向操纵机构上增设相应的安全、调节装置。安全式转向柱有可分离式安全操纵机构和缓冲吸能式转向操纵机构。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构3.转向轴和安全转向管柱（1）可分离式安全转向操纵机构此类转向操纵机构的转向轴分为上、下两段，两段用柔性联轴器连接。当发生猛烈撞车事故时，迫使转向盘、转向轴等部件向后移动。与此同时，在惯性作用下驾驶人身体向前冲，致使转向轴上的上凸缘盘的柱销销迅速从下转向轴凸缘盘销孔中脱开，从而形成缓冲而减少对驾驶人的伤害。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构3.转向轴和安全转向管柱（2）缓冲吸能式转向操纵机构缓冲吸能式转向操纵机构从结构上能使转向轴和转向管柱在受到冲击后，轴向收缩并吸收冲击能量，从而有效地缓和转向盘对驾驶人的冲击，减轻其所受伤害的程度。汽车撞车时，首先车身被撞坏（第一次碰撞），转向操纵机构被后推，从而挤压驾驶人，使其受到伤害；接着，随着汽车速度的降低，驾驶人在惯性力的作用下前冲，再次与转向转向操纵机构接触（第二次碰撞）而受到伤害。缓冲吸能式转向操纵机构对这两次冲击都具有吸收能量、减轻驾驶人受伤程度的作用。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构3.转向轴和安全转向管柱（2）缓冲吸能式转向操纵机构1）网状管柱变形式转向操纵机构上转向轴套装在下转向轴的内孔中，两者通过塑料销结合在一起（也有采用细花键结合的），并传递转向力矩。塑料销起安全销的作用。这种转向操纵机构的转向管柱的部分管壁制成网格状，使其在受到压缩时很容易轴向变形，并消耗一定的变形能量。另外，车身上固定管柱的托架也是通过两个塑料安全销与管柱连接的。当这两个安全销被剪断后，整个管柱就能前后自由移动。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构3.转向轴和安全转向管柱（2）缓冲吸能式转向操纵机构2）波纹管变形吸能式转向操纵机构上转向轴5和下转向轴1之间通过细齿花键7结合并传递转向力矩，同时它们两者之间可以做轴向伸缩滑动。1-下转向轴

2-转向管柱压圈

3-限位块4-转向管柱护盖5-上转向轴6-上转向管柱7-细齿花键8-波纹管9-下转向管柱下转向轴1的外边装有波纹管8，它在受到冲击时能轴向收缩变形并消耗冲击能量。第二节转向操纵机构二、转向操纵机构4.可调节式转向柱有的还装有能改变转向盘的工作角度和转向盘的高度(转向轴轴向长度)的机构，使驾驶人可以在一定的范围内调节转向盘位置。转向柱调节的形式分为倾斜角度调节和轴向位置调节两种。图19-15转向轴倾斜角度调整机构1-枢轴2-转向柱管3-长孔4-调整手柄5-锁紧螺栓6-下托架7-倾斜调整支架第二节转向操纵机构三、转向传动机构作用：将转向器输出的力和运动传给转向轮，使两转向轮偏转角按一定关系变化，以实现汽车顺利转向。按照悬架的分类可分为与非独立悬架配用的转向传动机构和与独立悬架配用的转向传动机构。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆6和左、右梯形臂5组成的转向梯形一般布置在前桥之后，如图（a）所示。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，梯形臂5与横拉杆6在与道路平行的平面(水平面)内的交角＞90°。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前，此时上述交角＜90°，如图（b）所示。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在汽车的横向左右摆动，则可将转向直拉杆3横置，并借球头销直接带动转向横拉杆6，从而推使两侧梯形臂转动，如图（c）所示。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构（1）转向摇臂循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接，小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链连接。其小端带有球头销，以便与转向直拉杆作空间铰链连接。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构（2）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(或转向节臂)。它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，以保证工作可靠。直拉杆的典型结构如图所示。在转向轮偏转或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，为了不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构（3）转向横拉杆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，因此多用高强度冷拉钢管制造。转向横拉杆两端有螺纹，一端为左旋，另一端为右旋，与横拉杆接头旋装连接。旋松夹紧螺栓后，转动横拉杆体，可改变转向横拉杆的长度，从而调整转向轮前束。第二节转向操纵机构三、转向传动机构1.与非独立悬架配用的转向传动机构（3）转向横拉杆第二节转向操纵机构三、转向传动机构2.与独立悬架配用的转向传动机构当转向轮独立悬挂时，每个转向轮分别相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须断开。1-转向摇臂2-转向直拉杆3-左转向横拉杆4-右转向横拉杆5-左梯形臂6-右梯形臂7-摇杆8-悬架左摆臂9-悬架右摆臂10-齿轮齿条式转向器第二节转向操纵机构三、转向传动机构2.与独立悬架配用的转向传动机构红旗CA7560轿车的转向传动机构19.3动力转向系统动力转向系统，是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能），并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加不同方向的辅助作用力，使转向轮偏摆以实现汽车转向的一系列装置。功用：兼顾汽车转向操纵省力且反应灵敏两方面的要求。限制转向系统的减速比；原地转向时，能提供必要的助力；汽车转弯时,减小对转向盘的操作力；限制车辆高速或在薄冰上的助力，具有较好的转向稳定性；在动力转向装置失效时，能保持机械转向系统有效工作。19.3动力转向系统分类：按传能介质不同分为：气压式动力转向装置液压式助力转向系统电动式助力转向系统工作压力和工作灵敏度高，结构紧凑、外廓尺寸较小，液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。通常需要微机控制应用于一部分前轴最大轴载质量3～7t，采用气压制动系统的货车和客车。一、液压式助力转向系统液压式助力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套助力转向装置而成的。主要由转向油罐、液压管路、转向液压泵、转向控制阀、转向动力缸等组成。一、液压式助力转向系统1.液压式助力转向系统的类型按机械转向器、转向控制阀、转向动力缸三者的组合及相对位置可有三种布置方案：一、液压式助力转向系统1.液压式助力转向系统的类型1）整体式动力转向器：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，这种三合一的部件称为整体式动力转向器。一、液压式助力转向系统1.液压式助力转向系统的类型2）半整体式动力转向器：这种方案只将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该部件称为半整体式动力转向器，转向动力缸则做成独立部件。一、液压式助力转向系统1.液压式助力转向系统的类型3）转向加力器：这种方案是将机械转向器作为独立部件，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件，称为转向加力器。一、液压式助力转向系统1.液压式助力转向系统的类型按照转向控制阀的布置方式不同，分为滑阀式转向控制阀和转阀式转向控制阀。液压式助力转向系统按照液流形式不同，可分为常压式液压助力系统和常流式液压助力系统。常流式液压助力转向系统的优点是结构较简单，管路的负荷要比常压式液压助力转向系统小，功率消耗较小，故现在大部分汽车采用常流式液压助力转向系统。一、液压式助力转向系统2.常流式液压转向加力装置特点：转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，油泵基本处于空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。常流式的优点是结构简单，液压泵寿命长，泄露较小，消耗功率较小。因此广泛采用。一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统国产轿车广泛采用转阀式液压助力转向系统阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀，称为转阀式转向控制阀，简称转阀。图19-24转阀式液压助力转向系统1-带轮2-转向液压泵3-转向油罐4-液压软管5-转向控制阀6-金属油管7-转向动力缸8-横拉杆9-转向节臂10转向动力缸活塞11-齿轮齿条式转向器一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统由扭杆1、阀芯2和阀套6等组成。阀套为圆筒形，在其外圆柱形表面上制有三道较宽而深的油环槽7和四道较窄而浅的密封环槽8；各油环槽底开有与内壁相通的油孔5。分别与转向液压泵及转向动力缸相通.1-扭杆2-阀芯3-阀芯凹槽4-纵向阀套凹槽5-油孔6-阀套7-油环槽

8-密封环槽B-通转向液压泵L、R-通转向动力缸左、右腔G-通转向油罐构造图截面图一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统阀套的内表面有六条（或八条）不贯通的纵向阀套凹槽4。阀芯2也制成圆筒形，其外表面上也加工有六条（或八条）不贯通的阀芯凹槽3，相应地在阀芯外表有六个（或八个）凸肩，1-扭杆2-阀芯3-阀芯凹槽4-纵向阀套凹槽5-油孔6-阀套7-油环槽

8-密封环槽B-通转向液压泵L、R-通转向动力缸左、右腔G-通转向油罐构造图截面图一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统凸肩分别与阀套的内槽肩和纵向槽配合，形成液体流动间隙，叫做转阀的预开隙。1-扭杆2-阀芯3-阀芯凹槽4-纵向阀套凹槽5-油孔6-阀套7-油环槽

8-密封环槽B-通转向液压泵L、R-通转向动力缸左、右腔G-通转向油罐构造图截面图一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统阀芯2外表面与阀套内表面滑动配合，二者可相对转动，配合间隙很小，配合精度很高，不可互换。只有通过扭杆1的扭转变形二者才可以相对转动。一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统汽车直线行驶时，阀芯与阀套的位置关系如图中所示。油泵来的液压油流向左右动力缸及回油缸，左右动力缸油压相等，更由于油路连通回油道而建立不起高压，因此没有助力作用，汽车保持直线行驶状态。一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统驾驶员向右转动方向盘时，转向轴带动扭力杆顺时针转动，扭力杆端头与阀芯以销钉连接，带动阀芯转动一个角度，与阀套的相对位置发生改变，进油口一侧的预开隙被关闭，另一侧的预开隙开度打开，使得大部分或全部来自泵的液压油流入右动力缸，起到转向助力的作用，促进汽车右转。同时活塞左缸的油液被压出，流回转向油罐。一、液压式助力转向系统维持转向—当转向盘停在某一位置不再继续转动时，阀芯与阀套相对位移减小，左右动力腔油压差减小。但仍有一定的助力作用，此时的助力力矩与车轮的回正力矩相平衡，使车轮维持在某一转向位置上。“渐进随动作用”——在转向过程中，如果转向盘转动的速度快，阀芯与阀套的相对角位移量也大，左、右动力腔的油压差也相应加大，转向轮偏转的速度也加快；如转向盘转动的慢，转向轮偏转的速度也慢，若转向盘转在某一位置上不变，则转向轮也转在某一位置上不变。转向后回正——转向后需回正时，如果驾驶员放松转向盘，阀芯回到中间位置，失去了助力作用，此时转向轮在回正力矩的作用下自动回位，若驾驶员同时回转转向盘时，转向助力器助力，帮助车轮回正。如果液压助力装置失效，即变成机械转向器。一、液压式助力转向系统3.转阀式液压助力转向系统一、液压式助力转向系统国产轿车几乎都采用转阀式的整体式动力转向器。一、液压式助力转向系统国产轿车几乎都采用转阀式的整体式动力转向器。一、液压式助力转向系统桑塔纳2000轿车动力转向系统油路。一、液压式助力转向系统捷达轿车整体式动力转向器第五节液压助力转向系统一、液压式助力转向系统4.转向液压泵功用：转向油泵是液压助力转向系统的供能装置，其作用是将输入的机械能转换为液压能输出。类型：转向液压泵的结构形式有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等。叶片式液压泵因为结构紧凑、输油压力脉动小、输油量均匀、运转平稳、性能稳定、使用寿命长等好处，被现代汽车广泛采用，叶片式转向液压泵又分为：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵。双作用式叶片泵应用最广泛。第五节液压助力转向系统一、液压式助力转向系统4.转向液压泵——双作用式叶片泵图19-28双作用式叶片泵的结构1-左配油盘2、8轴承3-驱动轴4-定子5-左配油盘6-后泵体7-前泵体9-密封圈10端盖11-叶片12-转子13-螺钉第五节液压助力转向系统一、液压式助力转向系统4.转向液压泵——双作用式叶片泵1.进油口2.叶片

3.定子4.出油口

5.转子

当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的内表面上。其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。由于转子每旋转一周，每个工作腔都各自吸、压油两次，故将这种型式的叶片泵称为双作用式叶片泵。双作用叶片泵有两个吸油区和两个排油区，并且各自的中心角是对称的，所以作用在转子上的油压作用力互相平衡。因此，这种油泵也称为卸荷式叶片泵。一、液压式助力转向系统4.转向液压泵——叶片式转向油泵第五节液压助力转向系统一、液压式助力转向系统5.转向油罐转向油罐的作用是储存、滤清并冷却液压助力转向系统的工作油液。转向油罐上面有表示的液面高度的标识。如果液面高度太低，将使助力转向系统渗入空气，造成汽车转向操作不稳，忽轻忽重或有噪音。转向油罐油面的检查方法普通动力转向系统操纵灵活、轻便，但其动力放大倍数是固定的，这样会使停车或低速行驶时的转向轻便、灵活与在高速行驶的操纵稳定性不可同时兼顾。电动助力转向系统（EPAS)是直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统；他可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。其驾驶轻便性、操纵稳定性更高。二、电动式助力转向系统1.电动式助力转向系统的组成及工作原理组成：转矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等。二、电动式助力转向系统图19-31电动式助力转向系统示意图1-转矩传感器2-转向轴3-减速机构4-齿轮齿条式转向器5-电磁离合器6-电动机7-电控单元（ECU）首先，转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的操纵力矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后将这两个信号传递给ECU；ECU根据内置的控制策略，计算出理想的目标助力力矩，转化为电流指令给电机；1.电动式助力转向系统的组成及工作原理组成：转矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等。二、电动式助力转向系统图19-31电动式助力转向系统示意图1-转矩传感器2-转向轴3-减速机构4-齿轮齿条式转向器5-电磁离合器6-电动机7-电控单元（ECU）然后，电机产生的助力力矩经减速机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的操纵力矩一起克服转向阻力矩，实现车辆的转向。并且可实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。3.电控动力转向系统（EPAS)的优点1）节省空间；2）质量小；3）节省动力4）容易集成二、电动式助力转向系统2.EPAS系统的类型根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种类型。二、电动式助力转向系统3.EPAS系统的关键部件EPAS系统的关键部件主要有转角传感器、转矩传感器、车速传感器、助力电动机、减速机构和电控制单元等。二、电动式助力转向系统3.EPAS系统的关键部件（1）转矩传感器功用：转矩传感器用于实时检测转向盘转矩大小,并将信号输送到EPAS系统的电控单元。转角传感器用于实时检测转向盘的转动方向以及转向盘的位置；二、电动式助力转向系统图19-33接触式转矩传感器1-转向小齿轮2-滑环3-转向轴4-扭杆5-信号输出端6-电位计3.EPAS系统的关键部件（1）转矩传感器原理直驶时（图示位）U、T两端加连续的Ui，每个极靴的磁通量相等，在V、W两端输出Uo=0。二、电动式助力转向系统转向时，各个极靴的磁通量变化，在V、W两端出现了电位差。Uo=kUiθ，所以测出V、W两端电位差，就可测出扭力杆的扭转角θ，也就知道了转向盘的转动扭矩。二、电动式助力转向系统ECU根据传感器输出电压的高低，即可判定转向盘的转动方向和转动角度。3.EPAS系统的关键部件（1）转矩传感器转矩传感器输出特性二、电动式助力转向系统电动机是EPAS系统的动力源，是EPS系统的执行元件。功用：根据ECU的指令输出适当的辅助转矩。目前EPS系统的助力电动机通常有永磁直流电动机、直流无刷电动机和开关磁阻电动机等。大部分用永磁式直流电机。最大电流为30A左右，电压为DC12V，额定转矩为10N·m。3.EPAS系统的关键部件（2）电动机二、电动式助力转向系统EPS系统对助力电动机的基本要求是:1）应具有高的可靠性,大的功率,低噪声和振动,较低的摩擦转矩,较小的体积和重量；2）能够在堵转下输出转矩；3）有良好的机械特性,在工作过程中,转矩波动尽量要小；4）转动惯量应尽可能的小;应能快速的反转。电动机的特性直接影响到EPS系统控制的难易程度和驾驶员的手感。3.EPAS系统的关键部件（2）电动机二、电动式助力转向系统减速机构的主要作用是降低电动机转速，使之适合转向速度的要求，同时增大转向力矩EPS系统的减速机构常采用蜗轮蜗杆机构、循环球螺杆螺母、行星齿轮机构等。为了保证EPS系统只在预先设定的车速范围内起作用,有的EPS系统还配用离合器。3.EPAS系统的关键部件（3）减速机构二、电动式助力转向系统当电流通过滑环进入线圈时，主动轮产生电磁吸力，使压板与主动轮压紧。电动机的动力经主动轮、压板、花键、从动轴传递给减速机构。当车速达到43～52km/h时，就不需要电动机助力，电磁离合器分离。另外，当电动机故障时，离合器会自动分离，这时仍可手动控制转向。3.EPAS系统的关键部件（4）电磁离合器二、电动式助力转向系统3.EPAS系统的关键部件（5）车速传感器车速传感器用来测量车速的大小。车速传感器一般采用电磁感应式传感器,安装在变速箱上。（6）电控单元（ECU）ECU的功能是根据转向盘转角、转矩和车速信号,进行逻辑分析与计算后,发出指令,控制助力电动机的动作。此外,ECU还有安全保护和自我诊断功能。ECU通过采集电动机的电流、发电机电压、发动机工况等信号判断其系统工作状况是否正常,一旦系统工作异常,助力将自动取消,同时ECU将进行故障诊断分析。二、电动式助力转向系统电动式助力转向系统的控制原理三、线控转向系统汽车线控转向系统（SBW）取消了转向盘与转向轮之间的机械连接，完全由电能实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，不但可以自由设计汽车转向的力传递特性，设计汽车转向的角传递特性，通过控制算法实现智能化车辆转向，而且比传统转向系统更加节省安装空间，质量更轻。三、线控转向系统1.线控转向系统结构组成由转向盘总成、转向执行总成和电控单元(ECU)三个主要部分以及自动故障处理系统、电源等辅助系统组成。三、线控转向系统1.线控转向系统结构组成汽车线控转向系统控制原理。三、线控转向系统2.线控转向系统与电动式助力转向系统的区别主要差异：线控转向取消了转向盘与车轮之间的机械连接，用传感器获得方向盘的转角数据，然后ECU将其折算为具体的驱动力数据，用电机推动转向机转动车轮。而电动式助力转向系统则根据驾驶人的转角来增加转向力。线控转向的缺点是需要模拟一个方向盘的力回馈，因为方向盘没有和机械部分连接，驾驶人感觉不到路面传导来的阻力，会失去路感，不过在无人车上，就无需考虑这个问题了。19.4四轮转向系统（4WS）1.4WS汽车转向方式典型4WS汽车前、后轮的偏转规律如下。（