第十章 轮式机械转向系.ppt

1、第十章 轮式机械转向系,思考与重点,1前轮转向、后轮转向、全轮转向的工 作特点，纯滚动的条件； 2动力转向、随动及正开口、负开口的 概念； 3机械反馈动力转向、静液压转向的特 点及工作原理； 4966D流量放大动力转向系统的工作原 理。,第一节 轮式转向系简介,转向系的功能改变车辆行驶方向和保持直线行驶。 轮式转向系组成转向器、转向机构、动力转向装置。 转向系分类 按转向方式分： 按转向原理分： 机械式（人力转向）； 液压式（带液压转向助力器) ； 混合式（带气动和液压转向助力器）。 或人力与动力转向。,汽车转向系组成： 转向器（方向盘空程转角1015）； 转向机构； 转向主销8，转向节。,循

2、环球式转向器,对转向系的要求 1可靠性高零件刚度、强度、寿命足够；动力转向油路出现故障时，人力可确保转向； 2操纵轻便：作用力小，人机系以20N为宜； 3转向灵活：转向圈数不宜过多（22.5圈）； 4符合人机系的要求：方向盘可自动回正，工作稳定，司机有“路感”； 5使用经济、结构合理： 车轮转向时应纯滚动，无侧滑，减小轮胎磨损及无功损耗； 结构简单，调整、维护方便。,第二节 转向方式 1 偏转车轮转向 前轮转向 后轮转向 全轮转向。 纯滚动条件： 所有车轮绕一个瞬时中心转动，满足 ctg-ctg=M/L 外驱动轮转速大于内驱动轮转速，故装差速器。,M主销中心距 L轴距,1前轮转向：R前外R后外

3、符合人们习惯，,行车安全；如工作装置在前，则前轮偏转角度受受限，且载荷大、转向沉重，不适用。 最小转弯半径R外轮心至回转瞬心的距离。 转向角传动比i ： i = i i i 方向盘转角与转向垂臂摆角之比； i 转向节臂与转向垂臂投影长度之比。 2后轮转向：R后外R前外司机必须同时注意前后轮位置，不利于行车安全； 克服方法：设计工作装置伸出前轮两边，使其外缘转向半径= R后外。,3全轮转向：通过换向器可实现前轮、后轮单独转向，全轮转向或斜行。 特点： 可使轴距大的车辆（如平地机、凿岩台车等）转向灵活； 转弯半径小； 可斜行或横坡作业； 结构复杂、制造成本高。 2 铰接式转向 特点： 前后车架垂直

4、铰接；转向缸缸体铰于前车架上，活塞杆铰于后车架上； 转向油缸比转向桥简单；,全轮转向转弯半径小； 前后轮易同辙（轮差随铰点前后距离定），行车安全； 工作装置在前，易对准工作面； 转向稳定性差，不可自动回位。,第三节 转向器 功能将方向盘的转动变为转向垂臂的摆动，并放大操纵力，并通过传动机构传给转向节（P180页）。 分类 1 球面蜗杆滚轮式 转向原理：方向盘1转动球面蜗杆5转动滚轮9沿蜗杆臂滚动垂臂轴10转动垂臂11摆动纵拉杆转向节臂主销（梯形机构主销）转向节。,间隙调整： 蜗杆轴承间隙垫片7(取垫隙小、增垫隙大)； 滚轮蜗杆啮合间隙调整端部垫片15（增垫隙小、取垫隙大）。 2 循环球齿条齿扇

5、式 两级传动副：一级球面螺母、螺杆（即齿条），齿条外侧装两根钢球环流导管；二级齿条、齿扇，且齿扇变齿厚（拧进隙小、拧出隙大）。 为减少磨擦阻力,螺母和螺杆之间装有循环球。 转动螺杆,螺母随着轴向移动,通过齿条齿扇 使转向摇臂轴转动.,3 曲柄指销式 由指销（旋转销）和螺杆啮合。指销式角传动比变化。,蜗杆滚轮式角传动比为一变值。 方向盘转角 垂臂摆动角 R球面蜗杆侧面节圆半径； RK滚轮摆动中心到蜗杆侧面节圆距离； t蜗杆螺距。 曲柄指销式传动比： 同样节距内在两端曲柄转角大，故传动比中间大两边小。 中小机械，要求转向轻，中间大两头小；大型机械 要求机动性，中间小两头大。,4 转向器传动的可逆性

6、 1不可逆式：蜗杆螺旋角摩擦角 传动不可逆、自锁；方向盘至转向装置单向传动 无路面冲击反馈， 零件易磨损，操作无路感。 2可逆式： 蜗杆螺旋角 摩擦角 无自 锁作用；转向器 可正向、反向传动 ，传动效率高，轻 便； 当车轮,偏离直线行驶位置或转向后，路面反力可使车轮方向盘自动回正，司机有路感； 在路况很差时行驶，会“打手”； 这种转向器应与液压减振器配合，利用液体阻尼作用缓和路面对方向盘的冲击。 3临界可逆式转向：蜗杆螺旋角略大于摩擦角 可逆向传动，操作很方便；逆传动时，由于摩擦损失很大（正传效率远大于逆传效率），操 纵稍有感觉。 有路感，方向盘可自动回正；不打手；效率低于可逆式。 转向器评价

7、指标：传动效率和可逆程度；角传动比；啮合间隙（中间小、两端大且可调或自调）。,第五节 机械反馈式动力转向 动力转向减轻劳动强度，转向轻便迅速，缓和路面冲击。（分机械反馈与液压反馈） 特点：除转向缸7、8，随动杆12与前车架相连系外，其余转向件均装于后车架上；随动阀与转向器一体灵敏度高；转向阀到转向缸油管较长，稳定性差；后副车架水平铰可使四轮着地；在拖转向时不可能人力使二车架转向；随动阀芯为负开口，刚性好，保持直线行驶，但随动准确性和灵敏度较差； 随动杆可为弹性件，长度可调节，直线行驶稳定； 转向阀弹簧可帮助转向回位，使操纵有路感（20) ；转向过程可分为：操纵响应反馈 回位 。,随动包括：位置

8、随动；力的放大。,开口b-a，常开式： 常闭式：,正开口：KF，关O口前先打开B口，灵敏度高，反应速度快，但不准确，位置精度低； 负开口：KF，先关O口，再打开B口，灵敏度低，反应速度慢，但可靠性好，位置精度高。,厦门ZL50：随动阀机能O型；蓄能器辅助供油（低速与拖转向），充油8.5MPa，卸载10MPa。,第六节 液压反馈随动式动力转向 1 ZL30型铰接式装载机的动力转向（全液压转向、P208页） 1组成：控制机构（转阀、摆线转子泵、梯形机构等）、转向油缸、转向泵等。 转向器结构：分转阀和摆线转子泵。转子泵7装在转向器下部，定子11与转向器壳体2螺栓连接；转向轴通过一槽口与阀芯1联接，驱

9、动轴8一端经弧形花键插在转子12花键孔里，另一端经槽口、小横轴6与阀套9联接，并且小横轴6穿过阀芯1上的锥形孔，阀芯1与阀套9浮动联接，允许相对转动8，经中央定位弹簧5定位。,摆线计量马达：动力转向时“随动”马达；人力（静液压）转向时油泵。 七腔互隔，前半部容积渐小、排油腔；后半部容积渐大，进油腔。 转速： nq=0 zx=6 zq=7 即：转子自转一周，同时反向公转六周 2工作原理： 动力转向： 中位：油泵1阀套4进油口P阀芯5阀套4出油口O油箱2。,右转：方向盘9使阀芯5克服回位弹簧6弹力右转，转阀处于上位； 阀套4进油口P阀芯5阀套4M1口计量马达M2口阀芯5阀套4C2口转向油缸8 车轮

10、右转；油缸8回油阀套4C1口阀阀芯5阀套4O口油箱。 同时，计量马达7转子（左公转、右自转）通过驱动轴带动阀套4右转，消除阀芯5、阀套4相对转角，转阀回中位，车轮停止右转 实现随动； 若要继续右转，必须继续向右转动方向盘，车轮转角大小、转子泵供油量多少、方向盘转角大小互成正比左转沿虚线转动。,手动静压转向： 方向盘9带动转子泵7转子自转并快速逆向公转，方向盘9每转一周，转子逆向公转六周，排出67=42腔油液。 方向盘9带动阀芯5相对阀套4转过最大允许角8后，阀芯5通过小横轴带动阀套4、驱动轴、转子一起转动，油路与动力转向时相同，转向缸回油经止回阀返回转子泵7进油口。 转向器高度比油箱液面0.5

11、m，装配时驱动轴上与横销轴线重合的花键齿，应正对转子齿谷中心的花键槽；此转向器无路感，转向轮不能自动回正。,2 966D型铰接式装载机动力转向 分先导系统和转向系统，由三联泵供油。 1直线行驶 转向控制阀两端无先导油压，转向阀芯居中，转向缸油口4、6被封闭，转向油压推开流量控制阀18经出油口5回油箱。 2左转向 方向盘左转，先导油出转向器2经左限位阀1阀芯中间环槽，进入转向控制阀9左端进口10，使阀芯右移，转向油经油口4进入左转向缸12小腔、右转向缸15大腔，车辆左转；油缸回油经油口6、油道5回油箱。,若方向盘停止左转，弹簧8伸张，转向阀芯左移，左端油被压入计量孔1，经油道3进入右端弹簧腔，阀

12、芯左移回中，转向缸油口4、6被封闭，若继续左转方向盘，则车轮继续左转到与方向盘相应的位置，且方向盘转动的快慢决定阀芯开口的速度、车轮转向的快慢，即转向随动。 3右转向：先导油进入弹簧腔，推动阀芯左移，转向油经油口6，进入左转向缸大腔，右转向缸小腔，车辆右转；同时油口6的压力油顶开梭阀16，经通道17作用在先导阀19及流量控制阀18上，转向阻力越大，转向油压越高，推动流量控制阀18阀芯左移，转向油流入转向缸更多；,若压力超过先导阀19调定压力，则先导阀19打开，流量控制阀18阀芯右移，转向油经计量孔卸荷。 左右限位阀1、3在转到极限转角时，撞针使限位阀阀杆下移，切断转向器2至转向阀9的先导供油，转向阀回中，转向角停止进一步增大，反转时转向阀9阀芯回油