汽車轉(zhuǎn)向原理簡介

1、目目 錄錄汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述概述機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系和氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系第一章第一章第二章第二章第三章第三章電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第四章第四章汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 我們知道，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)汽車方向盤時(shí)，車輪就會(huì)轉(zhuǎn)向。這是一種因果關(guān)系，不是嗎？但是，為了使車輪轉(zhuǎn)向，方向盤和輪胎之間發(fā)生了許多有趣的運(yùn)動(dòng)。 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 為了降低汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪的磨損，希望轉(zhuǎn)向時(shí)每個(gè)車輪都作純滾動(dòng)，即要求所有車輪的軸線都相交于一點(diǎn)。 汽車內(nèi)輪轉(zhuǎn)角與外輪轉(zhuǎn)角之間

2、的關(guān)系如下： 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 第第一章一章 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與組成汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類與組成 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng): 以駕駛員體力為轉(zhuǎn)向能源，所有傳力件是機(jī)械零件。 主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng): 駕駛員體力（小部分）和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力（大部分)為轉(zhuǎn)向能源。 組成：在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)向加力裝置。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成:汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述第二第二章章 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向

3、系統(tǒng) 機(jī)械轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式 循環(huán)球式 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系中減速增扭的傳動(dòng)裝置，其功用是增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力并改變力的傳動(dòng)方向。 目前應(yīng)用廣泛的是齒輪齒條式和循環(huán)球式。機(jī)械機(jī)械轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式1.1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 傳動(dòng)件：齒輪、齒條 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，質(zhì)量輕，制造容易，成本低；制造容易，成本低；轉(zhuǎn)向靈敏，正、逆效率高；轉(zhuǎn)向靈敏，正、逆效率高；機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式2.2.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器

4、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式之一。 一般有兩級傳動(dòng)副，第一級是螺桿螺母傳動(dòng)副，第二級是齒條齒扇傳動(dòng)副。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式 特點(diǎn)：正傳動(dòng)效率高達(dá)正傳動(dòng)效率高達(dá)90%95%，轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向省力；省力；壽命長，工作平穩(wěn)；壽命長，工作平穩(wěn)； 為了減少轉(zhuǎn)向螺桿、螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個(gè)鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。 轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式

5、由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。 方向盤 為了司機(jī)有很好的視野，方向盤上部一般較大。各種各種轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)介紹轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)介紹轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 功用功用 將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，保證車輪與地面的相對轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，保證車輪與地面的相對滑動(dòng)盡可能?。ㄞD(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿）滑動(dòng)盡可能?。ㄞD(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿）1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋一般布置在前橋后前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋防止

6、干涉，布置在前橋前轉(zhuǎn)向直拉桿橫置轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂 作用：作用： 把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳給直拉桿或橫拉桿，進(jìn)而推動(dòng)把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳給直拉桿或橫拉桿，進(jìn)而推動(dòng)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿 作用：作用： 將轉(zhuǎn)向搖臂傳來的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂將轉(zhuǎn)向搖臂傳來的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂(轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂) 在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或懸架彈性變形相對于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或懸架彈性變形相對于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為不發(fā)生

7、運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿 作用作用： 聯(lián)系左、右梯形臂并使其協(xié)調(diào)工作的連接桿聯(lián)系左、右梯形臂并使其協(xié)調(diào)工作的連接桿轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 每個(gè)轉(zhuǎn)向輪相對于車架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式每個(gè)轉(zhuǎn)向輪相對于車架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須是斷開的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須是斷開式的。式的。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向搖臂 2.轉(zhuǎn)向直拉桿 3.左轉(zhuǎn)向橫拉桿 4.右轉(zhuǎn)向橫拉

8、桿 5.左梯形臂 6.右梯形臂 7.搖桿 8.懸架左擺臂 9.懸架右擺臂 10.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定義動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定義： 用以將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置或者轉(zhuǎn)向器中某一傳動(dòng)件施加液壓或氣壓作用力，以減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力的一套零部件。 類型：類型： 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成：液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成： 由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第三章第三章 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理工作原理 直線行駛時(shí)直線行駛時(shí) 轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出來的工轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出來的工作液與油罐

9、相通，轉(zhuǎn)向油泵處于卸作液與油罐相通，轉(zhuǎn)向油泵處于卸荷狀態(tài)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。荷狀態(tài)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。 向右轉(zhuǎn)向：向右轉(zhuǎn)向： 向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出的工作液與向油泵泵出的工作液與r腔接通，將腔接通，將l腔與油罐接通，在油壓作用下，活腔與油罐接通，在油壓作用下，活塞向下移動(dòng)，通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使左右塞向下移動(dòng)，通過傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使左右輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。 向左轉(zhuǎn)向：向左轉(zhuǎn)向： 向左轉(zhuǎn)向時(shí)，情況與上述相反向左轉(zhuǎn)向時(shí)，情況與上述相反轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向油泵油罐動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 常壓式：油罐、油泵、儲(chǔ)能器、控制閥、動(dòng)

10、力缸等特點(diǎn)：特點(diǎn)：系統(tǒng)中保持限定壓力，只要轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)行就提供壓力，反應(yīng)迅速。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類 常流式：油罐、油泵、控制閥、動(dòng)力缸等特點(diǎn)：特點(diǎn)：不轉(zhuǎn)向時(shí)系統(tǒng)無壓力，轉(zhuǎn)向時(shí)系統(tǒng)才提供壓力。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類常壓式與常流式的比較 常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)一直有油壓，響應(yīng)快。用儲(chǔ)能器積蓄能量，可用小油泵系統(tǒng)一直有油壓，響應(yīng)快。用儲(chǔ)能器積蓄能量，可用小油泵 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 容易引起壓力漏油；容易引起壓力漏油； 油泵總要保持壓力，會(huì)降低油泵壽命；油泵總要保持壓力，會(huì)降低油泵壽命； 儲(chǔ)能器占用空間，燃油消耗率高。儲(chǔ)能器占用空間

11、，燃油消耗率高。 常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；油泵壽命長；泄漏少；消耗功率低。結(jié)構(gòu)簡單；油泵壽命長；泄漏少；消耗功率低。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)向后才建立壓力，響應(yīng)慢；為提高速度需使用較大油泵轉(zhuǎn)向后才建立壓力，響應(yīng)慢；為提高速度需使用較大油泵 目前汽車上使用的多是常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前汽車上使用的多是常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類第四章第四章 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （electric power-assistant steering，eps） 四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （four-wheel st

12、eering，4ws） 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) （steer-by-wire，sbw） 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)eps 低速時(shí)使轉(zhuǎn)向輕便、靈活；中高速時(shí)，保證提供最優(yōu)的動(dòng)力放大倍率和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。 根據(jù)助力機(jī)構(gòu)的不同，可分為電動(dòng)液壓式(electric power-assistant hydraulic steering，ehps)和電動(dòng)機(jī)直接助力式。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓式電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一套電子控制裝置 。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖液壓式電控助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖 直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，無動(dòng)力缸、液壓油泵、轉(zhuǎn)閥、液壓管道等液壓元件。直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖 電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4ws 汽車在轉(zhuǎn)向過程中，4個(gè)車輪可根據(jù)前輪轉(zhuǎn)角或車速等信號同時(shí)相對車身偏轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)的一般規(guī)律： 低速時(shí)，前后輪反