第九章 輪胎式底盤轉(zhuǎn)向系

1、第九章 輪胎式底盤轉(zhuǎn)向系l 一種機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤1施加的轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向軸2輸入轉(zhuǎn)向器8。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。作為減速傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向器中有1、2級(jí)減速傳動(dòng)副。l 經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿6，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)3上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂5，使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變了汽車的行駛方向。這里，轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 l l.轉(zhuǎn)向盤 2.安全轉(zhuǎn)向軸 3.轉(zhuǎn)向節(jié) 4.轉(zhuǎn)向輪 5.轉(zhuǎn)向節(jié)臂 6.轉(zhuǎn)向橫拉桿 7.轉(zhuǎn)向減振器 8.機(jī)械轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)l 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（

2、或單端）輸出式兩種 l 1.轉(zhuǎn)向橫拉桿 2.防塵套 3.球頭座 4.轉(zhuǎn)向齒條 5.轉(zhuǎn)向器殼體 6.調(diào)整螺塞 7.壓緊彈簧 8.鎖緊螺母 9.壓塊 10.萬向節(jié) 11.轉(zhuǎn)向齒輪軸 12.向心球軸承 13.滾針軸承 l 1.萬向節(jié)叉 2.轉(zhuǎn)向齒輪軸 3.調(diào)整螺母 4.向心球軸承 5.滾針軸承 6.固定螺栓 7.轉(zhuǎn)向橫拉桿 8.轉(zhuǎn)向器殼體 9.防塵套 10.轉(zhuǎn)向齒條 11.調(diào)整螺塞 12.鎖緊螺母 13.壓緊彈簧 14.壓塊 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 l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(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 l

3、為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，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。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч?，每根?dǎo)管的兩端分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣，兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球流道。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 l轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，螺母即沿軸向移動(dòng)。同時(shí)，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)，形成球流。

4、在轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)，不會(huì)脫出。 蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器 l蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器 蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副(以轉(zhuǎn)向蝸桿為主動(dòng)件，其從動(dòng)件是裝在搖臂軸曲柄端部的指銷。轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) l 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，要使各車輪都只滾動(dòng)不滑動(dòng)，各車輪必須圍繞一個(gè)中心點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖d-zx-07所示。顯然這個(gè)中心要落在后軸中心線的延長(zhǎng)線上，并且左、右前輪也必須以這個(gè)中心點(diǎn)O為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。l 為了滿足上述要求，左、右前輪的偏轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足如下關(guān)系：l ctga = ctgb + B/L l 1.轉(zhuǎn)向器 2.轉(zhuǎn)向搖臂 3.

5、轉(zhuǎn)向直拉桿 4.轉(zhuǎn)向節(jié)臂 5.梯形臂 6.轉(zhuǎn)向橫拉桿 l當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪都需要相對(duì)于車架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因而轉(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式的。 l 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 l 轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂(或轉(zhuǎn)向節(jié)臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證工作可靠。直拉桿的典型結(jié)構(gòu)如圖十所示。在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直

6、拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。 l 1.螺母 2.球頭銷 3.橡膠防塵墊 4.螺塞 5.球頭座 6.壓縮彈簧 7.彈簧座 8.油嘴 9.直拉桿體 10.轉(zhuǎn)向搖臂球頭銷 l 隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振（轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線往復(fù)擺動(dòng)，甚至引起整車車身的振動(dòng)），這不僅影響汽車的穩(wěn)定性，而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。轉(zhuǎn)向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉(zhuǎn)向直拉桿（或轉(zhuǎn)向器）鉸接。 l 1.連接環(huán)襯套 2.連接環(huán)橡膠套 3.油缸4.壓縮閥總成

7、 5.活塞及活塞桿總成 6.導(dǎo)向座 7.油封 8.擋圈 9.軸套及連接環(huán)總成10.橡膠儲(chǔ)液缸 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) l動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)(或電機(jī))的動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。 l 1.方向盤 2.轉(zhuǎn)向軸 3.轉(zhuǎn)向中間軸 4.轉(zhuǎn)向油管 5.轉(zhuǎn)向油泵 6.轉(zhuǎn)向油罐 7.轉(zhuǎn)向節(jié)臂 8.轉(zhuǎn)向橫拉桿 9.轉(zhuǎn)向搖臂 10.整體式轉(zhuǎn)向器 11.轉(zhuǎn)向直拉桿 12.轉(zhuǎn)向減振器 l汽車直線行駛時(shí)，閥芯與閥套的位置關(guān)系如圖中所示。自泵來的液壓油經(jīng)閥芯與閥套間的間隙，流向動(dòng)力缸兩端，動(dòng)力缸兩端油壓相等。駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，閥芯與閥套的相對(duì)位置發(fā)生改

8、變，使得大部分或全部來自泵的液壓油流入動(dòng)力缸某一端，而另一端與回油管路接通，動(dòng)力缸促進(jìn)汽車左傳或右轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向油泵l 轉(zhuǎn)向油泵是助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力源。轉(zhuǎn)向油泵經(jīng)轉(zhuǎn)向控制閥向轉(zhuǎn)向助力缸提供一定壓力和流量的工作油液。目前，轉(zhuǎn)向油泵大多采用雙作用式葉片泵。這種油泵有兩種結(jié)構(gòu)型式，一種是潛沒式轉(zhuǎn)向油泵，另一種為非潛沒式轉(zhuǎn)向油泵。本圖所示為潛沒式油泵，它與貯液罐是一體的，即油泵潛沒在貯液罐的油液中；非潛沒式轉(zhuǎn)向油泵的貯液罐與轉(zhuǎn)向油泵分開安裝，用油管與轉(zhuǎn)向油泵相連接。l l.驅(qū)動(dòng)軸 2.殼體 3.前配油盤 4. 葉片 5.儲(chǔ)油罐 6.定子 7.后配油盤 8.后蓋 9.彈簧 10.管接頭 11.柱塞 12.閥桿

9、 13.鋼球 14.轉(zhuǎn)子 A.出油口 B.出油腔 C.進(jìn)油腔 D.油道 H.主量孔 圖圖d-zx-15車輪定位角 l當(dāng)汽車水平停放時(shí)，在汽車的縱向垂面內(nèi)，主銷上部向后傾斜一個(gè)角度r,稱為主銷后傾角。當(dāng)主銷具有后傾角時(shí)，主銷軸線與路面交點(diǎn)A 將位于車輪與路面接觸點(diǎn)的前面。當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，若轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)（例如向右偏轉(zhuǎn)，如圖中箭頭所示），能產(chǎn)生回正作用。主銷內(nèi)傾角l 主銷內(nèi)傾角的作用是使車輪自動(dòng)回正。通常車輪軸線不在水平面，為了方便說明這里假設(shè)直線行駛時(shí)車輪軸線在水平面上。對(duì)于車輪軸線不在水平面的情況，只要把下圖的水平面改為錐面。考慮該水平面上和主銷有交點(diǎn)的直線，主銷與這些直線

10、的夾角有一個(gè)最大值。而汽車直線行駛時(shí)，車輪軸線與主銷的交角恰為這個(gè)最大值。車輪軸線與主銷夾角在轉(zhuǎn)向過程中是不變的，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，車輪軸線就離開水平面往下傾斜，致使車身上抬，勢(shì)能增加。這樣汽車本身的重力就有使轉(zhuǎn)向輪回復(fù)到原來中間位置的效果。 前輪外傾角l 當(dāng)汽車水平停放時(shí)，在汽車的橫向垂面內(nèi)，車輪平面與地面垂線的夾角為前輪外傾角。如果空車時(shí)車輪的安裝正好垂直于路面，則滿載時(shí)車橋因承載變形而可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾，這樣將加速車輪胎的磨損。另外，路面對(duì)車輪的垂直反力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向外端的小軸承，加重了外端小軸承及輪轂緊固螺母的負(fù)荷，降低它們的壽命。因此，為了前輪有一個(gè)外傾角。但是外傾角也不宜過大，否則也會(huì)使輪胎產(chǎn)生偏磨損。 前輪前束l車輪有了外傾角后，在滾動(dòng)時(shí)就類似于滾錐，從而導(dǎo)致兩側(cè)車輪向外滾開。由于轉(zhuǎn)向橫拉桿和車橋的約束車輪不致向外滾開，車輪將在地面上出現(xiàn)邊滾邊向內(nèi)滑的現(xiàn)象，從而增加了輪胎的磨損。為了避免這種由于圓錐滾動(dòng)效應(yīng)帶來的不良后果，將兩前輪適當(dāng)向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，即形成前輪前束。四輪轉(zhuǎn)向 l 橫向加速度車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是在前輪的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器上，再安裝一個(gè)后輪專用的控制閥，產(chǎn)生一個(gè)大致與橫向加速度成比例的，與前輪轉(zhuǎn)向器阻力相平衡的油壓，把該壓力的油液送到后輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，裝入高剛性彈簧，當(dāng)與送來的油壓達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，輸出桿便產(chǎn)生位移，從而帶動(dòng)后輪