汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述

第11章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)桑塔納轉(zhuǎn)向系11.1轉(zhuǎn)向系概述功用

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用是將駕駛員加在轉(zhuǎn)向盤上的力矩放大，并降低速度，然后傳給轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，改變和保持汽車的行駛方向。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型及組成

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按轉(zhuǎn)向時(shí)的控制能源的不同分為機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類。1.機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力(手力)作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所有傳力件都是機(jī)械的。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)向器機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的工作過程(2)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系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

2.助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向器輸入軸還帶動(dòng)轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸產(chǎn)生液壓作用力，幫助駕駛員轉(zhuǎn)向操縱。這樣，為了克服地面作用于轉(zhuǎn)向輪上的轉(zhuǎn)向阻力矩，駕駛員需要加于轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩，比用機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時(shí)所需的轉(zhuǎn)向力矩小得多.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向時(shí)車輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角與安裝在轉(zhuǎn)向盤同側(cè)的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角的比值。2.轉(zhuǎn)向時(shí)車輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律11.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)11.2.1機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及原理圖11-2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖1-轉(zhuǎn)向盤；2-轉(zhuǎn)向軸；3-轉(zhuǎn)向萬向節(jié)；4-轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；5-轉(zhuǎn)向器；6-轉(zhuǎn)向搖臂；7-轉(zhuǎn)向直拉桿；8-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；9-左轉(zhuǎn)向節(jié)；10、12-梯形臂；11-轉(zhuǎn)向橫拉桿；13-右轉(zhuǎn)向節(jié)1.組成機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3大部分組成。

2.機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，通過轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸，將轉(zhuǎn)向力矩輸入轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器中有1～2級(jí)嚙合傳動(dòng)副，具有減速增力作用。經(jīng)轉(zhuǎn)向器減速后的運(yùn)動(dòng)和增大后的力矩傳到轉(zhuǎn)向搖臂，再通過轉(zhuǎn)向直拉桿傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使左轉(zhuǎn)向節(jié)及裝于其上的左轉(zhuǎn)向輪繞主銷偏轉(zhuǎn)。左、右梯形臂的一端分別固定在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上，另一端則與轉(zhuǎn)向橫拉桿作球鉸鏈連接。當(dāng)左轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)梯形臂、橫拉桿和梯形臂的傳遞，右轉(zhuǎn)向節(jié)及裝于其上的右轉(zhuǎn)向輪隨之繞主銷同向偏轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度。轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿總稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿和前軸構(gòu)成轉(zhuǎn)向梯形，其作用是在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，使內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪按一定的規(guī)律進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。11.2.2機(jī)械式轉(zhuǎn)向器1.轉(zhuǎn)向器的功用、類型及傳動(dòng)效率1）轉(zhuǎn)向器的功用轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的減速增力傳動(dòng)裝置。其功用是增大由轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。2）轉(zhuǎn)向器的類型轉(zhuǎn)向器的種類較多，一般是按轉(zhuǎn)向器中嚙合傳動(dòng)副的結(jié)構(gòu)形式分類。目前應(yīng)用較廣泛的有蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球式和齒輪齒條式等幾種。3）轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率轉(zhuǎn)向器的輸出功率與輸入功率之比稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率。當(dāng)功率由轉(zhuǎn)向盤輸入，從轉(zhuǎn)向搖臂輸出時(shí)，所求得的傳動(dòng)效率稱為正效率。反之則稱為逆效率。2.蝸桿曲曲柄指指銷式式轉(zhuǎn)向向器的的構(gòu)造造和工工作原原理蝸桿曲曲柄指指銷式式轉(zhuǎn)向向器的的傳動(dòng)動(dòng)副(以轉(zhuǎn)向向蝸桿桿為主主動(dòng)件件，其其從動(dòng)動(dòng)件是是裝在在搖臂臂軸曲曲柄端端部的的指銷銷。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向蝸蝸桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)時(shí)，與與之嚙嚙合的的指銷銷即繞繞搖臂臂軸軸軸線沿沿圓弧弧運(yùn)動(dòng)動(dòng)，并并帶動(dòng)動(dòng)搖臂臂軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。。它主要要由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器器殼體體、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向蝸蝸桿、、轉(zhuǎn)向向搖臂臂和指指銷等等組成成。汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時(shí)時(shí)，駕駕駛員員通過過轉(zhuǎn)向向盤帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向蝸蝸桿（（主動(dòng)動(dòng)件）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，，與其其相嚙嚙合的的指銷銷（從從動(dòng)件件）一一邊自自轉(zhuǎn)，，一邊邊以曲曲柄為為半徑徑繞搖搖臂軸軸軸線線在蝸蝸桿的的螺紋紋槽內(nèi)內(nèi)做圓圓弧運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，從而而帶動(dòng)動(dòng)曲柄柄和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向搖搖臂擺擺動(dòng)，，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)汽車車轉(zhuǎn)向向。蝸桿曲曲柄指指銷式式轉(zhuǎn)向向器傳傳動(dòng)副副中的的指銷銷，可可以如如上述述有兩兩個(gè)，，也可可以只只有一一個(gè)。。單銷銷式與與雙銷銷式在在結(jié)構(gòu)構(gòu)上基基本一一樣。。與雙雙銷式式相比比，單單銷式式的結(jié)結(jié)構(gòu)較較簡(jiǎn)單單，但但轉(zhuǎn)向向搖臂臂的擺擺角不不大，，一般般總擺擺角只只有80°，而雙銷式式的則可達(dá)達(dá)120°左右。因?yàn)闉楫?dāng)搖臂軸軸轉(zhuǎn)角很大大時(shí)，雙銷銷式中的一一個(gè)指銷雖雖已與蝸桿桿脫離嚙合合，但另一一個(gè)指銷仍仍保持嚙合合。3.齒輪齒條式式轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造和工工作原理齒輪齒條式式轉(zhuǎn)向器主主要由轉(zhuǎn)向向器殼體、、轉(zhuǎn)向齒輪輪及轉(zhuǎn)向齒齒條等組成成。轉(zhuǎn)向器器通過轉(zhuǎn)向向器殼體的的兩端用螺螺栓固定在在車架上工作過程只有一級(jí)傳傳動(dòng)，轉(zhuǎn)向向齒輪與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤柔性性相連，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向齒條水水平布置，，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向向齒輪，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向齒條水水平軸向移移動(dòng)，帶動(dòng)動(dòng)左右橫拉拉桿帶動(dòng)左左右轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)使轉(zhuǎn)向輪輪偏轉(zhuǎn)，實(shí)實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向。應(yīng)用于前輪輪為獨(dú)立懸懸架的輕微微型轎貨車車。桑塔納納、夏利、、南京依維維柯等。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)向向機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化化，無需轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向搖臂、、轉(zhuǎn)向直拉拉桿。1、循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器第二級(jí)齒條條齒扇傳動(dòng)動(dòng)副4.循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造和工工作原理循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向螺母，，螺母即沿沿軸向移動(dòng)動(dòng)。同時(shí)，，在螺桿及及螺母與鋼鋼球間的摩摩擦力偶作作用下，所所有鋼球便便在螺旋管管狀通道內(nèi)內(nèi)滾動(dòng)，形形成"球流"。在轉(zhuǎn)向器器工作時(shí)，，兩列鋼球球只是在各各自的封閉閉流道內(nèi)循循環(huán)，不會(huì)會(huì)脫出。第一級(jí)螺桿桿螺母?jìng)鲃?dòng)動(dòng)副循環(huán)球式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器工作作過程特點(diǎn)：正傳動(dòng)效率率很高，操操縱輕便，，使用壽命命長(zhǎng)。但逆逆效率也高高，容易將將路面沖擊擊力傳到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤上。。11.2.3機(jī)械械式轉(zhuǎn)向操操縱機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)機(jī)構(gòu)的組成成與布置轉(zhuǎn)向操縱機(jī)機(jī)構(gòu)一般由由方向盤、、轉(zhuǎn)向軸、、轉(zhuǎn)向柱管管、萬向節(jié)節(jié)及轉(zhuǎn)向傳傳動(dòng)軸等組組合。它的的主要作用用是操縱轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。2.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向柱管的的吸能裝置置近年來，由由于公路的的改善和汽汽車車速的的提高，許許多國(guó)家都都制定了嚴(yán)嚴(yán)格的安全全法規(guī)。對(duì)對(duì)于轎車，，除要求裝裝有吸能式式轉(zhuǎn)向盤外外，還要求求轉(zhuǎn)向柱管管也必須備備有緩和沖沖擊的吸能能裝置。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向柱管的的吸能裝置置有多種形形式。其基基本結(jié)構(gòu)原原理是，當(dāng)當(dāng)受到巨大大沖擊時(shí)，，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)產(chǎn)生軸向位位移，使支支架或某些些支承件產(chǎn)產(chǎn)生塑性變變形，從而而吸收沖擊擊能量。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)向器輸輸出的力傳傳給轉(zhuǎn)向輪輪，且使二二轉(zhuǎn)向輪偏偏轉(zhuǎn)角按一一定的關(guān)系系變化，實(shí)實(shí)現(xiàn)汽車順順利轉(zhuǎn)向。。轉(zhuǎn)向梯形機(jī)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向向節(jié)臂，橫橫拉桿，軸軸有整體式式(對(duì)非獨(dú)立懸懸架)和分段式(對(duì)獨(dú)立懸架架)。為避免在汽汽車轉(zhuǎn)向產(chǎn)產(chǎn)生的路面面對(duì)汽車行行駛的附加加阻力和輪輪胎的快速速磨損，要要求轉(zhuǎn)向系系能保證汽汽車時(shí)，所所有車輪作作純滾動(dòng)，，這時(shí)，只只有所有車車輪的軸線線交于一點(diǎn)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，此交點(diǎn)點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)向向中心。1.與非獨(dú)立懸架架配用轉(zhuǎn)向向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向器2.轉(zhuǎn)向搖臂3.轉(zhuǎn)向直拉桿桿4.轉(zhuǎn)向節(jié)臂5.梯形臂6.轉(zhuǎn)向橫拉桿桿2.與獨(dú)立懸架架配用轉(zhuǎn)向向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)獨(dú)立懸架時(shí)時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪都需需要相對(duì)于于車架作獨(dú)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，，因而轉(zhuǎn)向向橋必須是是斷開式的的。與此相相應(yīng)，轉(zhuǎn)向向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向向梯形也必必須是斷開開式的。1.轉(zhuǎn)向搖臂2.轉(zhuǎn)向直拉桿桿3.左轉(zhuǎn)向橫拉拉桿4.右轉(zhuǎn)向橫拉拉桿5.左梯形臂6.右梯形臂7.搖桿8.懸架左擺臂臂9.懸架右擺臂臂10.齒輪齒條式式轉(zhuǎn)向器(1)轉(zhuǎn)向搖臂。。(2)轉(zhuǎn)向直拉桿。轉(zhuǎn)向直拉桿桿的作用是是將轉(zhuǎn)向搖搖臂傳來的的力和運(yùn)動(dòng)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向向梯形臂(或轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂)。它所受的的力既有拉拉力、也有有壓力，因因此直拉桿桿都是采用用優(yōu)質(zhì)特種種鋼材制造造的，以保保證工作可可靠。在轉(zhuǎn)向輪偏偏轉(zhuǎn)而且因因懸架彈性性變形而相相對(duì)于車架架跳動(dòng)時(shí)，，轉(zhuǎn)向直拉拉桿與轉(zhuǎn)向向搖臂及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)臂的的相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)都是空間間運(yùn)動(dòng)。因因此，為了了不發(fā)生運(yùn)運(yùn)動(dòng)干涉，，三者之間間的連接件件都是球形形鉸鏈。接轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂螺塞調(diào)彈簧6的預(yù)緊度油嘴球頭銷直拉桿接轉(zhuǎn)向搖臂臂(3)轉(zhuǎn)向橫拉桿桿。兩接頭借螺螺紋與橫拉拉桿體連接接。接頭旋旋裝到橫拉拉桿體上后后，用夾緊緊螺栓夾緊緊。橫拉桿桿體兩端的的螺紋，一一為右旋，，一為左旋旋。因此，，在旋松夾夾緊螺栓以以后，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)橫拉桿體體，可改變變橫拉桿的的總長(zhǎng)度，，來調(diào)節(jié)前前輪前束。。4、轉(zhuǎn)向減振振器現(xiàn)代汽車的的轉(zhuǎn)向輪有有時(shí)會(huì)產(chǎn)生生擺振（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向輪繞主主銷軸線往往復(fù)擺動(dòng)，，甚至引起起整車車身身的振動(dòng)）），這不僅僅影響汽車車的穩(wěn)定性性，而且還還影響汽車車的舒適性性、加劇前前輪輪胎的的磨損。在在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)設(shè)置轉(zhuǎn)向減減振器是克克服轉(zhuǎn)向輪輪擺振的有有效措施。。轉(zhuǎn)向減振振器的一端端與車身（（或前橋））鉸接，另另一端與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向直拉桿桿（或轉(zhuǎn)向向器）鉸接接。1.連接環(huán)襯套套2.連接環(huán)橡膠膠套3.油缸4.壓縮閥總成成5.活塞及活活塞桿總總成6.導(dǎo)向座7.油封8.擋圈9.軸套及連連接環(huán)總總成10.橡膠儲(chǔ)液液缸11.3助力轉(zhuǎn)向向器1.功用在轉(zhuǎn)向阻阻力較大大時(shí)，可可以減輕輕駕駛員員的疲勞勞強(qiáng)度，，改善轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)的技術(shù)術(shù)性能。。2.分類按工作介介質(zhì)分為為液壓壓式和氣氣壓式。。（1）液壓式：：工工作時(shí)無無噪聲，，工作滯滯后時(shí)間間短，且且能吸收收來自不不平路面面的沖擊擊。（2）氣壓式：：前前軸最大大軸載質(zhì)質(zhì)量為3~7噸并采用用氣壓制制動(dòng)的貨貨車或轎轎車。趨于淘汰汰。液壓動(dòng)力力轉(zhuǎn)向器器ab圖11-18循環(huán)球式液壓助力轉(zhuǎn)向器1-閥芯；2-旋塞；3-上蓋；4-閥座；5-閥桿；6-彈簧；7、18-鋼球；8-殼體；9-螺母；10-調(diào)節(jié)螺栓；11-螺母；12-轉(zhuǎn)向螺母（活塞）；3、17-定位銷；14-扭桿；15-螺桿；16-齒扇軸（搖臂軸）；19-軸承；O-回油環(huán)槽；P-進(jìn)油環(huán)槽；L-左腔環(huán)槽；R-右腔油孔；A-限位閥腔；a-結(jié)構(gòu)圖；b-原理圖l.轉(zhuǎn)向操縱縱機(jī)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向控制制閥3.機(jī)械轉(zhuǎn)向向器與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向動(dòng)力力缸總成成4.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)動(dòng)結(jié)構(gòu)5.轉(zhuǎn)向油罐罐6.轉(zhuǎn)向油泵泵R.轉(zhuǎn)向動(dòng)力力缸右腔腔L.轉(zhuǎn)向動(dòng)力力缸左腔腔當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥2將轉(zhuǎn)向油泵6泵出來的工作液與油罐相通，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。當(dāng)汽車需要向右轉(zhuǎn)向時(shí)，駕駛員向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出來的工作液與R腔接通，將L腔與油罐接通，在油壓的作用下，活塞向下移動(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。向左轉(zhuǎn)向時(shí)，情況與上述相反。2.液壓助力力轉(zhuǎn)向器器（分配配閥）3.轉(zhuǎn)向油泵泵進(jìn)油口出油口葉片式油油泵轉(zhuǎn)向油泵泵是助力力轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)力源。。轉(zhuǎn)向油油泵經(jīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向控制制閥向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向助力力缸提供供一定壓壓力和