陳家瑞《汽車構(gòu)造》之轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)概述

汽車上用來改變或恢復(fù)其行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型及組成

1、機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按轉(zhuǎn)向能源的不同，分為以駕駛員的體力(手力)作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

。1、與獨(dú)立懸架配用的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2、與非獨(dú)立懸架配用的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向萬向節(jié)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向節(jié)梯形臂橫拉桿轉(zhuǎn)向梯形組成：轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)向梯形：由前軸（前橋），左、右轉(zhuǎn)向梯形臂，轉(zhuǎn)向橫拉桿組成的機(jī)構(gòu)。作用：使兩前輪在轉(zhuǎn)向時(shí)，具有一定的相互關(guān)系。避免汽車轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的路面對汽車行駛的附加阻力和輪胎的過快磨損，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所有車輪在地面上作純滾動(dòng)。

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。

2、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)＋轉(zhuǎn)向加力裝置＝動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向加力裝置有：轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向油罐及油管等轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向減振器轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向油管二、對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求1、要求工作可靠，操縱輕便。2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)還應(yīng)能減小地面?zhèn)鞯睫D(zhuǎn)向盤上的沖擊，并保持適當(dāng)?shù)?路感"。3、當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對駕駛員的傷害。三、兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式汽車轉(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)。ctgα=ctgβ+B/L理想關(guān)系式：轉(zhuǎn)向中心O：汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，所有車輪軸線的交點(diǎn)，稱轉(zhuǎn)向中心。

轉(zhuǎn)向（彎）半徑R:轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)之間的距離。R=L／sina最小轉(zhuǎn)向半徑Rmin：當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時(shí)的偏轉(zhuǎn)半徑。Rmin＝L/sinamax

四、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比iω

１、轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω1：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比。

２、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比iω2：轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向盤所在一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比。３、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動(dòng)比iω：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向盤所在一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角增量之比。iω＝iω１iω2

4、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動(dòng)比：兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪所受到的轉(zhuǎn)向阻力與駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力之比稱為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動(dòng)比。5、iω的選?。杭骖欈D(zhuǎn)向省力和轉(zhuǎn)向靈敏。iω1增加，省力，但不靈敏。iω1減小，靈敏，但費(fèi)力。

貨車：iω1＝１６～３２轎車：iω1＝１２～２０一、轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率及轉(zhuǎn)向盤自由行程1、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；正效率:功率由轉(zhuǎn)向軸輸入，由轉(zhuǎn)向搖臂輸出時(shí)求得的效率。逆效率：和上述相反。轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率對使用的影響：正效率要求高；具有合適的逆效率；逆效率高，會(huì)引起“打手”現(xiàn)象，但是轉(zhuǎn)向后方向盤和車輪自動(dòng)回正性能好，過載不會(huì)損壞轉(zhuǎn)向器。逆效率低，方向盤不會(huì)受到?jīng)_擊，但會(huì)喪失路感，無法自動(dòng)回正。第二節(jié)轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)

常用轉(zhuǎn)向器按照效率分類：可逆式：逆效率很高，能自動(dòng)回正，路感很強(qiáng)，會(huì)“打手”，過載轉(zhuǎn)向器不會(huì)損壞。在轎車、高速、高等級公路用車、采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車上使用。不可逆式：逆效率為“0”，不能自動(dòng)回正，沒有路感，不會(huì)“打手”，過載轉(zhuǎn)向器會(huì)損壞?，F(xiàn)代汽車一般不使用。極限可逆式：逆效率略高于不可逆式。當(dāng)外力小時(shí)，為不可逆；當(dāng)外力大時(shí)，為可逆式，能自動(dòng)回正，有路感，會(huì)輕微“打手”，過載轉(zhuǎn)向器不會(huì)損壞。在一些工、礦用專線車上使用。2、轉(zhuǎn)向盤的自由行程：轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段中的角行程。作用：①緩和路面沖擊，避免出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象；②避免駕駛員過度緊張；③轉(zhuǎn)向操縱柔和。過大：轉(zhuǎn)向不靈敏，高速時(shí)會(huì)擺頭。過小：造成操縱緊張，轉(zhuǎn)向操縱時(shí)沉重。標(biāo)準(zhǔn)：在直線行駛狀態(tài)下，方向盤向左、向右的自由轉(zhuǎn)動(dòng)量，各不得超過15度。當(dāng)超過25－30度時(shí)，必須進(jìn)行調(diào)整。二、轉(zhuǎn)向器1、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器（工作原理）特點(diǎn)：正效率很高（90－95％），因此操縱輕便，使用壽命長,工作平穩(wěn)、可靠。但是其逆效率也很高，容易將路面沖擊傳到方向盤，在壞路面行駛時(shí)，容易出現(xiàn)打手現(xiàn)象。應(yīng)用：對于較輕型的、前軸軸載質(zhì)量不大而又經(jīng)常在好路上行駛的汽車（廣泛應(yīng)用于各類各級汽車）。2、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（工作原理）（1）兩端輸出式（2）中間輸出式特點(diǎn)：可以使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，因此，轉(zhuǎn)向系質(zhì)量輕，容易制造；而且成本低、剛度大，使汽車有良好的操縱穩(wěn)定性；正、逆效率都很高，多用在前輪為獨(dú)立懸架的輕型和微型轎車上。三、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)

1、組成及布置2、轉(zhuǎn)向盤

3.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置

第三節(jié)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

1、將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)；2、使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角滿足：ctgα=ctgβ+B/L；以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪與地面的相對滑動(dòng)盡可能小。一、功用二、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置：組成和布置形式因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架的類型而定。2、轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂的作用是把轉(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)。

1.帶錐度的三角形齒形花鍵2.轉(zhuǎn)向搖臂3.球頭銷4.搖臂軸3、轉(zhuǎn)向直拉桿轉(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。

4.轉(zhuǎn)向橫拉桿

三、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)向梯形必須分成兩段或三段，并且由在平行于路面的平面中擺動(dòng)的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動(dòng)或通過轉(zhuǎn)向主拉桿帶動(dòng)。第四節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器用以將發(fā)動(dòng)機(jī)(或電機(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)裝置或轉(zhuǎn)向器中某一傳動(dòng)件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛員施力不足的一系列零部件，總稱為動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的類型：按傳能介質(zhì)的不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器有氣壓式和液壓式兩種。

根據(jù)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者在轉(zhuǎn)向裝置中的布置和聯(lián)接關(guān)系的不同，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置分為整體式（機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者設(shè)計(jì)為一體）、組合式（把機(jī)械式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計(jì)在一起，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸獨(dú)立）和分離式（機(jī)械式轉(zhuǎn)向器獨(dú)立，把轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸設(shè)計(jì)為一體）三種結(jié)構(gòu)型式。l.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向控制閥

3.機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸總成

4.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)結(jié)構(gòu)5.轉(zhuǎn)向油罐

6.轉(zhuǎn)向油泵

R.轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸