汽車設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向

汽車設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向第1頁/共125頁§7-1概述§7-2機(jī)械轉(zhuǎn)向器方案分析§7-3轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)§7-4機(jī)械轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算§7-5動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)§7-6轉(zhuǎn)向梯形§7-7轉(zhuǎn)向減震器§7-8轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)元件第2頁/共125頁現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是哪兩種轉(zhuǎn)向器？各應(yīng)用于什么場(chǎng)合？轉(zhuǎn)向防傷機(jī)構(gòu)的要求是什么？主要采用什么措施？如何選擇轉(zhuǎn)向器的間隙特性和傳動(dòng)比特性？斷開式轉(zhuǎn)向梯形斷開點(diǎn)選擇的原則是什么？整體式轉(zhuǎn)向梯形斷的優(yōu)化參數(shù)和優(yōu)化目標(biāo)是什么？本章重點(diǎn)第3頁/共125頁轉(zhuǎn)向系的功用及組成汽車行駛方向的改變是由駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系來改變轉(zhuǎn)向輪(一般是前輪)的偏轉(zhuǎn)角度實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向系不僅可以改變汽車的行駛方向，使其按駕駛員規(guī)定的方向行駛，而且還可以克服由于路面?zhèn)认蚋蓴_力使車輪自行產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向，恢復(fù)汽車原來的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系組成一般由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成，但隨著轉(zhuǎn)向系的類型不同，其結(jié)構(gòu)組成又有所差異。7-1概述第4頁/共125頁轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)要求：1)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。不滿足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性。------------轉(zhuǎn)向梯形2)汽車轉(zhuǎn)向行駛后，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。----------------轉(zhuǎn)向輪定位3)汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。---------轉(zhuǎn)向減震器4)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。5)保證汽車有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。Rmin=2-2.5L第5頁/共125頁轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)要求：6)操縱輕便。Fh和n（見下頁）7)轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。防打手8)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。間隙調(diào)整9)在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。防傷機(jī)構(gòu)10)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。第6頁/共125頁7

作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力：

轎車原地轉(zhuǎn)向

≤150～200N

貨車原地轉(zhuǎn)向

≤500N

貨車8字轉(zhuǎn)向

≤60N（20Km/h）方向盤轉(zhuǎn)角

轎車、輕貨車：3～4圈

中、重貨車：4～6圈第7頁/共125頁§7-2機(jī)械轉(zhuǎn)向器方案分析轉(zhuǎn)向系的類型

汽車轉(zhuǎn)向系根據(jù)其轉(zhuǎn)向能源的不同，可以分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類型。（1）機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，又稱為人力轉(zhuǎn)向系。第8頁/共125頁（2）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)組成

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兼用駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源，并且以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力作為主要能源。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而成的轉(zhuǎn)向加力裝置包括轉(zhuǎn)向油罐、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸等。轉(zhuǎn)向油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以產(chǎn)生高壓油液。第9頁/共125頁1.轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器動(dòng)力轉(zhuǎn)向齒輪齒條式循環(huán)球式蝸桿滾輪式蝸桿指銷式液壓式氣壓式電動(dòng)式滑閥式轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸助力齒條助力主動(dòng)齒輪助力第10頁/共125頁11

一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析比較內(nèi)容

循環(huán)球蝸桿滾輪蝸桿指銷式齒輪齒條式死銷活銷η+高低低較高高η-高低較高較高高Iω可變基本不變可變可變可變磨損慢慢快較快較慢調(diào)整易難易易易可靠性可靠可靠較差較可靠可靠第11頁/共125頁12

一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析比較內(nèi)容

循環(huán)球蝸桿滾輪蝸桿指銷式齒輪齒條式死銷活銷結(jié)構(gòu)復(fù)雜簡單簡單較復(fù)雜簡單制造困難易易較難易制造精度高不高不高變Iω高變Iω高可否用動(dòng)力轉(zhuǎn)向可困難困難困難可以質(zhì)量居中居中雙銷重單銷輕輕第12頁/共125頁13

用途：

1.齒輪齒條式：廣泛用于微型、普通、中高級(jí)轎車，部分前懸獨(dú)立的貨車、客車2.循環(huán)球式：廣泛用于貨車、客車3.蝸桿滾輪式：瀕臨淘汰4.蝸輪指銷式：淘汰第13頁/共125頁1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、質(zhì)量輕；傳動(dòng)效率高達(dá)90%；可自動(dòng)消除齒間間隙(圖7-1所示)；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)：

逆效率高（60%~70%）。

因此，汽車在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間的沖擊力，大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤。第14頁/共125頁齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的幾種形式中間輸入，兩端輸出側(cè)面輸入，兩端輸出側(cè)面輸入，中間輸出側(cè)面輸入，一端輸出第15頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器輸入齒輪位置與輸出特點(diǎn)第16頁/共125頁齒條斷面形狀圓形V形Y形減磨墊片齒條齒輪托座圓形斷面齒條制作工藝比較簡單。V形和Y形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，故質(zhì)量小?？煞乐过X條旋轉(zhuǎn)。第17頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器2）齒條斷面形狀第18頁/共125頁齒形：采用斜齒，重合度大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以設(shè)計(jì)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的滑磨率，減低逆效率而防止打手；齒輪軸線還可以傾斜以利于布置，廣泛采用。齒條傾角安裝角第19頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器3）

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的布置形式(1)

轉(zhuǎn)向器在前軸后方,后置梯形(2)

轉(zhuǎn)向器在前軸后方,前置梯形(3)

轉(zhuǎn)向器在前軸前方,前置梯形(4)

轉(zhuǎn)向器在前軸前方,后置梯形齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于微型、普通級(jí)、中級(jí)和中高級(jí)轎車上。裝載量不大、前輪采用獨(dú)立懸架的貨車和客車也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。

第20頁/共125頁2、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器第一級(jí)是螺桿螺母，之間有鋼球，將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。第二級(jí)是齒條齒扇，齒扇是變齒厚的，類似于直齒錐齒輪的輪齒，以利于調(diào)整間隙。壽命長，效率高。與圖7－8對(duì)照看第21頁/共125頁循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)效率可達(dá)到75%-85%；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整容易；適合用來做整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要用于貨車和客車上。第22頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析交通事故表明:汽車發(fā)生碰撞事故,可以是正面、側(cè)面、追尾等碰撞事故,其中正面碰撞事故約占40%～50%。正面碰撞事故中，駕駛員可能與轉(zhuǎn)向盤、儀表板、轉(zhuǎn)向管柱、擋風(fēng)玻璃、室內(nèi)后視鏡、遮陽板等發(fā)生身體接觸，并遭受傷害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)傷及性命，因此采取有效措施保護(hù)駕駛員是十分重要的。當(dāng)前采取的有效措施主要有：安全帶、安全氣囊、轉(zhuǎn)向系中的防傷安全機(jī)構(gòu)。有的汽車上述三種措施同時(shí)并存（如檔次比較高的轎車），有些汽車只有其中的1～2項(xiàng)（如平頭客車只有安全帶，貨車中當(dāng)前也很少裝氣囊）。第23頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析1、法規(guī)要求1）汽車以48km/h的速度正面同其它物體碰撞的實(shí)驗(yàn)中，轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向軸在水平方向的后移量不得大于127mm；2）在臺(tái)架試驗(yàn)中用人體模型的驅(qū)干以6.7m/s的速度碰撞轉(zhuǎn)向盤時(shí)，作用在轉(zhuǎn)向盤上的水平力不得超過11123N（GB11557—1998）2、防傷安全機(jī)構(gòu)安全帶可以有效地限制乘員前移量。安全氣囊可以在乘員頭、胸前部與轉(zhuǎn)向盤（儀表板）之間形成隔離帶，緩和沖擊，減緩乘員前移量和前移速度。而在駕駛員不可避免的與轉(zhuǎn)向盤發(fā)生身體接觸時(shí)，防傷安全機(jī)構(gòu)可以減輕駕駛員受到傷害的程度。第24頁/共125頁措施減少轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸的后移采用吸能的轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱管

吸能方式

吸能元件

塑性彈性

摩擦

盤

軸

管柱

有關(guān)資料分析表明：汽車正面碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱是使駕駛員受傷的主要元件。第25頁/共125頁a、萬向節(jié)連接轉(zhuǎn)向軸

不斷開，不吸能。結(jié)構(gòu)簡單，利于布置，第26頁/共125頁b、兩段式防傷轉(zhuǎn)向軸斷開，吸能少。結(jié)構(gòu)簡單，但是效果可能不理想第27頁/共125頁

c、聯(lián)軸套管塑料銷釘鉚接，軸向滑動(dòng)管柱，不斷開，吸能。其中2為注塑銷釘。斷開時(shí)長度縮短，塑料增大摩擦并吸能。撞后不斷開。

第28頁/共125頁d、彈性聯(lián)軸器斷開，吸能。結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但是彈性墊片會(huì)降低轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度。彈性墊片第29頁/共125頁e、網(wǎng)格狀轉(zhuǎn)向吸能管柱

依靠管柱與套管的擠壓來吸收沖擊能量。設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適套管間的過盈量，滿足所要求的壓緊力。轉(zhuǎn)向管柱套管第30頁/共125頁第二節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析第31頁/共125頁一、轉(zhuǎn)向器的效率

1、含義：

功率P1從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為轉(zhuǎn)向器的正效率，用符號(hào)η+表示；反之稱為逆效率，用符號(hào)η－表示。

正效率η+

計(jì)算公式：

η+=（P1-P2）/P1

逆效率η－計(jì)算公式：

η－=（P3-P2）/P3式中，P1為作用在轉(zhuǎn)向軸上的功率；P2為轉(zhuǎn)向器中的磨擦功率；P3為作用在轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率?！?-3

轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)第32頁/共125頁33

2、正效率影響因素：影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。轉(zhuǎn)向器類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)循環(huán)球式螺桿螺母指銷式70％螺桿螺母齒扇式75～85％齒輪齒條式螺旋齒80%斜齒75%蝸輪指銷式固定銷55％旋轉(zhuǎn)銷75％蝸桿滾輪式滾針軸承54%錐軸承70%滾珠軸承75％第33頁/共125頁正效率η+轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)參數(shù)與η+α0為蝸桿（或螺桿）的螺線導(dǎo)程角；ρ為摩擦角，ρ=tg-1f；f為摩擦因數(shù)。當(dāng)滾道表面良好，表面硬度為58HRC以上時(shí)，ρ=19’分析上式可知：①η+

與α0、ρ有關(guān)②α0↑，則η+

↑③α0>70以后，η+↑緩慢α0

η+第34頁/共125頁逆效率η-η-

的種類可逆式：易打手，回正性能好不可逆式：轉(zhuǎn)向零件受載大，無路感，不能回正;已淘汰極限可逆式：回正性能、路感、轉(zhuǎn)向系零件受載等均居中轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)參數(shù)與η-分析上式可知：①η-

與α0、ρ有關(guān)②α0↑，則η-↑，且在α0=80～100以后增加速度大于η+增加速度。

∴α0不宜大于80～100③α0<ρ時(shí)，則得-η-

說明不可逆α0

η-第35頁/共125頁36

逆效率影響汽車的使用性能正常路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)回正，既可以減輕駕駛員的疲勞，又可以提高行駛安全性。但是，在不平路面上行駛時(shí)，傳至轉(zhuǎn)向盤上的車輪沖擊力，易使駕駛員疲勞，影響安全行駕駛。

第36頁/共125頁37

二、傳動(dòng)比的變化特性1、轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比的組成：轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系力傳動(dòng)比

第37頁/共125頁第三節(jié)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)二、傳動(dòng)比的變化特性1.轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系力傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比第38頁/共125頁角傳動(dòng)比力傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度

同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度不嚴(yán)格的講，就是轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比轉(zhuǎn)向盤手力兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪阻力和第39頁/共125頁轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比

由轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比組成，即

轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比:

轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比:

第40頁/共125頁2.力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系

轉(zhuǎn)向阻力Fw與轉(zhuǎn)向阻力矩Mr的關(guān)系式：作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh與作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩Mh的關(guān)系式：將式（7-3）、式（7-4）代入后得到

（7-3）（7-4）（7-5）第41頁/共125頁如果忽略磨擦損失，根據(jù)能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表示將式（7-6）代入式（7-5）后得到當(dāng)a和Dsw不變時(shí)，力傳動(dòng)比越大，雖然轉(zhuǎn)向越輕，但也越大，表明轉(zhuǎn)向不靈敏。（7-6）（7-7）2.力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系

第42頁/共125頁①a↑則ip↓，∴轉(zhuǎn)向沉重，為此應(yīng)減少a轎車（0.4-0.6）BB—輪胎胎面寬度貨車40-60㎜當(dāng)a和Dsw不變時(shí)，力傳動(dòng)比越大，雖然轉(zhuǎn)向越輕，但也越大，表明轉(zhuǎn)向不靈敏。（7-7）2.力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系

第43頁/共125頁3.轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比可用表示以外，還可以近擬地用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長L2與搖臂臂長L1之比來表示，

在汽車結(jié)構(gòu)中，L2與L1的比值大約在0.85~1.1之間，可近似認(rèn)為其比值為1則由此可見，研究轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比及其變化規(guī)律即可。

第44頁/共125頁4.轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比及其變化規(guī)律

增大角傳動(dòng)比可以增加力傳動(dòng)比。當(dāng)Fw一定時(shí)，增大力傳動(dòng)比能減小作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh，使操縱輕便。同時(shí)，對(duì)于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比成反比。角傳動(dòng)比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對(duì)轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)變得遲鈍，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，

所以“輕”和“靈”構(gòu)成一對(duì)矛盾。

為解決這對(duì)矛盾，可采用變速比轉(zhuǎn)向器。

齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸式指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。

第45頁/共125頁齒輪齒條變傳動(dòng)比的原理原理：

互嚙合齒輪的基圓齒距必須相等，即Pbl=Pb2

齒輪基圓齒距Pbl=πmlcosα1齒條基圓齒距Pb2=πm2cosα2mlcosα1＝m2cosα2讓齒輪具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m1和標(biāo)準(zhǔn)壓力角a1，通過改變不同位置處齒條壓力角α2和模數(shù)m2變來獲得傳動(dòng)比。節(jié)圓

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒條中部（轉(zhuǎn)向盤中間位置）壓力角最大，齒輪節(jié)圓半徑大，轉(zhuǎn)向時(shí)位移大，轉(zhuǎn)向靈敏。中間小

兩側(cè)壓力角逐漸變小（模數(shù)也逐漸減?。?，齒輪節(jié)圓半徑小，轉(zhuǎn)向時(shí)位移小，轉(zhuǎn)向靈敏度下降，但轉(zhuǎn)向輕便。兩邊大第46頁/共125頁齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器變速比工作原理如下：當(dāng)齒條中部α2的為最大向兩端逐漸減小時(shí)，則齒條中部的m2也應(yīng)當(dāng)大于兩端處齒的m2。α2大時(shí)，齒槽上寬下窄，節(jié)圓半徑R1也大，反之亦反之。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器iω=2πr/P措施：螺距P不變，齒扇嚙合半徑r變化第47頁/共125頁

5、轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的選擇

轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的主要因素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車，不存在轉(zhuǎn)向沉重問題，應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。

第48頁/共125頁轉(zhuǎn)向系(器)的傳動(dòng)比的變化對(duì)轉(zhuǎn)向軸荷較小，或者安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向的車輛中間位置傳動(dòng)比大為了高速操縱的穩(wěn)定性，因?yàn)檫^小會(huì)使車輛反應(yīng)過于靈敏，很難操縱；傳動(dòng)比大導(dǎo)致路感差；兩端小則為滿足低速操縱靈敏性。

第49頁/共125頁若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大（20---40KN）：汽車低速急轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱輕便性問題突出，應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。

汽車高速直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過小。否則轉(zhuǎn)向過分敏感，使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)有困難。轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化曲線應(yīng)選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線。第50頁/共125頁∵iw增大以后，轉(zhuǎn)向器輸出的力F↑，相對(duì)降低了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置剛度，∴希望iw

取小些。當(dāng)iwmin

過于小時(shí)，帶來如下問題：1）對(duì)φ的變化特敏感，駕駛員難于準(zhǔn)確控制汽車方向高速轉(zhuǎn)彎行駛?cè)菀装l(fā)生交通事故。2）壞路上行駛反沖效應(yīng)增大經(jīng)驗(yàn)與建議：iwmin不低于15～166、iwmin

的確定：第51頁/共125頁iwmax

過大帶來下述問題：1）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置剛度、強(qiáng)度不足；2）轉(zhuǎn)向器尺寸大、質(zhì)量↑，在汽車上難于布置；3）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n↑。建議iwmax<337.iwmax的確定第52頁/共125頁1、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙特性轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角變化的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性；

影響汽車直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器壽命.三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙Δt

第53頁/共125頁轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙Δt要求：間隙中間小，兩邊大。新的磨損后的調(diào)整過的

傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時(shí)要極小，最好無間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副存在傳動(dòng)間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用，車輪將偏離原行駛位置，使汽車失去穩(wěn)定。傳動(dòng)副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時(shí)，必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。第54頁/共125頁55

2、獲得傳動(dòng)間隙特性的方法：對(duì)于循環(huán)球齒輪齒扇式：（1）偏心法：齒槽同寬，中間齒正常厚度，往兩邊依次遞減。當(dāng)n一定時(shí)，取決于搖臂軸轉(zhuǎn)角βp（2）修正齒條法：兩側(cè)齒槽比中間寬，兩側(cè)齒槽相等，齒扇的齒有相同厚度。磨損后不致卡死。第55頁/共125頁2．如何獲得傳動(dòng)間隙特性（1）

循環(huán)球齒條齒扇式①

偏心法特點(diǎn)：齒條的齒槽等寬；齒扇的齒變厚，且中間齒厚為正常齒，兩側(cè)齒齒厚依次減薄。若O1與O重合加工后齒扇各齒齒厚相同若O1與O不重合存在偏心距n，則各齒齒厚不同。第56頁/共125頁循環(huán)球齒條齒扇式——偏心法αd—端面壓力角；

R—節(jié)圓半徑；βp—搖臂軸轉(zhuǎn)角；

R1—中心O1到b點(diǎn)的距離；

n—偏心距。第57頁/共125頁（1）

循環(huán)球齒條齒扇式——偏心法傳動(dòng)間隙特性與n有下述關(guān)系第58頁/共125頁2．如何獲得傳動(dòng)間隙特性②

循環(huán)球齒條齒扇式——修正齒條法特點(diǎn)：齒扇齒各齒厚度相同；齒條的兩側(cè)齒槽比中間齒槽稍寬，且使兩側(cè)齒槽的寬度相同。小模數(shù)時(shí)取下限。第59頁/共125頁第四節(jié)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算一、轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定影響計(jì)算載荷的因素：轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷；路面阻力；輪胎氣壓。原地轉(zhuǎn)向阻力矩TR的計(jì)算f—滑動(dòng)摩擦因數(shù)0.7；G1—轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷（N）；p—輪胎氣壓（MPa）。第60頁/共125頁一、轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力L1—轉(zhuǎn)向搖臂長；L2—轉(zhuǎn)向節(jié)臂長。當(dāng)用上式計(jì)算的Fh>700N時(shí)，已超出人體生理極限，此時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器及動(dòng)力缸以前的零件的計(jì)算載荷，取Fh=700N第61頁/共125頁二、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)1．主要參數(shù)的確定2.

強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度；接觸強(qiáng)度3.

材料：齒輪16MnCr5、15CrNi6齒條45鋼殼體鋁合金第62頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（1）鋼球中心距D、螺桿外、內(nèi)徑D1、D2第63頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（1）鋼球中心距D、螺桿外、內(nèi)徑D1、D2①

D：是指螺桿兩側(cè)剛球中心間的距離，是轉(zhuǎn)向器的基本尺寸。影響選取D的因素有：D1、D2和剛球直徑d。如果D選取的比較大，轉(zhuǎn)向器的尺寸及質(zhì)量均增加，螺桿尺寸也隨之增大，表明剛度大，承載能力強(qiáng)。要求：在保證有足夠的強(qiáng)度、剛度條件下為減小尺寸、質(zhì)量應(yīng)盡可能選取小一些的D，D的變化范圍為20～40㎜。D應(yīng)隨m的變化而變化，當(dāng)m↑時(shí)，D也應(yīng)↑。②

D1、D2：（D2－D1）=（5～10）%DD1=20、23、25、28、29、34、38第64頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（2）剛球直徑d及數(shù)量n①

影響選取d的因素（常用的標(biāo)準(zhǔn)范圍：7～9㎜）：第65頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（2）剛球直徑d及數(shù)量n選取d的原則：在保證有足夠的承載能力條件下，盡可能取尺寸小些的d。如果是系列產(chǎn)品，要求d的選取規(guī)格盡可能少，常用有三種規(guī)格已足夠。第66頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（2）剛球直徑d及數(shù)量n②影響選取n的因素第67頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（2）剛球直徑d及數(shù)量nn選擇：原則在保證有足夠的承載能力的條件下，n應(yīng)取少些為宜。n的選取范圍：n≤60粒/環(huán)路為保證每個(gè)剛球都承載，要求對(duì)剛球進(jìn)行分組（至少分四組）裝配。（同時(shí)螺桿、螺母也應(yīng)當(dāng)分組）。不包含環(huán)流導(dǎo)管中鋼球數(shù)時(shí)，每個(gè)環(huán)路中的鋼球數(shù)n用下式計(jì)算：W—一個(gè)環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)；α0—螺線導(dǎo)程角，∵α0=5°~8°，∴cosα0≈1.0第68頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(3)工作鋼球圈數(shù)W

環(huán)路數(shù)：1個(gè)或者2個(gè)，且多數(shù)轉(zhuǎn)向器為兩個(gè)獨(dú)立環(huán)路。第69頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(3)工作鋼球圈數(shù)W影響工作鋼球圈數(shù)W的因素第70頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(3)工作鋼球圈數(shù)W選取W的原則：在保證螺桿、螺母、鋼球有足夠的σj

強(qiáng)度條件下，將W取少些；m小時(shí)W取1.5，m大時(shí)，W取得多。W的選取范圍：1.5、2.5第71頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(4)滾道截面：單圓弧滾道截面/四段圓弧滾道截面/橢圓滾道截面第72頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(5)接觸角：鋼球與螺桿滾道接觸點(diǎn)的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角稱為接觸角θ。接觸角θ影響：軸向力和徑向力的分配要求：軸向力和徑向力接近，以免影響扇齒齒根處強(qiáng)度。范圍：用450的多，少數(shù)用500或57.50(BenZ)，此時(shí)徑向力↑，軸向力↓。第73頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（6）螺距P若轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)dφ，則同時(shí)螺母移動(dòng)ds距離，即

①與此同時(shí)齒扇轉(zhuǎn)過的弧長也為ds，相應(yīng)搖臂軸轉(zhuǎn)過則有：

②①與②聯(lián)立，得：第74頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1．螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（6）螺距P第75頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2．齒條、齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì)齒扇齒的特點(diǎn)①

齒頂圓與齒根圓均有錐度②

∵分度圓d=mz，∴不變是圓柱

③

分度圓上的齒厚是變化的

④

基圓也是一個(gè)圓柱第76頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2．齒條、齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì)——齒形計(jì)算圖紙上僅標(biāo)注基準(zhǔn)剖面尺寸即（Ⅰ—Ⅰ）剖面尺寸。基準(zhǔn)剖面可以選在齒寬內(nèi)或齒寬外任意剖面處，但一般多選在B/2處；基準(zhǔn)剖面的ζ=0，且向右為正ζ

，向左ζ

為負(fù)距基準(zhǔn)剖面尺寸a0

處的O—O剖面的移距系數(shù)為ζ

1第77頁/共125頁三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2．齒條、齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì)——齒形計(jì)算第78頁/共125頁四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算1.

鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力σ第79頁/共125頁四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算2.

齒的彎曲應(yīng)力σw材料：螺桿、螺母20CrMnTi滲碳0.8~1.45mm58~63HRC第80頁/共125頁四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算3.轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑d材料：20CrMnTi滲碳0.8~1.45mm58~63HRC第81頁/共125頁四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算4.轉(zhuǎn)向軸[τ]=4000～5000N/㎝2第82頁/共125頁83

設(shè)計(jì)原則：

當(dāng)前軸負(fù)荷大于40KN時(shí)，必須采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向；當(dāng)前軸負(fù)荷在25～40KN之間時(shí)，可裝可不裝；當(dāng)前軸負(fù)荷小于25KN時(shí)，不必裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向。第五節(jié)

動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)取力而產(chǎn)生的液體壓力或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。第83頁/共125頁一、設(shè)計(jì)要求

1.運(yùn)動(dòng)學(xué)的隨動(dòng)：轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和方向盤轉(zhuǎn)角的關(guān)系應(yīng)保持一定比例；2.力的隨動(dòng)（路感）：即不同路面上，駕駛員的手力感覺應(yīng)隨著轉(zhuǎn)向輪阻力變化而一致變化；3.動(dòng)力轉(zhuǎn)向失靈時(shí)，仍能夠用機(jī)械轉(zhuǎn)向操縱；4.當(dāng)Fh≥0.025~0.19KN時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向起作用；5.應(yīng)能夠自動(dòng)回正，保證汽車穩(wěn)定、直線行駛；

6.工作靈敏，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長到最大值；

7.密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。第84頁/共125頁動(dòng)力轉(zhuǎn)向動(dòng)力轉(zhuǎn)向的基本要求GB17675-1999汽車轉(zhuǎn)向系基本要求：

不得裝用全動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓、氣壓或電氣部件部分或全部失效后，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須有控制汽車行駛方向的能力。

因此，現(xiàn)在的動(dòng)力轉(zhuǎn)向一般是在原來機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加助力機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械機(jī)構(gòu)用于安全儲(chǔ)備第85頁/共125頁（一）動(dòng)力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)形式1.液壓式：尺寸小，壓力大，靈敏度高，可吸收沖擊，無需潤滑；2.氣壓式：體積大，質(zhì)量大，靈敏度低，壓力低二、液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案分析

第86頁/共125頁

液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是由分配閥、轉(zhuǎn)向器、動(dòng)力缸、液壓泵、貯油罐和油管等組成。根據(jù)分配閥、轉(zhuǎn)向器和動(dòng)力缸三者相互位置的不同，它分為整體式（圖7-12a）和分置式兩類。分置式按分配閥所在位置不同又分為：聯(lián)閥式（圖7-12b）、連桿式（圖7-12c）和半分置式（圖7-12d）。圖7-12動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案1—分配閥2—轉(zhuǎn)向器3—?jiǎng)恿Ω锥⒁簤菏絼?dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案分析

第87頁/共125頁二、動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案2.布置方案第88頁/共125頁二、動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案3.分配閥的結(jié)構(gòu)方案第89頁/共125頁三、液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的評(píng)價(jià)指標(biāo)

（1）動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能用效能指標(biāo)s=Fh/Fh′來評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能?，F(xiàn)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo)s=1~15。（2）路感在最大工作壓力時(shí)，轎車：換算以轉(zhuǎn)向盤上的力增加約30~50N，貨車：增加80~100N。（3）轉(zhuǎn)向靈敏度

轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤行程與滑閥行程的比值來評(píng)價(jià)

比值越小，則動(dòng)力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。高級(jí)轎車的值在6.7以下。轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，作用到轉(zhuǎn)向盤的手力的轉(zhuǎn)角來評(píng)價(jià)，要求此力在20-50N，轉(zhuǎn)角在10°~15°范圍。第90頁/共125頁（4）動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性是指輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變化關(guān)系曲線，是用來評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標(biāo)。用輸入轉(zhuǎn)矩Mφ與輸出油壓p之間的變化關(guān)系曲線來表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向的靜特性。常將靜特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時(shí)候，相當(dāng)于圖中A段；汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段（圖中C段）；B區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段；D區(qū)段曲線就表明是一個(gè)較寬的平滑過渡區(qū)間。圖7-13靜特性曲線分段示意圖

要求動(dòng)力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對(duì)稱。對(duì)稱性可以評(píng)價(jià)滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對(duì)稱性大于0.85。第91頁/共125頁能量消耗大。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓油泵，使液壓油不停地流動(dòng)，浪費(fèi)了部分能量。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必需有動(dòng)力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪等

，工作介質(zhì)為油液，易泄漏。助力特性難以滿足要求。（主要問題）具有固定放大倍率，操縱輕便型和操縱穩(wěn)定性難以兼顧。液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)為此采用車速感應(yīng)型動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，有電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第92頁/共125頁

具有固定放大倍率的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)放大倍率小，可減小汽車在停車或低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力，但當(dāng)汽車以高速行駛時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力顯得太小，不利于對(duì)高速行駛的汽車進(jìn)行方向控制（方向發(fā)飄）；反之，放大倍率大，可增加汽車在高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向力，但當(dāng)汽車停駛或低速行駛時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤就會(huì)顯得非常吃力（轉(zhuǎn)向沉重）。

操縱輕便型(低速狀態(tài))和操縱穩(wěn)定性(高速狀態(tài))難以兼顧。第93頁/共125頁是在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了控制液體流量的電磁閥、車速傳感器和電子控制單元等，電子控制單元根據(jù)檢測(cè)到的車速信號(hào)，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大倍率實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。

四、電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向

這些裝置保留了原來的液壓系統(tǒng)，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。第94頁/共125頁電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向

EHPS示意圖第95頁/共125頁電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向

一種EHPS電動(dòng)泵第96頁/共125頁分類液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制裝置而構(gòu)成的。根據(jù)控制方式的不同，液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為流量控制式、油壓反饋控制式（反力控制式）、動(dòng)力缸分流控制式和閥特性控制式（閥靈敏度控制式）幾種形式。第97頁/共125頁

流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是根據(jù)車速傳感器的信號(hào)，控制電磁閥閥針的開啟程度，從而控制轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞兩側(cè)油室的旁路液壓油流量，來改變轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力。

車速越高，流過電磁閥電磁線圈的平均電流值越大，電磁閥閥針的開啟程度越大，旁路液壓油流量越大，液壓助力作用越小，使轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的力也隨之增加。這就是流量控制式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。流量控制式第98頁/共125頁五、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上世紀(jì)80年代開始研制并商品化的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（EPS）系統(tǒng)近年來在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。早在1988年，這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)首先裝在日本的SuzukiCorvo助力裝置第99頁/共125頁電控電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)EPS的工作原理：

基本工作原理是：電腦EPS/ECU接受轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速信號(hào)VSS的高低及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)SP的高低。判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否工作，以決定EPS系統(tǒng)是否投入工作，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火情況下EPS系統(tǒng)停止工作。第100頁/共125頁

經(jīng)過判斷和處理后，根據(jù)事先存儲(chǔ)器中確定好的助力特性，確定和輸出助力扭矩電流的大小和方向（助力電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，工作時(shí)間及工作頻率）。低速時(shí)助力作用大．轉(zhuǎn)向輕便；高速時(shí)減小助力，以提高路感和操縱穩(wěn)定性（無發(fā)飄手感）。第101頁/共125頁電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝轉(zhuǎn)向盤連接轉(zhuǎn)向器第102頁/共125頁電動(dòng)式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：有許多液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)：

（1）將電動(dòng)機(jī)、離合器、減速裝置、轉(zhuǎn)向桿等各部件裝配成一個(gè)整體，這既無管道也無控制閥，使其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量減輕。一般電動(dòng)式EPS的質(zhì)量比液壓式EPS質(zhì)量輕25%左右。

（2）沒有液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必須的常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向油泵，電動(dòng)機(jī)只是在需要轉(zhuǎn)向時(shí)才接通電源，所以動(dòng)力消耗和燃油消耗均可降到最低。

（3）省去了油壓系統(tǒng)，所以不需要給轉(zhuǎn)向油泵補(bǔ)充油，也不必?fù)?dān)心漏油。

（4）可以比較容易地按照汽車性能的需要設(shè)置、修改轉(zhuǎn)向助力特性。第103頁/共125頁電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類轉(zhuǎn)向軸式 轉(zhuǎn)向齒輪式

雙齒輪式 滾珠絲杠桿式齒條式第104頁/共125頁電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)節(jié)能環(huán)保結(jié)構(gòu)緊湊符合汽車的發(fā)展方向－電動(dòng)技術(shù)含量要求較高，目前國內(nèi)不成熟助力不能夠很大第105頁/共125頁未來：全電動(dòng)轉(zhuǎn)向－線控轉(zhuǎn)向（Steer-By-Wire）特點(diǎn)：取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)比可調(diào)提高主動(dòng)安全提高被動(dòng)安全缺點(diǎn)：技術(shù)含量高，成本高，目前處于研究階段第106頁/共125頁主動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)轉(zhuǎn)向的助力百分比是一定，為了操縱輕便性，主動(dòng)轉(zhuǎn)向要帶有其它助力機(jī)構(gòu)技術(shù)含量高，成本高，目前只有極少數(shù)高級(jí)車應(yīng)用，比如BMW的一部分車傳動(dòng)比可調(diào)主動(dòng)轉(zhuǎn)向保持了機(jī)械連接，具有安全失效的功能第107頁/共125頁轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形的兩種形式整體式－配合非獨(dú)立懸架斷開式－配合獨(dú)立懸架整體式斷開式