《汽車拖拉機(jī)學(xué) 第2版》(中文電子課件)第十三章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件第十三章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第十三章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第三節(jié)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第四節(jié)履帶與手扶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件2024/7/21第十三章的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理第十三章的重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向原理掌握齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理掌握循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理掌握拖拉機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理掌握轉(zhuǎn)向助力原理理解線控轉(zhuǎn)向原理第十三章的教學(xué)要求1.拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐2.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐3.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐4.拖拉機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐5.轉(zhuǎn)向助力原理與實(shí)踐6.線控轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐第十三章的課程思政融入點(diǎn)扎根“三農(nóng)”科學(xué)精神工匠精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化第十三章的課程思政的育人目標(biāo)課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐1.為何輪式車輛廣泛采用阿克曼轉(zhuǎn)向原理？2.手扶拖拉機(jī)采用什么轉(zhuǎn)向原理？3.履帶拖拉機(jī)采用什么轉(zhuǎn)向原理？4.折腰拖拉機(jī)采用什么轉(zhuǎn)向原理？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”安全意識創(chuàng)新思維農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐1.輕型汽車為何廣泛采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器？2.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有何不足之處？如何改進(jìn)？3.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為何設(shè)有轉(zhuǎn)向減振器？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT安全意識工匠精神創(chuàng)新思維循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐1.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要應(yīng)用在哪些車型？2.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為何采用二級減速？3.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為何要設(shè)置循環(huán)球？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新意識第十三章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(1)課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效拖拉機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐1.為何拖拉機(jī)廣泛采用全液壓轉(zhuǎn)向器？2.全液壓轉(zhuǎn)向器是如何獲得路感的？3.全液壓轉(zhuǎn)向器是如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向阻力反饋的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”科學(xué)精神工匠精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維轉(zhuǎn)向助力原理與實(shí)踐1.液壓助力是如何實(shí)現(xiàn)助力的？有何優(yōu)缺點(diǎn)？2.電動助力是如何實(shí)現(xiàn)助力的？有何優(yōu)缺點(diǎn)？3.為何電動助力逐漸取代了液壓助力？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維線控轉(zhuǎn)向原理與實(shí)踐1.線控轉(zhuǎn)向是如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的？2.線控轉(zhuǎn)向是如何實(shí)現(xiàn)冗余的？3.全液壓轉(zhuǎn)向拖拉機(jī)如何實(shí)現(xiàn)線控液壓轉(zhuǎn)向？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神工程倫理農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化第十三章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(2)第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2024/7/28一、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用

汽車拖拉機(jī)在行駛過程中，需按駕駛?cè)说囊庵窘?jīng)常改變其行駛方向，即所謂轉(zhuǎn)向。就輪式車輛而言，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的方法是，駕駛?cè)送ㄟ^一套專設(shè)的機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)向橋（一般是前橋）上的車輪（轉(zhuǎn)向輪）相對于車輛縱軸線偏轉(zhuǎn)一定角度。在直線行駛時，往往轉(zhuǎn)向輪也會受到路面?zhèn)认蚋蓴_力的作用，自動偏轉(zhuǎn)而改變行駛方向。此時，駕駛?cè)艘部梢岳眠@套機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪向相反的方向偏轉(zhuǎn)，從而使車輛恢復(fù)原來的行駛方向。這一套用來改變或恢復(fù)車輛行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱為轉(zhuǎn)向系。因此，轉(zhuǎn)向系的功用是保證車輛能按駕駛?cè)说囊庵径M(jìn)行轉(zhuǎn)向行駛。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2024/7/29二、轉(zhuǎn)向方式

車輛之所以能夠在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，是通過轉(zhuǎn)向動作使地面與行走裝置之間的相互作用產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)變方向一致的轉(zhuǎn)向力矩，克服阻止車輛轉(zhuǎn)向的阻力矩而實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向方式有3種：①靠車輛的輪子相對車身偏轉(zhuǎn)一個角度來實(shí)現(xiàn)；②靠改變行走裝置兩側(cè)的驅(qū)動力來實(shí)現(xiàn)；③既改變兩側(cè)行走裝置的驅(qū)動力又使輪子偏轉(zhuǎn)。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2024/7/2102024/7/211

汽車、大多數(shù)輪式拖拉機(jī)均采用第一種轉(zhuǎn)向方式，履帶拖拉機(jī)和無尾輪手扶拖拉機(jī)采用第二種轉(zhuǎn)向方式，有尾輪手扶拖拉機(jī)、部分輪式拖拉機(jī)在某種情況下（如在田間作業(yè)時）采用第三種轉(zhuǎn)向方式。

輪式車輛主要采用偏轉(zhuǎn)車輪的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向具體實(shí)現(xiàn)方式有4種：前輪偏轉(zhuǎn)、后輪偏轉(zhuǎn)、前后輪同時偏轉(zhuǎn)（四輪轉(zhuǎn)向）和折腰轉(zhuǎn):（圖13-1）。汽車、拖拉機(jī)一般采用偏轉(zhuǎn)前輪的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)向。2024/7/2第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型12

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向能源不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向和動力轉(zhuǎn)向兩大類。1.機(jī)械轉(zhuǎn)向

當(dāng)轉(zhuǎn)向時，駕駛?cè)藢D(zhuǎn)向盤施加一個轉(zhuǎn)向力矩。該力矩通過轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸輸入轉(zhuǎn)向器。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動傳到轉(zhuǎn)向搖臂，再經(jīng)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)和它所支承的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。為使右轉(zhuǎn)向節(jié)及其支承的右轉(zhuǎn)向輪隨之偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度，還設(shè)置了轉(zhuǎn)向梯形。轉(zhuǎn)向梯形由固定在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上的梯形臂和兩端與梯形臂作球鉸鏈連接的轉(zhuǎn)向橫拉桿組成。2024/7/2132助力轉(zhuǎn)向

動力轉(zhuǎn)向系是兼用駕駛?cè)梭w力和發(fā)動機(jī)動力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量，只有小部分由駕駛?cè)颂峁?，而大部分是由發(fā)動機(jī)通過轉(zhuǎn)向加力裝置提供的。但在轉(zhuǎn)向加力裝置失效時，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛?cè)霜?dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此，動力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。

按所用動力的多少，動力轉(zhuǎn)向可分為助力式和全助力式兩種。助力式有液壓助力、電動助力等方式，全助力式有全液壓式、線控式等方式。2024/7/214第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2024/7/215四、轉(zhuǎn)向原理為了避免在轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生路面對行駛的附加阻力和輪胎過快磨損,要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能保證在轉(zhuǎn)向時,所有車輪均做純滾動。顯然,這只有在所有車輪的軸線都相交于一點(diǎn)時方能實(shí)現(xiàn)。此交點(diǎn)O稱為轉(zhuǎn)向中心(圖13-2)。由圖可見,內(nèi)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角β應(yīng)大于外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角α。在車輪為絕對剛體的假設(shè)條件下,角α與β的理想關(guān)系稱為阿克曼原理,即cotα=cotβ+B/L(13-1)式中B———兩側(cè)主銷軸線與地面相交點(diǎn)之間的距離;L———汽車軸距。為此,必須精心確定轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)向梯形的幾何參數(shù)。但是迄今為止,所有轉(zhuǎn)向梯形實(shí)際上都只能設(shè)計(jì)成在一定的車輪偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi),使兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系大體上接近于理想關(guān)系。2024/7/216為此,必須精心確定轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中轉(zhuǎn)向梯形的幾何參數(shù)。但是迄今為止,所有轉(zhuǎn)向梯形實(shí)際上都只能設(shè)計(jì)成在一定的車輪偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi),使兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系大體上接近于理想關(guān)系。五、轉(zhuǎn)向性能的主要參數(shù)第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述2024/7/217

2024/7/2182.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比iW1

稱為轉(zhuǎn)向器角傳動比。轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向盤所在一側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比iW2

稱為轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)相應(yīng)轉(zhuǎn)角增量之比則為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比,用iW表示。顯然iW=iW1iW2(13-3)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比iW越大,則為了克服一定的地面轉(zhuǎn)向阻力矩所需的轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩便越小,從而在轉(zhuǎn)向盤直徑一定時,駕駛?cè)思佑谵D(zhuǎn)向盤的力也越小。但iW

過大,將導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱不夠靈敏,即為了得到一定的轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角,所需的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角過大。所以,選取iW

時應(yīng)適當(dāng)兼顧轉(zhuǎn)向省力和轉(zhuǎn)向靈敏的要求。2024/7/2193.轉(zhuǎn)向系力轉(zhuǎn)動比

轉(zhuǎn)向輪受到的轉(zhuǎn)向阻力之和與駕駛?cè)俗饔迷谵D(zhuǎn)向盤上的推力之比，稱為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)力轉(zhuǎn)動比，它與角傳動比成正比。4.轉(zhuǎn)向器的傳動效率

轉(zhuǎn)向器的輸出功率與輸入功率之比，稱為轉(zhuǎn)向器傳動效率。在功率由轉(zhuǎn)向軸輸入、由轉(zhuǎn)向搖臂輸出的情況下求得的傳動效率稱為正效率；而傳動方向與上述相反時求得的效率稱為逆效率。逆效率很高的轉(zhuǎn)向器很容易將經(jīng)轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)傳來的路面反力傳到轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤上，故稱為可逆式轉(zhuǎn)向器?？赡媸睫D(zhuǎn)向器有利于汽車轉(zhuǎn)向結(jié)束后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動回正，但也能將壞路對車輪的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤，發(fā)生“打手”情況。

逆效率很低的轉(zhuǎn)向器，稱為不可逆式轉(zhuǎn)向器。不平道路對轉(zhuǎn)向輪的沖擊載荷輸入到這種轉(zhuǎn)向器，即由其中各傳動零件（主要是傳動副）承受，而不會傳到轉(zhuǎn)向盤上。路面作用于轉(zhuǎn)向輪上的回正力矩同樣也不能傳到轉(zhuǎn)向盤。這就使得轉(zhuǎn)向輪自動回正成為不可能。此外，道路的轉(zhuǎn)向阻力矩也不能反饋到轉(zhuǎn)向盤，使得駕駛?cè)瞬荒艿玫铰访娣答佇畔ⅲㄋ^喪失“路感”），無法據(jù)以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力矩。2024/7/2202024/7/2逆效率略高于不可逆式的轉(zhuǎn)向器，稱為極限可逆式轉(zhuǎn)向器，其反向傳力性能介于可逆式和不可逆式之間，而接近于不可逆式。采用這種轉(zhuǎn)向器時，駕駛?cè)四苡幸欢ǖ穆犯校D(zhuǎn)向輪自動回正也可實(shí)現(xiàn)，而且只有在路面沖擊力很大時，才能部分地傳到轉(zhuǎn)向盤?，F(xiàn)代汽車上一般不采用不可逆式轉(zhuǎn)向器。經(jīng)常在良好路面上行駛的汽車，多采用可逆式轉(zhuǎn)向器。極限可逆式轉(zhuǎn)向器多用于中型以上越野汽車和自卸汽車。212024/7/2225.轉(zhuǎn)向盤自由行程轉(zhuǎn)向盤自由行程是指用以消除轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各傳動件運(yùn)動副間的間隙所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤的角行程。它對于緩和路面沖擊以及避免駕駛?cè)诉^度緊張是有利的，但不宜過大，以免過分影響轉(zhuǎn)向靈敏性。通常轉(zhuǎn)向盤從相應(yīng)于汽車直線行駛中間位置向任一方自由行程不超10°～15°，當(dāng)零件嚴(yán)重磨損到轉(zhuǎn)向盤自由行程超過25°～30°時，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。6.轉(zhuǎn)彎通道圓轉(zhuǎn)彎通道圓是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置行駛時，車輛上所有各點(diǎn)在車輛支承平面（一般就是地面）上的投影所形成兩個圓（圖13-3）。2024/7/223簡單地說，可以看成是此時車輛的影子在地面上掃過的一個圓環(huán)。它的內(nèi)圓叫做轉(zhuǎn)彎通道內(nèi)圓，外圓叫做轉(zhuǎn)彎通道外圓。它的實(shí)際含義是車輛轉(zhuǎn)彎時必須占用的通道。值得注意的是：由于車輛轉(zhuǎn)彎時，車輛外側(cè)的前端伸突在前外輪的外面，所以轉(zhuǎn)彎通道外圓的直徑要大于以前外輪軌跡決定的轉(zhuǎn)彎直徑。也就是說，車輛轉(zhuǎn)彎時所需的通道，實(shí)際上比轉(zhuǎn)彎直徑還要大。轉(zhuǎn)彎通道外圓與內(nèi)圓半徑的差值，叫做通道寬度。顯然，這個通道寬度越小，車輛的機(jī)動性就越好。第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/224一、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動軸的一系列零部件都屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（圖13-4），包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸等。一些車輛還安裝有轉(zhuǎn)向盤調(diào)節(jié)裝置。第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/225機(jī)械轉(zhuǎn)向系主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)3大部分組成。2024/7/2261.轉(zhuǎn)向盤

轉(zhuǎn)向盤由輪緣、輪輻和輪轂組成。輪輻一般為三根輻條或四根輻條，也有用兩根輻條的。轉(zhuǎn)向盤輪轂孔具有細(xì)牙內(nèi)花鍵，借此與轉(zhuǎn)向軸連接。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部是由成形的金屬骨架構(gòu)成。骨架外面一般包有柔軟的合成橡膠或樹脂，也有包皮革的，這樣可有良好的手感，而且還可防止手心出汗時握轉(zhuǎn)向盤打滑。

轉(zhuǎn)向盤上都裝有喇叭按鈕，有些轎車的轉(zhuǎn)向盤上還裝有車速控制開關(guān)和撞車時保護(hù)駕駛?cè)说臍饽已b置。2024/7/2272.轉(zhuǎn)向軸

轉(zhuǎn)向軸是連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器的傳動件，并傳遞轉(zhuǎn)矩。有些車輛由于結(jié)構(gòu)限制，轉(zhuǎn)向軸采用斷開式，用萬向節(jié)連接。用以將發(fā)動機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能（液壓能或氣壓能），并在駕駛?cè)丝刂葡?，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛?cè)耸┝Σ蛔愕囊幌盗辛悴考偡Q為轉(zhuǎn)向加力裝置。3.轉(zhuǎn)向盤調(diào)節(jié)裝置

為了適應(yīng)不同人駕駛同一輛車，一些車輛設(shè)置了轉(zhuǎn)向盤調(diào)節(jié)裝置，可進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，以及前后調(diào)節(jié)。二、轉(zhuǎn)向器

轉(zhuǎn)向器的功用是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動通過傳動副變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動，改變力的傳遞方向并增力、通過轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)拉動轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向器實(shí)質(zhì)上是一個減速器，用來放大作用在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力矩。轉(zhuǎn)向器應(yīng)有合適的傳動比和較高的傳動效率，以便操縱省力，使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動量合適；它還應(yīng)具有合適的傳動可逆性。這樣，當(dāng)導(dǎo)向輪受到地面沖擊作用時，能將地面的作用力部分地反傳至轉(zhuǎn)向盤，使駕駛?cè)司哂新访娓杏X，并使導(dǎo)向輪自動回正。第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/2282024/7/229

曾經(jīng)出現(xiàn)過的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式很多，但有些已被淘汰。目前在汽車上廣泛采用的有齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等幾種結(jié)構(gòu)形式（圖13-5）。1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（1）結(jié)構(gòu)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，一般由轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、殼體和預(yù)緊力調(diào)整裝置等組成，如圖13-6所示。轉(zhuǎn)向齒輪通過軸承支承在殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)向齒輪的一端與轉(zhuǎn)向軸連接，將駕駛?cè)说霓D(zhuǎn)向操縱力輸入，另一端與轉(zhuǎn)向齒條直接嚙合，形成一對傳動副，并通過轉(zhuǎn)向齒條傳動，帶動橫拉桿，使轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動。為保證齒輪齒條無間隙嚙合，補(bǔ)償彈簧產(chǎn)生的壓緊力通過壓板將轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向齒條壓靠在一起。彈簧的預(yù)緊力可以通過調(diào)整螺柱進(jìn)行調(diào)整。為了衰減轉(zhuǎn)向輪擺振，在帶有齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增設(shè)轉(zhuǎn)向減振器。2024/7/230由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器屬于可逆式轉(zhuǎn)向器，其正效率與逆效率都很高，自動回正能力強(qiáng)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、工作可靠、使用壽命長、不需要調(diào)整齒輪齒條的間隙，因而得到了廣泛的應(yīng)用。2024/7/231（2）布置形式

根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)的不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有4種布置形式：中間輸入，兩端輸出（圖13-7a）；側(cè)面輸入，兩端輸出（圖13-7b）；側(cè)面輸入，中間輸出（圖13-7c）；側(cè)面輸入，一端輸出（圖13-7d）。2024/7/232（3）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的性能特點(diǎn)

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體多采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器質(zhì)量比較小；采用齒輪齒條傳動方式，傳動效率較高；齒輪齒條之間因磨損產(chǎn)生間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動消除齒間間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)剛度，還可以防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積較?。粵]有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以加大，制造成本較低。還可以直接帶動橫拉桿，簡化轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。因此在轎車和微、輕型貨車上得到廣泛應(yīng)用。2024/7/233

但其逆效率較高，汽車在不平路面上行駛時，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間的沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤，造成駕駛?cè)司窬o張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動又會造成打手，同時對駕駛?cè)嗽斐蓚Α?024/7/2342.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器（1）結(jié)構(gòu)

循環(huán)求式轉(zhuǎn)向器由兩級傳動副、殼體、鋼球和間隙調(diào)整裝置等組成（圖13-8）。第一級傳動副是螺桿-螺母傳動副，螺桿與轉(zhuǎn)向軸連接；第二級是齒條-齒扇傳動副，在轉(zhuǎn)向螺母下平面上加工成齒條，齒扇與齒扇軸形成一體。2024/7/235圖13-8循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺母既是第一級傳動副的從動件，又是第二級傳動副的主動件。為了減少轉(zhuǎn)向螺桿與轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦與磨損，二者的螺紋不直接接觸，而是做成內(nèi)外滾道，滾道中間裝有許多鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動摩擦。轉(zhuǎn)向螺母上裝有兩個鋼球?qū)Ч?，鋼球?qū)Ч軆?nèi)裝滿了鋼球，鋼球?qū)Ч芘c滾道連通，形成兩條獨(dú)立的供鋼球循環(huán)滾動的封閉通道。2024/7/2362024/7/2所謂的循環(huán)球指的就是這些小鋼球，它們被放置于螺母與螺桿之間的密閉管路內(nèi)，起到將螺母螺桿之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇^小的滾動摩擦的作用，當(dāng)與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向管柱固定到一起的螺桿轉(zhuǎn)動起來后，螺桿推動螺母上下運(yùn)動，螺母在通過齒輪來驅(qū)動轉(zhuǎn)向搖臂往復(fù)搖動從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在這個過程當(dāng)中，那些小鋼球就在密閉的管路內(nèi)循環(huán)往復(fù)的滾動，所以這種轉(zhuǎn)向器就被稱為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。37（2）工作過程

當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)向軸帶動轉(zhuǎn)向螺桿旋轉(zhuǎn)，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，使得轉(zhuǎn)向螺母沿軸向移動，鋼球則在鋼球?qū)Ч芘c滾道通道內(nèi)循環(huán)滾動；通過螺母上的齒條帶動齒扇及軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)向搖臂擺動，通過其他轉(zhuǎn)向傳動裝置的傳動，實(shí)現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)。如果將齒條的齒頂面制成鼓形弧面，齒扇上的每一個齒的節(jié)圓半徑也相應(yīng)變化，使得中間齒節(jié)圓半徑小，兩端齒節(jié)圓半徑大，便可得到變傳動比的轉(zhuǎn)向器（圖13-9），這樣操縱省力，轉(zhuǎn)向輕便。2024/7/2383.蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器由球面蝸桿、指銷、搖臂軸和轉(zhuǎn)向器殼體及軸承等組成（圖13-10）。駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向傳動軸帶動蝸桿軸及與它一體的球面蝸桿旋轉(zhuǎn)。同時球面蝸桿上的螺旋齒要推指銷繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，并使搖臂聯(lián)動，然后推（拉）直拉桿等使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。指銷可以在支持軸上自轉(zhuǎn)。指銷磨損后通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺釘消除指銷與蝸桿兩者齒之間的間隙。根據(jù)指銷的數(shù)量不同可分為單指銷式、雙指銷式、三指銷式等。2024/7/239圖13-10蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器

雙指銷式轉(zhuǎn)向器在中間及其附近位置時，其兩指銷均與蝸桿嚙合，故每個指銷所受載荷較單指銷式轉(zhuǎn)向器小，因而其工作壽命較長。當(dāng)搖臂軸轉(zhuǎn)角相當(dāng)大時，一個指銷與蝸桿脫離嚙合，另一指銷仍保持嚙合，因此，雙指銷式的搖臂軸轉(zhuǎn)角范圍較單指銷式大（圖13-11）。但雙指銷式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對蝸桿的加工精度要求也較高。2024/7/240三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.功用

轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，并使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。2.類型

轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的組成和布置因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型不同而異，通常采用轉(zhuǎn)向梯形式和雙拉桿式。第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/241（1）轉(zhuǎn)向梯形式轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)向梯形就是由前橋、左右轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿組成的梯形。其作用就是保證轉(zhuǎn)向時左右車輪按一定的比例轉(zhuǎn)過一個角度。

為了適應(yīng)汽車懸架和拖拉機(jī)前橋的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)向梯形有分別與非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架配用的兩大類轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。2024/7/2422024/7/2

①非獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向梯形傳動機(jī)構(gòu)如圖13-12所示。包括轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂。在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，由轉(zhuǎn)向橫拉桿，左、右梯形臂和前橋組成的轉(zhuǎn)向梯形一般布置在前橋之后（圖13-12a），稱為后置梯形。在內(nèi)燃機(jī)位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼作驅(qū)動橋的情況下，有時為避免運(yùn)動干涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋的前面（圖13-12b），稱為前置梯形。若轉(zhuǎn)向搖臂不是前后擺動，而且在與前進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)左右擺動，則可將縱拉桿橫置，并借助球頭銷直接帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿，從而推動兩側(cè)梯形臂轉(zhuǎn)動并帶動車輪偏轉(zhuǎn)（圖13-12c）。432024/7/244②獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相對于車架作獨(dú)立運(yùn)動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或三段，如圖13-13所示，并且由在平行于路面的平面中擺動的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動或通過轉(zhuǎn)向直拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動。2024/7/2452024/7/2（2）雙拉桿式轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)雙拉桿轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)由左、右兩個轉(zhuǎn)向搖臂，兩側(cè)縱拉桿和左、右兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)臂組成（圖13-14）。當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向器的左、右兩個轉(zhuǎn)向搖臂作相反方向的擺動，通過左、右兩縱拉桿分別操縱左、右轉(zhuǎn)向節(jié)臂使前輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)，依靠各傳動件的合理長度和位置來滿足無側(cè)滑滾動的要求。與轉(zhuǎn)向梯形相比，可使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角更接近純滾動的要求，同時可獲得較大偏轉(zhuǎn)角。其機(jī)構(gòu)布置容易，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。462024/7/2473.轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的桿件轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的傳動桿件有轉(zhuǎn)向搖臂、縱拉桿、橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂等。（1）轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向器搖臂軸之間通過錐面的三角形花鍵連接，并利用螺母在端面壓緊。（2）縱拉桿（又稱直拉桿）轉(zhuǎn)向縱拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)臂及橫拉桿之間都是通過球形鉸鏈相連接的，從而使它們之間可以作相對的空間運(yùn)動，以免發(fā)生運(yùn)動干涉。縱拉桿結(jié)構(gòu)上一般具有緩沖及磨損補(bǔ)償功能。2024/7/248（3）橫拉桿有轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中有橫拉桿，它用來連接左、右梯形臂，它們之間也采用球鉸接頭連接，球鉸接頭的補(bǔ)償彈簧垂直于橫拉桿軸線方向安裝，這樣可以保證橫拉桿在工作中長度不變，以保證轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)在工作中遵循正確的運(yùn)動規(guī)律，并避免由于補(bǔ)償彈簧變形而引起前輪的晃動。因此，橫拉桿中的補(bǔ)償彈簧只能消除磨損間隙，而不起緩沖作用。拖拉機(jī)上的橫拉桿一般由三段組成，以便在前輪輪距調(diào)節(jié)時隨之改變長度。轉(zhuǎn)動橫拉桿體即可改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的總長度，從而可調(diào)整轉(zhuǎn)向輪前束。2024/7/249（4）轉(zhuǎn)向節(jié)臂是轉(zhuǎn)向傳動裝置的最后一級傳力部件，轉(zhuǎn)向節(jié)臂安裝在左、右轉(zhuǎn)向節(jié)上，另一端用球銷和橫拉桿連接。當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向時，駕駛?cè)藢D(zhuǎn)向盤施加一個轉(zhuǎn)向力矩，經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后，該力矩傳入轉(zhuǎn)向搖臂，再通過縱拉桿傳給轉(zhuǎn)向節(jié)臂，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向節(jié)，使車輪偏轉(zhuǎn)。50第三節(jié)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/251

動力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)加裝一套轉(zhuǎn)向動力裝置而成的，以減輕轉(zhuǎn)向勞動強(qiáng)度。用以將發(fā)動機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能（液壓能或氣壓能），并在駕駛?cè)丝刂葡?，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛?cè)耸┝Σ蛔愕囊幌盗辛悴考?，總稱為轉(zhuǎn)向加力裝置。轉(zhuǎn)向加力裝置是由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三大部分組成。按所用力的大小，轉(zhuǎn)向加力裝置，可分為助力式和全助力式兩種。2024/7/2一、助力式轉(zhuǎn)向52

主要有液壓助力式、電液助力和電動助力三種。1.液壓助力轉(zhuǎn)向（1）液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加轉(zhuǎn)向控制閥、動力缸、液壓泵、儲油罐和進(jìn)回油罐管路等液壓動力裝置組成。轉(zhuǎn)向控制閥根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向和力矩大小控制助力油缸的油壓大小，從而控制助力大小。

液壓助力轉(zhuǎn)向按液流形式分為常流式和常壓式兩種，按分配閥的形式又可分為滑閥式和轉(zhuǎn)閥兩種?，F(xiàn)以液壓常流式轉(zhuǎn)向?yàn)槔榻B液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。

如圖13-15a所示，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由油泵、控制閥、轉(zhuǎn)向器及助力缸等組成。第三節(jié)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/2532024/7/254

汽車直線行駛時，如圖13-15a所示，滑閥在回位彈簧和反作用閥的作用下處于中間位置，動力缸兩端均與回油孔道連通，液壓泵輸出的油液通過進(jìn)油道量孔進(jìn)入閥體的環(huán)槽A，然后分成兩路：一路通過環(huán)槽B和D，另一路流過環(huán)槽C和E。由于滑閥在中間位置，兩路油液經(jīng)回油孔道流回油箱，整個系統(tǒng)內(nèi)油路相通，油壓處于低壓狀態(tài)。2024/7/22024/7/2

汽車向右轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)向螺桿順時針方向轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)向軸制成一體的滑閥和轉(zhuǎn)向螺桿克服回位彈簧及反作用閥一側(cè)的油壓的作用力而向右移動。此時如圖13-15b所示，環(huán)槽A與C，B與D分別連通，而環(huán)槽C與E使進(jìn)油道與助力缸的L腔相通，形成高壓回路；B與D使回油道與R腔相通，形成低壓回路。在油壓差的作用下，活塞向右移動，而轉(zhuǎn)向螺母向左移動。縱拉桿也向右移動，帶動轉(zhuǎn)向輪向右偏轉(zhuǎn)。由于系統(tǒng)壓力很高（一般為6.9MPa以上），汽車轉(zhuǎn)向主要依靠推力。駕駛作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力基本上是打開滑閥所需的力，一般為5～10N，最大不超過10N，因而轉(zhuǎn)向操縱十分輕便。

5556汽車左轉(zhuǎn)彎時滑閥左移，如圖13-15c所示，油路改變流通方向，助力缸加力方向相反。在轉(zhuǎn)向過程中，助力缸的油壓隨轉(zhuǎn)向阻力而變化，二者相互平衡。汽車轉(zhuǎn)向時，助力缸只提供動力，而轉(zhuǎn)向過程仍由駕駛?cè)送ㄟ^轉(zhuǎn)向盤進(jìn)行控制。（2）電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為了克服液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不足（如油泵能量消耗高、液壓油泄漏、助力特性不能改變、低溫助力性差等），人們在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了ECU和執(zhí)行元件，將車速信號引入到系統(tǒng)中，開發(fā)了車速感應(yīng)型電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）。2024/7/2572.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動助力轉(zhuǎn)向（EPS）是一種直接依靠電動機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動機(jī)提供不同的輔助動力。在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中沒有液壓元件，而且只在轉(zhuǎn)向時提供助力，工作時間約占行駛時間的5％，汽車燃油消耗率僅增加0.5％左右，能源消耗顯著降低。EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖13-16所示。2024/7/2582024/7/22.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩傳感器通過扭桿連接在轉(zhuǎn)向軸中間。當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)矩傳感器開始工作，把兩段轉(zhuǎn)向軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號傳給電子控制單元（ECU），ECU根據(jù)車速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號決定電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流的大小，并將指令傳遞給電動機(jī)，通過離合器和減速機(jī)構(gòu)將輔助動力施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，從而完成實(shí)時控制的助力轉(zhuǎn)向。它可以方便地在不同車速下提供不同的助力，保證汽車在低速轉(zhuǎn)向行駛時轉(zhuǎn)向靈活，高速時穩(wěn)定可靠。二、全助力力式轉(zhuǎn)向591.全液壓轉(zhuǎn)向

全液壓動力轉(zhuǎn)向是由液壓轉(zhuǎn)向器代替了機(jī)械式轉(zhuǎn)向器，并由軟管和轉(zhuǎn)向液壓缸連接，常用于重型車輛，如工程上常用的輪式挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和大馬力四輪驅(qū)動拖拉機(jī)。

全液壓轉(zhuǎn)向器主要有轉(zhuǎn)閥式和滑閥式兩類，本文主要介紹轉(zhuǎn)閥式。

全液壓動力轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)原理如圖13-17所示，其由油泵總成1、轉(zhuǎn)閥式全液壓轉(zhuǎn)向器總成3和轉(zhuǎn)向油缸7等組成。圖示位置為控制閥處于中立位置，車輛以直線或以某一定偏轉(zhuǎn)角行駛，這時油缸兩腔和計(jì)量泵11各齒腔均被封閉，液壓泵來油經(jīng)單向閥2、閥體、閥套和控制閥上的油孔通道、濾清器8流回油箱9。第三節(jié)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2024/7/22024/7/261左轉(zhuǎn)彎時，控制閥5在轉(zhuǎn)向盤帶動下逆時針轉(zhuǎn)到“左”油路位置，而閥套6在計(jì)量泵的控制下暫不轉(zhuǎn)動，油泵來油經(jīng)單向閥2、閥體、閥套和控制閥上相應(yīng)油孔通道進(jìn)入計(jì)量泵，使計(jì)量泵轉(zhuǎn)動，迫使一部分油液經(jīng)控制閥進(jìn)入轉(zhuǎn)向液壓缸的下腔，推動活塞上移，實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向液壓缸上腔的油液經(jīng)控制閥上的油道排回油箱。計(jì)量泵轉(zhuǎn)動工作時，通過連接軸帶動閥套逆時針轉(zhuǎn)動，消除閥套與控制閥之間的轉(zhuǎn)角，使控制閥又處于中立位置。右轉(zhuǎn)彎時，控制閥處于“右”油路位置，工作過程與上述左轉(zhuǎn)彎相反。在前、后車體鉸鏈處的兩側(cè)各有一個轉(zhuǎn)向液壓缸，通過轉(zhuǎn)向盤操縱全液壓轉(zhuǎn)向器時，一側(cè)的液壓缸進(jìn)油，另一側(cè)的液壓缸排油，使前、后車架發(fā)生相對轉(zhuǎn)動并實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。2024/7/2622024/7/22.線控轉(zhuǎn)向線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）取消了轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，完全擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制，不但可以給自由設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向的力傳遞特性，而且可以設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向的角傳遞特性，給轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計(jì)帶來無限的空間，是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重大革新。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是轉(zhuǎn)向方面最為先進(jìn)和最前沿的技術(shù)之一。由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間無機(jī)械連接，駕駛?cè)恕奥犯小蓖ㄟ^模擬生成。在回正力矩控制方面可以從信號中提出最能夠反映實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為轉(zhuǎn)向盤回正力矩的控制變量，使轉(zhuǎn)向盤僅僅向駕駛?cè)颂峁┯杏眯畔?，從而為駕駛?cè)颂峁└鼮檎鎸?shí)的“路感”。63

一般來說，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和主控制器（ECU）三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖13-18所示。2024/7/22024/7/264第四節(jié)履帶和手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系1.履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向條件

履帶拖拉機(jī)的行走機(jī)構(gòu)相對拖拉機(jī)的機(jī)體不能偏轉(zhuǎn)，它是靠改變兩側(cè)驅(qū)動輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，使兩側(cè)履帶獲得不同的推進(jìn)力，造成不同轉(zhuǎn)向力矩，從而使兩側(cè)履帶能以不同速度行駛來實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向（圖13-19）。即當(dāng)減少一側(cè)驅(qū)動輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)向力矩，拖拉機(jī)以一定半徑轉(zhuǎn)向；如果完全切斷該側(cè)驅(qū)動輪上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，拖拉機(jī)以較小半徑轉(zhuǎn)向；若切斷動力以后，再制動該側(cè)驅(qū)動輪，則轉(zhuǎn)彎半徑更?。蝗羟袛鄤恿σ院?，將該側(cè)完全制動住，拖拉機(jī)就繞該側(cè)履帶某點(diǎn)轉(zhuǎn)向，或稱原地轉(zhuǎn)向。第四節(jié)履帶和手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系一、履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系2024/7/265

這種用以改變驅(qū)動輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)稱為履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。綜上所述，它必須包括兩個功能才能以任意半徑轉(zhuǎn)向：

2024/7/266第一，逐漸減小以至切斷一側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，使該側(cè)履帶所產(chǎn)生的推進(jìn)力逐漸減小至零；第二，逐漸地對驅(qū)動輪制動以至完全制動住，使該側(cè)履帶不僅沒有推進(jìn)力，而且產(chǎn)生與拖拉機(jī)行駛方向相反的制動力。

因此，履帶拖拉機(jī)的制動系也可看成是轉(zhuǎn)向系的組成部分。2024/7/2672.履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向運(yùn)動學(xué)分析履帶拖拉機(jī)兩側(cè)驅(qū)動輪的驅(qū)動力矩不相等時兩側(cè)履帶所產(chǎn)生的驅(qū)動力也不同,這就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩MB

。當(dāng)其大于所有轉(zhuǎn)向阻力矩,拖拉機(jī)便能繞轉(zhuǎn)向瞬心軸線O轉(zhuǎn)向,如圖13-20所示。當(dāng)轉(zhuǎn)向半徑為R,軌距為B,拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向角速度為ω,快、慢側(cè)履帶的線速度分別是v2、v1,則v2=(R+0.5B)ω(13-4)v1=(R-0.5B)ω(13-5)車輛縱向?qū)ΨQ平面中心處的平均線速度v為v=Rω(13-6)2024/7/2682024/7/2693.履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成

履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。（1）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)主要有轉(zhuǎn)向離合器式、行星齒輪式、雙差速器式等型式。其中，轉(zhuǎn)向離合式應(yīng)用較多。

①轉(zhuǎn)向離合器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向離合器與主離合器的作用原理相同，只是由于動力經(jīng)變速箱和中央傳動兩級增扭后，轉(zhuǎn)向離合器所傳遞的扭矩比主離合器傳遞的大得多，所以它的摩擦片是多片的,如圖13-21。轉(zhuǎn)向離合器有濕式和干式兩種。目前我國農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)上多采用干式、多片、常接合式摩擦離合器。2024/7/270

干式轉(zhuǎn)向離合器作用于摩擦片上的壓力是彈簧產(chǎn)生的，而濕式轉(zhuǎn)向離合器（用油冷卻摩擦表面）作用于摩擦片上的壓力是彈簧、液壓或彈簧加液壓產(chǎn)生的。2024/7/2712024/7/2

動力由中央傳動大圓錐齒輪軸傳給主動鼓，主動鼓外圓表面有許多軸向齒槽，套裝多片帶有內(nèi)齒的主動片，相鄰的主動片之間夾裝帶有外齒的從動片。從動片套裝在內(nèi)圓表面帶有許多軸向齒槽的從動鼓上。主動片與從動片靠多個壓緊彈簧壓緊在壓盤和主動鼓的凸緣之間。在主動片和從動片壓緊的情況下，動力由主動鼓傳給從動鼓，再經(jīng)最終傳動傳到驅(qū)動輪。如欲分離離合器，操縱壓盤克服壓盤彈簧的預(yù)緊力右移即可。轉(zhuǎn)向離合器在轉(zhuǎn)向時不一定要全部切離動力，有時只要適當(dāng)減輕壓盤壓力即可。722024/7/273

拖拉機(jī)直行時，兩側(cè)轉(zhuǎn)向離合器都處于接合狀態(tài)。若要拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向，如向左轉(zhuǎn)彎時，扳動左側(cè)操縱桿，使左側(cè)離合器分離，因?yàn)樽髠?cè)履帶失去或減小了驅(qū)動力，右側(cè)履帶的驅(qū)動力不變，拖拉機(jī)便開始向左側(cè)轉(zhuǎn)彎。如果是拖拉機(jī)直行中的“糾偏”，則可適當(dāng)?shù)厥罐D(zhuǎn)向離合器半聯(lián)動。如果使拖拉機(jī)轉(zhuǎn)小彎或原地轉(zhuǎn)彎，除徹底分離轉(zhuǎn)向離合器外，還要利用左側(cè)制動器制動，這時左側(cè)履帶不但沒有驅(qū)動力，而且產(chǎn)生了與前進(jìn)方向相反的制動力，從而增大了拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向力矩Mb。2024/7/2

②行星齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。行星齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作情況與轉(zhuǎn)向離合器相似，如圖13-22。傳給中央傳動大齒輪的扭矩，經(jīng)左、右兩套單級行星機(jī)構(gòu)，分別傳給左、右驅(qū)動輪。

74直線行駛時，兩側(cè)行星機(jī)構(gòu)制動器2抱緊，而半軸制動器1完全松開。這時主動的太陽輪帶動行星輪沿著被制動的齒圈滾動，從而帶動兩側(cè)的行星架和半軸，以低于太陽輪的轉(zhuǎn)速同向旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向時，應(yīng)先將內(nèi)側(cè)的行星機(jī)構(gòu)制動器逐漸放松，使該側(cè)的齒圈漸漸轉(zhuǎn)動，制動力矩漸漸減小。2024/7/275

于是傳到該側(cè)驅(qū)動輪的扭矩逐漸減小，發(fā)動機(jī)大部分動力傳至快速側(cè)履帶，形成轉(zhuǎn)向力矩，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。但這時慢速側(cè)履帶的驅(qū)動力仍為正值。當(dāng)慢速側(cè)行星機(jī)構(gòu)制動器完全松開時，使作用于行星架上的力矩為零，故慢速側(cè)履帶的驅(qū)動力亦為零，該側(cè)履帶即成為被動的，被機(jī)架推向前進(jìn)。如將行星機(jī)構(gòu)制動器完全放松，然后又將半軸制動器加以制動，則該側(cè)履帶被機(jī)架推向前進(jìn)時，還要克服制動器的摩擦力矩，拖拉機(jī)將以更小的半徑轉(zhuǎn)向。如半軸制動器完全制動住，則拖拉機(jī)將原地轉(zhuǎn)彎。2024/7/2

③雙差速器式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。履帶拖拉機(jī)也可采用雙差速器轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。雙差速器一般常用的結(jié)構(gòu)有圓柱齒輪式和圓錐齒輪式兩種。圖13-23為雙差速器的機(jī)構(gòu)簡圖。76圓錐齒輪式雙差速器（圖13-23a）有內(nèi)、外兩套行星齒輪。內(nèi)行星齒輪與半軸齒輪嚙合，與普通單差速器相同。外行星齒輪與制動齒輪嚙合，制動齒輪與制動器的制動鼓是連成一體的。2024/7/2

當(dāng)拖拉機(jī)直線行駛時。兩邊制動器時放松，外行星齒輪帶動制動齒輪空轉(zhuǎn)，動力經(jīng)內(nèi)行星齒輪和半軸齒輪傳給驅(qū)動輪。這時雙差速器只起單差速器的作用。當(dāng)制動一側(cè)制動齒輪時，就向該側(cè)轉(zhuǎn)向。這時內(nèi)、外行星齒輪除隨差速器殼一起轉(zhuǎn)動外，外行星齒輪還沿制動齒輪滾動而產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，并帶著內(nèi)行星齒輪一起自轉(zhuǎn)，使該側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速降低，另一側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速增高。同時，外行星齒輪將一部分扭矩傳給制動齒輪而消耗在制動器上，這就使該側(cè)履帶的驅(qū)動力小于另一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。圓柱齒輪式雙差速器的工作原理與錐齒輪式的相同。

雙差速器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操縱方便，壽命長，轉(zhuǎn)向時可以不降低拖拉機(jī)