汽車拖拉機(jī)底盤 課件 第三章 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

第三章汽車轉(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)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第四節(jié)

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性第五節(jié)

履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第六節(jié)

手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用保證汽車按駕駛員的要求進(jìn)行轉(zhuǎn)向和正常行駛。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義汽車中用來改變或者恢復(fù)其行車路線的系統(tǒng)。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述根據(jù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩的方式，可以將汽車、拖拉機(jī)等的轉(zhuǎn)向方式分為以下三種（1）通過車輪相對車身偏轉(zhuǎn)一定的角度實現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。如輪式拖拉機(jī)、汽車等，偏轉(zhuǎn)方式可分為前輪偏轉(zhuǎn)、后輪偏轉(zhuǎn)、前后輪同時偏轉(zhuǎn)和折腰偏轉(zhuǎn)四種（2）通過改變車輛兩側(cè)行走裝置的驅(qū)動力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。如有履帶的車輛：履帶式拖拉機(jī)和無尾輪手扶拖拉機(jī)。（3）既改變車輛兩側(cè)行走裝置的驅(qū)動力又使車輪偏轉(zhuǎn)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。如有尾輪手扶拖拉機(jī)和在特定的情況下作業(yè)（如田間作業(yè)等）的輪式拖拉機(jī)。(a)偏轉(zhuǎn)前輪(b)偏轉(zhuǎn)后輪(c)偏轉(zhuǎn)前后輪(d)折腰轉(zhuǎn)向有尾輪手扶拖拉機(jī)無尾輪手扶拖拉機(jī)履帶式拖拉機(jī)

為避免在汽車轉(zhuǎn)向時加大對車輪的磨損，希望汽車轉(zhuǎn)向時每個車輪都作純滾動。即要求所有車輪的軸線都相交于一點。cotα=cotβ+B/L汽車內(nèi)輪轉(zhuǎn)角β與外輪轉(zhuǎn)角α之間的關(guān)系如下：R為汽車轉(zhuǎn)向半徑；O為汽車轉(zhuǎn)向中心。B—兩側(cè)主銷軸線與地面相交點的距離；L—汽車的軸距。第二節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2.1汽車轉(zhuǎn)向原理兩軸輪式車輛轉(zhuǎn)向示意圖汽車轉(zhuǎn)彎半徑：R=L/sinα汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑：當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角α達(dá)到最大值αmax時，轉(zhuǎn)向半徑最小Rmin：

Rmin=L/sinαmax轉(zhuǎn)向系的角傳動比轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向器角傳動比iω1轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比iω2轉(zhuǎn)向系角傳動比iωiω=iω1*iω2轉(zhuǎn)向系角傳動比越大，轉(zhuǎn)向越省力，但轉(zhuǎn)向靈敏度降低。iω1較大，貨車為16-32，轎車為12-20；一iω2較小，一般為1。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成方向盤；轉(zhuǎn)向管柱；轉(zhuǎn)向萬向節(jié)轉(zhuǎn)向搖臂；轉(zhuǎn)向直拉桿；轉(zhuǎn)向節(jié)臂；轉(zhuǎn)向橫拉桿。轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器2.2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的工作過程1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)組成：輪緣、輪輻、輪轂轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤的自由行程定義：轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段的行程，稱為轉(zhuǎn)向盤的自由行程。轉(zhuǎn)向盤自由行程的作用：可以緩和路面沖擊，避免駕駛員過分的緊張和疲勞；但過大轉(zhuǎn)向盤自由行程會降低轉(zhuǎn)向靈敏度。一般為10~15度。自由行程產(chǎn)生的原因：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中各傳動件之間存在安裝間隙。汽車碰撞時，轉(zhuǎn)向盤骨架應(yīng)該發(fā)生變形，以吸收碰撞的能量。轉(zhuǎn)向安全裝置a、吸能式轉(zhuǎn)向盤為了保證發(fā)生碰撞時駕駛員的安全，需要采用吸能型的轉(zhuǎn)向管柱。b、可分離式安全轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)c、緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)1、轉(zhuǎn)向器的傳動效率轉(zhuǎn)向器的傳動效率

轉(zhuǎn)向器的輸入功率與輸出功率的比值稱為轉(zhuǎn)向器的效率。轉(zhuǎn)向器的正效率：

功率由轉(zhuǎn)向軸輸入，轉(zhuǎn)向搖臂輸出的傳動效率為正效率。轉(zhuǎn)向器的逆效率：

功率由轉(zhuǎn)向搖臂輸入，轉(zhuǎn)向軸輸出的傳動效率為逆效率。2.轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器的傳動效率對使用的影響：（1）正效率要求高：具有合適的逆效率；（2）逆效率高，會引起“打手”現(xiàn)象，但是轉(zhuǎn)向后方向盤和車輪自動回正性能好，過載不會損壞轉(zhuǎn)向器。（3）逆效率低，方向盤不會受到?jīng)_擊，但會喪失路感，無法自動回正。常用轉(zhuǎn)向器按照效率分類：可逆式：逆效率很高，能自動回正，可以將路面阻力完全反饋到轉(zhuǎn)向盤，路感很強(qiáng)，會“打手”，過載轉(zhuǎn)向器不會損壞。在轎車、高速、高等級公路用車、采用動力轉(zhuǎn)向的汽車上使用。不可逆式：逆效率為“0”，不能自動回正，沒有路感。不會“打手”，過載轉(zhuǎn)向器會損壞。現(xiàn)代汽車一般不用。極限可逆式：當(dāng)外力小時，為不可逆；當(dāng)外力大時，為可逆式，能自動回正，有路感，會輕微“打手”，過載轉(zhuǎn)向器不會損壞。在一些工、礦用專線車上使用。轉(zhuǎn)向器的分類循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器；齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器；蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器。第一級螺桿螺母傳動副第二級齒條齒扇傳動副a.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器工作過程特點：正傳動效率高達(dá)90%~95%，轉(zhuǎn)向省力；壽命長，工作平穩(wěn)、可靠；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，容易出現(xiàn)打手現(xiàn)象。應(yīng)用：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）。a.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器傳動件為：齒輪、齒條。特點：結(jié)構(gòu)簡單，緊湊；質(zhì)量輕；轉(zhuǎn)向靈敏；制造容易，成本低；正、逆效率高。轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)簡單，不需要轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿。b.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器圖1

兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器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)叉；11-轉(zhuǎn)向齒輪軸；12-向心球軸承；13-滾針軸承圖2中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器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-轉(zhuǎn)向齒條；6-轉(zhuǎn)向齒輪；7-滾針軸承；8、10-轉(zhuǎn)向橫拉桿；9-固定螺栓；11-轉(zhuǎn)向器殼體；12-防塵套；13-轉(zhuǎn)向齒條；14-調(diào)整螺塞；15-鎖緊螺母；16-壓緊彈簧；17-壓塊齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。轉(zhuǎn)向減振器c.蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器傳動副的組成：主動件：轉(zhuǎn)向蝸桿；從動件：指銷。曲柄蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器基本結(jié)構(gòu)示意圖1、3.球軸承2.轉(zhuǎn)向蝸桿4.轉(zhuǎn)向器殼體5.搖臂軸6.指銷按傳動副中指銷的數(shù)目分類：單指銷式轉(zhuǎn)向器雙指銷式轉(zhuǎn)向器雙指銷式轉(zhuǎn)向器的特點：單個指銷所承受的載荷小，因此壽命長；在采用同樣的蝸桿時，運動范圍大。當(dāng)行程固定時蝸桿較短。對蝸桿加工精度要求高。a.與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向搖臂2、轉(zhuǎn)向直拉桿3、轉(zhuǎn)向節(jié)臂4和轉(zhuǎn)向梯形。前橋為轉(zhuǎn)向橋前橋為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋轉(zhuǎn)向直拉桿橫置3.轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向器傳動副與直拉桿之間的傳動件。轉(zhuǎn)向搖臂的大端與轉(zhuǎn)向器軸采用錐形細(xì)三角花鍵連接，以調(diào)整安裝位置到正確角度、同時起到壓緊和定位的作用。搖臂軸轉(zhuǎn)向搖臂

球頭銷接轉(zhuǎn)向節(jié)臂螺塞調(diào)彈簧6的預(yù)緊度油嘴球頭銷直拉桿接轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿是轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動桿件。解放CA1091型汽車轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿b.與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)與獨立懸架配合使用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)必須是斷開的，以適應(yīng)輪胎的跳動。并且由在平行于路面的平面內(nèi)擺動的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動或者由轉(zhuǎn)向直拉桿帶動。兩段式三段式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將發(fā)動機(jī)的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，并在駕駛員的控制下對轉(zhuǎn)向傳動裝置或者轉(zhuǎn)向器中某一傳動件施加液壓或氣壓作用力，以減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力的一套零部件的總稱。a.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的概述b.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用減小汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員施加給方向盤的力，提高駕駛舒適性。第三節(jié)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成動力轉(zhuǎn)向加力裝置：轉(zhuǎn)向油管；轉(zhuǎn)向油泵；轉(zhuǎn)向油罐；轉(zhuǎn)向控制閥；轉(zhuǎn)向動力缸。機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置：轉(zhuǎn)向操縱裝置轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳力裝置1-轉(zhuǎn)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)向減振器動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三種類型：

機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

利用發(fā)動機(jī)帶動轉(zhuǎn)向液壓泵工作。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。

結(jié)合了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控技術(shù)的優(yōu)點，ECU控制單元根據(jù)車速信號和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等信號，按需調(diào)節(jié)輸出壓力，實現(xiàn)車輛在不同行駛工況下助力隨速可調(diào)。一種直接依靠電動機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是為了滿足人們對駕駛輕便性的要求而產(chǎn)生的。3.1機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)a.汽車液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的壓力分為：常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成：油罐、油泵、儲能器、控制閥、動力缸等。特點：系統(tǒng)中保持限定的壓力，只要轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)就提供壓力，響應(yīng)迅速。組成：油罐、油泵、控制閥、動力缸等。特點：不轉(zhuǎn)向時，系統(tǒng)中沒有壓力，只有轉(zhuǎn)向時，系統(tǒng)才建立并提供壓力。常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油罐儲能器動力缸控制閥油泵車輛直線行駛時車輛轉(zhuǎn)向行駛時特點：系統(tǒng)中保持限定的壓力，只要轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)就提供壓力，響應(yīng)迅速。汽車直線行駛時車輛轉(zhuǎn)向行駛時常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特點：不轉(zhuǎn)向時，系統(tǒng)中沒有壓力，只有轉(zhuǎn)向時，系統(tǒng)才建立并提供壓力。b.常壓式與常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的比較：常壓式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：優(yōu)點：系統(tǒng)中一直存在油壓，響應(yīng)快。用儲能器積蓄能量，可使用較小的油泵；缺點：容易引起壓力漏油；油泵總要保持系統(tǒng)的壓力，會降低油泵的壽命；儲能器占用一定的空間；燃油消耗率高。常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；油泵壽命長；泄漏少；消耗功率低。缺點：轉(zhuǎn)向后才建立系統(tǒng)壓力，響應(yīng)慢；為提高響應(yīng)的速度需要使用較大的油泵。目前汽車上使用的多是常流式液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)c.輪式拖拉機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輪式拖拉機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖3.2電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

按動力源提供方式不同，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可這樣分類。a.流量控制式電磁閥流量控制式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制閥流量控制式電機(jī)直接驅(qū)動油泵流量控制式流量控制式電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ECHPS），是在傳統(tǒng)的HPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不僅具有HPS的手感柔順平滑，輸出助力大的優(yōu)點，還具有結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，節(jié)能、安全的特點。電磁閥流量控制式分類（１）在出油口與回油口之間安裝電磁閥電磁閥流量控制式分類（２）在動力缸左右腔之間安裝電磁閥電磁閥流量控制式分類（３）在出油口與轉(zhuǎn)閥之間安裝電磁閥與旁通流量控制閥不同的是:此出油管路是常開的,錐閥根據(jù)車速變化而改變閥口開度,需要注意的是閥口全開時要保證汽車在怠速情況下的轉(zhuǎn)向輕便性.所以該閥最大流量的選擇是主要考慮的因素之一。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制閥流量控制式該形式的電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)、旁通閥、控制器等組成，在動力轉(zhuǎn)向器前端蓋上增設(shè)了一個旁通閥，該旁通閥由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動控制，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)車速、轉(zhuǎn)矩等信號連續(xù)調(diào)節(jié)旁通閥的閥口開度，從而調(diào)節(jié)旁通流量，達(dá)到按需輸出助力的目的電機(jī)直接驅(qū)動油泵流量控制式該系統(tǒng)主要由車速傳感器、電磁閥、轉(zhuǎn)向控制閥和電控單元等組成。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是根據(jù)車速信號控制電磁閥的開啟程度，從而控制旁通流量，來改變轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向助力。流量控制式電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電機(jī)直接驅(qū)動油泵流量控制式b.反力控制式由轉(zhuǎn)向控制閥、電磁閥、分流閥、動力缸、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向器、車速傳感器及ECU等組成，可按照車速的變化，由電子控制油壓反力，調(diào)整動力轉(zhuǎn)向器，從而使汽車在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力達(dá)到最佳狀態(tài)。反力式電子控制動力轉(zhuǎn)向電磁反力式低速線圈通電后，電磁磁極異性相吸，產(chǎn)生附加的電磁推力以提供正向助力；高速電磁磁極同性相斥，阻礙轉(zhuǎn)向行為，轉(zhuǎn)向盤輸入力矩增大，手感明顯。電磁反力式液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油壓反力室式該系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向控制閥、電磁閥、反力室、車速傳感器等組成。按照車速和轉(zhuǎn)角的變化，在轉(zhuǎn)向時，則有一對柱塞的反作用力附加作用在閥芯上，使轉(zhuǎn)向手力增加，從而使汽車在各種行駛條件下轉(zhuǎn)向盤上所需的轉(zhuǎn)向操縱力達(dá)到最佳狀態(tài)。閥靈敏度控制式該系統(tǒng)對轉(zhuǎn)向控制閥做了局部改進(jìn)，在轉(zhuǎn)閥上增設(shè)了可變孔，可變孔分為低速專用孔和高速專用孔兩種。在高速專用可變孔的下邊設(shè)有旁通電磁閥回路，能根據(jù)車速控制電磁閥開閉，通過切換轉(zhuǎn)閥上的低速節(jié)流孔和高速節(jié)流孔來控制助力油壓。某轎車所采用的閥靈敏度可變控制式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電磁離合器控制式該系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)與轉(zhuǎn)向泵之間采用一種既可無級變速和平滑傳遞動力、又易于控制的電磁轉(zhuǎn)差離合器裝置，使轉(zhuǎn)向泵隨車輛運行工況的變化按需輸出液壓功率，實現(xiàn)商用車液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的節(jié)能與操縱性有機(jī)協(xié)調(diào)，滿足驅(qū)動和控制商用車HPS轉(zhuǎn)向泵的動力學(xué)性能要求。3.3電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）是一種直接依靠電動機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是為了滿足人們對駕駛輕便性的要求而產(chǎn)生的，近年來在輕型車輛上發(fā)展迅速。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)、離合器、電動機(jī)、電子控制單元（ECU）和車速傳感器等。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖轉(zhuǎn)矩傳感器

轉(zhuǎn)向軸

減速機(jī)構(gòu)

齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器

離合器電動機(jī)3.3電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

根據(jù)電動機(jī)布置位置的不同，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式和雙小齒輪助力式四種類型。（a）管柱式

（b）小齒輪助力式

（c）齒條助力式（d）雙小齒輪助力式3.3電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

優(yōu)點系統(tǒng)效率高、能量消耗少；系統(tǒng)內(nèi)部采用剛性連接，反應(yīng)靈敏，滯后小，駕駛員的“路感”好；結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；系統(tǒng)便于集成，整體尺寸減??；省去了油泵和輔助管路，總布置更加方便；無液壓元件，對環(huán)境污染少。扭矩傳感器車速傳感器電動機(jī)轉(zhuǎn)向助力控制裝置3.3電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

直接助力式電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)缺點提供的輔助動力較小，難以用于大型車輛；減速機(jī)構(gòu)、電動機(jī)等部件會影響汽車的操縱穩(wěn)定性，正確匹配整車性能至關(guān)重要；使用電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩傳感器等部件，增加了系統(tǒng)的成本。機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在二輪轉(zhuǎn)向裝置的基礎(chǔ)上，增設(shè)前輪轉(zhuǎn)向器、后輪轉(zhuǎn)向器和中央軸等元件。機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤、前輪轉(zhuǎn)向器、前輪取力齒輪箱、后輪轉(zhuǎn)向傳動軸、后輪轉(zhuǎn)向器等組成。后輪轉(zhuǎn)向也是繞轉(zhuǎn)向節(jié)主銷偏轉(zhuǎn)的，其結(jié)構(gòu)與前輪相似。a.機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-前輪轉(zhuǎn)向取力齒輪箱；2-轉(zhuǎn)向盤；3-后輪轉(zhuǎn)向傳動軸；4-后輪轉(zhuǎn)向器3.4四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

液壓式車速感應(yīng)型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖所示。主要由前輪動力轉(zhuǎn)向器、前輪轉(zhuǎn)向油泵、控制閥及后輪轉(zhuǎn)向動力缸、后輪轉(zhuǎn)向油泵等組成。b.液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-儲油罐；2-轉(zhuǎn)向油泵；3-前輪動力轉(zhuǎn)向器；4-轉(zhuǎn)向盤；3-后輪轉(zhuǎn)向控制閥；6-后輪轉(zhuǎn)向動力缸；7-鉸接頭；8-從動臂；9-后輪轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ糜捅秒妱铀妮嗈D(zhuǎn)向系統(tǒng)前、后輪轉(zhuǎn)向器均為電動助力，兩轉(zhuǎn)向器之間無任何機(jī)械連接裝置及液壓管道等部件，直接對前后輪的轉(zhuǎn)向進(jìn)行控制，具有前后輪轉(zhuǎn)向角關(guān)系控制精確、控制自由度高、機(jī)構(gòu)簡單等。c.電動式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)布置示意圖優(yōu)點：3.5主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在方向盤系統(tǒng)中裝置了一套根據(jù)車速調(diào)整轉(zhuǎn)向傳動的變速箱。這個系統(tǒng)包含了一個行星齒輪和兩根輸入軸，其中一根輸入軸連接到方向盤，另一根則通過螺旋齒輪，由電動馬達(dá)進(jìn)行控制。當(dāng)車速較低時，控制馬達(dá)與轉(zhuǎn)向管柱呈同方向轉(zhuǎn)動，以增加轉(zhuǎn)向角度；而當(dāng)高速行駛時，控制馬達(dá)呈反方向轉(zhuǎn)動，從而減少轉(zhuǎn)向角度。主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.5主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

在汽車主動轉(zhuǎn)向的控制過程中，首先通過駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤輸入轉(zhuǎn)角和當(dāng)前汽車行駛的車速作為控制系統(tǒng)的輸入信號。通過閉環(huán)控制策略實現(xiàn)對主動轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)角輸出轉(zhuǎn)矩的跟蹤，把轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和車速的信號輸入給執(zhí)行電機(jī)。最后，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)角疊加后作用到汽車的轉(zhuǎn)向輪上，從而完成汽車的主動轉(zhuǎn)向。1-前端輸入太陽輪；2-前端行星齒輪；3-齒圈；4-行星架；5-后端行星齒輪；6-后端輸出太陽輪汽車主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的雙行星齒輪機(jī)構(gòu)工作原理3.6線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)總成和主控制器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。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

拖拉機(jī)全液壓轉(zhuǎn)向系總成主要由方向盤、轉(zhuǎn)向立柱、轉(zhuǎn)向器、液壓管道、恒流泵、轉(zhuǎn)向油箱以及液壓油等組成全液壓轉(zhuǎn)向系總成1-方向盤；2-轉(zhuǎn)向立柱；3-轉(zhuǎn)向器；4-液壓管道；5-恒流泵；6-轉(zhuǎn)向油箱發(fā)動機(jī)帶動液壓泵，液壓油進(jìn)入液壓轉(zhuǎn)向器。在方向盤有轉(zhuǎn)動時，液壓油從液壓轉(zhuǎn)向器再進(jìn)入相應(yīng)的轉(zhuǎn)向油缸，推動導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向；方向盤不轉(zhuǎn)動時，液壓油通過轉(zhuǎn)向器直接回油箱；在發(fā)動機(jī)熄火或動力失效的情況下，轉(zhuǎn)向器內(nèi)的馬達(dá)充當(dāng)液壓泵的功能；在人力轉(zhuǎn)動方向盤時，液壓泵（即馬達(dá)）從液壓油箱中靠負(fù)壓吸油，從而依然可以實現(xiàn)液壓油推動轉(zhuǎn)向油缸進(jìn)行轉(zhuǎn)向的功能。這也是全液壓轉(zhuǎn)向和液壓助力轉(zhuǎn)向的主要區(qū)別。a.全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

a.全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作原理3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

全液壓轉(zhuǎn)向典型回路1-油箱；2-濾油器；3-液壓泵；4-安全閥；5-單路穩(wěn)定分流閥；6-全液壓轉(zhuǎn)向器；7-組合閥塊；8-轉(zhuǎn)向油缸；9-轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)b.全液壓轉(zhuǎn)向器3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

全液壓轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)核心在于轉(zhuǎn)向控制元件:全液壓轉(zhuǎn)向器（SCU）。全液壓轉(zhuǎn)向器液壓油從P口進(jìn)入，經(jīng)過閥芯套配油，擺線副計量，進(jìn)入油缸。b.全液壓轉(zhuǎn)向器3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

全液壓轉(zhuǎn)向器按閥芯的功能形式分為開芯無反應(yīng)、開芯有反應(yīng)、閉芯無反應(yīng)、閉芯有反應(yīng)、負(fù)荷傳感、同軸流量放大等幾類。1-十字連接塊；2-前蓋；3-閥體；4-彈簧片；5-撥銷；6-閥套；7-閥芯；8-聯(lián)動軸；9-轉(zhuǎn)子；10-限位柱；11-后蓋；12-定子；13-“o”型密封圈；14-隔盤；15-鋼球；16-大擋環(huán)；17-推力滾針軸承；18-小擋環(huán)；19-“o”型密封圈；20-“x”型密封圈；21-“o”型密封圈開芯無反應(yīng)型全液壓轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)c.轉(zhuǎn)向液壓缸3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向液壓缸按布置形式劃分為側(cè)置雙作用單液壓缸、中置雙作用單液壓缸和對稱布置雙作用雙液壓缸3種類型,這三種液壓缸均可實現(xiàn)雙向驅(qū)動，且精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向。d.液壓轉(zhuǎn)向優(yōu)先回路3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

變量泵輸出的液壓油從優(yōu)先閥端口P進(jìn)入。液壓油流經(jīng)滑閥2，通過閥的油口A和油口B供給到轉(zhuǎn)向（流量控制口）和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，液壓油也進(jìn)入滑閥上的節(jié)流孔3和節(jié)流孔6到閥芯兩端的孔道，產(chǎn)生的壓力差與彈簧力相平衡，使優(yōu)先滑閥芯移動調(diào)節(jié)輸出流量，優(yōu)先供給液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。d.液壓轉(zhuǎn)向優(yōu)先回路3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

優(yōu)先閥1-閥體；2-滑閥；3-節(jié)流孔；4-螺塞；5-安全閥閥芯；6-節(jié)流孔；7-螺塞；P-油泵壓力油口；A-流量控制（優(yōu)先）口；B-溢流口（到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)）d.液壓轉(zhuǎn)向優(yōu)先回路3.7全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

液壓轉(zhuǎn)向優(yōu)先回路1-轉(zhuǎn)向機(jī)；2-優(yōu)先閥；3-液壓泵；A、B-到轉(zhuǎn)向液壓缸；C-到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)優(yōu)先閥保證節(jié)流口兩端的壓差維持在設(shè)定值，供往轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的流量不受影響，具有優(yōu)先級。助力特性是指車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的轉(zhuǎn)向助力大小隨汽車運動狀況的變化而變化的特性。直線型助力特性曲線最簡單，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的助力與轉(zhuǎn)向盤輸入力矩成線性關(guān)系。第四節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力特性4.1直線型助力特性曲線該型特性曲線特點：（1）系統(tǒng)提供的助力與方向盤輸入轉(zhuǎn)矩成線性關(guān)系，助力特性曲線斜率隨車速增加而減小。（2）車速越低，助力電流越大，且隨著車速增加而降低，在不同的速度區(qū)間有最大助力電流限制。（3）當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩小于時，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)不提供助力；當(dāng)大于時，系統(tǒng)提供最大且固定不變的助力?！到y(tǒng)的目標(biāo)助力轉(zhuǎn)矩；—轉(zhuǎn)向盤輸入轉(zhuǎn)矩；—開始提供助力時轉(zhuǎn)矩—最大助力時輸入轉(zhuǎn)矩—最大轉(zhuǎn)矩—助力特性曲線斜率4.1直線型助力特性曲線該助力特性曲線可用上式表示，式中4.2折線型助力特性曲線折線型助力特性曲與直線型助力特性曲線比較接近，其助力大小與駕駛員的輸入轉(zhuǎn)矩也是成線性關(guān)系。折線型助力特性曲線4.2折線型助力特性曲線該助力特性曲線可用下面的函數(shù)表示：

——助力特性曲線的斜——助力特性曲線斜率達(dá)到時的駕駛員輸入轉(zhuǎn)矩4.3拋物線型助力特性曲線非線性助力特性曲線折線型助力特性介于直線型和曲線型之間，無助力區(qū)和恒定助力區(qū)相同的情況下，轉(zhuǎn)向輕便性較直線型略差，但轉(zhuǎn)向手感較好。與其它兩種相比，曲線型助力特性最復(fù)雜，但曲線型助力特性下轉(zhuǎn)向手感較好，過渡比較平滑。4.3拋物線型助力特性曲線該助力特性曲線可用下面的函數(shù)表示：當(dāng)駕駛員輸入力矩達(dá)到時，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)根據(jù)駕駛員輸入力矩的大小提供相應(yīng)的助力，幫助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操縱；當(dāng)駕駛員輸入轉(zhuǎn)矩大于時，系統(tǒng)提供最大助力并保持助力恒定。第五節(jié)履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向方式：是靠改變傳給兩側(cè)履帶的驅(qū)動力矩而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)常用的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：離合器式、行星齒輪式、雙差速器式履帶式拖拉機(jī)5.1履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向原理：履帶拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向簡圖1.當(dāng)兩側(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都接合時，由中央傳動傳來的扭矩，同時傳遞給兩側(cè)的最終傳動和驅(qū)動輪，使兩側(cè)履帶的驅(qū)動力相同，拖拉機(jī)直線行駛。2.當(dāng)一側(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)處于半分離狀態(tài)或時而分離，時而接合，即減少了這一側(cè)的驅(qū)動力，拖拉機(jī)就向該側(cè)轉(zhuǎn)大彎（轉(zhuǎn)向半徑大）。3.當(dāng)有一側(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完全分離，就切斷了該側(cè)履帶的驅(qū)動力，使拖拉機(jī)可以轉(zhuǎn)較小的彎。慢側(cè)履帶的驅(qū)動力雖然被切斷了，并不是這一側(cè)履帶就不走，而是在快側(cè)履帶和機(jī)體的“帶動下”仍以較慢的速度被帶著走。4.當(dāng)一側(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完全分離，并將該側(cè)制動器（或履帶）加以制動，拖拉機(jī)便可以轉(zhuǎn)更小的彎，當(dāng)一側(cè)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)完全分離，并將該側(cè)的履帶完全制動住時，拖拉機(jī)就繞該側(cè)某點轉(zhuǎn)向。5.2轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式：干式、多片、常結(jié)合式摩擦離合器力的產(chǎn)生形式：干式轉(zhuǎn)向離合器作用于摩擦片上的壓力是靠彈簧產(chǎn)生濕式轉(zhuǎn)向離合器（用油冷卻摩擦表面）作用于摩擦片上的壓力是靠彈簧、液壓或彈簧加液壓產(chǎn)生。中央傳動轉(zhuǎn)向離合器最終傳動1、

轉(zhuǎn)向離合器

履帶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向離合器1.半軸2.從動鼓3.主動鼓4.從動片5.主動片6.壓盤彈簧7.壓盤拉桿8.壓盤9.后橋橫軸10.分離軸承座11.分離軸承12.螺母13.從動鼓輪轂2、行星齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點是：只有當(dāng)固定件完全制動時，從動件才可以傳遞全部扭矩，當(dāng)固定件完全放松而允許它空轉(zhuǎn)時，從動件根本不傳遞扭矩。如固定件只是部分制動，則從動件只能傳遞部分扭矩。行星齒輪機(jī)構(gòu)的這個特點與轉(zhuǎn)向離合器的工作情況相類似。行星齒輪式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作過程如下：（1）拖拉機(jī)直線行駛時，兩側(cè)半軸制動器2都放松著，而兩側(cè)行星機(jī)