汽車轉向原理簡介

1、目目 錄錄汽車轉向系統(tǒng)汽車轉向系統(tǒng)概述概述機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式動力轉向系統(tǒng)動力轉向系統(tǒng)液壓動力轉向系和氣壓動力轉向系液壓動力轉向系和氣壓動力轉向系第一章第一章第二章第二章第三章第三章電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng)第四章第四章汽車轉向系統(tǒng)概述汽車轉向系統(tǒng)概述 我們知道，當轉動汽車方向盤時，車輪就會轉向。這是一種因果關系，不是嗎？但是，為了使車輪轉向，方向盤和輪胎之間發(fā)生了許多有趣的運動。 汽車轉向系統(tǒng)概述汽車轉向系統(tǒng)概述 為了降低汽車轉向時車輪的磨損，希望轉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。 汽車內輪轉角與外輪轉角之間

2、的關系如下： 汽車轉向系統(tǒng)概述汽車轉向系統(tǒng)概述 第第一章一章 汽車轉向系統(tǒng)的分類與組成汽車轉向系統(tǒng)的分類與組成 機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng): 以駕駛員體力為轉向能源，所有傳力件是機械零件。 主要由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構組成。 動力轉向系統(tǒng)動力轉向系統(tǒng): 駕駛員體力（小部分）和發(fā)動機動力（大部分)為轉向能源。 組成：在機械轉向系統(tǒng)的基礎上增加轉向加力裝置。機械轉向系統(tǒng)的組成機械轉向系統(tǒng)的組成轉向器轉向器轉向操縱機構轉向操縱機構轉向傳動機構轉向傳動機構汽車轉向系統(tǒng)概述汽車轉向系統(tǒng)概述 動力轉向系統(tǒng)的組成動力轉向系統(tǒng)的組成:汽車轉向系統(tǒng)概述汽車轉向系統(tǒng)概述第二第二章章 機械轉向系統(tǒng)機械轉向

3、系統(tǒng) 機械轉向器機械轉向器 齒輪齒條式 循環(huán)球式 轉向操縱機構轉向操縱機構 轉向傳動機構轉向傳動機構 轉向器是轉向系中減速增扭的傳動裝置，其功用是增大轉向盤傳到轉向節(jié)的力并改變力的傳動方向。 目前應用廣泛的是齒輪齒條式和循環(huán)球式。機械機械轉向器轉向器機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式1.1.齒輪齒條式轉向器齒輪齒條式轉向器 傳動件：齒輪、齒條 特點：結構簡單，緊湊，質量輕，結構簡單，緊湊，質量輕，制造容易，成本低；制造容易，成本低；轉向靈敏，正、逆效率高；轉向靈敏，正、逆效率高；機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式2.2.循環(huán)球式轉向器

4、循環(huán)球式轉向器 循環(huán)球式轉向器是目前國內外應用最廣泛的結構型式之一。 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。 機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式 特點：正傳動效率高達正傳動效率高達90%95%，轉向，轉向省力；省力；壽命長，工作平穩(wěn)；壽命長，工作平穩(wěn)； 為了減少轉向螺桿、螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現滾動摩擦。 轉向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。機械轉向系統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)齒輪齒條式和循環(huán)球式齒輪齒條式和循環(huán)球式

5、由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。 方向盤 為了司機有很好的視野，方向盤上部一般較大。各種各種轉向操縱機構介紹轉向操縱機構介紹轉向操縱機構轉向操縱機構 功用功用 將轉向器輸出的力和運動傳到兩側轉向節(jié)，使轉向輪偏將轉向器輸出的力和運動傳到兩側轉向節(jié)，使轉向輪偏轉，且偏轉角按一定關系變化，保證車輪與地面的相對轉，且偏轉角按一定關系變化，保證車輪與地面的相對滑動盡可能?。ㄞD向搖臂、轉向直拉桿、轉向橫拉桿）滑動盡可能?。ㄞD向搖臂、轉向直拉桿、轉向橫拉桿）1.與非獨立懸架配用的轉向傳動機構與非獨立懸架配用的轉向傳動機構前橋為轉向橋一般布置在前橋后前橋為轉向驅動橋防止

6、干涉，布置在前橋前轉向直拉桿橫置轉向傳動機構轉向傳動機構轉向傳動機構轉向傳動機構轉向搖臂轉向搖臂 作用：作用： 把轉向器輸出的力和運動傳給直拉桿或橫拉桿，進而推動把轉向器輸出的力和運動傳給直拉桿或橫拉桿，進而推動轉向輪偏轉。轉向輪偏轉。轉向傳動機構轉向傳動機構轉向直拉桿轉向直拉桿 作用：作用： 將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂(轉向節(jié)臂轉向節(jié)臂) 在轉向輪偏轉或懸架彈性變形相對于車架跳動時，轉向直在轉向輪偏轉或懸架彈性變形相對于車架跳動時，轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節(jié)臂的相對運動都是空間運動，為拉桿與轉向搖臂及轉向節(jié)臂的相對運動都是空間運動，為不發(fā)生

7、運動干涉，上述三者間的連接都采用球銷。不發(fā)生運動干涉，上述三者間的連接都采用球銷。轉向傳動機構轉向傳動機構轉向橫拉桿轉向橫拉桿 作用作用： 聯系左、右梯形臂并使其協(xié)調工作的連接桿聯系左、右梯形臂并使其協(xié)調工作的連接桿轉向傳動機構轉向傳動機構2.與獨立懸架配用的轉向傳動機構與獨立懸架配用的轉向傳動機構 每個轉向輪相對于車架作獨立運動，轉向橋必須是斷開式每個轉向輪相對于車架作獨立運動，轉向橋必須是斷開式的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開式的。式的。轉向傳動機構轉向傳動機構1.轉向搖臂 2.轉向直拉桿 3.左轉向橫拉桿 4.右轉向橫拉

8、桿 5.左梯形臂 6.右梯形臂 7.搖桿 8.懸架左擺臂 9.懸架右擺臂 10.齒輪齒條式轉向器 動力轉向系統(tǒng)定義動力轉向系統(tǒng)定義： 用以將發(fā)動機輸出的部分機械能轉化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或者轉向器中某一傳動件施加液壓或氣壓作用力，以減輕駕駛員的轉向操縱力的一套零部件。 類型：類型： 液壓動力轉向系統(tǒng) 氣壓動力轉向系統(tǒng) 液壓助力轉向系統(tǒng)的組成：液壓助力轉向系統(tǒng)的組成： 由機械轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥動力轉向系統(tǒng)動力轉向系統(tǒng)第三章第三章 動力轉向系統(tǒng)動力轉向系統(tǒng)工作原理工作原理 直線行駛時直線行駛時 轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與油罐

9、相通，轉向油泵處于卸作液與油罐相通，轉向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作用。荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作用。 向右轉向：向右轉向： 向右轉動轉向盤，轉向控制閥將轉向右轉動轉向盤，轉向控制閥將轉向油泵泵出的工作液與向油泵泵出的工作液與r腔接通，將腔接通，將l腔與油罐接通，在油壓作用下，活腔與油罐接通，在油壓作用下，活塞向下移動，通過傳動結構使左右塞向下移動，通過傳動結構使左右輪向右偏轉，從而實現右轉向。輪向右偏轉，從而實現右轉向。 向左轉向：向左轉向： 向左轉向時，情況與上述相反向左轉向時，情況與上述相反轉向控制閥轉向油泵油罐動力轉向系統(tǒng)動力轉向系統(tǒng) 常壓式：油罐、油泵、儲能器、控制閥、動

10、力缸等特點：特點：系統(tǒng)中保持限定壓力，只要轉向系統(tǒng)運行就提供壓力，反應迅速。液壓助力轉向系統(tǒng)分類液壓助力轉向系統(tǒng)分類 常流式：油罐、油泵、控制閥、動力缸等特點：特點：不轉向時系統(tǒng)無壓力，轉向時系統(tǒng)才提供壓力。液壓助力轉向系統(tǒng)分類液壓助力轉向系統(tǒng)分類常壓式與常流式的比較 常壓式液壓助力轉向系統(tǒng)常壓式液壓助力轉向系統(tǒng) 優(yōu)點：優(yōu)點：系統(tǒng)一直有油壓，響應快。用儲能器積蓄能量，可用小油泵系統(tǒng)一直有油壓，響應快。用儲能器積蓄能量，可用小油泵 缺點：缺點： 容易引起壓力漏油；容易引起壓力漏油； 油泵總要保持壓力，會降低油泵壽命；油泵總要保持壓力，會降低油泵壽命； 儲能器占用空間，燃油消耗率高。儲能器占用空間

11、，燃油消耗率高。 常流式液壓助力轉向系統(tǒng)：常流式液壓助力轉向系統(tǒng)： 優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單；油泵壽命長；泄漏少；消耗功率低。結構簡單；油泵壽命長；泄漏少；消耗功率低。 缺點：缺點：轉向后才建立壓力，響應慢；為提高速度需使用較大油泵轉向后才建立壓力，響應慢；為提高速度需使用較大油泵 目前汽車上使用的多是常流式液壓助力轉向系統(tǒng)目前汽車上使用的多是常流式液壓助力轉向系統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)分類液壓助力轉向系統(tǒng)分類第四章第四章 電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng) 電動助力轉向系統(tǒng) （electric power-assistant steering，eps） 四輪轉向系統(tǒng) （four-wheel st

12、eering，4ws） 線控轉向系統(tǒng) （steer-by-wire，sbw） 電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng)一、電動助力轉向系統(tǒng)eps 低速時使轉向輕便、靈活；中高速時，保證提供最優(yōu)的動力放大倍率和穩(wěn)定的轉向手感，提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。 根據助力機構的不同，可分為電動液壓式(electric power-assistant hydraulic steering，ehps)和電動機直接助力式。電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng) 液壓式電控助力轉向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓助力轉向系統(tǒng)的基礎上，增加了一套電子控制裝置 。電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng)液壓式電控助力轉向系統(tǒng)示意圖液壓式電控助力轉向系統(tǒng)示意圖 直接助力式電動轉向系統(tǒng)是一種直接依靠電動機提供輔助轉矩的動力轉向系統(tǒng)，無動力缸、液壓油泵、轉閥、液壓管道等液壓元件。直接助力式電動轉向系統(tǒng)示意圖直接助力式電動轉向系統(tǒng)示意圖 電子控制動力轉向系統(tǒng)電子控制動力轉向系統(tǒng)二、四輪轉向系統(tǒng)4ws 汽車在轉向過程中，4個車輪可根據前輪轉角或車速等信號同時相對車身偏轉。 偏轉的一般規(guī)律： 低速時，前后輪反