汽車(chē)構(gòu)造 第十三講 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、第十三講 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車(chē)行駛時(shí)要經(jīng)常改變行駛方向，汽車(chē)上用來(lái)改變或恢復(fù)其行駛方向的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系。第一節(jié) 概述轉(zhuǎn)向系主要由三部分組成： 1）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 2）機(jī)械/動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 3）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心部件。 轉(zhuǎn)向系的分類(lèi)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類(lèi)。(1)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其中所有傳力件都是機(jī)械的。 轉(zhuǎn)向系的分類(lèi) l.轉(zhuǎn)向盤(pán) 2.安全轉(zhuǎn)向軸3.轉(zhuǎn)向節(jié)4.轉(zhuǎn)向輪5.轉(zhuǎn)向節(jié)臂6.轉(zhuǎn)向橫拉桿 7.轉(zhuǎn)向減振器8.機(jī)械轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向系的分類(lèi)(2)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)

2、機(jī)(或電機(jī))的動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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。對(duì)轉(zhuǎn)向系的要求(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(pán)上的沖擊，并保持適當(dāng)?shù)穆犯小?(3)當(dāng)汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對(duì)駕駛員的傷害。對(duì)轉(zhuǎn)向系的要求(4)具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪都會(huì)產(chǎn)生側(cè)偏角。如果前后輪側(cè)偏角相等，則汽車(chē)實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑等于方向盤(pán)轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑，稱(chēng)為“中性轉(zhuǎn)向”； 如果前輪側(cè)偏比后輪大，汽車(chē)實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑大于方向盤(pán)轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑，稱(chēng)為“不足轉(zhuǎn)向”； 如果后輪側(cè)偏比前輪大，汽車(chē)實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑小于方向盤(pán)轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的

3、轉(zhuǎn)彎半徑，稱(chēng)為過(guò)度轉(zhuǎn)向。汽車(chē)轉(zhuǎn)向原理 汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，要順利轉(zhuǎn)向應(yīng)使各車(chē)輪沒(méi)有滑動(dòng)現(xiàn)象，須有一個(gè)瞬時(shí)中心，汽車(chē)以此中心做圓心來(lái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因輪距影響，前兩輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，所以轉(zhuǎn)角也不同，內(nèi)側(cè)輪永遠(yuǎn)大于外側(cè)輪。 汽車(chē)轉(zhuǎn)向原理 因英籍德國(guó)人阿克曼（Ackerman）首先完成內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角關(guān)系的推導(dǎo)，故上式也稱(chēng)阿克曼原理。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)n一、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成轉(zhuǎn)向盤(pán)到轉(zhuǎn)向器之間的所有零部件總稱(chēng)為轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的部件及安全裝置n1轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向盤(pán)由輪緣、輪輻和輪轂組成。轉(zhuǎn)向盤(pán)輪轂的細(xì)牙內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)向軸連接，轉(zhuǎn)向盤(pán)上都裝有喇叭按鈕，有些轎車(chē)的轉(zhuǎn)向盤(pán)上還裝

4、有車(chē)速控制開(kāi)關(guān)和安全氣囊。轉(zhuǎn)向盤(pán)汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)材料 現(xiàn)在的轉(zhuǎn)向盤(pán)已以聚氨酯發(fā)泡塑料制成的半硬轉(zhuǎn)向盤(pán)取代了傳統(tǒng)的以金屬為主要骨架的舊式轉(zhuǎn)向盤(pán)。轉(zhuǎn)向盤(pán)包覆物多用PP、PU、PVC、 ABS等樹(shù)脂。從輕量化考慮，有用玻璃纖維增強(qiáng)PA代替鐵芯的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向盤(pán) 轉(zhuǎn)向盤(pán)上有喇叭開(kāi)關(guān)，必須時(shí)刻與車(chē)身電器線路相連，因此就必須采用集電環(huán)裝置。 因此，最近的汽車(chē)開(kāi)始裝用電纜盤(pán)，代替集電環(huán)。轉(zhuǎn)向盤(pán)的集電環(huán) 由于集電環(huán)是機(jī)械接觸，長(zhǎng)時(shí)間使用觸點(diǎn)會(huì)因磨損影響導(dǎo)電性，導(dǎo)致緊急時(shí)刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。2轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱管及其吸能裝置n轉(zhuǎn)向軸是連接轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)件，轉(zhuǎn)向柱管固定在車(chē)身上，轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過(guò)，支承在

5、柱管內(nèi)的軸承和襯套上。轎車(chē)除要求裝有吸能式轉(zhuǎn)向盤(pán)外，還要求轉(zhuǎn)向柱管必須裝備能夠緩和沖擊的吸能裝置。轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置的基本工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊而產(chǎn)生軸向位移時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向柱管或支架產(chǎn)生塑性變形、轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生錯(cuò)位等方式，吸收沖擊能量。1）轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位緩沖 2）轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位和支架變形緩沖nMazda 6轎車(chē)轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置的工作原理n發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向器向后移動(dòng)，下轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸插入上轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的孔中，上轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸被壓扁，吸收了沖擊能量。n轉(zhuǎn)向柱管通過(guò)支架和U形金屬板固定在儀表板上。當(dāng)駕駛員身體撞擊轉(zhuǎn)向盤(pán)后，轉(zhuǎn)向管柱和支架將從儀表板上脫離下來(lái)向前移動(dòng)。這時(shí)，一端固定在儀表板上而另一端固定在支架

6、上的U形金屬板就會(huì)產(chǎn)生扭曲變形并吸收沖擊能量。 3）轉(zhuǎn)向柱管變形吸收沖擊能量并緩沖n如果汽車(chē)上裝用了網(wǎng)格狀或波紋管式轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置，當(dāng)發(fā)生猛烈撞車(chē)導(dǎo)致人體沖撞轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，網(wǎng)格部分或波紋管部分將被壓縮產(chǎn)生塑性變形，吸收沖擊能量。 轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 為了適合不同體態(tài)的人，在一些汽車(chē)上轉(zhuǎn)向盤(pán)的高度和前后位置也可調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向盤(pán)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 現(xiàn)在的一些高級(jí)轎車(chē)上已經(jīng)采用電動(dòng)式轉(zhuǎn)向盤(pán)傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向軸內(nèi)裝有專(zhuān)用電機(jī)，使轉(zhuǎn)向軸改變傾斜角度。最新型的調(diào)整機(jī)構(gòu)是全自動(dòng)式由計(jì)算機(jī)控制的。司機(jī)在下車(chē)前將點(diǎn)火鑰匙拔出，轉(zhuǎn)向盤(pán)便自動(dòng)升起，以便司機(jī)順利下車(chē)。但計(jì)算機(jī)會(huì)記住原來(lái)的轉(zhuǎn)向

7、盤(pán)位置，當(dāng)點(diǎn)火鑰匙再次插入時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)原位。第三節(jié) 轉(zhuǎn)向器一般駕駛員可以施加到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的切向力不大于500N，轎車(chē)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力在100200N之間。也就是說(shuō)施加到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的扭距僅為2040NM。而一般轎車(chē)車(chē)輪上的原地轉(zhuǎn)向阻力距為400800NM。顯然實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向操作，必須設(shè)計(jì)減速增扭機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器 由于汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的功能是將駕駛員施加到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)上，降低運(yùn)動(dòng)速度，增大轉(zhuǎn)向力矩并改變轉(zhuǎn)向力矩的傳動(dòng)方向，即主要是傳動(dòng)，因此其主要參數(shù)為： 1. 傳動(dòng)比 2. 傳動(dòng)效率。 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)比線位移輸出的轉(zhuǎn)向器（齒輪齒條式）的傳動(dòng)比，用轉(zhuǎn)向盤(pán)每轉(zhuǎn)一圈時(shí)轉(zhuǎn)向器輸出軸的線位移的大

8、小來(lái)表示；角位移輸出的轉(zhuǎn)向器（循環(huán)球齒扇式）的傳動(dòng)比，用轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)角增量之比來(lái)表示。 轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比越大，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)所需要的操縱力就越小，但轉(zhuǎn)向操縱的靈敏度就會(huì)下降。有的汽車(chē)轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)向過(guò)程的不同階段，其傳動(dòng)比的大小是不相等的（可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向器）為，目的是實(shí)現(xiàn)所需要的中位感覺(jué)和高速穩(wěn)定性。一、轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率 轉(zhuǎn)向器除要保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向輕便靈活外，還應(yīng)能防止由于路面反力對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊(即所謂的回彈打手現(xiàn)象)，造成操縱困難和駕駛員工作疲勞。 為了實(shí)現(xiàn)這一目的，轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有較高的正傳動(dòng)效率和適當(dāng)?shù)哪鎮(zhèn)鲃?dòng)效率。 通常稱(chēng)轉(zhuǎn)向操縱力由轉(zhuǎn)向盤(pán)傳到轉(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)的過(guò)程為正向傳動(dòng)，

9、相應(yīng)的傳動(dòng)效率稱(chēng)為正傳動(dòng)效率；稱(chēng)由路面的沖擊力反向通過(guò)轉(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)和轉(zhuǎn)向器傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)的過(guò)程稱(chēng)為逆向傳動(dòng)，相應(yīng)的傳動(dòng)效率稱(chēng)為逆?zhèn)鲃?dòng)效率。 根據(jù)轉(zhuǎn)向器正向和逆向傳力的特性不同，轉(zhuǎn)向器可分為可逆式轉(zhuǎn)向器、不可逆式轉(zhuǎn)向器和半可逆式轉(zhuǎn)向器三種類(lèi)型。轉(zhuǎn)向器效率（1）可逆式轉(zhuǎn)向器正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率也高；（2）不可逆轉(zhuǎn)向器正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率為零；（3）半可逆式轉(zhuǎn)向器正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率較低 所有的轉(zhuǎn)向器都要求正傳動(dòng)效率要高，這樣轉(zhuǎn)向力通過(guò)轉(zhuǎn)向器時(shí)損失少，轉(zhuǎn)向操縱便靈活。 好的轉(zhuǎn)向器應(yīng)有適當(dāng)?shù)哪鎮(zhèn)鲃?dòng)效率，使駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向盤(pán)既能對(duì)道路情況有明顯的路感，但又不能使路面不平對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)產(chǎn)生過(guò)大

10、的沖擊。轉(zhuǎn)向系分類(lèi)根據(jù)轉(zhuǎn)向器輸出端的運(yùn)動(dòng)形式的不同，轉(zhuǎn)向器可以分為有兩種，一種是線位移轉(zhuǎn)向器；另一種是角位移轉(zhuǎn)向器。目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式、循環(huán)球齒條齒扇式等。二、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器多用于前輪為獨(dú)立懸架的輕型及微型轎車(chē)和貨車(chē)上 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器n捷達(dá)轎車(chē)轉(zhuǎn)向器的安裝及布置如下圖所示，其轉(zhuǎn)向器通過(guò)兩個(gè)U形支架和橡膠管支承并固定在副車(chē)架上，兩個(gè)轉(zhuǎn)向橫拉桿分別通過(guò)球頭銷(xiāo)與轉(zhuǎn)向齒條的兩端相連。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式的變傳動(dòng)比變傳動(dòng)比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛性大，重量輕。（2）車(chē)輪反作用力容易傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)，所以

11、具有對(duì)路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。（3）齒輪與齒條直接嚙合，將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條的直線運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動(dòng)車(chē)輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤(pán)的微小轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞到車(chē)輪，提高操作的靈敏性。但齒輪嚙合過(guò)緊也可使轉(zhuǎn)向盤(pán)操作力過(guò)大。三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)型式之一， 一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。 循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器 為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個(gè)鋼球，

12、以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。 循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器四、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式轉(zhuǎn)向器n具有梯形截面螺紋的轉(zhuǎn)向蝸桿支承在轉(zhuǎn)向器殼體兩端的球軸承上，蝸桿與錐形指銷(xiāo)相嚙合，指銷(xiāo)用雙列圓錐滾子軸承支于搖臂軸內(nèi)端的曲柄孔中。當(dāng)轉(zhuǎn)向蝸桿隨轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指銷(xiāo)沿蝸桿螺旋槽上下移動(dòng)，并帶動(dòng)曲柄及搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。第四節(jié) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向輪之間的所有傳動(dòng)桿件總稱(chēng)為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(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(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。 根據(jù)配用懸架形式的不同，可分為： 1. 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

13、 2. 與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括轉(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。二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪都需要相對(duì)于車(chē)架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開(kāi)式的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須是斷開(kāi)式的。獨(dú)立懸架配用獨(dú)立懸架配用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件1.帶錐度的三角形齒形花鍵 2.轉(zhuǎn)向搖臂 3.球頭銷(xiāo) 4.搖臂軸轉(zhuǎn)向搖臂傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件1.連接環(huán)襯套 2.連接環(huán)橡膠套 3.油缸4.壓縮閥總成 5.活塞及活塞桿總成 6.導(dǎo)向座 7.油封 8.擋

14、圈 9.軸套及連接環(huán)總成10.橡膠儲(chǔ)液缸轉(zhuǎn)向減振器 隨著車(chē)速的提高，現(xiàn)代汽車(chē)的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振，這不僅影響汽車(chē)的穩(wěn)定性，而且還影響汽車(chē)的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。第五節(jié)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是利用轉(zhuǎn)向加力裝置協(xié)助司機(jī)輕便操作轉(zhuǎn)向盤(pán)。由于中、重型貨車(chē)的前橋載荷重，一般需要使用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。隨著轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)馬力的增大和扁平輪胎的普遍使用，使車(chē)重和轉(zhuǎn)向阻力都加大了，因此動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在轎車(chē)上的使用也越來(lái)越普及。n1. 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述n2. 液壓轉(zhuǎn)向控制閥 n3. 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器n4. 轉(zhuǎn)向油源第五節(jié) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力

15、源來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以產(chǎn)生氣壓、液壓和電力三種易控的動(dòng)力。因此，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的按動(dòng)力分類(lèi)大體可以分為氣壓、液壓和電力三類(lèi)。 汽車(chē)設(shè)計(jì)的法規(guī)要求汽車(chē)在其動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失效后仍能靠駕駛員人力操縱轉(zhuǎn)向。故一般的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成包括：機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向加力裝置和加力控制裝置。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類(lèi) 如前所述，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的按動(dòng)力分類(lèi)大體可以分為氣壓式、液壓式和電動(dòng)式三類(lèi)。液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類(lèi)按轉(zhuǎn)向加力裝置的工作原理分有常壓式和常流式兩種。 電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置是最新形式的轉(zhuǎn)向裝置，它是利用蓄電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向加力。具有發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失小，便于安裝等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置所得動(dòng)力比液壓式小，用于前輪軸輕的

16、轎車(chē)上。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類(lèi)常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作管路中始終保持高壓。 常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的油液在不轉(zhuǎn)向時(shí)是循環(huán)流動(dòng)的，只是在轉(zhuǎn)向時(shí)工作管路中才產(chǎn)生高壓。 常壓式與常流式的對(duì)比 常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于有儲(chǔ)能器積蓄液壓能，故具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 可以在液壓泵突然停轉(zhuǎn)的情況下保持轉(zhuǎn)向加力能力，續(xù)駛一段距離； 2. 可以使用流量較小的液壓泵。 常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于油液在不轉(zhuǎn)向時(shí)是循環(huán)流動(dòng)不產(chǎn)生液壓，故具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 2. 液壓泵消耗功率較少，壽命長(zhǎng)； 3. 工作管路不易發(fā)生泄漏。 因此目前常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只在一些

17、重型汽車(chē)上應(yīng)用。液壓轉(zhuǎn)向控制閥 液壓轉(zhuǎn)向控制閥是液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的控制油液流動(dòng)方向的核心部件，有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。 閥體相對(duì)殼體沿軸向移動(dòng)控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥稱(chēng)為：滑閥式。 閥體相對(duì)殼體繞園心轉(zhuǎn)動(dòng)控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥稱(chēng)為：轉(zhuǎn)閥式?；y式轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)閥式結(jié)構(gòu) 1.閥套 2.閥芯 R.接右轉(zhuǎn)向動(dòng)力腔 L.接左轉(zhuǎn)向動(dòng)力腔 B.接轉(zhuǎn)向油泵 G.接轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)閥式工作原理 轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)閥式中的扭力桿結(jié)構(gòu) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器按轉(zhuǎn)向加力裝置的結(jié)構(gòu)布置方案分有整體式、半整體和分離式。 二、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器二、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向油源 轉(zhuǎn)向油泵是助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)力源。轉(zhuǎn)向油泵經(jīng)轉(zhuǎn)向控制閥向轉(zhuǎn)向助力缸

18、提供一定壓力和流量的工作油液。 目前，轉(zhuǎn)向油泵大多采用雙作用式葉片泵。轉(zhuǎn)向油泵葉片油泵結(jié)構(gòu)。l.驅(qū)動(dòng)軸 2.殼體 3.前配油盤(pán) 4. 葉片 5.儲(chǔ)油罐 6.定子 7.后配油盤(pán) 8.后蓋 9.彈簧 10.管接頭 11.柱塞 12.閥桿 13.鋼球 14.轉(zhuǎn)子 A.出油口 B.出油腔 C.進(jìn)油腔 D.油道 H.主量孔轉(zhuǎn)向油泵葉片泵的工作原理1.進(jìn)油口 2.葉片 3.定子 4.出油口 5.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向油泵葉片泵的工作原理轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力特性 良好的轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力特性 1. 在低車(chē)速、小轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角行駛工況下，汽車(chē)應(yīng)具有輕便的轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力； 2. 在低車(chē)速、大轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角行駛工況下，汽車(chē)應(yīng)具有適度的轉(zhuǎn)向盤(pán)操縱力；

19、3. 在高車(chē)速、小轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角行駛工況下，汽車(chē)應(yīng)具有良好回正性能與直線行駛能力。第六節(jié)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第六節(jié)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)n電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（簡(jiǎn)稱(chēng)EPS）系統(tǒng)利用直流電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)其助力機(jī)構(gòu)的不同可以分為電動(dòng)液壓式（簡(jiǎn)稱(chēng)EPHS）和電動(dòng)機(jī)直接助力式兩種。一、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓泵（齒輪泵）通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械上毫無(wú)關(guān)系，助力效果只與轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度和行駛速度有關(guān)，是典型的可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其特點(diǎn)是由ECU提供供油特性，汽車(chē)低速行駛時(shí)助力作用大，駕駛員操縱輕便靈活；在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力作用減弱，駕駛員的操縱力增大

20、，具有明顯的“路感”，既保證轉(zhuǎn)向操縱的舒適性和靈活性，又提高了高速行駛中轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性和安全感。電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 二、直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)n直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動(dòng)機(jī)提供不同的輔助動(dòng)力。1 直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器開(kāi)始工作，把兩段轉(zhuǎn)向軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳給電子控制單元（ECU），ECU根據(jù)車(chē)速傳感器和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號(hào)決定電動(dòng)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(dòng)機(jī)，通過(guò)離合器和減速機(jī)構(gòu)將輔助動(dòng)力施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向軸）中，從而完成實(shí)時(shí)控制的助力轉(zhuǎn)向。二、直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 2直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)n根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置的不同，直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式三種類(lèi)型。EPAS飛度EPAS速騰EPAS速騰EPAS3直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)n1）優(yōu)點(diǎn)（1）效率高、能量消耗少；（2）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；（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量?。唬?）系統(tǒng)便于集成，整體尺寸減小；省去了油泵和輔助管路，總布置更加方便；（5）無(wú)液壓元件，對(duì)環(huán)境污染少。2）缺點(diǎn)（1）直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供的輔助動(dòng)力較小，難以用于