汽車機械轉向系統(tǒng)

1、12.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述一、轉向系的功用、類型一、轉向系的功用、類型n 什么是轉向系統(tǒng)？什么是轉向系統(tǒng)？ 是由駕駛員操縱，能實現(xiàn)轉向輪是由駕駛員操縱，能實現(xiàn)轉向輪偏轉偏轉和和回位回位的一套機構。的一套機構。n 功用功用1. 用于用于改變改變汽車的行駛方向和汽車的行駛方向和保持保持汽車穩(wěn)定的直線行駛。汽車穩(wěn)定的直線行駛。22.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述一、轉向系的功用、類型一、轉向系的功用、類型2. 分類分類按轉向動力源的不同分為：按轉向動力源的不同分為：液壓式、氣壓式、電控轉向助力系統(tǒng)液壓式、氣壓式、電控轉向助力系統(tǒng)EPSEPS（Electric Power Ele

2、ctric Power SteeringSteering）Electronic Stability ProgramElectronic Stability Program，簡稱，簡稱ESPESP 32.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述42.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述52.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述二、機械轉向系的基本組成和工作原理二、機械轉向系的基本組成和工作原理1.基本組成基本組成v轉向操縱機構轉向操縱機構 具體組成因車型而不同具體組成因車型而不同v機械轉向器（固定在車上）機械轉向器（固定在車上）v轉向傳動機構轉向傳動機構62.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述二、

3、機械轉向系的基本組成和工作原理二、機械轉向系的基本組成和工作原理2.工作原理工作原理 72.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述二、機械轉向系的基本組成和工作原理二、機械轉向系的基本組成和工作原理與非獨立懸架相適用的轉向系與非獨立懸架相適用的轉向系 82.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述與獨立懸架相適用的轉向系與獨立懸架相適用的轉向系92.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述實物圖實物圖102.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述三、轉向系參數(shù)三、轉向系參數(shù) 轉向系角傳動比轉向系角傳動比 方向盤轉角增量與同側轉向節(jié)相應轉角增量之比。方向盤轉角增量與同側轉向節(jié)相應轉角增量之比。 轉向器角傳動

4、比轉向器角傳動比 方向盤的轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。方向盤的轉角增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比。i1i112.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述三、轉向系參數(shù)三、轉向系參數(shù) 轉向傳動機構角傳動比轉向傳動機構角傳動比 轉向搖臂轉角增量與方向盤所在一側的轉向節(jié)的轉轉向搖臂轉角增量與方向盤所在一側的轉向節(jié)的轉角相應增量之比。角相應增量之比。 轉向系統(tǒng)的力傳動比轉向系統(tǒng)的力傳動比 兩個轉向輪受到的轉向阻力與駕駛員作用在轉向盤兩個轉向輪受到的轉向阻力與駕駛員作用在轉向盤上的手力之比，與角傳動比成正比。上的手力之比，與角傳動比成正比。21iii2ipi12轉向盤轉向盤轉向器轉向器轉向搖臂轉

5、向搖臂轉向節(jié)轉向節(jié)轉向器角傳動比轉向器角傳動比i1轉向傳動轉向傳動機構角傳機構角傳動比動比i2轉向系角傳動比轉向系角傳動比ii= i1*i2i1較大，貨車為較大，貨車為1632，轎車為，轎車為1220；i2較小，一般為較小，一般為1。2.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述13轉向系轉向系“輕輕”與與“靈靈”之間的矛盾之間的矛盾 ： 轉向系統(tǒng)角傳動比越大，則為了克服一定的地面轉轉向系統(tǒng)角傳動比越大，則為了克服一定的地面轉向阻力矩所需的轉向盤上的轉向力矩便越小，在轉向向阻力矩所需的轉向盤上的轉向力矩便越小，在轉向盤直徑一定時，駕駛員應加于轉向盤的手力也越小盤直徑一定時，駕駛員應加于轉向盤的手力也

6、越小輕。而所需的轉向盤轉角過大輕。而所需的轉向盤轉角過大不夠靈敏。不夠靈敏。 解決辦法：解決辦法：1.1.采用傳動比可變的轉向器采用傳動比可變的轉向器2.2.采用動力轉向系統(tǒng)采用動力轉向系統(tǒng) 2.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述142.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述轉向盤自由行程轉向盤自由行程 定義：定義：轉向盤在空轉階段的角行程轉向盤在空轉階段的角行程，這主要是由于轉，這主要是由于轉向系各傳動件之間的裝配間隙和彈性變形所引起的。向系各傳動件之間的裝配間隙和彈性變形所引起的。 要求：要求：設計車速大于設計車速大于100km/h,100km/h,自由行程自由行程1010 設計車速小于設

7、計車速小于100km/h,100km/h,自由行程自由行程1515 如桑塔納如桑塔納2000為為7.7 或或1015mm 方向盤自由行程方向盤自由行程檢查方法？檢查方法？152.1 2.1 轉向系統(tǒng)概述轉向系統(tǒng)概述轉向盤自由行程轉向盤自由行程162.22.2 機械轉向器機械轉向器一、機械轉向器概述一、機械轉向器概述1. 功用功用v增矩增矩v改變力的傳遞方向改變力的傳遞方向2. 類型類型按轉向器中傳動副的結構形式分：按轉向器中傳動副的結構形式分：v齒輪齒條式轉向器齒輪齒條式轉向器v循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器v蝸桿曲柄指銷式轉向器蝸桿曲柄指銷式轉向器172.22.2 機械轉向器機械轉向器一、機械

8、轉向器概述一、機械轉向器概述182.2 2.2 機械轉向器機械轉向器二、轉向器的構造及工作原理二、轉向器的構造及工作原理n 齒輪齒條式轉向器齒輪齒條式轉向器192.2 2.2 機械轉向器機械轉向器二、轉向器的構造及工作原理二、轉向器的構造及工作原理n 齒輪齒條式轉向器齒輪齒條式轉向器5-轉向齒條；轉向齒條；6-齒輪軸；齒輪軸；8-殼體；殼體；9-轉向齒輪；轉向齒輪；13-轉向節(jié)轉向節(jié)202.2 2.2 機械轉向器機械轉向器v 捷達轎車轉向器的安裝及布置如下圖所示捷達轎車轉向器的安裝及布置如下圖所示212.2 2.2 機械轉向器機械轉向器1.齒輪齒條式轉向器齒輪齒條式轉向器觀看觀看視頻視頻222

9、.2 2.2 機械轉向器機械轉向器二、轉向器的構造及工作原理二、轉向器的構造及工作原理2. 循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器232.2 2.2 機械轉向器機械轉向器螺桿螺桿螺母外齒條螺母外齒條齒扇齒扇螺母螺母2. 循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器v 兩級兩級傳動副傳動副v 輕型和中型貨車，部分輕輕型和中型貨車，部分輕型越野汽車型越野汽車242.2 2.2 機械轉向器機械轉向器2. 循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器螺母齒扇搖臂軸252.2 2.2 機械轉向器機械轉向器2. 循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器262.2 2.2 機械轉向器機械轉向器v 調(diào)整調(diào)整 轉向螺桿軸承預緊度：轉向力矩為轉向螺桿軸承預緊度：轉向

10、力矩為0.60.9Nm； 轉向器嚙合間隙：轉向器嚙合間隙： 使轉向器的傳動副處于中間位置（直行位置）使轉向器的傳動副處于中間位置（直行位置） 傳動副在直線位置上應呈無間隙嚙合。傳動副在直線位置上應呈無間隙嚙合。272.2 2.2 機械轉向器機械轉向器2. 循環(huán)球式轉向器循環(huán)球式轉向器282.2 2.2 機械轉向器機械轉向器請看請看視頻視頻292.2 2.2 機械轉向器機械轉向器小結：小結：v 齒輪齒條式轉向器：機構簡單，可靠性好，質(zhì)量輕，傳動效率高。齒輪齒條式轉向器：機構簡單，可靠性好，質(zhì)量輕，傳動效率高。v 循環(huán)球式轉向器：循環(huán)球式轉向器： 1) 正傳動效率高達正傳動效率高達90%95%，轉

11、向省力；，轉向省力； 2) 壽命長，工作平穩(wěn)；逆效率也很高，容易打手。壽命長，工作平穩(wěn)；逆效率也很高，容易打手。302.2 2.2 機械轉向器機械轉向器二、轉向器的構造及工作原理二、轉向器的構造及工作原理3.蝸桿曲柄指銷式轉向器蝸桿曲柄指銷式轉向器 312.2 2.2 機械轉向器機械轉向器3.蝸桿曲柄指銷式轉向器蝸桿曲柄指銷式轉向器v 目前汽車使用的蝸桿曲柄指銷式轉向器多數(shù)是雙指銷式，即有兩個目前汽車使用的蝸桿曲柄指銷式轉向器多數(shù)是雙指銷式，即有兩個指銷。指銷。322.2 2.2 機械轉向器機械轉向器三、轉向器檢修三、轉向器檢修 1.1.齒輪齒條式轉向器檢修齒輪齒條式轉向器檢修v零件出現(xiàn)裂紋應

12、更換，橫拉桿、齒條應進行隱傷檢驗，零件出現(xiàn)裂紋應更換，橫拉桿、齒條應進行隱傷檢驗，轉向齒條的直線度誤差不得大于轉向齒條的直線度誤差不得大于0.30 ，v齒面上無疲勞剝落及嚴重的磨損，齒面上無疲勞剝落及嚴重的磨損，轉向齒輪軸承。轉向齒輪軸承。332.2 2.2 機械轉向器機械轉向器三、轉向器檢修三、轉向器檢修 2.2.循環(huán)球式轉向器檢修循環(huán)球式轉向器檢修v轉向螺桿與轉向螺母鋼球滾道，配合間隙不大于轉向螺桿與轉向螺母鋼球滾道，配合間隙不大于0.10mm0.10mm，v轉向螺桿應進行隱傷檢查，轉向螺桿應進行隱傷檢查，v轉向螺桿的支撐軸頸修整：轉向螺桿的支撐軸頸修整： 錐角磨削、刷鍍錐角磨削、刷鍍 耐

13、久性耐久性100 000km100 000kmv搖臂軸頸磨損逾限，更換，搖臂軸頸磨損逾限，更換，v搖臂與搖臂軸裝配記號對正。搖臂與搖臂軸裝配記號對正。螺桿螺桿螺母外齒條螺母外齒條齒扇齒扇螺母螺母342.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構一、轉向操縱機構的定義一、轉向操縱機構的定義 轉向盤到轉向器之間的所有零部件總稱為轉向操縱機構。轉向盤到轉向器之間的所有零部件總稱為轉向操縱機構。 v功用：產(chǎn)生轉動轉向器所必需的操縱力，并具有一定功用：產(chǎn)生轉動轉向器所必需的操縱力，并具有一定的調(diào)節(jié)和安全性能。的調(diào)節(jié)和安全性能。352.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構二、轉向操縱機構的基本組成二、轉向操縱機

14、構的基本組成v轉向盤轉向盤組成：組成：輪圈輪圈 、 輪轂、輪輻輪轂、輪輻上裝有喇叭按鈕、車速控制開關和安全氣囊36方向盤方向盤372.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構二、轉向操縱機構的基本組成二、轉向操縱機構的基本組成1.轉向盤轉向盤382.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v轉向柱轉向柱392.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v轉向柱的組成轉向柱的組成包括包括轉向軸轉向軸和和轉向柱管轉向柱管。v安全式轉向柱安全式轉向柱（1）可分離式安全轉向操縱機構）可分離式安全轉向操縱機構1一下轉向軸一下轉向軸;2一上轉向軸一上轉向軸;3一轉向柱管一轉向柱管;4一可折疊安全元件一可折疊安全元件;5

15、一轉向盤一轉向盤;6一凸緣一凸緣;7一驅(qū)動銷一驅(qū)動銷;8一半月形凸緣盤一半月形凸緣盤402.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構（2）緩沖吸能式轉向操縱機構）緩沖吸能式轉向操縱機構a)網(wǎng)狀管柱變形式網(wǎng)狀管柱變形式1一塑料銷一塑料銷;2一上轉向軸一上轉向軸;3一下轉向軸一下轉向軸;4一凸緣盤一凸緣盤;5一下托架一下托架;6一轉向柱管一轉向柱管;7一塑料安全銷一塑料安全銷;8一上托架一上托架412.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構（2）緩沖吸能式轉向操縱機構）緩沖吸能式轉向操縱機構a)網(wǎng)狀管柱變形式網(wǎng)狀管柱變形式422.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v鋼球滾壓變形式鋼球滾壓變形式1一轉向

16、器總成一轉向器總成;2一撓性聯(lián)軸節(jié)一撓性聯(lián)軸節(jié);3，13一下轉向柱管一下轉向柱管;4，14一上轉向柱管一上轉向柱管;5一車身一車身;6，10一橡膠墊一橡膠墊;7，11一轉向柱管托架一轉向柱管托架;8一轉向盤；一轉向盤；9，16一上轉向軸；一上轉向軸；12，17一塑料銷釘；一塑料銷釘；15一下轉向軸；一下轉向軸；18一鋼球一鋼球432.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v波紋管變形吸能式波紋管變形吸能式442.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構2.轉向柱轉向柱v可調(diào)節(jié)式轉向柱（可調(diào)節(jié)式轉向柱（傾角傾角+長度長度）452.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v可調(diào)節(jié)式轉向柱可調(diào)節(jié)式轉向柱正確的

17、握方向盤姿勢為握住正確的握方向盤姿勢為握住9點和點和3點方向，胳膊自然彎曲點方向，胳膊自然彎曲。462.3 2.3 轉向操縱機構轉向操縱機構v可調(diào)節(jié)式轉向柱可調(diào)節(jié)式轉向柱 視頻：視頻：轉向柱調(diào)節(jié)方法轉向柱調(diào)節(jié)方法1、方法方法2手臂與方向盤之間距離調(diào)整，圖中需向下調(diào)，手臂與肩部接近平行手臂與方向盤之間距離調(diào)整，圖中需向下調(diào)，手臂與肩部接近平行 472.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構一、轉向傳動機構的功用、要求及分類一、轉向傳動機構的功用、要求及分類 482.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構一、轉向傳動機構的功用、要求及分類一、轉向傳動機構的功用、要求及分類 功用：功用：要求：要求：較大

18、的剛度和強度較大的剛度和強度 ，吸收振動、緩沖，吸收振動、緩沖492.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構一、轉向傳動機構的功用、要求及分類一、轉向傳動機構的功用、要求及分類 分類：分類：502.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構二、轉向傳動機構的組成和構造二、轉向傳動機構的組成和構造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512.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 1）轉向搖臂）轉向搖臂螺桿螺桿螺母外齒條螺母外齒條齒扇齒扇螺母螺母522.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 1）轉向搖臂）轉向搖臂安裝標記位置安裝標記位置及形式？及形式？532.4 2.4 轉向傳動

19、機構轉向傳動機構2）轉向直拉桿）轉向直拉桿 承受壓力及拉力，傳力、緩沖。承受壓力及拉力，傳力、緩沖。 兩側均采用球頭連接兩側均采用球頭連接 不發(fā)生運動干涉不發(fā)生運動干涉542.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構2）轉向直拉桿）轉向直拉桿552.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 3）轉向橫拉桿）轉向橫拉桿其特點是長度可調(diào)，其特點是長度可調(diào)，通過調(diào)整橫拉桿的通過調(diào)整橫拉桿的長度，可以調(diào)整前輪長度，可以調(diào)整前輪前束。前束。562.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 3）轉向橫拉桿）轉向橫拉桿轉向橫拉桿是轉向梯形機構的底邊轉向橫拉桿是轉向梯形機構的底邊。橫拉桿端部檢查572.4 2.4 轉向傳

20、動機構轉向傳動機構 4 4）轉向節(jié)臂與梯形臂）轉向節(jié)臂與梯形臂582.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 4 4）轉向節(jié)臂與梯形臂）轉向節(jié)臂與梯形臂 轉向節(jié)臂和梯形臂帶錐形轉向節(jié)臂和梯形臂帶錐形柱，另端帶有錐形孔，緊固柱，另端帶有錐形孔，緊固后插入開口銷將螺母鎖住。后插入開口銷將螺母鎖住。592.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 5）轉向減振器）轉向減振器 隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉向輪有時會產(chǎn)生擺振，影響汽隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉向輪有時會產(chǎn)生擺振，影響汽車的穩(wěn)定性，舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。車的穩(wěn)定性，舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。 轉向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端

21、與轉向直拉轉向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉向直拉桿（或轉向器）鉸接。桿（或轉向器）鉸接。602.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構v 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 轉向傳動機構中的轉向梯形臂必須斷開。轉向傳動機構中的轉向梯形臂必須斷開。 與獨立懸架配用的多數(shù)是與獨立懸架配用的多數(shù)是齒輪齒條式轉向器。齒輪齒條式轉向器。612.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構 當采用循環(huán)球式轉向器當采用循環(huán)球式轉向器時，轉向傳動機構的桿時，轉向傳動機構的桿件較多。件較多。622.4 2.4 轉向傳動機構轉向傳動機構632.5 2.5 四輪轉向四輪轉向v4ws（4

22、Wheel Steering） 2005底特律車展展出兩顆心臟的底特律車展展出兩顆心臟的Jeep Hurricane 日本日本20072007年年PuyoPuyo的都會概念車，鍘刀式車門的都會概念車，鍘刀式車門642.5 2.5 四輪轉向四輪轉向基本名詞：基本名詞：v 4WS (4 Wheel Steering)，2WSv AS (Active Steering) 主動轉向系統(tǒng)主動轉向系統(tǒng)v SBW (Steering-by-Wire System) 電子轉向系統(tǒng)電子轉向系統(tǒng)v EPS (Electronic Power Steering) 電控助力轉向電控助力轉向v EHPS (electr

23、onic hydrostatic power steering) 電控液壓助力轉向電控液壓助力轉向 HPS652.5 2.5 四輪轉向四輪轉向vxws,蘇聯(lián)79221運輸車，7組14輪轉向 寶馬750li四輪轉向綜述四輪轉向綜述662.5 2.5 四輪轉向四輪轉向三種運行方式：三種運行方式：負（逆）相、中相、正相負（逆）相、中相、正相。v 低速行駛時后輪轉彎方向與前輪相反，這就是負相。低速行駛時后輪轉彎方向與前輪相反，這就是負相。v 中速行駛時，后輪筆直而保持中相。中速行駛時，后輪筆直而保持中相。v 高速行駛時，后輪處于正相。高速行駛時，后輪處于正相。672.5 2.5 四輪轉向四輪轉向優(yōu)點優(yōu)點：v 首先，縮小車輛低速轉向時的轉彎半徑?？s小轉彎半徑達20%。操縱及泊車敏捷性。 v 其次，明顯改善車輛高速行駛的穩(wěn)定性。當在高速行駛中轉向時，有