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第19章汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2025/1/2119.1概述19.2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)19.3動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)19.4四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第19章
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用:按照駕駛?cè)说囊鈭D改變和保持汽車的行駛方向。由駕駛?cè)瞬倏v,轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)和回位的一套機(jī)構(gòu),稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。19.1概述1.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型與組成按轉(zhuǎn)向能源的不同,分為:機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。19.1概述(1)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛?cè)说捏w力作為轉(zhuǎn)向動力源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。其中所有傳力件都是機(jī)械的。19.1概述1.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型與組成(1)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成:轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員操縱轉(zhuǎn)向器的工作機(jī)構(gòu),主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成;轉(zhuǎn)向器是將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復(fù)運(yùn)動,并對轉(zhuǎn)向操縱力進(jìn)行放大的機(jī)構(gòu);轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動傳給車輪(轉(zhuǎn)向節(jié)),并使左右車輪按照一定關(guān)系進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。19.1概述1.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型與組成(1)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兼用駕駛員體力和發(fā)動機(jī)(或電機(jī))的動力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。它是在機(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。正常情況下,駕駛員只提供一小部分能量。北京吉普切諾基汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.方向盤2.轉(zhuǎn)向軸3.轉(zhuǎn)向中間軸
4.轉(zhuǎn)向油管5.轉(zhuǎn)向液壓泵
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19.1概述1.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型與組成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還有前輪主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等形式。前輪主動轉(zhuǎn)向(ActiveFrontSteering,AFS)系統(tǒng)主要是根據(jù)汽車行駛狀況實(shí)時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向器的等效傳動比,從而為駕駛?cè)颂峁┳钸m宜的轉(zhuǎn)向靈敏度。在底盤一體化控制中,通過使前輪主動轉(zhuǎn)向產(chǎn)生使汽車行駛穩(wěn)定的力矩。線控轉(zhuǎn)向(Steer-By-Wire,SBW)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間沒有機(jī)械連接。系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向盤模塊、轉(zhuǎn)向模塊、控制器和傳感器等組成。轉(zhuǎn)向盤模塊中的反力電動機(jī)的作用是向駕駛?cè)颂峁┖线m的路感。四輪轉(zhuǎn)向(FourWheelSteering,4WS)系統(tǒng)是指汽車轉(zhuǎn)向過程中,四個車輪可根據(jù)前輪轉(zhuǎn)角或行車速度等信號同時相對車身偏轉(zhuǎn)。19.1概述2.對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求1)工作可靠,轉(zhuǎn)向輕便。2)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)能減少地面?zhèn)鞯睫D(zhuǎn)向盤上的沖擊,并保持適當(dāng)?shù)摹奥犯小薄?)當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時,轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)能減輕或避免對駕駛?cè)藛T的傷害。19.1概述3.轉(zhuǎn)向時車輪運(yùn)動規(guī)律汽車轉(zhuǎn)向行駛時,為了避免車輪相對地面滑動而產(chǎn)生附加阻力,減輕輪胎磨損,要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能保證所有車輪均作純滾動,即所有車輪軸線的延長線都要相交于一點(diǎn)。最小轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)向輪內(nèi)輪最大偏轉(zhuǎn)角約為35°~42°之間,最小轉(zhuǎn)彎半徑一般約為5~12m。圖19-3雙軸汽車轉(zhuǎn)向示意圖
19.1概述3.轉(zhuǎn)向時車輪運(yùn)動規(guī)律
三軸汽車第一、第三橋轉(zhuǎn)向四軸汽車雙前橋轉(zhuǎn)向
19.1概述4.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比1)轉(zhuǎn)向器角傳動比iω1:轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量和轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比。(貨車iω1=16~32;轎車iω1=12~20。)2)轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比iω2:轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比。3)轉(zhuǎn)向系角傳動比iω:轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)的相應(yīng)轉(zhuǎn)角增量之比。顯然iω=iω1×iω2
19.1概述4.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比想一想:利用此圖進(jìn)一步理解什么是轉(zhuǎn)向器角傳動比?什么是轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比?19.1概述4.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比轉(zhuǎn)向操縱性能并不完全取決于轉(zhuǎn)向系,還與行駛系有關(guān)。轉(zhuǎn)向系角傳動比iω愈大,則克服一定的地面轉(zhuǎn)向阻力矩所需的轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩便愈小,但iω不能過大,iω過大將導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱不夠靈敏,即轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)增加。轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比iω2一般為1左右。轉(zhuǎn)向器角傳動比iω1,貨車約為16~32,轎車約12~20。轉(zhuǎn)向系角傳動比iω主要取決于轉(zhuǎn)向器角傳動比iω1。
第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述19.2
機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)向器1.轉(zhuǎn)向器的作用與類型轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的減速增力傳動裝置。功用:增大由轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力,并改變力的傳動方向。類型:按傳動副的結(jié)構(gòu)形式:齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述19.2
機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)向器2.轉(zhuǎn)向器傳動效率轉(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。當(dāng)作用力從轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向搖臂時稱為正向傳動(相應(yīng)的傳動效率稱為正傳動效率);反之,轉(zhuǎn)向搖臂所受到的道路沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤,稱為逆向傳動(相應(yīng)的傳動效率稱為逆?zhèn)鲃有剩?。根?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)向器和極限可逆式轉(zhuǎn)向器三種類型??赡媸睫D(zhuǎn)向器:正、逆?zhèn)鲃有识己芨?;有利于汽車轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪自動回正,但也容易將壞路對車輪的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤,出現(xiàn)“打手”現(xiàn)象;常用于在良好路面行駛的汽車。不可逆轉(zhuǎn)向器正傳動效率高,逆?zhèn)鲃有蕿榱?。極限可逆式轉(zhuǎn)向器正傳動效率高,逆?zhèn)鲃有瘦^低。可感受到一定的路感,轉(zhuǎn)向輪也可實(shí)現(xiàn)自動回正,路面只有在沖擊力很大時,方能部分傳到轉(zhuǎn)向盤。對于中型以上的越野汽車、工礦用自卸汽車多采用這種形式轉(zhuǎn)向器。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述19.2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)向器2.轉(zhuǎn)向器傳動效率所有的轉(zhuǎn)向器都要求正傳動效率要高,這樣轉(zhuǎn)向力通過轉(zhuǎn)向器時損失少,轉(zhuǎn)向操縱輕便靈活。好的轉(zhuǎn)向器應(yīng)有適當(dāng)?shù)哪鎮(zhèn)鲃有剩柜{駛員通過操縱轉(zhuǎn)向盤既能對道路情況有明顯的“路感”,但又不會使路面不平對轉(zhuǎn)向盤產(chǎn)生過大的沖擊。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述19.2機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)向器3.轉(zhuǎn)向盤自由行程轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段的角行程稱為轉(zhuǎn)向盤自由行程。由于在轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向系各連接零件之間和傳動副之間總存在裝配間隙,且此間隙會隨著零件磨損而增大。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時,必須轉(zhuǎn)動方向盤消除這些間隙和克服機(jī)件的彈性變形使車輪開始偏轉(zhuǎn),這一階段是轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段。好處:對于緩和路面沖擊及避免駕駛員過度緊張是有利的。GB7258-2012規(guī)定:最高設(shè)計車速≥100km/h的機(jī)動車轉(zhuǎn)向盤的最大自由轉(zhuǎn)動量不允許大于15o;其他機(jī)動車不允許大于25o。若超過此規(guī)定值,則必須進(jìn)行調(diào)整。。調(diào)整:通過轉(zhuǎn)向器傳動副的嚙合間隙和軸承間隙來實(shí)現(xiàn)。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述一、轉(zhuǎn)向器4.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條轉(zhuǎn)向器在車上的布置第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述一、轉(zhuǎn)向器1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1)中間輸出式圖19-5中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1-調(diào)整螺塞2-罩蓋3-壓緊彈簧4-壓簧墊塊5-轉(zhuǎn)向齒條6-轉(zhuǎn)向齒輪軸7-球軸承8-轉(zhuǎn)向器殼體9-轉(zhuǎn)向齒輪10-滾柱軸承11-轉(zhuǎn)向橫拉桿12-拉桿支架13-轉(zhuǎn)向節(jié)調(diào)整螺塞1可用來調(diào)整壓簧的預(yù)緊力。壓緊彈簧3不僅起消除嚙合間隙的作用,而且還是一個彈性支承,可以吸收部分振動能量,緩和沖擊。第一節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述一、轉(zhuǎn)向器1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器2)兩端輸出式其結(jié)構(gòu)及工作原理與中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本相同,不同之處在于其轉(zhuǎn)向橫拉桿安裝在齒條的兩端。1.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器特點(diǎn):轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)簡單(不需轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿等),質(zhì)量輕,齒輪齒條無間隙嚙合無須調(diào)整,而且逆?zhèn)鲃有屎芨?,轉(zhuǎn)向靈敏。應(yīng)用:適合與麥弗遜式獨(dú)立懸架配用。廣泛應(yīng)用于轎車和輕型及微型貨車上。例如,奧迪、桑塔納、夏利等轎車,天津TJ1010型微型貨車以及南京依維柯輕型貨車。一、轉(zhuǎn)向器5.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)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。一、轉(zhuǎn)向器2.循環(huán)球式轉(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,其間裝有多個鋼球,以實(shí)現(xiàn)滾動摩擦。轉(zhuǎn)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。螺母側(cè)面有兩對通孔,可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч?,每根?dǎo)管的兩端分別插入螺母側(cè)面的一對通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣,兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球"流道"。一、轉(zhuǎn)向器2.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時,通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母,螺母即沿軸向移動。同時,在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下,所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動,形成“球流”。在轉(zhuǎn)向器工作時,兩列鋼球只是在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán),不會脫出。一、轉(zhuǎn)向器6.蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動副(以轉(zhuǎn)向蝸桿為主動件,其從動件是裝在搖臂軸曲柄端部的指銷。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,蝸桿與錐形指銷相嚙合,指銷用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)向盤轉(zhuǎn)動時,與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運(yùn)動,并帶動搖臂軸轉(zhuǎn)動。目前汽車使用的蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器多數(shù)是雙指銷式,即有兩個指銷。一、轉(zhuǎn)向器6.蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器一、轉(zhuǎn)向器圖19-8蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器1-曲柄2-指銷3-轉(zhuǎn)向蝸桿4-搖臂軸5-轉(zhuǎn)向搖臂6-轉(zhuǎn)向器殼體蝸桿曲柄雙指銷式轉(zhuǎn)向器二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成及布置作用:將駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。組成:由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱管、上萬向節(jié)、下萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動軸等組成。1-轉(zhuǎn)向盤2-轉(zhuǎn)向管柱3-橡膠墊4-轉(zhuǎn)向管柱支架5-轉(zhuǎn)向管柱支座6-轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)支架7-轉(zhuǎn)向軸限位彈簧8-上萬向節(jié)9-轉(zhuǎn)向傳動軸10花鍵防護(hù)套11-下萬向節(jié)12-轉(zhuǎn)向器13-轉(zhuǎn)向搖臂14轉(zhuǎn)向軸15-轉(zhuǎn)向軸襯套第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向盤1)轉(zhuǎn)向盤構(gòu)造主要由輪緣(圈)、輪輻和輪轂等組成。輪輻和輪緣的心部有鋼、鋁或鎂合金制的骨架,外表通過注塑方法包覆有一定形狀的塑料外層或合成橡膠,以改善操縱轉(zhuǎn)向盤的手感并提高駕駛員的安全性。轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向軸一般是通過花鍵或帶錐度的細(xì)花鍵連接,端部通過螺母軸向壓緊固定。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向盤輪輻一般為三根輻條或四根輻條,也有用兩根輻條的。轉(zhuǎn)向盤上都裝有喇叭按鈕,很多轎車的轉(zhuǎn)向盤上還裝有安全氣囊。轉(zhuǎn)向盤下方左側(cè)裝有轉(zhuǎn)向信號燈開關(guān)和變光開關(guān)撥桿,其下方右側(cè)裝有風(fēng)窗刮水器和洗滌器撥桿。另外有些轎車還將巡航控制開關(guān)也安裝在轉(zhuǎn)向盤上。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)向軸和安全轉(zhuǎn)向管柱轉(zhuǎn)向軸是將駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向操縱力傳給轉(zhuǎn)向器的傳力軸,它的上部與轉(zhuǎn)向盤固定連接,下部裝有轉(zhuǎn)向器?,F(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向軸除裝有柔性萬向節(jié)外,通常還在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)上增設(shè)相應(yīng)的安全、調(diào)節(jié)裝置。安全式轉(zhuǎn)向柱有可分離式安全操縱機(jī)構(gòu)和緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)向軸和安全轉(zhuǎn)向管柱(1)可分離式安全轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)此類轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸分為上、下兩段,兩段用柔性聯(lián)軸器連接。當(dāng)發(fā)生猛烈撞車事故時,迫使轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸等部件向后移動。與此同時,在慣性作用下駕駛?cè)松眢w向前沖,致使轉(zhuǎn)向軸上的上凸緣盤的柱銷銷迅速從下轉(zhuǎn)向軸凸緣盤銷孔中脫開,從而形成緩沖而減少對駕駛?cè)说膫?。第二?jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)向軸和安全轉(zhuǎn)向管柱(2)緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上能使轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向管柱在受到?jīng)_擊后,軸向收縮并吸收沖擊能量,從而有效地緩和轉(zhuǎn)向盤對駕駛?cè)说臎_擊,減輕其所受傷害的程度。汽車撞車時,首先車身被撞壞(第一次碰撞),轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)被后推,從而擠壓駕駛?cè)耍蛊涫艿絺?;接著,隨著汽車速度的降低,駕駛?cè)嗽趹T性力的作用下前沖,再次與轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)接觸(第二次碰撞)而受到傷害。緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)對這兩次沖擊都具有吸收能量、減輕駕駛?cè)耸軅潭鹊淖饔?。第二?jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)向軸和安全轉(zhuǎn)向管柱(2)緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)1)網(wǎng)狀管柱變形式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)上轉(zhuǎn)向軸套裝在下轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)孔中,兩者通過塑料銷結(jié)合在一起(也有采用細(xì)花鍵結(jié)合的),并傳遞轉(zhuǎn)向力矩。塑料銷起安全銷的作用。這種轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向管柱的部分管壁制成網(wǎng)格狀,使其在受到壓縮時很容易軸向變形,并消耗一定的變形能量。另外,車身上固定管柱的托架也是通過兩個塑料安全銷與管柱連接的。當(dāng)這兩個安全銷被剪斷后,整個管柱就能前后自由移動。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)向軸和安全轉(zhuǎn)向管柱(2)緩沖吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)2)波紋管變形吸能式轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)上轉(zhuǎn)向軸5和下轉(zhuǎn)向軸1之間通過細(xì)齒花鍵7結(jié)合并傳遞轉(zhuǎn)向力矩,同時它們兩者之間可以做軸向伸縮滑動。1-下轉(zhuǎn)向軸
2-轉(zhuǎn)向管柱壓圈
3-限位塊4-轉(zhuǎn)向管柱護(hù)蓋5-上轉(zhuǎn)向軸6-上轉(zhuǎn)向管柱7-細(xì)齒花鍵8-波紋管9-下轉(zhuǎn)向管柱下轉(zhuǎn)向軸1的外邊裝有波紋管8,它在受到?jīng)_擊時能軸向收縮變形并消耗沖擊能量。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)4.可調(diào)節(jié)式轉(zhuǎn)向柱有的還裝有能改變轉(zhuǎn)向盤的工作角度和轉(zhuǎn)向盤的高度(轉(zhuǎn)向軸軸向長度)的機(jī)構(gòu),使駕駛?cè)丝梢栽谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤位置。轉(zhuǎn)向柱調(diào)節(jié)的形式分為傾斜角度調(diào)節(jié)和軸向位置調(diào)節(jié)兩種。圖19-15轉(zhuǎn)向軸傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu)1-樞軸2-轉(zhuǎn)向柱管3-長孔4-調(diào)整手柄5-鎖緊螺栓6-下托架7-傾斜調(diào)整支架第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)作用:將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動傳給轉(zhuǎn)向輪,使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化,以實(shí)現(xiàn)汽車順利轉(zhuǎn)向。按照懸架的分類可分為與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)和與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下,由轉(zhuǎn)向橫拉桿6和左、右梯形臂5組成的轉(zhuǎn)向梯形一般布置在前橋之后,如圖(a)所示。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于與汽車直線行駛相應(yīng)的中立位置時,梯形臂5與橫拉桿6在與道路平行的平面(水平面)內(nèi)的交角>90°。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)在發(fā)動機(jī)位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼充驅(qū)動橋的情況下,為避免運(yùn)動干涉,往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前,此時上述交角<90°,如圖(b)所示。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)若轉(zhuǎn)向搖臂不是在汽車縱向平面內(nèi)前后擺動,而是在汽車的橫向左右擺動,則可將轉(zhuǎn)向直拉桿3橫置,并借球頭銷直接帶動轉(zhuǎn)向橫拉桿6,從而推使兩側(cè)梯形臂轉(zhuǎn)動,如圖(c)所示。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)(1)轉(zhuǎn)向搖臂循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向直拉桿相連。轉(zhuǎn)向搖臂的大端用錐形三角細(xì)花鍵與轉(zhuǎn)向器中搖臂軸的外端連接,小端通過球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿作空間鉸鏈連接。其小端帶有球頭銷,以便與轉(zhuǎn)向直拉桿作空間鉸鏈連接。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)(2)轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來的力和運(yùn)動傳給轉(zhuǎn)向梯形臂(或轉(zhuǎn)向節(jié)臂)。它所受的力既有拉力、也有壓力,因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的,以保證工作可靠。直拉桿的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對于車架跳動時,轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對運(yùn)動都是空間運(yùn)動,為了不發(fā)生運(yùn)動干涉,上述三者間的連接都采用球銷。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)(3)轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿是聯(lián)系左、右梯形臂并使其協(xié)調(diào)工作的連接桿,它在汽車行駛過程中反復(fù)承受拉力和壓力,因此多用高強(qiáng)度冷拉鋼管制造。轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端有螺紋,一端為左旋,另一端為右旋,與橫拉桿接頭旋裝連接。旋松夾緊螺栓后,轉(zhuǎn)動橫拉桿體,可改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長度,從而調(diào)整轉(zhuǎn)向輪前束。第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)1.與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)(3)轉(zhuǎn)向橫拉桿第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)2.與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時,每個轉(zhuǎn)向輪分別相對于車架作獨(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)向梯形也必須斷開。1-轉(zhuǎn)向搖臂2-轉(zhuǎn)向直拉桿3-左轉(zhuǎn)向橫拉桿4-右轉(zhuǎn)向橫拉桿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(zhuǎn)向器第二節(jié)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)2.與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)紅旗CA7560轎車的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)19.3動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),是將發(fā)動機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能(或電能),并在駕駛員控制下,對轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)向器中某一傳動件施加不同方向的輔助作用力,使轉(zhuǎn)向輪偏擺以實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的一系列裝置。功用:兼顧汽車轉(zhuǎn)向操縱省力且反應(yīng)靈敏兩方面的要求。限制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的減速比;原地轉(zhuǎn)向時,能提供必要的助力;汽車轉(zhuǎn)彎時,減小對轉(zhuǎn)向盤的操作力;限制車輛高速或在薄冰上的助力,具有較好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性;在動力轉(zhuǎn)向裝置失效時,能保持機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有效工作。19.3動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類:按傳能介質(zhì)不同分為:氣壓式動力轉(zhuǎn)向裝置液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作壓力和工作靈敏度高,結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小,液壓系統(tǒng)工作時無噪聲,工作滯后時間短,而且能吸收來自不平路面的沖擊。通常需要微機(jī)控制應(yīng)用于一部分前軸最大軸載質(zhì)量3~7t,采用氣壓制動系統(tǒng)的貨車和客車。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加一套助力轉(zhuǎn)向裝置而成的。主要由轉(zhuǎn)向油罐、液壓管路、轉(zhuǎn)向液壓泵、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動力缸等組成。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型按機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥、轉(zhuǎn)向動力缸三者的組合及相對位置可有三種布置方案:一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型1)整體式動力轉(zhuǎn)向器:機(jī)械轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向動力缸設(shè)計成一體,并與轉(zhuǎn)向控制閥組裝在一起,這種三合一的部件稱為整體式動力轉(zhuǎn)向器。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型2)半整體式動力轉(zhuǎn)向器:這種方案只將轉(zhuǎn)向控制閥同機(jī)械轉(zhuǎn)向器組合成一個部件,該部件稱為半整體式動力轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向動力缸則做成獨(dú)立部件。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型3)轉(zhuǎn)向加力器:這種方案是將機(jī)械轉(zhuǎn)向器作為獨(dú)立部件,而將轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動力缸組合成一個部件,稱為轉(zhuǎn)向加力器。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型按照轉(zhuǎn)向控制閥的布置方式不同,分為滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥。液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)按照液流形式不同,可分為常壓式液壓助力系統(tǒng)和常流式液壓助力系統(tǒng)。常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單,管路的負(fù)荷要比常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)小,功率消耗較小,故現(xiàn)在大部分汽車采用常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2.常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置特點(diǎn):轉(zhuǎn)向油泵始終處于工作狀態(tài),但液壓助力系統(tǒng)不工作時,油泵基本處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。多數(shù)汽車都采用常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。常流式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,液壓泵壽命長,泄露較小,消耗功率較小。因此廣泛采用。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國產(chǎn)轎車廣泛采用轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)閥體繞其軸線轉(zhuǎn)動來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥,稱為轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥,簡稱轉(zhuǎn)閥。圖19-24轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1-帶輪2-轉(zhuǎn)向液壓泵3-轉(zhuǎn)向油罐4-液壓軟管5-轉(zhuǎn)向控制閥6-金屬油管7-轉(zhuǎn)向動力缸8-橫拉桿9-轉(zhuǎn)向節(jié)臂10轉(zhuǎn)向動力缸活塞11-齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由扭桿1、閥芯2和閥套6等組成。閥套為圓筒形,在其外圓柱形表面上制有三道較寬而深的油環(huán)槽7和四道較窄而淺的密封環(huán)槽8;各油環(huán)槽底開有與內(nèi)壁相通的油孔5。分別與轉(zhuǎn)向液壓泵及轉(zhuǎn)向動力缸相通.1-扭桿2-閥芯3-閥芯凹槽4-縱向閥套凹槽5-油孔6-閥套7-油環(huán)槽
8-密封環(huán)槽B-通轉(zhuǎn)向液壓泵L、R-通轉(zhuǎn)向動力缸左、右腔G-通轉(zhuǎn)向油罐構(gòu)造圖截面圖一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)閥套的內(nèi)表面有六條(或八條)不貫通的縱向閥套凹槽4。閥芯2也制成圓筒形,其外表面上也加工有六條(或八條)不貫通的閥芯凹槽3,相應(yīng)地在閥芯外表有六個(或八個)凸肩,1-扭桿2-閥芯3-閥芯凹槽4-縱向閥套凹槽5-油孔6-閥套7-油環(huán)槽
8-密封環(huán)槽B-通轉(zhuǎn)向液壓泵L、R-通轉(zhuǎn)向動力缸左、右腔G-通轉(zhuǎn)向油罐構(gòu)造圖截面圖一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)凸肩分別與閥套的內(nèi)槽肩和縱向槽配合,形成液體流動間隙,叫做轉(zhuǎn)閥的預(yù)開隙。1-扭桿2-閥芯3-閥芯凹槽4-縱向閥套凹槽5-油孔6-閥套7-油環(huán)槽
8-密封環(huán)槽B-通轉(zhuǎn)向液壓泵L、R-通轉(zhuǎn)向動力缸左、右腔G-通轉(zhuǎn)向油罐構(gòu)造圖截面圖一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)閥芯2外表面與閥套內(nèi)表面滑動配合,二者可相對轉(zhuǎn)動,配合間隙很小,配合精度很高,不可互換。只有通過扭桿1的扭轉(zhuǎn)變形二者才可以相對轉(zhuǎn)動。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車直線行駛時,閥芯與閥套的位置關(guān)系如圖中所示。油泵來的液壓油流向左右動力缸及回油缸,左右動力缸油壓相等,更由于油路連通回油道而建立不起高壓,因此沒有助力作用,汽車保持直線行駛狀態(tài)。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)駕駛員向右轉(zhuǎn)動方向盤時,轉(zhuǎn)向軸帶動扭力桿順時針轉(zhuǎn)動,扭力桿端頭與閥芯以銷釘連接,帶動閥芯轉(zhuǎn)動一個角度,與閥套的相對位置發(fā)生改變,進(jìn)油口一側(cè)的預(yù)開隙被關(guān)閉,另一側(cè)的預(yù)開隙開度打開,使得大部分或全部來自泵的液壓油流入右動力缸,起到轉(zhuǎn)向助力的作用,促進(jìn)汽車右轉(zhuǎn)。同時活塞左缸的油液被壓出,流回轉(zhuǎn)向油罐。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)維持轉(zhuǎn)向—當(dāng)轉(zhuǎn)向盤停在某一位置不再繼續(xù)轉(zhuǎn)動時,閥芯與閥套相對位移減小,左右動力腔油壓差減小。但仍有一定的助力作用,此時的助力力矩與車輪的回正力矩相平衡,使車輪維持在某一轉(zhuǎn)向位置上?!皾u進(jìn)隨動作用”——在轉(zhuǎn)向過程中,如果轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的速度快,閥芯與閥套的相對角位移量也大,左、右動力腔的油壓差也相應(yīng)加大,轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的速度也加快;如轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的慢,轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的速度也慢,若轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)在某一位置上不變,則轉(zhuǎn)向輪也轉(zhuǎn)在某一位置上不變。轉(zhuǎn)向后回正——轉(zhuǎn)向后需回正時,如果駕駛員放松轉(zhuǎn)向盤,閥芯回到中間位置,失去了助力作用,此時轉(zhuǎn)向輪在回正力矩的作用下自動回位,若駕駛員同時回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤時,轉(zhuǎn)向助力器助力,幫助車輪回正。如果液壓助力裝置失效,即變成機(jī)械轉(zhuǎn)向器。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)閥式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國產(chǎn)轎車幾乎都采用轉(zhuǎn)閥式的整體式動力轉(zhuǎn)向器。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)國產(chǎn)轎車幾乎都采用轉(zhuǎn)閥式的整體式動力轉(zhuǎn)向器。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)桑塔納2000轎車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油路。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)捷達(dá)轎車整體式動力轉(zhuǎn)向器第五節(jié)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.轉(zhuǎn)向液壓泵功用:轉(zhuǎn)向油泵是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的供能裝置,其作用是將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。類型:轉(zhuǎn)向液壓泵的結(jié)構(gòu)形式有齒輪式、葉片式、轉(zhuǎn)子式、柱塞式等。葉片式液壓泵因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)緊湊、輸油壓力脈動小、輸油量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、性能穩(wěn)定、使用壽命長等好處,被現(xiàn)代汽車廣泛采用,葉片式轉(zhuǎn)向液壓泵又分為:單作用式葉片泵和雙作用式葉片泵。雙作用式葉片泵應(yīng)用最廣泛。第五節(jié)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.轉(zhuǎn)向液壓泵——雙作用式葉片泵圖19-28雙作用式葉片泵的結(jié)構(gòu)1-左配油盤2、8軸承3-驅(qū)動軸4-定子5-左配油盤6-后泵體7-前泵體9-密封圈10端蓋11-葉片12-轉(zhuǎn)子13-螺釘?shù)谖骞?jié)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.轉(zhuǎn)向液壓泵——雙作用式葉片泵1.進(jìn)油口2.葉片
3.定子4.出油口
5.轉(zhuǎn)子
當(dāng)轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時,葉片在離心力及高壓油的作用下緊貼在定子的內(nèi)表面上。其工作容積開始由小變大,從吸油口吸進(jìn)油液;而后工作容積由大變小,壓縮油液,經(jīng)壓油口向外供油。由于轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周,每個工作腔都各自吸、壓油兩次,故將這種型式的葉片泵稱為雙作用式葉片泵。雙作用葉片泵有兩個吸油區(qū)和兩個排油區(qū),并且各自的中心角是對稱的,所以作用在轉(zhuǎn)子上的油壓作用力互相平衡。因此,這種油泵也稱為卸荷式葉片泵。一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4.轉(zhuǎn)向液壓泵——葉片式轉(zhuǎn)向油泵第五節(jié)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一、液壓式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)5.轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油罐的作用是儲存、濾清并冷卻液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作油液。轉(zhuǎn)向油罐上面有表示的液面高度的標(biāo)識。如果液面高度太低,將使助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)滲入空氣,造成汽車轉(zhuǎn)向操作不穩(wěn),忽輕忽重或有噪音。轉(zhuǎn)向油罐油面的檢查方法普通動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操縱靈活、輕便,但其動力放大倍數(shù)是固定的,這樣會使停車或低速行駛時的轉(zhuǎn)向輕便、靈活與在高速行駛的操縱穩(wěn)定性不可同時兼顧。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS)是直接依靠電動機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng);他可以根據(jù)不同的使用工況控制電動機(jī)提供不同的輔助動力。其駕駛輕便性、操縱穩(wěn)定性更高。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及工作原理組成:轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元(ECU)等。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖19-31電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖1-轉(zhuǎn)矩傳感器2-轉(zhuǎn)向軸3-減速機(jī)構(gòu)4-齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器5-電磁離合器6-電動機(jī)7-電控單元(ECU)首先,轉(zhuǎn)矩傳感器測出駕駛員施加在轉(zhuǎn)向盤上的操縱力矩,車速傳感器測出車輛當(dāng)前的行駛速度,然后將這兩個信號傳遞給ECU;ECU根據(jù)內(nèi)置的控制策略,計算出理想的目標(biāo)助力力矩,轉(zhuǎn)化為電流指令給電機(jī);1.電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及工作原理組成:轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元(ECU)等。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖19-31電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖1-轉(zhuǎn)矩傳感器2-轉(zhuǎn)向軸3-減速機(jī)構(gòu)4-齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器5-電磁離合器6-電動機(jī)7-電控單元(ECU)然后,電機(jī)產(chǎn)生的助力力矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)放大作用在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上,和駕駛員的操縱力矩一起克服轉(zhuǎn)向阻力矩,實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。并且可實(shí)現(xiàn)輔助轉(zhuǎn)向力隨車速而變化的助力特性。3.電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPAS)的優(yōu)點(diǎn)1)節(jié)省空間;2)質(zhì)量小;3)節(jié)省動力4)容易集成二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2.EPAS系統(tǒng)的類型根據(jù)電動機(jī)布置位置的不同,直接助力式電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為轉(zhuǎn)向軸助力式、齒輪助力式、齒條助力式三種類型。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件主要有轉(zhuǎn)角傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、助力電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電控制單元等。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(1)轉(zhuǎn)矩傳感器功用:轉(zhuǎn)矩傳感器用于實(shí)時檢測轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩大小,并將信號輸送到EPAS系統(tǒng)的電控單元。轉(zhuǎn)角傳感器用于實(shí)時檢測轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向以及轉(zhuǎn)向盤的位置;二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖19-33接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器1-轉(zhuǎn)向小齒輪2-滑環(huán)3-轉(zhuǎn)向軸4-扭桿5-信號輸出端6-電位計3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(1)轉(zhuǎn)矩傳感器原理直駛時(圖示位)U、T兩端加連續(xù)的Ui,每個極靴的磁通量相等,在V、W兩端輸出Uo=0。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向時,各個極靴的磁通量變化,在V、W兩端出現(xiàn)了電位差。Uo=kUiθ,所以測出V、W兩端電位差,就可測出扭力桿的扭轉(zhuǎn)角θ,也就知道了轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動扭矩。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)ECU根據(jù)傳感器輸出電壓的高低,即可判定轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動角度。3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(1)轉(zhuǎn)矩傳感器轉(zhuǎn)矩傳感器輸出特性二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動機(jī)是EPAS系統(tǒng)的動力源,是EPS系統(tǒng)的執(zhí)行元件。功用:根據(jù)ECU的指令輸出適當(dāng)?shù)妮o助轉(zhuǎn)矩。目前EPS系統(tǒng)的助力電動機(jī)通常有永磁直流電動機(jī)、直流無刷電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)等。大部分用永磁式直流電機(jī)。最大電流為30A左右,電壓為DC12V,額定轉(zhuǎn)矩為10N·m。3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(2)電動機(jī)二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS系統(tǒng)對助力電動機(jī)的基本要求是:1)應(yīng)具有高的可靠性,大的功率,低噪聲和振動,較低的摩擦轉(zhuǎn)矩,較小的體積和重量;2)能夠在堵轉(zhuǎn)下輸出轉(zhuǎn)矩;3)有良好的機(jī)械特性,在工作過程中,轉(zhuǎn)矩波動盡量要小;4)轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能的小;應(yīng)能快速的反轉(zhuǎn)。電動機(jī)的特性直接影響到EPS系統(tǒng)控制的難易程度和駕駛員的手感。3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(2)電動機(jī)二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)減速機(jī)構(gòu)的主要作用是降低電動機(jī)轉(zhuǎn)速,使之適合轉(zhuǎn)向速度的要求,同時增大轉(zhuǎn)向力矩EPS系統(tǒng)的減速機(jī)構(gòu)常采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、循環(huán)球螺桿螺母、行星齒輪機(jī)構(gòu)等。為了保證EPS系統(tǒng)只在預(yù)先設(shè)定的車速范圍內(nèi)起作用,有的EPS系統(tǒng)還配用離合器。3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(3)減速機(jī)構(gòu)二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)當(dāng)電流通過滑環(huán)進(jìn)入線圈時,主動輪產(chǎn)生電磁吸力,使壓板與主動輪壓緊。電動機(jī)的動力經(jīng)主動輪、壓板、花鍵、從動軸傳遞給減速機(jī)構(gòu)。當(dāng)車速達(dá)到43~52km/h時,就不需要電動機(jī)助力,電磁離合器分離。另外,當(dāng)電動機(jī)故障時,離合器會自動分離,這時仍可手動控制轉(zhuǎn)向。3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(4)電磁離合器二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3.EPAS系統(tǒng)的關(guān)鍵部件(5)車速傳感器車速傳感器用來測量車速的大小。車速傳感器一般采用電磁感應(yīng)式傳感器,安裝在變速箱上。(6)電控單元(ECU)ECU的功能是根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩和車速信號,進(jìn)行邏輯分析與計算后,發(fā)出指令,控制助力電動機(jī)的動作。此外,ECU還有安全保護(hù)和自我診斷功能。ECU通過采集電動機(jī)的電流、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)動機(jī)工況等信號判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常,一旦系統(tǒng)工作異常,助力將自動取消,同時ECU將進(jìn)行故障診斷分析。二、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制原理三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車線控轉(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,完全由電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向,擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制,不但可以自由設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性,設(shè)計汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性,通過控制算法實(shí)現(xiàn)智能化車輛轉(zhuǎn)向,而且比傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更加節(jié)省安裝空間,質(zhì)量更輕。三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成由轉(zhuǎn)向盤總成、轉(zhuǎn)向執(zhí)行總成和電控單元(ECU)三個主要部分以及自動故障處理系統(tǒng)、電源等輔助系統(tǒng)組成。三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制原理。三、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)2.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的區(qū)別主要差異:線控轉(zhuǎn)向取消了轉(zhuǎn)向盤與車輪之間的機(jī)械連接,用傳感器獲得方向盤的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù),然后ECU將其折算為具體的驅(qū)動力數(shù)據(jù),用電機(jī)推動轉(zhuǎn)向機(jī)轉(zhuǎn)動車輪。而電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則根據(jù)駕駛?cè)说霓D(zhuǎn)角來增加轉(zhuǎn)向力。線控轉(zhuǎn)向的缺點(diǎn)是需要模擬一個方向盤的力回饋,因?yàn)榉较虮P沒有和機(jī)械部分連接,駕駛?cè)烁杏X不到路面?zhèn)鲗?dǎo)來的阻力,會失去路感,不過在無人車上,就無需考慮這個問題了。19.4四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(4WS)1.4WS汽車轉(zhuǎn)向方式典型4WS汽車前、后輪的偏轉(zhuǎn)規(guī)律如下。(
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