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1、第十四章第十四章 转向系转向系汽车构造汽车构造转向系21 1、功用：、功用：改变或恢复汽车行驶方改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。向的专设机构。2 2、组成：、组成：转向操纵机构转向操纵机构 转向器转向器 转向传动机构转向传动机构转向盘转向盘转向轴转向轴万向节万向节传动轴传动轴转向器转向器转向直拉杆转向直拉杆转向摇臂转向摇臂转向节臂转向节臂转向横拉杆转向横拉杆梯形臂梯形臂梯形臂梯形臂前轴前轴汽车构造汽车构造转向系3转向盘转向盘转向轴转向轴转向万向节转向万向节转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆转向节臂转向节臂转向节转向节梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆转向梯形转向梯形汽车构造汽车构造转向系
2、4汽车构造汽车构造转向系5机械转向器机械转向器转向摇臂转向摇臂转向拉杆转向拉杆转向节转向节梯形臂梯形臂转向横拉杆转向横拉杆转向油罐转向油罐转向油泵转向油泵转向控制阀转向控制阀转向动力缸转向动力缸汽车构造汽车构造转向系6 汽车转向时两转向轮内汽车转向时两转向轮内转角转角与外转角与外转角之差之差-称为称为前展前展。为了产生前展，。为了产生前展，将转向机构设计成将转向机构设计成梯形梯形。三、转向系术语三、转向系术语1 1、转向中心与转弯半径、转向中心与转弯半径（1 1）转向中心：）转向中心：汽车转向时，要求所有车轮轴线都汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点应相交于一点，此交点O O称为
3、转向中心。称为转向中心。（2 2）转弯半径：）转弯半径：由转向中心由转向中心O O到外转向轮与地面接触到外转向轮与地面接触点的距离点的距离R R称为汽车的转弯半径。称为汽车的转弯半径。2 2、转向梯形与前展、转向梯形与前展汽车构造汽车构造转向系7让各个车轮在转弯时实现纯滚动必须满足如下关系式让各个车轮在转弯时实现纯滚动必须满足如下关系式最小转弯半径最小转弯半径R Rminmin两驱动轮转速关系两驱动轮转速关系汽车构造汽车构造转向系83 3、转向系角传动比、转向系角传动比.转向器角传动比转向器角传动比i iw1w1 ：转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应
4、增量之比。转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向节的转角相应增量之比。相应增量之比。.转向传动机构传动比转向传动机构传动比i iw2w2 ：汽车构造汽车构造转向系9.转向系角传动比转向系角传动比i i：转向系角传动比越大，转向越轻便，但传动比过大，转向系角传动比越大，转向越轻便，但传动比过大，将导致转向操纵不够灵敏。将导致转向操纵不够灵敏。i=ii=iw1 w1 i iw2w24 4、转向盘自由行程：、转向盘自由行程：转向盘在空转阶段中的角行程。转向盘在空转阶段中的角行程。自由行程过大：转向不灵敏。自由行程过大：转向不灵敏。自由行程过小：路面冲击大
5、，驾驶员过度紧张。自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。汽车构造汽车构造转向系10组成：组成：由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等；由转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向管柱等；作用：作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。14.2 14.2 机械转向系机械转向系一、转向操纵机构一、转向操纵机构1 1、转向盘、转向盘（1 1）组成：它主要由轮毂、轮）组成：它主要由轮毂、轮辐和轮圈组成。辐和轮圈组成。1 1轮圈轮圈 2 2轮辐轮辐 3 3轮毂轮毂汽车构造汽车构造转向系11材料：材料：轮辐和轮圈：轮辐和轮圈：心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通
6、过注朔心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通过注朔方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，以方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。装置：装置：1 1、安全气囊的电缆盘、安全气囊的电缆盘2 2、汽车喇叭开关、汽车喇叭开关3 3、巡航系统控制开关、巡航系统控制开关4 4、音响控制开关、音响控制开关1 1轮轮圈圈 2 2轮轮辐辐 3 3轮轮毂毂汽车构造汽车构造转向系122 2、转向轴、转向轴 转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部与转
7、向盘固定连接，下部装有转向器。器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。转向轴与转向器连接方式：一转向轴与转向器连接方式：一 种是与转向器的输入轴直种是与转向器的输入轴直接连接，另一种是通过十字轴万向节或挠性万向节间接与转向接连接，另一种是通过十字轴万向节或挠性万向节间接与转向器的输入轴相连接。器的输入轴相连接。现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转向盘工作角度向盘工作角度(转向轴的传动方向转向轴的传动方向)和转向盘高度和转向盘高度(转向轴轴向转向轴轴向长度长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。的机构，以方便
8、不同体型驾驶员的操纵。3 3、转向安全装置、转向安全装置 此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。盘对驾驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。汽车构造汽车构造转向系13汽车构造汽车构造转向系14 （2 2）传动效率：）传动效率：1 1）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂）通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴或齿条轴)的过程为正向的过程为正向传动，相应的传动效率称
9、为传动，相应的传动效率称为正传动效率正传动效率；2 2）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂）称由路面的冲击力反向通过转向摇臂(或齿条轴或齿条轴)和转向器传到转向和转向器传到转向盘的过程称为逆向传动，相应的传动效率称为盘的过程称为逆向传动，相应的传动效率称为逆传动效率逆传动效率。3 3）根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向）根据转向器正向和逆向传力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。器、不可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。功用：功用：增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。1 1
10、、转向器的传动比及转动效率、转向器的传动比及转动效率汽车构造汽车构造转向系15 普通轻型汽车和主要行驶于城市的汽车多采用可逆转普通轻型汽车和主要行驶于城市的汽车多采用可逆转向器；装有液力转向助力器的重型越野汽车，由于液体具向器；装有液力转向助力器的重型越野汽车，由于液体具有良好的阴尼减振和缓和冲击作用，因此也多采用可逆式有良好的阴尼减振和缓和冲击作用，因此也多采用可逆式转向器；中型载货汽车多采用半可逆或不可逆式转向器转向器；中型载货汽车多采用半可逆或不可逆式转向器对转向器的要求：对转向器的要求：应具有较大的传动比；应具有较大的传动比；较高的传动效率；适当的较高的传动效率；适当的可逆性；较长的使
11、用寿命；可调整间隙可逆性；较长的使用寿命；可调整间隙汽车构造汽车构造转向系16转向器按结构不同分为：转向器按结构不同分为：齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄销式齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄销式转向器转向器2 2、转向器、转向器1.1.转向横拉杆转向横拉杆 2.2.防尘套防尘套 3.3.球头座球头座 4.4.转向齿条转向齿条 5.5.转向器壳体转向器壳体 6.6.调整调整螺塞螺塞 7.7.压紧弹簧压紧弹簧 8.8.锁紧螺母锁紧螺母 9.9.压压块块 10.10.万向节万向节 11.11.转向齿轮轴转向齿轮轴 12.12.向心球轴承向心球轴承 13.13.滚针轴承滚针轴承汽车
12、构造汽车构造转向系17汽车构造汽车构造转向系18汽车构造汽车构造转向系19应用：应用：奥迪、上海桑塔纳、天津夏利奥迪、上海桑塔纳、天津夏利 、南京依维柯等。、南京依维柯等。循环球式转向器循环球式转向器组成：组成：一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。第二级是齿条齿扇传动副。汽车构造汽车构造转向系20第一级螺杆第一级螺杆螺母传动副螺母传动副第二级齿条第二级齿条齿扇传动副齿扇传动副汽车构造汽车构造转向系21 转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动。同时，
13、在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成螺旋管状通道内滚动，形成 球流球流。在转向器工作时，两列钢球只是。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出。在各自的封闭流道内循环，不会脱出。工作过程：工作过程：转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调整螺钉、轴承、壳体转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调整螺钉、轴承、壳体汽车构造汽车构造转向系22转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调整螺钉、轴承、壳体整螺钉、轴承、壳体汽
14、车构造汽车构造转向系23(3)(3)蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器汽车构造汽车构造转向系24转向轴、蜗杆、锥形销、曲柄、垂臂、垂臂轴转向轴、蜗杆、锥形销、曲柄、垂臂、垂臂轴汽车构造汽车构造转向系251.传动效率传动效率指转向器输出功率和输入功率的比值；指转向器输出功率和输入功率的比值；循环球式循环球式 90以上以上球面蜗杆滚轮式、曲柄指销式球面蜗杆滚轮式、曲柄指销式 70802.可逆程度可逆程度分为可逆式、部分可逆式和不可逆式分为可逆式、部分可逆式和不可逆式作用力只能从方向盘传递到转向摇臂，转向摇臂不能将作用力只能从方向盘传递到转向摇臂，转向摇臂不能将路面冲击反传给方向盘的转向器称不
15、可逆式路面冲击反传给方向盘的转向器称不可逆式（四）转向器的主要性能指标（四）转向器的主要性能指标汽车构造汽车构造转向系26蜗杆转向器中蜗杆转向器中当螺旋角小于摩擦角时不可逆当螺旋角小于摩擦角时不可逆v摩擦角摩擦角螺旋角螺旋角Q 无冲击载荷保护性能；无路感；无冲击载荷保护性能；无路感；当螺旋角略大于摩擦角时部分可逆当螺旋角略大于摩擦角时部分可逆不会使转向器零件过载；有路感；正传动效率远远大于逆传动效率不会使转向器零件过载；有路感；正传动效率远远大于逆传动效率当螺旋角大于摩擦角时可逆当螺旋角大于摩擦角时可逆不会使转向器零件过载；有路感；正传动效率大于逆传动效率不会使转向器零件过载；有路感；正传动效
16、率大于逆传动效率;具有具有自动回正能力；路面不好时容易使驾驶员感到疲劳自动回正能力；路面不好时容易使驾驶员感到疲劳汽车构造汽车构造转向系273.3.转向器的角传动比转向器的角传动比 方向盘转角方向盘转角 转向摇臂转角转向摇臂转角转向器角传动比分为不变和变化转向器角传动比分为不变和变化的两种。的两种。123角传动比大，操向省力，操向灵敏性下降角传动比大，操向省力，操向灵敏性下降角传动比小，操向灵敏性好，操向费力角传动比小，操向灵敏性好，操向费力1 1）传动比不变齿轮齿条式）传动比不变齿轮齿条式2 2）传动比中间小两头大）传动比中间小两头大 曲柄指销曲柄指销式、蜗杆螺母循环球式式、蜗杆螺母循环球式
17、 城市公共汽车用转向器城市公共汽车用转向器0 方向盘转角方向盘转角 转转向向角角传传动动比比3 3）传动比中间大两头小曲柄指销式）传动比中间大两头小曲柄指销式 公路汽车、拖拉机用转向器公路汽车、拖拉机用转向器汽车构造汽车构造转向系284.4.传动间隙传动间隙转向盘自由转角不得大于转向盘自由转角不得大于 3030转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调整螺钉、轴承、壳体转向螺杆、转向螺母、钢球、钢球导管、齿扇轴、调整螺钉、轴承、壳体汽车构造汽车构造转向系291 1转向器转向器 2 2转向摇臂转向摇臂 3 3转向直拉杆转向直拉杆 4 4转向节臂转向节臂 5 5梯形臂梯形臂 6 6转向横拉杆转
18、向横拉杆 与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉杆转向节臂和转向梯形。杆转向节臂和转向梯形。1 1、与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构汽车构造汽车构造转向系301 1转向摇臂；转向摇臂；2 2转向直拉杆；转向直拉杆；3 3左转向横拉杆；左转向横拉杆；4 4右转向横拉杆；右转向横拉杆；5 5左梯形左梯形臂；臂；6 6右梯形臂；右梯形臂；7 7摇杆；摇杆；8 8悬架左摆管；悬架左摆管；9 9悬架悬架 当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。也必须是断开式的。