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1、会计学1汽车汽车(qch)转向基础知识转向基础知识第一页，共33页。每天进步(jnb)一点点一、转向一、转向(zhunxing)系统的定义和系统的定义和功能功能n n一、定义：一、定义：一、定义：一、定义：n n 用来改变和恢复汽车用来改变和恢复汽车用来改变和恢复汽车用来改变和恢复汽车(qch)(qch)行驶方向的一整套专设机构即称为汽车行驶方向的一整套专设机构即称为汽车行驶方向的一整套专设机构即称为汽车行驶方向的一整套专设机构即称为汽车(qch)(qch)转向系转向系转向系转向系 。n n二、转向系统的主要功能：二、转向系统的主要功能：二、转向系统的主要功能：二、转向系统的主要功能：n n1
2、 1、驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车、驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车、驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车、驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车(qch)(qch)运动方向。运动方向。运动方向。运动方向。n n 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车力转向系统的汽车
3、力转向系统的汽车力转向系统的汽车(qch)(qch)低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘转角输入，汽车盘转角输入，汽车盘转角输入，汽车盘转角输入，汽车(qch)(qch)的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时，基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽
4、车这时，基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车这时，基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车这时，基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车(qch)(qch)上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车(qch)(qch)。n n2 2、将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。、将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾
5、驶者。这种反馈，通常称为路感。、将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。、将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。n n手手手手-感知方向盘的震动及运转情况、感知方向盘的震动及运转情况、感知方向盘的震动及运转情况、感知方向盘的震动及运转情况、n n眼睛眼睛眼睛眼睛-观察汽车观察汽车观察汽车观察汽车(qch)(qch)运动、运动、运动、运动、n n身体身体身体身体-承受到的惯性、承受到的惯性、承受到的惯性、承受到的惯性、n n耳朵耳朵耳朵耳朵-听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车听到轮胎在地面滚动的声
6、音来感觉、检测汽车听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车(qch)(qch)的运动状态，但最重的运动状态，但最重的运动状态，但最重的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可缺少的部分。缺少的部分。缺少的部分。缺少的部分。n n 反馈分为力反馈和角反馈反馈分为力反馈和角反馈反馈分为力反馈和角反馈反馈分为力反馈和角反馈n n 从
7、转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车者对汽车者对汽车者对汽车(qch)(qch)操纵控制的一个关键系统。操纵控制的一个关键系统。操纵控制的一个关键系统。操纵控制的一个关键系统。第1页/共33页第二页，共33页。每天进步(jnb)一点点二、转向二、转向(zhunxing)系统设计系统设计基本要求基本要求n n 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机
8、构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的设计基本要求如下：向系的设计基本要求如下：向系的设计基本要求如下：向系的设计基本要求如下：n n（参考（参考（参考（参考GB17675-1999 GB17675-1999 汽车转向系汽车转向系汽车转向系汽车转向系 基本要求）基本要求）基本要求
9、）基本要求）n n1 1、汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。、汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。、汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。、汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。n n 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪一款汽车能完全满足这
10、项要求，不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角（内轮只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角（内轮只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角（内轮只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角（内轮15152525范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。n n2 2、良好的回正性能、良好的回正性能、良好的回正性能、良好的回正性能n n 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开汽车
11、转向动作完成后，在驾驶者松开汽车转向动作完成后，在驾驶者松开汽车转向动作完成后，在驾驶者松开(sn(sn ki)ki)方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶驶驶驶 。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定
12、位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率等。等。等。等。第2页/共33页第三页，共33页。每天进
13、步(jnb)一点点二、转向系统二、转向系统(xtng)设计基本设计基本要求要求n n3 3、汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。、汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。、汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。、汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。n n4 4、转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。、转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。、转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由
14、于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。、转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。n n 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，内轮载荷减小，外轮载荷增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，内轮载荷减小，外轮载荷增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，内轮载荷减小，外轮载荷增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，内轮载荷减小，外轮载荷增加，使悬架上的载荷发生相应变化。若转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机构
15、时，则内侧板簧因载荷减小而长度缩短，外侧板簧因载荷增加而长度增加，导致车轴转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机构时，则内侧板簧因载荷减小而长度缩短，外侧板簧因载荷增加而长度增加，导致车轴转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机构时，则内侧板簧因载荷减小而长度缩短，外侧板簧因载荷增加而长度增加，导致车轴转向桥采用非独立悬架、钢板弹簧机构时，则内侧板簧因载荷减小而长度缩短，外侧板簧因载荷增加而长度增加，导致车轴在水平面内相对车身转过一个角度，产生轴转向效应。转向直拉杆和纵拉杆的运动关系必须与之适应，使轴转向效应趋于不在水平面内相对车身转过一个角度，产生轴转向效应。转向直拉杆和纵拉杆的运动关系必须与之适应，使轴
16、转向效应趋于不在水平面内相对车身转过一个角度，产生轴转向效应。转向直拉杆和纵拉杆的运动关系必须与之适应，使轴转向效应趋于不在水平面内相对车身转过一个角度，产生轴转向效应。转向直拉杆和纵拉杆的运动关系必须与之适应，使轴转向效应趋于不足转向。足转向。足转向。足转向。n n当转向桥为独立悬架、螺旋弹簧机构时，内侧弹簧因载荷减小而长度增加，车轮相对车身下跳，外侧弹簧因载荷增加而长度当转向桥为独立悬架、螺旋弹簧机构时，内侧弹簧因载荷减小而长度增加，车轮相对车身下跳，外侧弹簧因载荷增加而长度当转向桥为独立悬架、螺旋弹簧机构时，内侧弹簧因载荷减小而长度增加，车轮相对车身下跳，外侧弹簧因载荷增加而长度当转向桥
17、为独立悬架、螺旋弹簧机构时，内侧弹簧因载荷减小而长度增加，车轮相对车身下跳，外侧弹簧因载荷增加而长度减小，车轮相对车身上跳，因转向横拉杆外球头从运动学上来说，是转向轮的一部分，内球头属于车身的一部分，外球头随减小，车轮相对车身上跳，因转向横拉杆外球头从运动学上来说，是转向轮的一部分，内球头属于车身的一部分，外球头随减小，车轮相对车身上跳，因转向横拉杆外球头从运动学上来说，是转向轮的一部分，内球头属于车身的一部分，外球头随减小，车轮相对车身上跳，因转向横拉杆外球头从运动学上来说，是转向轮的一部分，内球头属于车身的一部分，外球头随车轮上下跳动所形成的轨迹必须与内球头所在中心点相适应。这就是传统转向
18、理论中所说的断开点校核。车轮上下跳动所形成的轨迹必须与内球头所在中心点相适应。这就是传统转向理论中所说的断开点校核。车轮上下跳动所形成的轨迹必须与内球头所在中心点相适应。这就是传统转向理论中所说的断开点校核。车轮上下跳动所形成的轨迹必须与内球头所在中心点相适应。这就是传统转向理论中所说的断开点校核。n n实际上，现代实际上，现代实际上，现代实际上，现代(xindi)(xindi)汽车设计中，合理利用这个运动轨迹的干涉，使得运动干涉造成的车轮偏转方向（侧倾转向）与转向方汽车设计中，合理利用这个运动轨迹的干涉，使得运动干涉造成的车轮偏转方向（侧倾转向）与转向方汽车设计中，合理利用这个运动轨迹的干涉
19、，使得运动干涉造成的车轮偏转方向（侧倾转向）与转向方汽车设计中，合理利用这个运动轨迹的干涉，使得运动干涉造成的车轮偏转方向（侧倾转向）与转向方向相反，有助于实现不足转向。向相反，有助于实现不足转向。向相反，有助于实现不足转向。向相反，有助于实现不足转向。第3页/共33页第四页，共33页。每天进步(jnb)一点点二、转向二、转向(zhunxing)系统设计系统设计基本要求基本要求n n5 5、良好的机动性、良好的机动性、良好的机动性、良好的机动性n n 为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮轨为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达
20、到按前外轮轨为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮轨为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮轨迹计算，使其最小转弯半径能达到汽车轴距的迹计算，使其最小转弯半径能达到汽车轴距的迹计算，使其最小转弯半径能达到汽车轴距的迹计算，使其最小转弯半径能达到汽车轴距的2 22.52.5倍。倍。倍。倍。n n6 6、转向操纵轻便性转向操纵轻便性转向操纵轻便性转向操纵轻便性n n 转向操纵轻便性的评价指标通常有两项：驾驶者作用在方向盘上的切向力大小和方向盘总转向操纵轻便性的评价指标通常有两项：驾驶者作用在方向盘上的切向力大小和方向盘总转向
21、操纵轻便性的评价指标通常有两项：驾驶者作用在方向盘上的切向力大小和方向盘总转向操纵轻便性的评价指标通常有两项：驾驶者作用在方向盘上的切向力大小和方向盘总圈数。机械转向系统的轿车，在行驶中转向时的切向力应为圈数。机械转向系统的轿车，在行驶中转向时的切向力应为圈数。机械转向系统的轿车，在行驶中转向时的切向力应为圈数。机械转向系统的轿车，在行驶中转向时的切向力应为5050100N.100N.有助力转向系统的轿车，有助力转向系统的轿车，有助力转向系统的轿车，有助力转向系统的轿车，此力为此力为此力为此力为202050N50N。K1K1哈弗为哈弗为哈弗为哈弗为27N3N27N3N。轿车方向盘总圈数不得大于
22、。轿车方向盘总圈数不得大于。轿车方向盘总圈数不得大于。轿车方向盘总圈数不得大于4 4圈，货车不得大于圈，货车不得大于圈，货车不得大于圈，货车不得大于6 6圈。圈。圈。圈。n n 对于无助力系统，方向盘上的切向力大小由转向系力传动比决定，方向盘总圈数等于转向对于无助力系统，方向盘上的切向力大小由转向系力传动比决定，方向盘总圈数等于转向对于无助力系统，方向盘上的切向力大小由转向系力传动比决定，方向盘总圈数等于转向对于无助力系统，方向盘上的切向力大小由转向系力传动比决定，方向盘总圈数等于转向器总圈数。器总圈数。器总圈数。器总圈数。n n 方向盘总圈数多和切向力越大都容易使驾驶者疲劳方向盘总圈数多和切
23、向力越大都容易使驾驶者疲劳方向盘总圈数多和切向力越大都容易使驾驶者疲劳方向盘总圈数多和切向力越大都容易使驾驶者疲劳(plo)(plo)。根据机械原理，方向盘总圈数越。根据机械原理，方向盘总圈数越。根据机械原理，方向盘总圈数越。根据机械原理，方向盘总圈数越多，多，多，多，切向力就越小，两者成反比。只有合理对方向盘总圈数和切向力取值，才能有一个好的切向力就越小，两者成反比。只有合理对方向盘总圈数和切向力取值，才能有一个好的切向力就越小，两者成反比。只有合理对方向盘总圈数和切向力取值，才能有一个好的切向力就越小，两者成反比。只有合理对方向盘总圈数和切向力取值，才能有一个好的转向操纵轻便性。转向操纵轻
24、便性。转向操纵轻便性。转向操纵轻便性。n n 对于有助力转向系统，可以实现少的方向盘总圈数和小的方向盘切向力。但需要注意助力对于有助力转向系统，可以实现少的方向盘总圈数和小的方向盘切向力。但需要注意助力对于有助力转向系统，可以实现少的方向盘总圈数和小的方向盘切向力。但需要注意助力对于有助力转向系统，可以实现少的方向盘总圈数和小的方向盘切向力。但需要注意助力特性，虽然实现了好的转向操纵轻便性，却容易出现转向高速发飘、转向发贼现象，破坏操特性，虽然实现了好的转向操纵轻便性，却容易出现转向高速发飘、转向发贼现象，破坏操特性，虽然实现了好的转向操纵轻便性，却容易出现转向高速发飘、转向发贼现象，破坏操特
25、性，虽然实现了好的转向操纵轻便性，却容易出现转向高速发飘、转向发贼现象，破坏操纵稳定性。纵稳定性。纵稳定性。纵稳定性。第4页/共33页第五页，共33页。每天进步(jnb)一点点二、转向系统设计基本二、转向系统设计基本(jbn)要求要求n n7 7 直线行驶稳定性直线行驶稳定性直线行驶稳定性直线行驶稳定性n n 转向系统和悬架系统密切相关，必须使转向系统与悬架系统合理匹配，使汽车具有良好转向系统和悬架系统密切相关，必须使转向系统与悬架系统合理匹配，使汽车具有良好转向系统和悬架系统密切相关，必须使转向系统与悬架系统合理匹配，使汽车具有良好转向系统和悬架系统密切相关，必须使转向系统与悬架系统合理匹配
26、，使汽车具有良好的直线行驶稳定性，良好路面不得出现的行驶跑偏。行驶跑偏与车辆的制造装配有很大关系。的直线行驶稳定性，良好路面不得出现的行驶跑偏。行驶跑偏与车辆的制造装配有很大关系。的直线行驶稳定性，良好路面不得出现的行驶跑偏。行驶跑偏与车辆的制造装配有很大关系。的直线行驶稳定性，良好路面不得出现的行驶跑偏。行驶跑偏与车辆的制造装配有很大关系。当转向轮遇到一个小的障碍物时，车轮发生偏转，这时汽车应具有快速回到直线行驶位置的当转向轮遇到一个小的障碍物时，车轮发生偏转，这时汽车应具有快速回到直线行驶位置的当转向轮遇到一个小的障碍物时，车轮发生偏转，这时汽车应具有快速回到直线行驶位置的当转向轮遇到一个
27、小的障碍物时，车轮发生偏转，这时汽车应具有快速回到直线行驶位置的能力。能力。能力。能力。n n 循环球式转向器设计成变传动比，摇臂轴扇齿的中间齿（转向器的中位）齿厚比两边的循环球式转向器设计成变传动比，摇臂轴扇齿的中间齿（转向器的中位）齿厚比两边的循环球式转向器设计成变传动比，摇臂轴扇齿的中间齿（转向器的中位）齿厚比两边的循环球式转向器设计成变传动比，摇臂轴扇齿的中间齿（转向器的中位）齿厚比两边的大，与螺母齿条啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的大，与螺母齿条啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的大，与螺母齿条啮合时，转向器中间位置有相
28、当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的大，与螺母齿条啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的。目的。目的。目的。n n 齿轮齿条式转向器将齿条中间常用几齿的齿间设计得比较小，与小齿轮啮合时，转向器齿轮齿条式转向器将齿条中间常用几齿的齿间设计得比较小，与小齿轮啮合时，转向器齿轮齿条式转向器将齿条中间常用几齿的齿间设计得比较小，与小齿轮啮合时，转向器齿轮齿条式转向器将齿条中间常用几齿的齿间设计得比较小，与小齿轮啮合时，转向器中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的，同时中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的，同时中间位置有相当于锁紧
29、的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的，同时中间位置有相当于锁紧的功能。以达到维持直线行驶稳定的目的，同时(tngsh)(tngsh)也达到间隙也达到间隙也达到间隙也达到间隙补偿的目的。补偿的目的。补偿的目的。补偿的目的。n n8 8 转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小。转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小。转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小。转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小。n n 转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小，否则会出现转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小，否则会出现转向轮碰到障碍物后，传递给
30、方向盘的反冲力要尽可能小，否则会出现转向轮碰到障碍物后，传递给方向盘的反冲力要尽可能小，否则会出现“打手打手打手打手”现象。避免现象。避免现象。避免现象。避免“打手打手打手打手”现象的有效措施有：在转向操纵机构中增加挠性万向节，加装转向阻尼器（减振器），现象的有效措施有：在转向操纵机构中增加挠性万向节，加装转向阻尼器（减振器），现象的有效措施有：在转向操纵机构中增加挠性万向节，加装转向阻尼器（减振器），现象的有效措施有：在转向操纵机构中增加挠性万向节，加装转向阻尼器（减振器），提高转向系统逆效率等手段。提高转向系统逆效率等手段。提高转向系统逆效率等手段。提高转向系统逆效率等手段。n n9 9
31、应当有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构应当有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构应当有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构应当有汽车碰撞时对驾驶者的防伤机构n n 当发生车祸时，一方面，车辆前端被压溃，使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就当发生车祸时，一方面，车辆前端被压溃，使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就当发生车祸时，一方面，车辆前端被压溃，使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就当发生车祸时，一方面，车辆前端被压溃，使得转向管柱和转向轴向上向后移动（也就是向窜向驾驶者头胸部）。另一方面，驾驶者紧急制动或则被撞时汽车骤然停止，驾驶者在是向窜向驾驶者头胸部）。另一方面，驾驶者紧急制动或则被撞时汽车骤然停止，
32、驾驶者在是向窜向驾驶者头胸部）。另一方面，驾驶者紧急制动或则被撞时汽车骤然停止，驾驶者在是向窜向驾驶者头胸部）。另一方面，驾驶者紧急制动或则被撞时汽车骤然停止，驾驶者在强大惯性力作用下，上半身冲向方向盘，伤害驾驶者。为避免这种危害，就要求转向管柱在强大惯性力作用下，上半身冲向方向盘，伤害驾驶者。为避免这种危害，就要求转向管柱在强大惯性力作用下，上半身冲向方向盘，伤害驾驶者。为避免这种危害，就要求转向管柱在强大惯性力作用下，上半身冲向方向盘，伤害驾驶者。为避免这种危害，就要求转向管柱在轴向不能是刚性的，在转向管柱两个方向应具有溃缩和吸能功能，缓冲车身前部的冲击和驾轴向不能是刚性的，在转向管柱两个
33、方向应具有溃缩和吸能功能，缓冲车身前部的冲击和驾轴向不能是刚性的，在转向管柱两个方向应具有溃缩和吸能功能，缓冲车身前部的冲击和驾轴向不能是刚性的，在转向管柱两个方向应具有溃缩和吸能功能，缓冲车身前部的冲击和驾驶者的冲击。驶者的冲击。驶者的冲击。驶者的冲击。n n （GB11557-1998GB11557-1998）防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定）防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定）防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定）防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定n n 第5页/共33页第六页，共33页。每天进步(jnb)一点点二、转向二、转向(zhunxing)系统设计系统设计基本要求基本要求n n1
34、0 10 转向轮与方向盘偏转方向一致转向轮与方向盘偏转方向一致转向轮与方向盘偏转方向一致转向轮与方向盘偏转方向一致n n 转向系统必须做运动分析，最起码要保证的是：汽车在前进时，往左转动方向盘时，汽车应向左转，右打右转。转向系统必须做运动分析，最起码要保证的是：汽车在前进时，往左转动方向盘时，汽车应向左转，右打右转。转向系统必须做运动分析，最起码要保证的是：汽车在前进时，往左转动方向盘时，汽车应向左转，右打右转。转向系统必须做运动分析，最起码要保证的是：汽车在前进时，往左转动方向盘时，汽车应向左转，右打右转。n n1111适宜的不足转向度适宜的不足转向度适宜的不足转向度适宜的不足转向度 n n
35、汽车等速行驶汽车等速行驶汽车等速行驶汽车等速行驶(xngsh(xngsh)时，迅速给方向盘一个角度输入，使转向轮迅速发生偏转，汽车进入一个稳态响应时，迅速给方向盘一个角度输入，使转向轮迅速发生偏转，汽车进入一个稳态响应时，迅速给方向盘一个角度输入，使转向轮迅速发生偏转，汽车进入一个稳态响应时，迅速给方向盘一个角度输入，使转向轮迅速发生偏转，汽车进入一个稳态响应-等速圆周行驶等速圆周行驶等速圆周行驶等速圆周行驶(xngsh(xngsh)。这时，。这时，。这时，。这时，汽车产生一个绕汽车产生一个绕汽车产生一个绕汽车产生一个绕Z Z轴线的横摆角速度，横摆角速度与转向轮转角的（或者方向盘的转角）的比值
36、称为转向灵敏度。轴线的横摆角速度，横摆角速度与转向轮转角的（或者方向盘的转角）的比值称为转向灵敏度。轴线的横摆角速度，横摆角速度与转向轮转角的（或者方向盘的转角）的比值称为转向灵敏度。轴线的横摆角速度，横摆角速度与转向轮转角的（或者方向盘的转角）的比值称为转向灵敏度。n n 横摆角速度增益横摆角速度增益横摆角速度增益横摆角速度增益-横摆加速度与车速成线性关系时，即它们函数关系为一直线，斜率为定值，称汽车具有中性转向特性。表现为：保横摆加速度与车速成线性关系时，即它们函数关系为一直线，斜率为定值，称汽车具有中性转向特性。表现为：保横摆加速度与车速成线性关系时，即它们函数关系为一直线，斜率为定值，
37、称汽车具有中性转向特性。表现为：保横摆加速度与车速成线性关系时，即它们函数关系为一直线，斜率为定值，称汽车具有中性转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径维持在一个恒定值。持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径维持在一个恒定值。持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径维持在一个恒定值。持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径维持在一个恒定值。n n 横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈减小趋势，称汽车具有不足转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈减小趋势，称汽车具有不足转向特性。表现为：保持相同的方向
38、盘转角，提高车速，汽车横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈减小趋势，称汽车具有不足转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈减小趋势，称汽车具有不足转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越大。的转弯半径越来越大。的转弯半径越来越大。的转弯半径越来越大。n n 横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈增加趋势，当车速度超过临界车速时，横摆角速度趋于无穷大，称汽车具有过多转向特性。横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈增加趋势，当车速度超过临界车速时，横摆角速度趋于无穷大，称汽车具有过多转向特性。横摆加速度与车速成非线
39、性关系，其斜率呈增加趋势，当车速度超过临界车速时，横摆角速度趋于无穷大，称汽车具有过多转向特性。横摆加速度与车速成非线性关系，其斜率呈增加趋势，当车速度超过临界车速时，横摆角速度趋于无穷大，称汽车具有过多转向特性。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越小。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越小。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越小。表现为：保持相同的方向盘转角，提高车速，汽车的转弯半径越来越小。n n 中性转向很容易转化为过多转向，过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，由于其转弯半径越来越小，横摆加速度越来越大，汽中性转
40、向很容易转化为过多转向，过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，由于其转弯半径越来越小，横摆加速度越来越大，汽中性转向很容易转化为过多转向，过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，由于其转弯半径越来越小，横摆加速度越来越大，汽中性转向很容易转化为过多转向，过多转向汽车达到临界车速时将失去稳定性，由于其转弯半径越来越小，横摆加速度越来越大，汽车将发生激转而侧滑摔尾或者翻车，因此汽车都应具有适宜的不足转向特性。车将发生激转而侧滑摔尾或者翻车，因此汽车都应具有适宜的不足转向特性。车将发生激转而侧滑摔尾或者翻车，因此汽车都应具有适宜的不足转向特性。车将发生激转而侧滑摔尾或者翻车，因此汽车都应具有适宜的
41、不足转向特性。n n 转向灵敏度和转向特性主要影响因素：悬挂系统、转向系统以及整车的质心位置、轴距、轮距等参数。转向灵敏度和转向特性主要影响因素：悬挂系统、转向系统以及整车的质心位置、轴距、轮距等参数。转向灵敏度和转向特性主要影响因素：悬挂系统、转向系统以及整车的质心位置、轴距、轮距等参数。转向灵敏度和转向特性主要影响因素：悬挂系统、转向系统以及整车的质心位置、轴距、轮距等参数。第6页/共33页第七页，共33页。每天进步(jnb)一点点三、转向系统主要三、转向系统主要(zhyo)部件部件及要求及要求n n一、主要构成一、主要构成一、主要构成一、主要构成(guchng)(guchng)：n n转
42、向盘、转向管柱、转向传动轴、转向器、转向杆系、转向节、过度臂，转向盘、转向管柱、转向传动轴、转向器、转向杆系、转向节、过度臂，转向盘、转向管柱、转向传动轴、转向器、转向杆系、转向节、过度臂，转向盘、转向管柱、转向传动轴、转向器、转向杆系、转向节、过度臂，此外有动力转向装置、转向减振器和防伤机构。此外有动力转向装置、转向减振器和防伤机构。此外有动力转向装置、转向减振器和防伤机构。此外有动力转向装置、转向减振器和防伤机构。第7页/共33页第八页，共33页。每天进步(jnb)一点点三、转向系统主要三、转向系统主要(zhyo)部件及要求部件及要求n n二、工作原理：n n 驾驶员作用在转向盘上的切向力
43、，经转向盘转换成再经过(jnggu)转向器增大力矩后传到杆系和转向轮，用来克服转向阻力。同时，转向盘的角位移也转换成转向轮绕主销转的转角。第8页/共33页第九页，共33页。每天进步(jnb)一点点三、转向三、转向(zhunxing)系统主要部件及要求系统主要部件及要求n n三、主要部件概述三、主要部件概述三、主要部件概述三、主要部件概述n n1 1、转向盘：也就是方向盘，驾驶员通过控制方向盘，使汽车按照驾驶员的意图保持、转向盘：也就是方向盘，驾驶员通过控制方向盘，使汽车按照驾驶员的意图保持、转向盘：也就是方向盘，驾驶员通过控制方向盘，使汽车按照驾驶员的意图保持、转向盘：也就是方向盘，驾驶员通过
44、控制方向盘，使汽车按照驾驶员的意图保持或者改变运动方向。同时，汽车发生危险时，方向盘后移还是驾驶员碰撞转向盘，都或者改变运动方向。同时，汽车发生危险时，方向盘后移还是驾驶员碰撞转向盘，都或者改变运动方向。同时，汽车发生危险时，方向盘后移还是驾驶员碰撞转向盘，都或者改变运动方向。同时，汽车发生危险时，方向盘后移还是驾驶员碰撞转向盘，都能使驾驶员受到伤害，因此转向盘也是重要的保安部件。因此转向盘设计时有以下几能使驾驶员受到伤害，因此转向盘也是重要的保安部件。因此转向盘设计时有以下几能使驾驶员受到伤害，因此转向盘也是重要的保安部件。因此转向盘设计时有以下几能使驾驶员受到伤害，因此转向盘也是重要的保安
45、部件。因此转向盘设计时有以下几点要求需要点要求需要点要求需要点要求需要(xyo)(xyo)满足：满足：满足：满足：n n 在发生车祸时，使驾驶员受到的伤害尽可能的小；轮辐应有足够大的面积，以利在发生车祸时，使驾驶员受到的伤害尽可能的小；轮辐应有足够大的面积，以利在发生车祸时，使驾驶员受到的伤害尽可能的小；轮辐应有足够大的面积，以利在发生车祸时，使驾驶员受到的伤害尽可能的小；轮辐应有足够大的面积，以利驾驶员的身体与转向盘发生冲撞接触时，能减轻它们之间的压力。驾驶员的身体与转向盘发生冲撞接触时，能减轻它们之间的压力。驾驶员的身体与转向盘发生冲撞接触时，能减轻它们之间的压力。驾驶员的身体与转向盘发生
46、冲撞接触时，能减轻它们之间的压力。n n 驾驶员需要驾驶员需要驾驶员需要驾驶员需要(xyo)(xyo)紧握方向盘，并不停地转动，所以要求转向盘材料具有良好的紧握方向盘，并不停地转动，所以要求转向盘材料具有良好的紧握方向盘，并不停地转动，所以要求转向盘材料具有良好的紧握方向盘，并不停地转动，所以要求转向盘材料具有良好的耐磨性，同时要求不易燃，在汽车发生火灾时，减轻驾驶员的伤害。耐磨性，同时要求不易燃，在汽车发生火灾时，减轻驾驶员的伤害。耐磨性，同时要求不易燃，在汽车发生火灾时，减轻驾驶员的伤害。耐磨性，同时要求不易燃，在汽车发生火灾时，减轻驾驶员的伤害。n n 方向盘不反光，避免造成驾驶员炫目。
47、方向盘不反光，避免造成驾驶员炫目。方向盘不反光，避免造成驾驶员炫目。方向盘不反光，避免造成驾驶员炫目。n n 方向盘尺寸和形状符合人机工程学，避免长期使用而感到疲劳。方向盘尺寸和形状符合人机工程学，避免长期使用而感到疲劳。方向盘尺寸和形状符合人机工程学，避免长期使用而感到疲劳。方向盘尺寸和形状符合人机工程学，避免长期使用而感到疲劳。n n 2 2、转向器：转向器主要分机械式和动力式，其中动力转向器已经广泛应用于现代、转向器：转向器主要分机械式和动力式，其中动力转向器已经广泛应用于现代、转向器：转向器主要分机械式和动力式，其中动力转向器已经广泛应用于现代、转向器：转向器主要分机械式和动力式，其中
48、动力转向器已经广泛应用于现代汽车上。汽车上。汽车上。汽车上。n n主要作用：主要作用：主要作用：主要作用：n n 增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩；增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩；增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩；增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩；n n 降低转向传动轴的转速，降低转向传动轴的转速，降低转向传动轴的转速，降低转向传动轴的转速，第9页/共33页第十页，共33页。每天进步(jnb)一点点三、转向系统三、转向系统(xtng)主要部件主要部件及要求及
49、要求n n使转向摇臂轴转动，带动摇臂摆动使其末端获得所需要的位移，或者是将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转使转向摇臂轴转动，带动摇臂摆动使其末端获得所需要的位移，或者是将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转使转向摇臂轴转动，带动摇臂摆动使其末端获得所需要的位移，或者是将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转使转向摇臂轴转动，带动摇臂摆动使其末端获得所需要的位移，或者是将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转换成齿条的直线运动而获得所需要的位移；换成齿条的直线运动而获得所需要的位移；换成齿条的直线运动而获得所需要的位移；换成齿条的直线运动而获得所需要的位移；n n通过选取
50、不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向通过选取不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向通过选取不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向通过选取不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向(fngxing)(fngxing)，达到使转向盘地转动方向，达到使转向盘地转动方向，达到使转向盘地转动方向，达到使转向盘地转动方向(fngxing)(fngxing)与转向轮转动方向与转向轮转动方向与转向轮转动方向与转向轮转动方向(fngxing)(fngxing)协调一致。协调一致。协调一致。协调一致。n n 动力转向器的基本要求：动力转向器的基本要求：动力转向器的基本要求：动力转向器的基本要求：n n 运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动