汽车底盘构造与维修 项目7 转向系

汽车底盘构造与维修 项目7 转向系 转向系的功用、分类和组成 转向系的参数和转向理论 机械转向系 动力转向系 任务7.1 任务7.2 任务7.3 任务7.4 项目7 转向系 转向系的维修与保养 转向系故障诊断与排除 任务7.6 任务7.7 电控动力转向系 任务7.5 任务7.1 转向系的功用、分类和组成 转向系的功用 一、 转向系是指由驾驶者操纵，能实现转向轮偏转和回位的机构。转向系的功用是按照驾驶者的意愿改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。 任务7.1 转向系的功用、分类和组成 转向系的分类和组成 二、 汽车转向系按转向动力源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。 机械转向系以驾驶者的体力作转向动力源，系统的所有传动件都是机械的，如图7-1所示。 图7-1 机械转向系的组成 任务7.1 转向系的功用、分类和组成 动力转向系是兼用驾驶者体力和发动机（或电动机）的动力作为转向动力源的转向系。动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的，如图7-2所示。 图7-2 动力转向系的组成 任务7.2 转向系的参数和转向理论 转向系角传动比 一、 转向系角传动比是指转向盘的转角与转向盘同侧的转向轮偏转角的比值，一般用iW表示。转向系角传动比是转向器角传动比i1和转向传动机构角传动比i的乘积。转向器角传动比是转向盘转角和转向摇臂摆角之比。转向传动机构角传动比是转向摇臂摆角与同侧转向轮偏转角之比。 任务7.2 转向系的参数和转向理论 转向盘的自由行程 二、 转向盘的自由行程是指转向盘在空转阶段的角行程，这主要是转向系各传动件之间的装配间隙和弹性变形所引起的。 任务7.2 转向系的参数和转向理论 由于转向系各传动件之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因此在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不马上同步转动，而是在消除这些间隙并克服机件的弹性变形后，才做相应的转动，即转向盘有一空转过程。 转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶者过于紧张而造成操作失误是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。 任务7.2 转向系的参数和转向理论 转向时车轮的运动规律 三、 汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不等的。为保证实现转向过程中车轮做纯滚动，要求所有车轮的轴线都交于一点，此交点O称为汽车的转向中心，如图7-3所示。 图7-3 汽车转向示意图 任务7.2 转向系的参数和转向理论 汽车转向时内侧转向轮偏转角β大于外侧转向轮偏转角α。α与β的关系如下： cotα=cot β+B/L 式中，B为两侧主销中心距（可近似认为是转向轮轮距）；L为汽车轴距。 从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离称为汽车的转弯半径，如图7-3所示。转弯半径越小，则汽车转向所需要的场地就越小，汽车的机动性也越好。当外侧转向轮偏转角达到最大值αmax时，转弯半径最小。 任务7.2 转向系的参数和转向理论 转向特性 四、 驾驶者将转向盘转过一定角度后固定，保持汽车以某一稳定车速开始转向，可能出现以下4种转向特性，如图7-4所示。 图7-4 汽车转向特性 任务7.2 转向系的参数和转向理论 （1）不足转向：偏离圆周轨迹向外运动，且转弯半径越来越大。 （2）过多转向：偏离圆周轨迹向内运动，且转弯半径越来越小。 （3）中性转向：沿着圆周轨迹运动。 （4）交变转向：最初偏离圆周轨迹向外运动，过一段时间后突然开始向内运动。 任务7.2 转向系的参数和转向理论 对于不足转向，汽车转弯半径越来越大，这种运动状态和人的运动感觉一致。对于过多转向，转弯半径越来越小，这和人的运动感觉不一致，转弯时驾驶者重心向内倾斜，使驾驶者难以往回打转向盘，除了特殊的赛车，一般都将汽车设计成具有轻微的不足转向特性。交变转向特性只极少地应用于发动机后置的汽车。 任务7.3 机械转向系 转向器 一、 转向器是转向系中的降速增矩传动装置，其功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传动方向。 任务7.3 机械转向系 转向器传动效率是指转向器输出功率与输入功率之比。当功率从转向盘输入，从转向摇臂输出时所求得的传动效率称为正传动效率；反之，转向摇臂受到道路冲击而传到转向盘的传动效率则称为逆传动效率。 转向器按传动副的结构形式可以分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器和蜗杆滚轮式转向器等。 按传动效率的不同，转向器还可以分为可逆式转向器、极限可逆式转向器和不可逆式转向器。 齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式，如图7-5所示。齿轮齿条式转向器采用一级传动副，主