7.1转向系统概述(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

项目七　汽车转向系统 ７.１　转向系统概述 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 ７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理 ７.４　转向传动机构 ７.５　动力转向系统 返回 1 ７.１　转向系统概述 汽车在行驶的过程中，需按驾驶员的意志改变其行驶方向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥（一般是前桥） 上的车轮（转向轮）相对于汽车纵横轴线偏转一定角度。这一套用来改变或恢复汽车行驶的专设机构，即称为汽车转向系统。 对转向系统提出的要求有以下几点： （１）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时针转向中心旋转，这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 下一页 返回 ７.１　转向系统概述 （２）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 （３）汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 （４）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 （５）保证汽车有较高的机动性。 （６）操纵轻便，具有迅速和小转弯行驶能力。 （７）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 上一页 下一页 返回 ７.１　转向系统概述 （８）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 （９）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系统应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 （１０）进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 上一页 返回 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 ７.２.１　转向系统的组成 转向系统的组成：转向操纵机构、转向器、转向传动机构，如图７－１所示。 ７.２.２　汽车转向系统基本要求及关键技术 １．阿克曼转向几何关系 为使汽车实现车轮无侧滑的转向，车轮的偏转必须满足阿克曼特性，即在汽车前轮定位角都等于零、行走系统为刚性、汽车行驶过程中无侧向力的前提下，整个转向过程中全部车轮必须围绕同一瞬时中心相对于地面做圆周滚动，如对于图７－２所示两轮转向情况，前内轮转角与前外轮转角之间应满足阿克曼转向特性公式： 下一页 返回 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 车轮的偏转是通过转向机构带动的。对于两轮转向汽车，为减小车轮侧滑，转向机构应使两前轮偏转角在整个转向过程中始终尽可能精确地满足式（７－１） 的关系。因此从运动学角度来看，两轮转向机构的设计涉及的关键技术主要是：①机构的形式设计，即确定能满足转向传动功能要求的机构结构组成；②机构的尺度设计，即确定能近似再现式（７－１）关系的机构运动尺寸。 ２．转向器的效率 上一页 下一页 返回 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 转向器的输出功率与输入功率之比，称为转向器的传动效率。功率Ｐ１ 从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η＋表示，η＋＝（Ｐ１－Ｐ２）／Ｐ１；反之称为逆效率，用符号η－表示，η－＝（Ｐ３－Ｐ２）／Ｐ３。式中，Ｐ２为转向器中的摩擦功率；Ｐ３为作用在转向摇臂轴上的功率。为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。 上一页 下一页 返回 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 影响转向器正效率的因素有：转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。 根据逆效率大小不同，转向器又有可逆式、极限可逆式和不可逆式之分。 路面作用在车轮上的力，经过转向系统可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它能保证转向后，转向轮和转向盘自动回正。这既减轻了驾驶员的疲劳，又提高了行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，车轮受到的冲击力，能大部分传至转向盘，造成驾驶员“打手”，使之精神状态紧张。如果长时间在不平路面上行驶，易使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。 上一页 下一页 返回 ７.２　转向系统的组成、基本要求及关键技术 属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。 不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。该冲击力由转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉，不可逆式转向器主要应用于中型以上的越野汽车、工矿用自卸汽车等。 极限可逆式转向器介于上述两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小一部分传至转向盘上。它的逆效率较低，在不平路面上行驶时，驾驶员并不十分紧张，同时转向传动机构的零件所承受的冲击力也比不可逆式转向