1、第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 23.1 23.1 概述概述 用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统转向系统。汽车转向系统的汽车转向系统的功用功用就是保证汽车能按驾驶员就是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶的意志而进行转向行驶。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为此汽车转向系统的零件都称为保安件保安件。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 一、汽车转向系统类型和组成一、汽车转向系统类型和组成 汽车转向系统按汽车转向系统按转向能源转向能源的不同，分为两大类
2、：的不同，分为两大类：机械转向系统机械转向系统 动力转向系统动力转向系统 机械转向系统机械转向系统:完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。动力转向系统动力转向系统:兼用驾驶员体力和发动机动力为转兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统。向能源的转向系统。动力转向系统又可分为动力转向系统又可分为液压动力转向系统液压动力转向系统和和电动电动助力动力转向系统助力动力转向系统。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 1 1、机械转向系统、机械转向系统 机械转向系统主要由机械转向系统主要由转向操纵机构转向操纵机构、转向转向器器和和转向传动机构转向传动机构三部分组成三部
3、分组成(见图见图23-1)23-1)。转向操纵机构转向操纵机构是驾驶员操纵转向器工作的机构，包括是驾驶员操纵转向器工作的机构，包括从转向盘到转向器输入端的零部件。从转向盘到转向器输入端的零部件。转向器转向器就是把转向盘传来的转矩按一定传动比放大并就是把转向盘传来的转矩按一定传动比放大并输出的增力装置。输出的增力装置。转向传动机构转向传动机构是把转向器的运动传给转向车轮的机构，是把转向器的运动传给转向车轮的机构，包括从摇臂到转向车轮的零部件。包括从摇臂到转向车轮的零部件。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 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
4、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第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 机械式转向系的工作过程机械式转向系的工作过程第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 2.2.动力转向系统动力转向系统 动力转向系统就是在机械转向系统的基础上加设动力转向系统就是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。一套转向加力装置而形成的。(1)(1)液压式动力转向系统液压式动力转向系统 图图23-223-2所示为一种液所示为一种液压式动力转向系统的组成和液压转向加力装置的管路压式动力转向系统的组成和液压转向加力装置的管路布置示意图。布置示意图。在机械转向系的基础
5、上加设了一套转向加力装置。在机械转向系的基础上加设了一套转向加力装置。动力转向系动力转向系转向控制阀转向控制阀转向油罐转向油罐转向液压泵转向液压泵转向动力缸转向动力缸动力转向系统组成动力转向系统组成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第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 (2)(2)电动助力动力转向系统电动助力动力转向系统 电动助力动电动助力动力转向系统，力转向系统，简称电动式简称电动式EPS或或EPS在在机械转向机构机械转向机构的基础上，增的基础上，增加信
6、号传感器、加信号传感器、电子控制单元电子控制单元和转向助力机和转向助力机构。构。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力为了避免在汽车转向时产生路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车所有车轮均作纯滚动轮均作纯滚动。若使汽车能顺利转向，各车轮不产生滑动，转向车轮须若使汽车能顺利转向，各车轮不产生滑动，转向车轮须同向偏转，且所有车轮需要绕着一个转向中心转动，保证各同向偏转，且所有车轮需要绕着一
7、个转向中心转动，保证各车轮在转向过程中均为纯滚动。车轮在转向过程中均为纯滚动。转向中心转向中心：汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于：汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点一点，此交点o o称为转向中心。称为转向中心。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 汽车四个车轮汽车四个车轮A A、B B、C C和和D D转轴的延长线相交转轴的延长线相交于一点于一点o o，o o点即为车轮点即为车轮的的转动中心转动中心，四个车轮，四个车轮的运动轨迹形成同心圆。的运动轨迹形成同心圆。这就是汽车转向基本特这就是汽车转向基本特性。性。转弯半径转弯半径：由：由转向中心转向中心O到外转到外转向轮
8、与地面接触点向轮与地面接触点的距离的距离R称为汽车称为汽车的转弯半径。的转弯半径。转向时，应保证转向轮作纯滚动转向时，应保证转向轮作纯滚动。B B两侧主销与地面相交的距离两侧主销与地面相交的距离L L汽车轴距汽车轴距内转向轮转角内转向轮转角应大于应大于外转向轮转角外转向轮转角。角。角与与的理想关系式应为：的理想关系式应为：梯形机构在一定车轮偏转角范围梯形机构在一定车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏转角的关系大体上内，使两侧车轮偏转角的关系大体上接近于理想关系。接近于理想关系。ctgctg=ctg=ctg+B+B/L/L第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 1.1.转向器角传动比转向器角传动比
9、i1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增量之比。转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧的转向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。节的转角相应增量之比。2.2.转向传动机构传动比转向传动机构传动比i2 3.3.转向系统角传动比转向系统角传动比i i=i1 i2 转向系角传动比越大，转向越轻便，但传动比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。过大，将导致转向操纵不够灵敏。三、转向系统角传动比三、转向系统角传动比第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 对于一般汽车而言，对于一般汽车而言，i i22大约为大
10、约为1 1。由此可。由此可见，转向系统角传动比主要取决于转向器角见，转向系统角传动比主要取决于转向器角传动比。转向系统角传动比越大，转向时加传动比。转向系统角传动比越大，转向时加在转向盘上的力矩就越小，转向轻便。但转在转向盘上的力矩就越小，转向轻便。但转向系统角传动比大会导致转向操纵不灵敏。向系统角传动比大会导致转向操纵不灵敏。所以，转向系统角传动比的大小要协调好所以，转向系统角传动比的大小要协调好“转向轻便转向轻便”与与“转向灵敏转向灵敏”之间的矛盾。之间的矛盾。23.223.2转向器及转向操纵机构转向器及转向操纵机构 一、转向器的传动效率及转向盘自由行程一、转向器的传动效率及转向盘自由行程
11、 （一）转向器作用（一）转向器作用 转向器是转向系的减速传动装置，一般有转向器是转向系的减速传动装置，一般有1-2级减级减速传动副。速传动副。1)减速增扭，使转向轻便灵敏；减速增扭，使转向轻便灵敏；2)改变转矩方向。改变转矩方向。（二）转向器型式（二）转向器型式 1）齿轮齿条式：国产轿车）齿轮齿条式：国产轿车 2）循环球式：）循环球式：CA1091、BJ2020 3）蜗杆曲柄指销式：）蜗杆曲柄指销式：EQ1090E第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 1、转向器传动效率、转向器传动效率转向器的输出功率与输入功率之比，称为转向器转向器的输出功率与输入功率之比，称为转向器传动效率传动效率。在
12、功率由转向轴输入、由转向摇臂输出的情况下在功率由转向轴输入、由转向摇臂输出的情况下求得的传动效率，称为求得的传动效率，称为正效率正效率；而传动方向与上述相；而传动方向与上述相反时求得的效率，则称为反时求得的效率，则称为逆效率逆效率。逆效率很高的转向器很容易将经转向传动机构传逆效率很高的转向器很容易将经转向传动机构传来的路面反力传到转向轴和转向盘上，故称为可逆式来的路面反力传到转向轴和转向盘上，故称为可逆式转向器。可逆式转向器有利于汽车转向结束后转向轮转向器。可逆式转向器有利于汽车转向结束后转向轮和转向盘自动回正，但也能将坏路对车轮的冲击力传和转向盘自动回正，但也能将坏路对车轮的冲击力传到转向盘
13、，发生到转向盘，发生“打手打手”情况。情况。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 逆效率很低的转向器，称为逆效率很低的转向器，称为不可逆式转向器不可逆式转向器。不。不平道路对转向轮的冲击载荷输入到这种转向器，即由平道路对转向轮的冲击载荷输入到这种转向器，即由其中各传动零件（主要是传动副）承受，而不会传到其中各传动零件（主要是传动副）承受，而不会传到转向盘上。路面作用于转向轮上的回正力矩同样也不转向盘上。路面作用于转向轮上的回正力矩同样也不能传到转向盘。这就使得转向轮自动回正成为不可能。能传到转向盘。这就使得转向轮自动回正成为不可能。此外，道路的转向阻力矩也不能反馈到转向盘，使得此外，道路
14、的转向阻力矩也不能反馈到转向盘，使得驾驶员不能得到路面反馈信息（所谓丧失驾驶员不能得到路面反馈信息（所谓丧失“路感路感”），），无法据以调节转向力矩。无法据以调节转向力矩。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 逆效率略高于不可逆式的转向器，称为逆效率略高于不可逆式的转向器，称为极限可逆极限可逆式转向器式转向器，其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之，其反向传力性能介于可逆式和不可逆式之间，而接近于不可逆式。采用这种转向器时，驾驶员间，而接近于不可逆式。采用这种转向器时，驾驶员能有一定的路感，转向轮自动回正也可实现，而且只能有一定的路感，转向轮自动回正也可实现，而且只有在路面冲击力很大时，才
15、能部分地传到转向盘。现有在路面冲击力很大时，才能部分地传到转向盘。现代汽车上一般不采用不可逆式转向器。经常在良好路代汽车上一般不采用不可逆式转向器。经常在良好路面上行驶的汽车，多采用可逆式转向器。面上行驶的汽车，多采用可逆式转向器。极限可逆式转向器多用于中型以上越野汽车和矿极限可逆式转向器多用于中型以上越野汽车和矿用自缷汽车。用自缷汽车。2.2.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，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。第第2323章章 汽车转向系统汽
16、车转向系统 转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免使驾转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免使驾驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影响灵敏性。一般说来，转向盘从相应于汽车直线行响灵敏性。一般说来，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任一方向的自由行程最好不超过驶的中间位置向任一方向的自由行程最好不超过1015。当零件磨损时，严重到使转向盘自。当零件磨损时，严重到使转向盘自由行程由行程超过超过2530必须进行调整。必须进行调整。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 二、转向器二、转向器1、齿轮齿条式转向器、齿轮齿条式转向器 由转向齿轮、转向
17、齿条、壳体和预紧力调整装置等组成由转向齿轮、转向齿条、壳体和预紧力调整装置等组成。1转向横拉杆；转向横拉杆；2转向齿轮；转向齿轮；3转向齿条；转向齿条；4调整螺柱；调整螺柱；5补偿弹簧；补偿弹簧；6压板压板齿轮齿条式转向器具有结构简单、紧凑，质量轻，刚度大，齿轮齿条式转向器具有结构简单、紧凑，质量轻，刚度大，转向灵敏，制造容易，成本低，工作可靠、不需要调整齿轮齿转向灵敏，制造容易，成本低，工作可靠、不需要调整齿轮齿条的间隙，正、逆效率都很高，自动回正能力强，而且特别适条的间隙，正、逆效率都很高，自动回正能力强，而且特别适合与烛式和麦弗逊式悬架，因而得到了广泛的应用。合与烛式和麦弗逊式悬架，因而
18、得到了广泛的应用。齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器传动副：传动副：齿轮齿条齿轮齿条螺母螺母调整螺栓调整螺栓弹簧弹簧压块压块防尘罩防尘罩油封油封轴承轴承壳体壳体转向齿轮转向齿轮转向齿条转向齿条齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器转向过程：转向盘转向转向过程：转向盘转向轴万向节转向器转轴万向节转向器转向轮向轮齿轮齿条式转向器的工作过程齿轮齿条式转向器的工作过程22.2 机械转向器机械转向器1)构造、原理构造、原理第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 2、循环球式转向器、循环球式转向器由两级传动副、壳体、钢球和间隙调整装置等组成。第一由两级传动副、壳体、钢球和间隙调整装置等组成。第一级传动副是螺杆
19、级传动副是螺杆螺母传动副，第二级是齿条螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。齿扇传动副。循环球式转向器的正效率很高（最高可达循环球式转向器的正效率很高（最高可达90%-95%），），操纵轻便，使用寿命长，工作平稳可靠，但其逆效率也较高。操纵轻便，使用寿命长，工作平稳可靠，但其逆效率也较高。对经常在良好道路上行驶的汽车而言，没有大的影响。对经常在良好道路上行驶的汽车而言，没有大的影响。循环球式转向器是目前国内外应用最为广泛的结构形式之一。循环球式转向器是目前国内外应用最为广泛的结构形式之一。循环球式转向器循环球式转向器结构：第一级螺杆螺母传动副第二级齿条齿扇传动副循环球式转向器循环球式转向器转向螺
20、杆转向螺杆摇臂轴摇臂轴调整螺钉调整螺钉螺母螺母钢球导管钢球导管转向螺母转向螺母1.两级传动：两级传动：螺杆螺母、齿条齿扇螺杆螺母、齿条齿扇2.2.齿条等齿宽；齿扇变齿厚。齿条等齿宽；齿扇变齿厚。3.3.调整：调整：蜗杆预紧调整：蜗杆预紧调整：底盖与壳体底盖与壳体之间的调整垫片之间的调整垫片 齿条齿扇的啮合间隙调整：齿条齿扇的啮合间隙调整：盖上的调整螺钉。盖上的调整螺钉。工作过程工作过程：转向：转向螺杆转动时，通螺杆转动时，通过钢球将力传给过钢球将力传给转向螺母，螺母转向螺母，螺母即沿轴向移动。即沿轴向移动。同时，在螺杆及同时，在螺杆及螺母与钢球间的螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，摩擦力偶作用下，
21、所有钢球便在螺所有钢球便在螺旋管状通道内滚旋管状通道内滚动，形成动，形成 球流球流。在转向器工作时，在转向器工作时，两列钢球只是在两列钢球只是在各自的封闭流道各自的封闭流道内循环，不会脱内循环，不会脱出。出。循环球式转向器工作过程循环球式转向器工作过程特点：正传动效特点：正传动效率很高，操纵轻率很高，操纵轻便，使用寿命长。便，使用寿命长。但逆效率也高，但逆效率也高，容易将路面冲击容易将路面冲击力传到转向盘上。力传到转向盘上。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 3、蜗杆曲柄指销式转向器、蜗杆曲柄指销式转向器传动副：传动副：蜗杆与指销蜗杆与指销组成：组成：蜗杆、摇臂轴、蜗杆、摇臂轴、指销、
22、轴承和调整机指销、轴承和调整机构等。构等。蜗杆蜗杆轴承轴承螺母螺母调整螺塞调整螺塞具有梯形截面螺纹；具有梯形截面螺纹；1 1）蜗杆）蜗杆支承：支承：采用两个向心推力轴承。采用两个向心推力轴承。调整螺钉调整螺钉摇臂轴摇臂轴指销指销轴承轴承螺母螺母螺母螺母采用双销，目的是增大转采用双销，目的是增大转向摆角。向摆角。支承：支承：双列圆锥滚子轴双列圆锥滚子轴承支承在摇臂轴指销孔内。承支承在摇臂轴指销孔内。靠近指销头部的一列无内靠近指销头部的一列无内坐圈：坐圈：目的是提高指销的目的是提高指销的强度。强度。2 2）指销）指销 蜗杆轴承预紧调整：蜗杆轴承预紧调整：调底调底盖上的调整螺塞。盖上的调整螺塞。指销
23、轴承预紧调整：指销轴承预紧调整：调指调指销后端调整螺母。销后端调整螺母。蜗杆与指销的啮合间隙：蜗杆与指销的啮合间隙：调侧盖上的调整螺钉。调侧盖上的调整螺钉。3 3）调整）调整第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 三、三、转向操纵机构转向操纵机构 1.1.转向操纵机构的组成和布置转向操纵机构的组成和布置 从转向盘到转向传动轴这一系列零部件属从转向盘到转向传动轴这一系列零部件属于转向操纵机构。它主要由于转向操纵机构。它主要由转向盘转向盘1 1、转向轴转向轴及及转向柱管转向柱管2 2和和万向传动装置万向传动装置3 3等组成等组成 。第第2323章章
24、汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 为了保证转向器摇臂轴在中间位置时，从为了保证转向器摇臂轴在中间位置时，从转向摇臂转向摇臂1313起始的全套转向传动机构也处于中起始的全套转向传动机构也处于中间位置，在摇臂轴的外端面和转向摇臂上孔外间位置，在摇臂轴的外端面和转向摇臂上孔外端面上，各刻印有短线作为装配标记。装配时，端面上，各刻印有短线作为装配标记。装配时，应将两个零件上的标记短线对齐。应将两个零件上的标记短线对齐。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 2.2.转向盘转向盘 转向盘由轮缘转向盘由轮缘1 1、轮辐、轮
25、辐2 2和轮毂和轮毂3 3组成。组成。1 1轮圈轮圈 2 2轮辐轮辐 3 3轮毂轮毂第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 3.3.转向轴和转向柱管的吸能装置转向轴和转向柱管的吸能装置 转向轴转向轴连接转向盘和转向器，并将转向盘连接转向盘和转向器，并将转向盘的转向转矩传给转向器。的转向转矩传给转向器。转向管柱转向管柱安装在车身上，支承转向轴及转向安装在车身上，支承转向轴及转向盘。盘。安全保护装置安全保护装置此类转向操纵机构的转向管柱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，上下两段相互分离分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或
26、相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤或相互滑动，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。害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 转向轴管转向轴管的部分管壁的部分管壁制成网状，制成网状，当汽车发生当汽车发生正面碰撞而正面碰撞而受到压缩时受到压缩时很容易轴向很容易轴向变形，吸收变形，吸收能量。能量。23.3转向传动机构转向传动机构功用：功用：将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定
27、的关系变使两侧转向轮偏转，并使两转向轮偏转角按一定的关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小；化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小；吸收车轮传到转向盘的反冲力。吸收车轮传到转向盘的反冲力。一、与非独立悬架配用的转向传动机构一、与非独立悬架配用的转向传动机构1、转向传动机构的组成与布置、转向传动机构的组成与布置非独立悬架配用的转向传动机构非独立悬架配用的转向传动机构：由转向摇臂、转向直：由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向横拉杆和两个梯形臂组成。拉杆、转向节臂、转向横拉杆和两个梯形臂组成。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 1转向器；转向器；2转向摇臂；转向摇
28、臂；3转向直拉杆；转向直拉杆；4转向节臂；转向节臂；5梯形臂；梯形臂；6转向横拉杆转向横拉杆2、转向摇臂、转向摇臂它是转向器传动副与转向直拉杆间的传动件。它是转向器传动副与转向直拉杆间的传动件。大端：大端：锥形三角细花键与转向器摇臂轴相连。锥形三角细花键与转向器摇臂轴相连。小端：小端：带有球头销，与转向直拉杆作空间铰链连接。带有球头销，与转向直拉杆作空间铰链连接。摇臂与摇臂轴上有安装记号。摇臂与摇臂轴上有安装记号。安装：安装：摇臂与摇臂轴安装时要摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从对正记号，以保证摇臂从中间向两边摆动时摆角大中间向两边摆动时摆角大致相同。致相同。第第2323章章 汽车转向
29、系统汽车转向系统 转向摇臂（转向摇臂（Drop arm）：把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆或转向横）：把转向器输出的力和运动传给转向直拉杆或转向横拉杆的传动件。拉杆的传动件。1摇臂轴；摇臂轴；2带锥度的齿花键；带锥度的齿花键；3转向摇臂；转向摇臂；4球头销球头销 3、转向直拉杆、转向直拉杆在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对于车架跳动在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连空间运动。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。接件
30、都是球形铰链。接转向节臂接转向节臂螺塞螺塞 调弹簧调弹簧6的的预紧度预紧度油嘴油嘴球头销球头销直拉杆直拉杆接转向摇臂接转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆 在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对于车架跳动在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件间运动。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。都是球形铰链。接转向节臂接转向节臂螺塞螺塞 调弹簧调弹簧6 6的的预紧度预紧度油油 嘴嘴球头销球头销直拉杆直拉杆接转向摇臂接转向摇臂转向直拉杆转向
31、直拉杆弹簧的作用：弹簧的作用：缓和冲击；自动消除磨损后出现的间隙。缓和冲击；自动消除磨损后出现的间隙。弹簧座与球头座之间的间隙：弹簧座与球头座之间的间隙：防止弹簧超载；防止球头脱出。防止弹簧超载；防止球头脱出。过大过大，不能保证防超载和防球头脱出。不能保证防超载和防球头脱出。过小过小，弹簧缓冲作用得不到发挥。弹簧缓冲作用得不到发挥。调整：调整：调整螺塞。调整螺塞。弹簧座弹簧座弹簧弹簧球头座球头座球头销球头销调整调整螺塞螺塞第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 转向直拉杆（转向直拉杆（Drag link）：把转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形或：把转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形或转向节
32、臂。转向节臂。1球头销；球头销；2转向节臂；转向节臂；3、9压缩弹簧；压缩弹簧；4直拉杆体；直拉杆体；5球头座；球头座；6弹簧座弹簧座7端部螺塞；端部螺塞；8转向摇臂转向摇臂 4.转向横拉杆转向横拉杆两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装到横拉杆两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装到横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。横拉杆体两端的螺纹，一为体上后，用夹紧螺栓夹紧。横拉杆体两端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后，转动横右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，可改变横拉杆的总长度，来调节前轮前束拉杆体，可改变横拉杆的总长度，来调节前轮前束转向横拉杆转向横拉杆横拉杆体横拉
33、杆体横拉杆接头横拉杆接头球头座球头座球头销球头销限位销限位销调整螺塞调整螺塞 弹簧弹簧第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 转向横拉杆（转向横拉杆（Tie rod）：联接左、右梯形臂的传动件。：联接左、右梯形臂的传动件。1防尘罩；防尘罩；2球头座；球头座；3球头销；球头销；4横拉杆接头横拉杆接头小小 结结第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 二、与独立悬架配用的转向传动机构二、与独立悬架配用的转向传动机构 与独立悬架相配的转向桥是断开式转向桥，因而转向传与独立悬架相配的转向桥是断开式转向桥，因而转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的，分成几段。动机构中的转向梯形也必须是断开式的，
34、分成几段。齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构 图图23-18与独立悬架配用的转向传动机构示意图与独立悬架配用的转向传动机构示意图1-转向摇臂转向摇臂2-转向直拉杆转向直拉杆3-左转向横拉杆左转向横拉杆4-右转向横拉杆右转向横拉杆5-左梯形臂左梯形臂6-右梯形臂右梯形臂7-摇杆摇杆8-悬架左摆臂悬架左摆臂9-悬架右摆臂悬架右摆臂二、与独立悬架配用转向传动机构二、与独立悬架配用转向传动机构1 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右右转向横拉杆；转向横拉杆；5 5左梯形臂；左梯形臂；6 6右梯形臂；右梯形臂；7
35、 7摇杆；摇杆；8 8悬架左摆管；悬架左摆管；9 9悬架悬架第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 23.423.4转向加力系统转向加力系统一、转向加力装置概述一、转向加力装置概述用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为转向加力装置。转向加力装以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为转向加力装置。转向加力装置是由机械转向器、转向动力缸和转向控
36、制阀三大部分组成。置是由机械转向器、转向动力缸和转向控制阀三大部分组成。按传力介质不同，动力转向有气压式和液压式两种。按传力介质不同，动力转向有气压式和液压式两种。气压式动力转向：主要应用于前轴最大载质量为气压式动力转向：主要应用于前轴最大载质量为37t并采用气压制动系统并采用气压制动系统的载货汽车。的载货汽车。液压式动力转向：在各类各级汽车上获得广泛应用。液压式动力转向：在各类各级汽车上获得广泛应用。（一）液压式动力转向系统的组成与类型（一）液压式动力转向系统的组成与类型u液压式动力转向系统由机械转向装置和液压转向加力装置组成。液压式动力转向系统由机械转向装置和液压转向加力装置组成。u液压转
37、向加力装置包括转向液压泵、转向动力缸、转向控制阀、转向油罐液压转向加力装置包括转向液压泵、转向动力缸、转向控制阀、转向油罐和油管等。和油管等。一、转向加力装置型式一、转向加力装置型式气压式气压式液压式液压式常流式常流式常压式常压式 液压式动力转向：助力效果好、结构紧凑、重量轻、液压式动力转向：助力效果好、结构紧凑、重量轻、传力具有缓冲作用，广泛应用。传力具有缓冲作用，广泛应用。常流式动力转向结构简单、油泵负荷小、功耗小，常流式动力转向结构简单、油泵负荷小、功耗小，应用最为广泛。应用最为广泛。二、常流式液压转向加力装置二、常流式液压转向加力装置（一）常流式液压转向加力装置组成（一）常流式液压转向
38、加力装置组成液压泵液压泵流量控制阀流量控制阀安全阀安全阀单向阀单向阀转向控制阀转向控制阀转向动力缸转向动力缸1.1.动力源动力源2.2.操纵装置操纵装置3.3.转向动力缸转向动力缸4.4.辅助装置辅助装置转向油罐转向油罐斯太尔汽车转向油罐（二）常流式液压转向加力装置结构（二）常流式液压转向加力装置结构1.1.转向油罐转向油罐作用：作用：储存、过滤和冷却工作油液。储存、过滤和冷却工作油液。滤芯滤芯壳体壳体油尺油尺锁止器锁止器密封环密封环盖盖2.2.液压泵液压泵作用：作用：是液压加力装置的能源，提供高压油。是液压加力装置的能源，提供高压油。形式：形式：齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等。齿轮式、叶片
39、式、转子式、柱塞式等。斯太尔汽车叶片式转向液压泵转子转子叶片叶片出油口出油口进油口进油口流量控制阀流量控制阀安全阀安全阀节流阀节流阀C CD D3.3.转向动力缸转向动力缸作用：作用：将液体的压力能转化为机械能使机构工作。将液体的压力能转化为机械能使机构工作。活塞将缸体分成左右两活塞将缸体分成左右两腔室，活塞通过活塞杆与转腔室，活塞通过活塞杆与转向摇臂相连。向摇臂相连。活塞活塞活塞杆活塞杆LR4.4.转向控制阀转向控制阀作用：作用：控制油液的流量。控制油液的流量。型式：型式：滑阀式、转阀。滑阀式、转阀。滑阀式控制阀阀体阀体阀套阀套进进油油LR 阀体沿轴阀体沿轴向移动来控制向移动来控制油液流量。
40、油液流量。当阀体处于当阀体处于中间位置时：中间位置时：动动力缸两腔与回油力缸两腔与回油道相通。道相通。当阀体右移当阀体右移一定距离时：一定距离时：动动力缸右腔与进油力缸右腔与进油道相通，而左腔道相通，而左腔与回油道相通。与回油道相通。转阀式控制阀阀体阀体壳体壳体扭杆扭杆AAAABBBBCCCC 阀体绕其圆心转动来阀体绕其圆心转动来控制油液流量。控制油液流量。转阀具有四个互相连转阀具有四个互相连通的进油道通的进油道A，通道，通道B、C分别与动力缸的左、右腔分别与动力缸的左、右腔连通。连通。当阀体顺时针转过一当阀体顺时针转过一个很小的角度时，个很小的角度时，C C与进与进油道油道A A相通，相通，
41、B B与回油道相与回油道相通。通。（三）常流式液压转向加力装置工作过程（三）常流式液压转向加力装置工作过程1.1.不转向时不转向时滑阀滑阀定中弹簧定中弹簧滑体滑体 滑阀保持在中立位置，动力缸左右腔都与低滑阀保持在中立位置，动力缸左右腔都与低压回油管路相通而不起作用。压回油管路相通而不起作用。2.2.向右转动方向盘时向右转动方向盘时 向右转动方向向右转动方向盘，螺母不动，螺盘，螺母不动，螺杆、滑阀右移，动杆、滑阀右移，动力缸左腔（力缸左腔（L L腔）与腔）与进油道相通，而右进油道相通，而右腔（腔（R R腔）与回油道腔）与回油道相通。液压泵输出相通。液压泵输出油压上升，推动动油压上升，推动动力缸活
42、塞右移，螺力缸活塞右移，螺母左移。母左移。进油进油回油回油去去L腔腔R腔来腔来 转向螺母也不能再继转向螺母也不能再继续相对转向螺杆左移。但续相对转向螺杆左移。但此时滑阀与阀体之间的相此时滑阀与阀体之间的相对位置并没有立即改变，对位置并没有立即改变，使动力缸中的活塞在油压使动力缸中的活塞在油压作用下，继续向右移动，作用下，继续向右移动，从而带动螺母、螺杆和滑从而带动螺母、螺杆和滑阀一起左移，直到滑阀重阀一起左移，直到滑阀重新回到中间位置，高低压新回到中间位置，高低压油腔重新串通，助力装置油腔重新串通，助力装置不起助力作用，转向轮便不起助力作用，转向轮便不再继续偏转，汽车以一不再继续偏转，汽车以一
43、定的转向角转向行驶。定的转向角转向行驶。3.3.停止向右转动方向盘而使方向盘保持一定角度不动时停止向右转动方向盘而使方向盘保持一定角度不动时进油进油回油回油去去L腔腔R腔来腔来 方向盘左转方向盘左转由于转由于转向阻力较大，螺母不动，向阻力较大，螺母不动，螺杆向左移动直到滑阀凸螺杆向左移动直到滑阀凸缘顶靠在阀体端面上缘顶靠在阀体端面上此时驾驶员增加方向盘上此时驾驶员增加方向盘上的力，螺母克服转向阻力的力，螺母克服转向阻力向右移动向右移动转向摇臂上转向摇臂上端向右摆动，下端向左摆端向右摆动，下端向左摆动，通过转向传动机构带动，通过转向传动机构带动转向轮向左偏转。动转向轮向左偏转。4.4.转向助力装
44、置失效时转向助力装置失效时 以汽车左转向为例，以汽车左转向为例，如转向油泵不转时，油如转向油泵不转时，油路在此被堵塞。路在此被堵塞。为了避免造成手力转向时为了避免造成手力转向时的液压阻力，我们在这里加入的液压阻力，我们在这里加入一个单向阀，问题就解决了。一个单向阀，问题就解决了。活塞左移活塞左移-动力缸右腔动力缸右腔形成真空形成真空-单向阀在压力差单向阀在压力差的作用下打开的作用下打开-向动力缸右向动力缸右腔补充油液，形成一个小循环腔补充油液，形成一个小循环回路，减少液压阻力。回路，减少液压阻力。三、液压转向加力装置结构布置方案三、液压转向加力装置结构布置方案转向转向控制阀控制阀动力缸动力缸机
45、械机械转向器转向器1.1.整体式动力转向器整体式动力转向器转向控制阀、转向动力缸、机械转转向控制阀、转向动力缸、机械转向器组合成一个部件。向器组合成一个部件。2.2.半整体式动力转向器半整体式动力转向器 转向控制阀、机械转向器组合转向控制阀、机械转向器组合成一个部件。成一个部件。转向控制阀、转向动力缸组合转向控制阀、转向动力缸组合成一个部件。成一个部件。四、滑阀式整体动力转向器四、滑阀式整体动力转向器摇臂轴摇臂轴拔叉拔叉滑阀滑阀油罐油罐液压泵液压泵流量阀流量阀安全阀安全阀转向螺母转向螺母转向螺杆转向螺杆活塞活塞五、转阀式整体动力转向器五、转阀式整体动力转向器齿扇轴齿扇轴转向螺杆转向螺杆转向螺母
46、转向螺母转向轴转向轴阀体阀体输入轴逆时针旋转输入轴逆时针旋转摇臂轴向顺时针旋转摇臂轴向顺时针旋转输入轴顺时针旋转输入轴顺时针旋转摇臂轴向逆时针旋转摇臂轴向逆时针旋转通往下油缸通往下油缸来自上油缸来自上油缸来自下油缸来自下油缸通往上油缸通往上油缸u液压式动力转向装置分为整体式、组合式和分离式三种结液压式动力转向装置分为整体式、组合式和分离式三种结构形式。构形式。整体式动力转向器整体式动力转向器：转向控制阀、转向动力缸和机械式：转向控制阀、转向动力缸和机械式转向器三者组合成一个整体的机构转向器三者组合成一个整体的机构 半整体式动力转向器半整体式动力转向器：转向控制阀和机械式转向器组合：转向控制阀和
47、机械式转向器组合成一个整体的机构成一个整体的机构 分离式动力转向器：转向动力缸、转向控制阀与机械式转分离式动力转向器：转向动力缸、转向控制阀与机械式转向器都是单独设置向器都是单独设置u液压动力转向器分为常压式和常流式。由于常流式液压动液压动力转向器分为常压式和常流式。由于常流式液压动力转向器具有结构简单、泄露较少、消耗功率较少等优点，力转向器具有结构简单、泄露较少、消耗功率较少等优点，而广泛应用于各种汽车。而广泛应用于各种汽车。u转向控制阀又分为转阀式和滑阀式转向控制阀又分为转阀式和滑阀式 转阀式转向控制阀转阀式转向控制阀：转阀相对于阀体转动：转阀相对于阀体转动滑阀式转向控制阀：滑阀相对于阀体
48、作直线运滑阀式转向控制阀：滑阀相对于阀体作直线运u本章仅介绍整体式液压动力转向装置本章仅介绍整体式液压动力转向装置 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 23.4.2 23.4.2 液压动力转向系统的工作原理液压动力转向系统的工作原理1转向盘；转向盘；2转向轴；转向轴；3齿轮齿条式整齿轮齿条式整体动力转向器；体动力转向器；4转向控制阀；转向控制阀；5齿轮齿轮齿条式转向器；齿条式转向器；6转向动力缸；转向动力缸；7转向转向油罐；油罐；8转向液压泵转向液压泵汽车直线行驶时，转向控制阀汽车直线行驶时，转向控制阀4处于中立位置处于中立位置并将转向动力缸
49、并将转向动力缸6的左右两个工作腔导通，转的左右两个工作腔导通，转向液压泵向液压泵8与转向油罐与转向油罐7的油路亦导通，从转向的油路亦导通，从转向液压泵液压泵8泵出来的工作液可直接流回转向油罐泵出来的工作液可直接流回转向油罐7，转向液压泵转向液压泵8处于卸荷状态，动力转向器不起处于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。汽车需要右转弯时，驾驶员向右转助力作用。汽车需要右转弯时，驾驶员向右转动转向盘动转向盘1，转向控制阀，转向控制阀4将转向液压泵将转向液压泵8泵出泵出来的工作液与转向动力缸来的工作液与转向动力缸6的右腔接通，将左的右腔接通，将左腔与转向油罐腔与转向油罐7接通，在油压的作用下，转向接通，在
50、油压的作用下，转向动力缸中的活塞向左移动，通过转向传动机构动力缸中的活塞向左移动，通过转向传动机构使左、右轮向右偏转，从而实现向右转向；而使左、右轮向右偏转，从而实现向右转向；而左转弯时，情况与上述相反。左转弯时，情况与上述相反。第第2323章章 汽车转向系统汽车转向系统 23.4.3 23.4.3 整体式液压动力转向器（整体式液压动力转向器（Integral hydraulic power steering gearIntegral hydraulic power steering gear）u整体式液压动力转向器的结构整体式液压动力转向器的结构：转向控制阀：转向控制阀1、齿轮齿条式转向器（
