汽车转向系统概述
汽车转向系统名词解释
汽车转向系统名词解释
汽车转向系统是汽车不可或缺的重要组成部分，它有助于汽车在转弯或驾驶方向改变时保持正确的方向。
转向系统一般由几个主要部分组成，它们是方向盘，转向机构、轮胎和车轮。
方向盘是转向系统的核心部件，它可以带动车辆进行转向操作，车主可以通过右转方向盘或左转方向盘来改变车辆的方向，这一操作会导致车辆的前轮偏向右或左，从而达到转向的目的。
转向机构由方向盘、轮轴、轮轴拉杆、流水轮、齿轮等组件组成。
它的主要作用是将方向盘的电动力传输到车轮上，从而使车轮的转向起作用，完成车辆的转向操作。
轮胎是汽车的重要部件，它与车轮一起发挥重要作用，它可以增强汽车的抓地力，减少汽车的驾驶阻力，这样汽车在转弯、加减速等操作时可以更轻松、更快捷地完成操作。
最后是车轮，车轮不但可以带动汽车前进，同时也提供给汽车更好的转向操作。
当汽车发生转向时，车轮会更改形状，从而有效调整车辆的滚动惯性，使汽车以路线的轨迹行驶。
汽车的转向系统是非常复杂的一个系统，因此驾驶者必须了解这套系统，才能更好地掌握汽车的驾驶方式。
另外，汽车发生转向时涉及到很多组件，因此，驾驶者需要经常检查汽车的转向系统是否处于良好的状况，以确保驾驶安全。
总之，汽车的转向系统是汽车结构中不可缺少的重要部件，它可以更有效地帮助汽车改变方向，并确保驾驶安全，因此，驾驶者们需
要了解汽车的转向系统，确保汽车的可靠性和安全性。
汽车转向系统概述
作用在后倾角的垂直力
力矩 (Fzl Fzr)d sin sin
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作用在后倾角的垂直力
左、右车轮力矩方向相反，通过转接杆系 趋于平衡，平衡取决于左、右车轮载荷相 等。
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作用在后倾角的垂直力
载荷和后倾角影响到前束，并且不平衡的 载荷或者几何布置的不对称可能产生转向 偏移。
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第二种转向系统几何误差
对于转接杆位于车轮中心线后部的情况， 如果车轮向上跳动，则转接杆末端弧线轨 迹会产生向左转向运动，反之，车轮回弹 将产生向右转向运动。转向运动对于右侧 车轮相反。因此，当车辆沿道路行驶时， 每一个跳动循环都将产生前轮的前束和前 张。
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误差影响
由于这种情况下左、右车轮对称，所以车 身侧倾时两车轮会同时向一个方向旋转。
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不足转向
不足转向梯度为 Kstrg Wf (r p)
Wf —前轮载荷 r—车轮半径 Kss
p —与回正力矩相关的轮胎拖矩 —后倾角
Kss —轮胎与转向盘之间的转向刚度
后倾角和回正力矩的作用效果增加存在柔顺 性转向系统的不足转向。
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制动稳定性
在自由滚动条件下可有效产生类似于4度到 8度后倾角作用效果的轮胎回正力矩也可以 在制动过程中，改变转向方向。
用于改善低速操纵性能的反向后轮转向，不适于 高速转向，这是因为后轮的方向运动会带来过多 转向的影响。
四轮转向的主要优点来自于对瞬态转向特 性较好的控制。
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四轮转向
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不同四轮转向系统的侧向加速度响应
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不同四轮转向系统的车体侧滑角
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感谢！
汽车转向系统概述
汽车转向系统认识
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简述汽车转向系统的工作原理
简述汽车转向系统的工作原理一、引言汽车转向系统是汽车的重要组成部分之一，它负责控制车辆的方向，使车辆能够按照驾驶员的意愿行驶。
本文将详细介绍汽车转向系统的工作原理。
二、汽车转向系统的组成部分汽车转向系统主要由以下几个部分组成：1. 转向盘：驾驶员通过转动转向盘来控制车辆的方向。
2. 转向柱：将转向盘上的旋转运动传递给转向齿轮。
3. 转向齿轮：将驾驶员通过转向柱传递过来的旋转运动，变为左右方向的运动。
4. 驱动轴：将左右方向的运动传递给前轮或后轮。
5. 车轮：根据驱动轴传递过来的力量，控制车辆行进方向。
三、液压式汽车转向系统工作原理液压式汽车转向系统是目前应用最广泛的一种。
它主要由以下几个部分组成：1. 动力源：通常是发动机带动液压泵工作，产生高压油液。
2. 油箱：存储液压油液。
3. 液压泵：将动力源产生的高压油液推送到转向器中。
4. 转向器：将高压油液转换为力矩，控制车辆的方向。
5. 液压缸：接收转向器传来的力矩，将其转化为车轮的左右方向运动。
6. 液压管路：连接以上各部分，传递高压油液。
具体工作原理如下：1. 驾驶员通过转动转向盘，让转向柱旋转。
2. 转向柱带动转向齿轮旋转，使得液压泵开始工作。
3. 液压泵产生高压油液，并将其推送到转向器中。
4. 转向器接收到高压油液后，将其转换为力矩，并传递给液压缸。
5. 液压缸接收到力矩后，将其转化为车轮的左右方向运动，从而改变车辆行进方向。
6. 当驾驶员停止操作时，液体回流至油箱中。
四、电动式汽车转向系统工作原理电动式汽车转向系统是近年来新兴的一种转向系统，它主要由以下几个部分组成：1. 电机：产生动力，控制车辆的方向。
2. 电池：为电机提供能量。
3. 控制器：控制电机的运转。
4. 方向盘角度传感器：检测驾驶员对方向盘的旋转角度。
5. 电动助力转向器：接收控制器的指令，将其转化为力矩，控制车辆的方向。
具体工作原理如下：1. 驾驶员通过转动转向盘，让方向盘角度传感器检测到旋转角度，并将其传递给控制器。
转向系统概述
一转向系统概述汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
1. 转向系统的基本组成(1)转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
(2)转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。
转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
(3)转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。
2. 转向系统的类型及工作原理按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。
(1)机械转向系统以驾驶员的体力(手力)作为转向能源的转向系统，其中所有传力件都是机械的。
图d-zx-17是一种机械式转向系统。
需要转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。
该力矩通过转向轴2输入转向器8。
从转向盘到转向传动轴这一系列部件和零件即属于转向操纵机构。
作为减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副（右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副）。
经转向器放大后的力和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。
这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。
l.转向盘2.安全转向轴3.转向节4.转向轮5.转向节臂6.转向横拉杆7.转向减振器8.机械转向器2)动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机(或电机)的动力为转向能源的转向系统，它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。
图d-zx-18为一种液压式动力转向系统示意图。
其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸等。
当驾驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆8、转向节臂7，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。
14 汽车构造-第十三章 汽车转向系统
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第四节 轿车四轮转向系统
二、前轮主动转向系统 为了全面改进汽车在各种使用条件下的转向性能，有的汽车采用前轮主动转 向系，如图13-24所示。
图13-24 前轮主动转向系示意图
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1-转向器 2-电控单元 3-转向电动机 4-转向角度叠加机构
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• 前轮主动转向系的组成见图13-25，它是在电控动力转向系的基础上 增加可变转向传动比的双排行星齿轮机构。
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一、转向操纵机构
1.转向盘
图13-6 转向盘的构造 a)三根辐条 b)四根辐条 c)转向盘外观
1—轮缘 2—轮辐 3—轮毂
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一、转向操纵机构
2.安全转向柱 对于轿车，要求转向柱套管必须备有缓和冲击的吸能装置。安全转向柱 和转向柱套管的吸能装置有多种形式。其基本结构原理是，当受到巨大 冲击时，安全转向柱产生轴向位移，使支架或某些支承件产生塑性变形， 从而吸收冲击能量。
3
2.动力转向系统
图13-2所示为液压式动力转向系的结构图。
图13-2 液压式动力转向系结构图
1-转向盘 2-安全转向柱 3-转向传动轴 4-转向万向节 5-护罩 6-转向横拉杆
7-球头销 8-转向器 9-储油罐 10-转向助力泵 11-转向动力缸 12-回油管
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2.动力转向系统
传给转向传动机构。 • 汽车上采用许多种结构形式的转向器，如齿轮齿条式、循环球式等。
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1.齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器的结构与工作原理如图13-8所示。
图13-8 齿轮齿条式转向器工作原理示意图 1-防尘罩 2-转向齿轮 3-转向齿条 4-转向传动轴
第一节-四轮转向系统概述ppt课件
车体的自转趋势更加严重。也就是说，车速越高， 转向时容易引起车辆的旋转和侧滑。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4WS中高速转向特性
理想的高速转向运动状态是尽可能使车体
电子式四轮转向系的组成
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
4WS车低速四轮转向特性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
后轮转向操纵机构
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
后轮转向执行器构造（电子式)
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
机械式四轮转向系的组成
1- 后 轮 转 向 取力齿轮箱
2-转向盘 3- 后 轮 转 向 传动轴
4- 后 轮 转 向 器
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
液压式四轮转向系示意图
1-储油罐 2-转向油泵 3-前轮动力转向器 4-转向盘 5-后轮转向控制阀 6-后轮转向动力缸 7-铰接头 8-从动臂 9-后轮转向专用油 泵
汽车构造第十二章汽车转向系
逆效率很低的转向器，称为不可逆式转向器。不平道路 对转向轮的冲击载荷输入到这种器，即由其中各传动零件（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， 道路的转向阻力距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“路感”），无法据以调节转向力矩。
1.转向车轮的运动规律
转向中心：为避免在汽 车转向产生的路面对汽车行 驶的附加阻力和轮胎的快速 磨损，要求转向系能保证汽 车行驶时，所有车轮作纯滚 动，这时，只有所有车轮的 轴线交于一点才能实现，此 交点称为转向中心。 转弯半径：转向中心到 外转向轮与地面接触点的距 离称为转弯半径。
梯形转向机构 内侧车轮偏转角 大于外侧车轮偏 转角
12.1.1 转向系的类型
• 汽车转向机构分为机械转向和动力转向两种形式 。机械转向主要是由转向盘、转向器和转向传动机 构等组成，动力转向还包括动力系统。
• 机械转向是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和 转向传动机构使转向轮偏转。 • 动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借 助此系统来减轻驾驶员的手力。 • 动力转向包括液压式动力转向和电控式动力转向。 • 液压式动力转向已在汽车上广泛应用。近年来，电控动 力转向已得到较快发展。
为了减少转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，两者之间的 螺纹以沿螺旋槽滚动的许多钢球5代之，以实现滑动摩擦变为 滚动摩擦。
转向螺杆转动时，通过钢球将力传给螺母， 螺母即沿轴 线移动。同时，在螺杆与螺母两者和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“球流”。 循环球式转向器的正传动效率很高（可达90%—95%）， 故操纵轻便，使用寿命长，工作平稳、可靠。但其逆效率也 很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不过，对于前轴轴载 质量不大而又经常在平坦路面上行驶的轻、中型载货汽车而 言，这一缺点影响不大。因此，循环球式转向器已广泛应用 于各类各级汽车。
转向系统概述
一转向系统概述汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
1. 转向系统的基本组成(1)转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
(2)转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。
转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
(3)转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。
2. 转向系统的类型及工作原理按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。
(1)机械转向系统以驾驶员的体力(手力)作为转向能源的转向系统，其中所有传力件都是机械的。
图d-zx-17是一种机械式转向系统。
需要转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。
该力矩通过转向轴2输入转向器8。
从转向盘到转向传动轴这一系列部件和零件即属于转向操纵机构。
作为减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副（右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副）。
经转向器放大后的力和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。
这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。
l.转向盘2.安全转向轴3.转向节4.转向轮5.转向节臂6.转向横拉杆7.转向减振器8.机械转向器2)动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机(或电机)的动力为转向能源的转向系统，它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。
图d-zx-18为一种液压式动力转向系统示意图。
其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸等。
当驾驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆8、转向节臂7，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。
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动力转向系统
兼用驾驶员的体力和发动机动力为转向 能源，其转向系统中需要增加动力转向装 置。
以驾驶员的体力和电能为转向能源，其 电动助力转向系统 转向系统中需要增加电动装置或者电液
装置。
机械式转向系统的组成
汽车构造
转向操纵机构
方向盘；
转向轴；
转向万向节 转向器 转向传动机构
图12-1 机械转向系统示意图 1—转向盘 2—转向轴 3、5—转向万向节 4—转向传动轴
汽车构造
转向安全装置——转向管柱塑性变形缓冲
如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向柱管吸能装置，当 发生猛烈撞车导致人体冲撞转向盘时，网格部分或波纹管部 分将被压缩产生塑性变形，吸收冲击能量。
转向器的传动效率
汽车构造
转向器的传动效率 转向器的输出功率与输入功率的比值称为转向器的传动效率。
汽车构造
转向盘
汽车构造
材料： 轮辐和轮圈： 心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通过注塑方法包覆
有一定形状的塑料外层或合成橡胶或皮革，以改善操纵转 向盘的手感舒适性并提高驾驶员的安全性。
装置： 1、安全气囊的电缆盘 2、汽车喇叭开关 3、巡航系统控制开关 4、音响控制开关 5、左侧：转向信号灯拨杆等 6、右侧：雨刮拨杆等
iω1较大，货车为16-32，轿车为12-20；一iω2较小，一般为1。
转向盘自由行程
汽车构造
转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘自由行程，也即使转 向轮未发生偏转而转向盘所能转过的角度。
产生原因：转向系统中传动件之间存在安装间隙。 这是为了驾驶者舒适度和行车安全考虑的。因为驾驶过程中
人的手必须长时间握住方向盘，没有人可以永远保持一个姿 势，手臂、手指微小的动作或者是换手抓方向盘都可能导致 方向盘微动，而这个自由行程就是为了忽略这些微动使车辆 不受影响而保持直线行驶。 转向盘的自由行程有利于缓和路面冲击，避免驾驶员过度紧 张，但不宜过大，否则将使转向灵敏性能下降，转向不精确。 任一方向的这个行程通常不超过10~15°。
汽车构造
当车低速行驶时，它可以提供大的助力，保证方向盘转动轻 盈和灵活；当车速较高时，它提供的助力就会较小，以增强 行车的安全性和稳定性。
两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
汽车构造
两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
cot cot B
L
汽车转向时，要使各车轮都只 滚动不滑动，各车轮必须围绕 一个中心点O转动，如图所示。 显然这个中心要落在后轴中心 线的延长线上，并且左、右前 轮也必须以这个中心点O为圆心 而转动。 B是两侧主销轴线与地
汽车构造
汽车构造
汽车构造
机械式液压助力系统
汽车构造
机械式液压助力系统主要包括齿轮齿条转向结构和液压系 统(液压助力泵、液压缸、活塞等)两部分。工作原理是通过 液压泵(由发动机皮带带动)提供油压推动活塞，进而产生辅 助力推动转向拉杆，辅助车轮转向。
电子式液压助力转向系统
汽车构造
电动助力转向系统（EPS）
6—转向器 7—转向摇臂 8—转向直拉杆 9—转向节臂 10—左转向节 11、13—梯形臂 12—转向横拉杆 14—右转向节
机械式转向系统的组成
汽车构造
汽车构造
动力转向系统的组成
动力转向装置： o转向油罐； o转向油泵； o转向控制阀； o转向动力缸。
机械转向装置： o转向操纵装置 o转向器 o转向传力装置
机械式转向系统的工作原理
汽车构造
转向盘→转向轴→机械转向器→转向摇臂→转向直拉杆→转向 节臂→左转向节→左转向梯形臂→转向横拉杆→右转向梯形臂 →右转向节
机械转向系统的工作原理
汽车构造
机械转向系统的工作原理
汽车构造
转向操纵机构
汽车构造
组成：转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向柱管等； 作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
组成：转矩 (转向)传感器、 电子控制单元、 电动机、减速 器、机械转向 器、以及蓄电 池电源等。
汽车构造
电动助力转向系统（EPS）
汽车构造
电动助力转向系统工作原理
汽车构造
转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的操纵力 矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后 将这两个信号传递给ECU；ECU根据内置的控制 策略，计算出理想的目标助力力矩，转化为电流 指令给电机；然后，电机产生的助力力矩经减速 机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的 操纵力矩一起克服转向阻力矩，实现车辆的转向。
汽车构造
转向轴
汽车构造
转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向柱管固定在 车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承 和衬套上。
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，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 变转向盘工作角度(转向轴的传动方向)和转向盘高度(转 向轴轴向长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。
汽车构造
转向安全装置——转向轴错位缓冲
此类转向操纵机构的转向轴分为上下两段，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。
汽车转向系统概述
汽车构造
汽车转向系统的定义 汽车中用来改变或者恢复其行驶路线的系统。
汽车转向系统的功用 保证汽车按驾驶员的意愿进行转向和正常行驶。确保转向轻 便，行驶稳定。
汽车转向系统的分类
汽车构造
按汽车转向系统能源的不同分为：
机械转向系统
以驾驶员的体力为转向能源，其中所
有的传力件都是机械零件。
面相交点之间的距离；L是汽车 轴距。
由汽车转向中心O到外转向轮与
地面接触点的距离R称为汽车的
转弯半径。
Rmin
L
sin max
汽车构造
转向系统的角传动比
转向盘
转向器
转向摇臂
汽车构造
转向节
转向器角传动比iω1 转向系统角传动比iω
转向传动 机构角传 动比iω2
iω= iω1*iω2
两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之 比ip称为转向系统的力传动比，它与角传动比iω成正比。 转向系统角传动比越大，转向盘越省力，但转向灵敏度降低。