汽车转向系
全面解读汽车转向系
全面解读汽车转向系转向系的功用、类型、组成及工作过程1．功用1）功用：汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。
定义：当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。
这种由驾驶员操纵，转向轮偏转和回位的一整套机构，称为汽车转向系。
2 .类型、组成及系统的工作过程1）分类汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类如果按照助力形式，又可以分为机械式（无助力），和动力式（有助力）两种，其中动力转向器又可以分为气压动力式、液压动力式、电动助力式、电液助力式等种类。
动力转向系统是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。
2）基本组成机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源。
机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，图8-1为其一般布置情况示意图。
机械转向系示意图3.系统工作过程汽车转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、万向节和转向传动轴，将转向力矩输入转向器。
从转向盘到转向传动轴这一系列部件即属于转向操纵机构。
转向器中有1~2级啮合传动副，具有减速增力作用。
经转向器减速后的运动和增大后的力矩传到转向摇臂，再通过转向直拉杆传给固定于左转向节上的转向节臂，使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转。
左、右梯形臂的一端分别固定在左、右转向节上，另一端则与转向横拉杆作球铰链连接。
当左转向节偏转时，经梯形臂、横拉杆和梯形臂的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转相应的角度。
转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆总称为转向传动机构。
梯形臂，以及转向横拉杆和前轴构成转向梯形，其作用是在汽车转向时，使内、外转向轮按一定的规律进行偏转。
4.动力转向系动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力作为转向能源的转向系。
动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力器而构成的。
汽车转向系的工作原理及故障分析
汽车转向系的工作原理及故障分析
汽车转向系是汽车驾驶系统中的一个重要组成部分，其主要作用是将驾驶员的指令
（转动方向盘）传达到汽车轮胎上，改变汽车行驶的方向。
汽车的转向系由方向盘、传动
机构、转向机构、齿轮、连杆、转向销等组成。
工作原理：汽车转向系统的工作原理类似于杠杆原理。
当驾驶员转动方向盘时，由传
动机构和转向机构传递到齿轮上，齿轮通过转动转向销，使左右前轮分别向左、右方向转动。
在转向过程中，传动机构可以通过转动角度的大小来决定汽车车头的转弯角度。
故障分析：
1. 方向盘难以转动：如果方向盘过于沉重且难以转动，通常原因是转向机构中的液
压油不足或者液压泵故障。
解决方法是检查并添加液压油，或更换液压泵。
2. 转向机位错：当行驶中产生特殊声音或者振动时，可能是由于转向机位错造成的。
这种情况通常需要将转向机拆下并进行修理或更换。
3. 方向盘存在漂移现象：当行驶中方向盘有轻微的漂移现象时，这可能是由于汽车
四轮定位不准确所引起的。
可以到专业修车店进行修正。
4. 方向盘不自动回位：如果转向后，方向盘不能自动回位到原来的位置，通常是由
于转向销等部件的磨损而造成的。
需将转向销换新。
总之，汽车转向系统是汽车驾驶系统中重要的一部分，如出现故障，建议立即到专业
修车店进行检查维修。
12第十二章汽车转向系
结构型式之一， 一般有两级传动副，第一级 是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动 副。 XHQDH
为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并
不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。 转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同 心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合 形成近似圆形断面的螺旋管状通道。 螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道 内。 转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入 螺母侧面的一对通孔中。导管内也装满了钢球。这样， 两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立 的封闭的钢球“流道"。
α ——外轮转向角 β ——内轮转向角 B ——两侧主销间距离 L —— 汽车轴距 转向轮内轮最大偏转角约在34°―42°，最小转弯半径一般为5-12mm。
5. 转向器的传动比及传动效率
1)线位移输出的转向器的传动比：用转向盘每转一圈时 转向器输出轴的线位移的大小来表示； 2)角位移输出的转向器的传动比： 转向器角传动比（i1）=转向盘摆角/转向摇臂摆角 一般货车i1为16-32，轿车 i1为12-22 转向传动机构角传动比（i2）=转向摇臂摆角/同侧转向 轮偏转角 i2 一般为1左右 3)转向系角传动比（iw）= i1× i2 转向器的传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越 小，但转向操纵的灵敏度就会下降。有的汽车转向器在 转向过程的不同阶段，其传动比的大小是不相等的（可 变传动比转向器）。
6)可逆式转向器正传动效率高，逆传动效率也
高；不可逆转向器正传动效率高，逆传动效率 为零；半可逆式转向器正传动效率高，逆传动 效率较低。 7)所有的转向器都要求正传动效率要高，这样 转向力通过转向器时损失少，转向操纵便灵活。 好的转向器应有适当的逆传动效率，使驾驶员 通过操纵转向盘既能对道路情况有明显的"路感"， 但又不能使路面不平对转向盘产生过大的冲击。
汽车转向系的工作原理及故障分析
汽车转向系的工作原理及故障分析汽车转向系是指汽车的转向装置，用来实现驾驶员对车辆的转向控制。
其工作原理是通过将驾驶员施加在方向盘上的力量或手动转向的力量，经过传动机构传递到汽车的各个轮子，使车辆发生转向。
汽车转向系包括以下几个关键部件：1. 方向盘：驾驶员通过方向盘施加力量，控制车辆的转向。
2. 转向柱：将方向盘上施加的力量传递到转向齿轮。
5. 轮子和转向悬挂系统：接受转向机组传递的力矩，并将力矩传递到车辆的轮胎上，实现车辆的转向。
6. 动力转向装置：用来提供辅助力矩，减小驾驶员操纵力度，使转向更加轻松。
在汽车转向系中可能会出现的故障包括以下几种情况：1. 方向盘漂移：方向盘在行驶过程中自动转向一侧，可能是由于轮胎压力不均匀或悬挂系统不平衡导致的。
2. 方向盘沉重：方向盘操纵力度较大，可能是由于转向机组润滑不足或转向齿轮磨损导致的。
4. 方向盘松动：方向盘与转向柱之间存在松动感，可能是由于转向柱连接螺栓松动或悬挂系统损坏导致的。
在发现以上故障时，我们可以进行以下的故障排查和修复：1. 检查轮胎压力是否均匀，如果不均匀则进行调整或更换轮胎。
2. 检查转向机组的润滑情况，如果不足则进行加油或更换润滑油。
3. 检查转向齿轮和轮胎的磨损情况，如果有磨损则进行更换。
4. 检查转向机组的轴承和轮胎是否平衡，如果不平衡则进行修复。
5. 检查转向柱连接螺栓的紧固情况，如果松动则进行调整紧固。
汽车转向系的工作原理是通过驾驶员的力量传递到车辆的轮胎上，实现车辆的转向。
在使用过程中可能会出现方向盘漂移、沉重、抖动和松动等故障，可以通过检查轮胎、润滑情况、磨损情况、轴承和紧固情况等逐步排查和修复。
《汽车转向系》课件
汽车转向系统设计的实践案例分析
案例一
某品牌轿车转向系统的设 计及优化
案例二
某SUV车型转向系统的改 进与性能提升
案例三
电动汽车转向系统的特点 与挑战
汽车转向系统设计的未来发展趋势
智能化
随着自动驾驶技术的不断发展， 转向系统将更加智能化，能够实
齿轮齿条式转向系统主要由转向 盘、转向轴、齿条、齿轮等组成
。
当驾驶员转动转向盘时，力通过 转向轴传递到齿条，齿条的移动 驱动齿轮转动，进而改变汽车的
方向。
齿轮齿条式转向系统的特点是结 构简单、紧凑，传动效率高，转
向力矩传递直接。
循环球式转向系统工作原理
循环球式转向系统主要由转向盘、转 向轴、传动副、螺母、钢球等组成。
转向拉杆球头检查
检查转向拉杆球头是否松动， 防尘套是否完好无损。
转向器固定螺栓检查
确保转向器固定螺栓紧固，无 松动现象。
转向系统的定期保养
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转向油液更换
根据车辆使用情况和厂家建议 ，定期更换转向油液，以保证
转向系统正常工作。
检查转向器
定期检查转向器的工作情况， 如发现异常应及时维修或更换
转向系统的作用
确保驾驶员能够根据需要控制汽 车的行驶方向，提高驾驶安全性 。
转向系统的分类
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机械转向系统
通过驾驶员的体力转动方 向盘来改变汽车行驶方向 。
液压助力转向系统
在机械转向系统基础上增 加液压助力，减轻驾驶员 的体力负担。
电动助力转向系统
采用电动机提供助力，实 现更加灵活和精确的转向 控制。
汽车构造-转向系
机械转向器
转向油罐
转向油泵 转向拉杆
转向动力缸 转向横拉杆 转向节 转向控制阀 梯形臂
2) 液压动力转向系组成与工作原理
• 转向油泵安装在发动机上，由曲轴通过V带驱动运转向 外输出油压. • 转向油罐有进、出油管接头，通过油管分别和转向油泵 和转向控制阀连接。 • 动力转向器为整体式动力转向器，其转向控制阀用以改 变油路。 • 由齿条一活塞和缸体形成R和L两个工作腔组成。R腔为 右转向动力腔，L腔为左转向动力腔，它们分别通过油 道和转向控制阀联接。 • 转向螺杆和齿条一活塞、齿条一活塞和齿扇组成了两对 传动副。 • 转向摇臂一端固接在与扇齿联在一起的转向摇臂轴上， 另一端铰接在转向主拉杆上
通过改变转向摇臂轴的轴向位置即改变齿扇与螺母之间的相对位置来实现的。
3 蜗 杆 指 销 式 转 向 器
(1)组成
东风EQl40型汽车采用的蜗杆双指销式转向器主要由壳体、蜗 杆、曲柄、指销、转向摇臂轴、上盖、下盖、调整螺塞及螺钉等 组成，如图3-5所示。
旋入，间 隙减小； 反之增大。
(2)工作过程
转向传动机构：转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、 转向节、转向梯形。
转向摇臂 转向器 转向轴 转向万向节 转向盘
转向直拉杆
转向节臂 转向节
梯形臂
横拉杆
转向梯形
动力转向器：
以司机体力（小部分）作为转向能源。
以发动机动力（大部分）作为转向能源。
液压动力转向器的工作压力可高达10MPa以上，故其部件尺寸很 小。液压系统工作时无噪声，而且能吸收来自不平路面的冲击。
θ=10º ~15º
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。
汽车转向系的结构组成
汽车转向系的结构组成
汽车转向系统是车辆安全行驶的重要部分，它由多个组件构成，确保驾驶员能够控制车辆的方向。
以下是汽车转向系的主要组成部分：
1. 转向器：转向器是转向系统的核心部件，它连接转向轴和转
向轮，负责将驾驶员的转向动作转化为车轮的转向动作。
转向器通常由方向盘、转向柱、转向器本体和操纵机构等组成。
2. 转向轴：转向轴是连接转向器和转向轮的轴，它将驾驶员的
转向动作传递给转向器。
转向轴通常由轴管、轴承和轴头等组成。
3. 转向操纵机构：转向操纵机构是连接方向盘和转向器的部件，它包括转向柱、转向器操纵装置和转向盘等。
4. 转向传动机构：转向传动机构是将转向器的动作传递给车轮
的部件，它包括转向节臂、横拉杆和前束控制装置等。
5. 转向助力系统：转向助力系统是帮助驾驶员更轻松地操作转
向系统的部件，它通常由助力泵、助力油管和助力活塞等组成。
6. 悬挂系统：悬挂系统是连接车轮和车身的部件，它包括弹簧、减震器和稳定杆等。
悬挂系统不仅影响车辆的操控性能，还对转向系统的性能产生影响。
7. 稳定控制系统：稳定控制系统是帮助控制车辆行驶稳定的系统，它包括制动器、传感器和控制单元等。
稳定控制系统能够感知车辆的动态变化，并通过调整车轮的制动力来控制车辆的行驶轨迹。
这些组件共同构成了汽车转向系统，确保驾驶员能够安全、准确地控制车辆的方向。
了解这些组件的结构和工作原理对于理解汽车转向系统的性能和设计至关重要。
汽车构造-第23章汽车转向系统
04
电控助力转向系统
工作原理
传感器监测转向盘力矩和车速
01
传感器监测驾驶员施加在转向盘上的力矩和车速，并将信号发
送给电控单元。
电控单元计算助力大小
02
电控单元根据传感器信号计算出所需的助力大小，并输出控制
信号。
电机驱动助力机构
03
电机根据电控单元的控制信号，驱动助力机构产生助力，帮助
驾驶员完成转向操作。
汽车构造-第23章汽 车转向系统
目 录
• 汽车转向系统概述 • 机械转向系统 • 液压助力转向系统 • 电控助力转向系统 • 汽车转向系统的维护与保养
01
汽车转向系统概述
转向系统的定义与功能
转向系统定义
汽车转向系统是用来改变或保持 汽车行驶方向的机构。
转向系统功能
确保驾驶员能够按照自己的意愿 控制车辆的行驶方向，提高驾驶 安全性。
液压泵
总结词
液压泵是液压助力转向系统的核心部件，负责产生液压动力。
详细描述
液压泵通常由发动机或电动泵驱动，通过旋转或往复运动将油液加压，产生足 够的液压动力。液压泵的种类很多，常见的有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。
液压缸
总结词
液压缸是液压助力转向系统的执行机构，负责将液压动力转 化为转向力矩。
详细描述
转向轴
转向轴是连接转向器和转向盘的重要 部件，负责将驾驶员的转向操作传递 给转向器。
转向轴的刚度和强度对汽车的操控性 能和安全性有重要影响，因此需要采 用高强度材料和先进的制造工艺。
转向轴通常由轴管和轴头组成，轴管 是轴头的载体，轴头则与转向器连接， 通过轴承和密封件等部件实现转动和 密封功能。
转向器
液压缸由活塞、缸体和密封件等组成，当加压的油液进入液 压缸后，推动活塞杆运动，产生力矩，进而帮助驾驶员完成 转向操作。液压缸的设计和制造要求很高，需要保证密封性 能和耐久性。
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机械转向系：由转向器和转向传动机构组成。
转向器：由方向盘、方向盘转向轴、转向啮合付（转向器）组成。 转向传动机构：由转向臂（转向垂臂）、直拉杆、直拉杆臂、左 右梯形臂、横拉杆、若干球头关节组成。
动力转向系：由机械转向系加转向加力装置构成。
带转向加力器的齿轮齿条式转向器结构示意图 １－车速表 ２－电控装置 ３－储油罐 ４－集邮泵５－齿轮齿 条式转向机 ６－电液传感器 ７－带缓冲器的万向轴
1 7
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调整方法：齿条与齿扇的啮合间隙用侧盖上调整螺钉，改变摇臂轴 轴向位置，因为齿扇沿摇臂轴变齿厚，从而改变啮合间隙。
齿 轮 齿 条 式 转 向 器
齿轮齿条式
结构特点： 齿条布置于汽车横 向，和方向盘转向 轴端部的小齿轮啮 合（齿条可作为转 向横拉杆或其一部 分）。齿轮为齿数 较少，螺旋角较大 的圆柱螺旋齿轮。 设有啮合间隙自动 调整装置，在转向 轴上设柔性连轴节 或减振装置。
２．与独立悬架配用的转向 传动机构 转向桥是断开的，其转向 传动机构的转向梯形也必须 分段，由转向摇臂直接带动 或通过转向直拉杆带动。
弹簧的预紧力可 用调整螺塞调整。
转 向 传 动 机 构
转 向 拉 杆 概 述
第三节
转向传动机构
一、功用 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。 并且使两侧转向轮的偏转角尽可能满足转向梯形理论特性式。 二、类型及组成 １．与非独立悬架配用的转向传动机构 主要包括转向摇臂、转向直拉杆（主拉杆）、转向节臂、（左右）转向梯形臂及 转向横拉杆。
第十二章 汽车转向系
第一节 概述 功用和转向方式： 功用：改变和纠正（保证直行）车辆的行驶方向。 转向方式： 主要有偏转车轮（包括偏转前轮、偏转后轮、前、后轮同时 偏转）、折腰转向、改变传到两侧驱动轮的扭矩等 转向系的分类及组成 按转向能源不同可分为：机械转向系和动力转向系。
汽 车 转 向 系 概 述
方 向 盘 和 转 向 柱
蜗 杆 式 转 向 器
球面蜗杆滚轮式
循环球式
由两付传动付组成。第一付为螺杆螺母循环球式。其主动件为螺杆， 上有近似为半圆形螺纹槽，从动件为螺母，其内也有近似为半圆形 螺纹槽。传动件为循环球，其用倒流管封闭。第二付属齿条齿扇式。 其主动件为螺母上的齿条，从动件为摇臂轴上的齿扇
转向系传动比：
转向系传动比（iw）：指方向盘转角与同侧导向轮偏转角之比。 iw＝iw1×iw2，iw↑则越省力；iw↓则越灵敏。
转向器传动比（iw1）：指方向盘转角与转向器转向摇臂偏转角 之比。 转向传动机构传动比（iw2）：转向器转向摇臂偏转角与同侧导 向轮偏转角之比。一般iw2＝0.85～1.0之间
转 向 原 理
要求 各轮纯滚动及其条件； 转向时汽车各轮纯滚动的条件： 内、外导向轮的转速：ｎ外>ｎ内。 内外驱动轮的转速：ｎ外>ｎ内。（靠差速器保证）
各轮有一共同的瞬时回转中心， 即内外导向轮的偏转角满足：内 >外，即β>α。并且要满足下列 公式： ctgα－ctgβ＝Ｂ／Ｌ 转向梯形理论特性式。 转向轻便（省力）； 转向灵敏（安全、可靠）；可用方 向盘回转圈数表示。 自动回正能力（保持直线行驶）； 可逆适当；其原则是：不打手、又 要有路感。
ห้องสมุดไป่ตู้
工作原理：汽车转向时，驾驶员转动方向盘，通过转向轴、安全 联轴节带动转向齿轮转动，齿轮使齿条轴向移动，带动转向拉杆移 动，使车轮转动。 调整方法： 具有间隙自调能 力。齿条背面的压 块在压紧弹簧弹力 作用下，将齿条压 靠在齿轮上，在预 紧弹力作用下保证 无间隙啮合。并且 可以吸收来自路面 的部分冲击 。