第23章-汽车转向系统汽车构造
汽车构造教学课件PPT汽车转向系统
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液压转向控制阀
液压转向控制阀是液压动力转向系统中的控制油液流动方向的核
心部件，有滑阀式和转阀式两种。
阀体相对壳体沿轴向移动控制油液流量的转向控制阀称为：滑
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汽车转向原理
汽车转向时，要顺利转向应使各车轮没有滑动现象，须有 一个瞬时中心，汽车以此中心做圆心来回转运动。因轮距影响， 前两轮转弯半径不同，所以转角也不同，内侧轮永远大于外侧 轮。
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汽车转向原理
因英籍德国人阿克曼 （Ackerman）首先完成内外转 向轮转角关系的推导，故上式
1. 动力转向系统概述 2. 液压转向控制阀 3. 动力转向器 4. 转向油源
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作 业：
1. 分析发动机前置前轮驱动布置方案的优缺点。 2. 汽车前轮定位参数主要有哪些？各定位参数是怎样起
作用的？
3. 子午线轮胎和普通斜交胎相比，结构上的主要区别是是 什么？有什么优点？
目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指
销式、循环球－齿条齿扇式等。
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二、齿轮齿条式转向器
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齿轮齿条式转向器
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齿轮齿条式转向器的特点
20《汽车构造》电子教案机械转向系统
《汽车构造》电子教案-机械转向系统教案章节：一、机械转向系统的概述教学目标：1. 了解机械转向系统的定义和作用。
2. 掌握机械转向系统的组成部分及工作原理。
教学内容：1. 机械转向系统的定义和作用：机械转向系统是汽车转向系统的一种，它通过机械连接实现转向操作，使汽车能够改变行驶方向。
2. 机械转向系统的组成部分：机械转向系统主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构等组成。
3. 机械转向系统的工作原理：转向操纵机构产生的转向力通过转向器放大，传递给转向传动机构，使车轮产生转向运动。
教学活动：1. 教师通过图片和实物展示，向学生介绍机械转向系统的定义和作用。
2. 教师通过图示和讲解，向学生介绍机械转向系统的组成部分。
3. 教师通过动画和实际操作演示，向学生讲解机械转向系统的工作原理。
教学评估：1. 教师可以通过提问方式检查学生对机械转向系统的定义和作用的理解。
2. 教师可以通过提问方式检查学生对机械转向系统的组成部分的记忆。
3. 教师可以通过实际操作演示，检查学生对机械转向系统工作原理的理解。
教案章节：二、机械转向系统的分类教学目标：1. 了解机械转向系统的分类及特点。
2. 掌握不同类型机械转向系统的组成和应用。
教学内容：1. 机械转向系统的分类：机械转向系统可分为两大类，一类是机械式转向系统，另一类是液压助力转向系统。
2. 机械式转向系统的特点：机械式转向系统结构简单，可靠性高，但转向助力较小，适用于小型车辆。
3. 液压助力转向系统的特点：液压助力转向系统具有较大的转向助力，适用于大型车辆和高速行驶。
教学活动：1. 教师通过图片和实物展示，向学生介绍机械转向系统的分类及特点。
2. 教师通过图示和讲解，向学生介绍不同类型机械转向系统的组成和应用。
教学评估：1. 教师可以通过提问方式检查学生对机械转向系统分类及特点的理解。
2. 教师可以通过提问方式检查学生对不同类型机械转向系统组成和应用的记忆。
教案章节：三、机械转向系统的组成部件教学目标：1. 了解机械转向系统各组成部件的功能。
汽车转向系统结构及特点PPT课件
三、动力转向器
1. 齿轮齿条式液压动力转向器
2. 循环球式动力转向器
循环球式动力转向器由循环球式的机械转向器、动力缸、 转阀式转向控制阀、行程卸荷阀、部分管路等组成。
循环球式汽车动力转向器
（1）转向控制阀的作用是控制转向液压油的流向、实 现转向助力。
转向直拉杆
3. 转向横拉杆
转向横拉杆用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋， 一端为左旋，与横拉杆接头旋装连接。
4. 转向节臂和梯形臂
转向节臂和梯形臂 1—左转向梯形臂 2—转向节 3—锁紧螺母 4—开口销 5—转向节臂 6—键
二、与独立悬架配用的转向传动机构
与独立悬架配用的转向传动机构示意图
要实现正确的转向，必须有一个转向中心，同时满足 内转向轮偏转角β 和外转向轮偏转角α 的关系是：
ctgα=ctgβ+B/L 式中： B——两主销中心距离，
L——汽车轴距。
第二节 转向操纵机构 学习目标
1.掌握转向操纵机构的工作原理。 2.掌握转向操纵机构主要零部件的结构。
转向操纵机构的作用是产生转动转向器所必需的操纵 力，并具有一定的调节和安全性能。
三、转向管柱
1. 可分离式安全转向操纵机构
上海桑塔纳轿车可分离式安全转向操纵机构 a)正常工作位置 b)转向盘受撞击时转向操纵机构工作情形 1—下转向轴 2—上转向轴 3—转向管柱 4—可折叠安全元件
5—转向盘 6—凸缘 7—驱动销 8—半月形凸缘盘
2. 缓冲吸能式转向操纵机构
钢球滚压变形管柱
波纹管
2. 转阀式转向控制阀
通过阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀， 称为转阀式转向控制阀，简称转阀。
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。
《汽车构造转向系》PPT课件
的齿条相啮合；即：
第二节 转向器 及转向操纵机构
一、转向器传动效率及转向盘自由行程
1、转向器传动效率
正传动效率 h+ = 转向摇臂的输出功率 / 转向轴的输入功率
（传动方向与之相反时所求得的效率称为逆传动效率 h－）
h值
特点
可逆式转向 器
气袋组成与工作原理
一种体积比较大，即使乘客不 系安全带也能起到良好的保护作 用，主要在美国市场，因为美国 法规对安全带的佩戴没有强制性。
一种体积较小，与安
全带配合使用，是将安全 气袋与安全带共同组成一 个乘员保护系统使之达到 最佳的乘员保护效果。这 种气袋主要在欧洲市场应 用，因为欧洲对安全带的 佩戴有强制性要求。
《汽车构造转向系》PPT 课件
机械式转向系的工作过程
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，工作滞后时间短，而且能吸收来自
不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获
转向系的传动比 iω主要由转向器的传动比 iω1决定。
∵ i = M从/ M主= n主/ n从
∴ iω1越大，操纵越省力、轻便；但不能实现迅速转向，即灵敏性较差。 反之， iω1过小，灵敏性增加，但司机操纵费力，易疲劳。
解决矛盾的措施：（1）采用动力转向器
（2）采用变速比转向器
例如：齿轮齿条式变速比转向器：
ctg ＝ X+B
L
R
ctg = ctgβ+ B X
L
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。
汽车构造下习题库
第十三章汽车传动系统概述1．汽车传动系统的基本功用是什么？2．汽车传动系统有哪几种类型？各有什么特点？3．越野汽车4×4传动系统与普通汽车4×2传动系统相比，在结构上有哪些不同？第十四章离合器1．汽车传动系统中为什么要安装离合器？2．为何要求离合器从动部分的转动惯量要尽可能小？3．为了使离合器结合柔和，常采取什么措施？为了保证离合器良好的通风散热，在结构上可采取哪些措施？4．膜片弹簧离合器与螺旋弹簧离合器相比有何优缺点？拉式膜片弹簧离合器和推式膜片弹簧离合器在结构上有和不同？两者相比，有何优缺点？5．试以东风EQ1090E型汽车离合器为例，说明从动盘和扭转减振器的构造和作用。
6．离合器的操纵机构有哪几种？各有何特点？第十五章变速器分动器1．在普通变速器中，第二轴的前端为什么采用滚针轴承支撑？为了润滑滚针轴承，在结构上都采取了哪些措施？2．在变速器的同步器中，常把接合齿圈与常啮斜齿轮制成两体（二者通过花键齿连接），这是为什么？接合齿圈把由常啮斜齿轮传来的转矩传给接合套，但接合齿圈的齿宽较小而常啮斜齿轮的齿宽却较大，这是什么道理？3．在变速器中采取防止自动跳档的结构措施有哪些？既然有了这些措施，为什么在变速器的操纵机构中还要设置自锁装置？4．请按P.49图15-8红旗CA7220型轿车的016变速器绘制传动示意图。
第十六章液力机械传动和机械式无级变速器1．自动变速器的类型有哪些？各由哪些部分组成？2．试述液力变矩器的工作原理和液力变矩器特性。
3．在液力变矩器导轮的轴上为什么要装单向离合器？4．在汽车上采用液力机械变速器与采用普通机械变速器相比，有何优缺点？5．在液力变矩器中由于安装了导轮机构，故使涡轮的转矩不同于泵轮输入的转矩，你能用直观的方式说明此道理吗？6．简述CVT的工作原理。
第十七章万向传动装置1．举例说明万向传动装置主要应用在什么地方？2．试用一种与书中所述不同的方法来证明单十字轴式万向节传动的不等速性。
汽车转向系统各部分结构作用图解
汽车转向系统各部分结构作用图解汽车转向系统各部分结构作用图解一.机械转向系统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.机械转向器上图是一种机械式转向系统。
驾驶员对转向盘1施加的转向力矩通过转向轴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矩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。
二.转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
三.机械转向器齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。
1.转向横拉杆2.防尘套3.球头座4.转向齿条5.转向器壳体6.调整螺塞7.压紧弹簧8.锁紧螺母9.压块 10.万向节 11.转向齿轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承两端输出的齿轮齿条式转向器如图d-zx-5所示，作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中，其上端通过花键与万向节*10和转向轴连接。
与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相连。
弹簧7通过压块9将齿条压*在齿轮上，保证无间隙啮合。
弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整。
当转动转向盘时，转向器齿轮11转动，使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。
中间输出的齿轮齿条式转向器如图d-zx-6所示，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉杆7相连。
在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。
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一、与非独立悬架配用转向传动机构
与非独立悬架配用的转向传动机构示意图
1、转向摇臂
大端与转向器中的摇臂轴相连， 小端与转向直拉杆铰接。
摇臂
摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向 两边摆动时摆角大致相同。
2、转向直（主）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，三者之间的连接件都是球形铰链。
转向盘在空转阶段的角行程称为转向 盘的自由行程。
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§23.2 转向操纵机构
一、转向操纵机构的组成
东风EQ1090E型汽车转向纵机构和转向器的布置图
二、转向操纵机构的部件及安全装置
轮缘（轮圈）
轮毂 轮辐 轮辐
轮缘（轮圈）
转向盘的构造
网络状转向柱管
波纹状转向柱管
对转向系统的要求：
1、要求工作可靠，操纵轻便。 2、转向机构还应能减小地面传到转向盘上的冲击
分类：
按工作介质分 液压式：工作时无噪声，工作滞后时间短，且能吸收来 自不平路面的冲击。 气压式：以压缩空气为动力源，并采用气压制动的车。
按机械式转向器、转向动力缸和转向控制阀三 者在转向装置中的布置和联接关系的不同分类：
★整体式：机械式转向器、转向动力缸和转向控制 阀三者设计为一体。
★半整体式：把机械式转向器和转向控制阀设计在 一起，转向动力缸独立。
第二十三章 汽车转向系统
概述 转向器 转向传动机构 动力转向
§23.1 概述
功用：
改变或恢复汽车行驶方向的专设机构。
组成：
转向操纵机构 转向器 转向传动机构
一、分类和组成
机械转向系
转向摇臂
转向器
转向轴
转向直拉杆
转向万向节
转向节臂
转向盘
转向节 梯形臂
横拉杆
转向梯形
转向减振器 机械转向器
转向盘自由行程：转动转向盘消除传动副之间的间隙
后，车轮才偏转，此时转向盘转过的角度为转向盘自 由行程。
二、齿轮齿条式转向器
转向过程：
转向盘－转向轴－万向节 －转向器－转向轮
齿轮齿条式转向器构成
1.转向横拉杆 2.防尘套 3.球头座 4.转向齿条 5.转向器壳体 6.调整螺塞 7.压紧弹簧 8.锁紧螺母 9.压块 10.万向节 11.转向齿轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承
2．转向传动机构角传动比 iω2
转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角 增量之比
3．转向系统角传动比 iω
转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比
iω=iω1`iω2 4．转向系统的力传动比 ip
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，它与角传动比iω成正比。
四、转向盘的自由行程
转向横拉杆 转向节臂 转向节
转向盘 安全转向轴
转向轮
红旗CA7220型轿车机械转向系统
动力转向系 北京吉普切诺基汽车的动力转向系统
二、两侧转向轮 偏转角之间的 理想关系式
三轴汽车一、三桥转向
四轴汽车双前桥转向
多轴汽车转向示意图
三、转向系统传动比
1．转向器角传动比 iω1
转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比
齿轮齿条传动的基本工作原理
壳体 转向齿条
支承套
A-A放大图
捷达轿车齿轮齿条式转向器
右转向横拉杆
U形支架和橡胶管
装向器总成
副车架总成
前
左转向横拉杆
捷达轿车转向器的布置
齿轮齿条式转向器特点：
简化传动机构，不需要转向摇臂和转向直拉杆等。
应用：
奥迪 上海桑塔纳 天津夏利 福特福克斯、宝来 南京依维柯轻型货车
，并保持适当的"路感"。 3、当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免
对驾驶员的伤害。
回首页
功用：
§23.3 转向器
增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。
一、转向器的传动效率
正向传动：作用力从转向盘传到转向摇臂的过程。
逆向传动：转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘。
极限可逆式转向系：当地面冲击力很大时，冲击力才 能传到转向盘上，即正效率远大于逆效率的转向器。
3、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，转动横拉杆体，可改变横拉 杆的总长度，来调节前轮前束。
二、与独立悬架配用转向传动机构
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§23.5 液压助力转向系统
功用：
在转向阻力较大时，可以减轻驾驶员的疲劳强度， 改善转向系统的技术性能。
二、循环球式转向器
循环球式转向器的组成及工作原理
三、蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器的组成及工作原理
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Hale Waihona Puke §23.4 转向传动机构功用：
将转向器输出的力传给转向轮，且使二转 向轮偏转角按一定的关系变化，实现汽车顺利 转向。
要求：
较大的刚度和强度 吸收振动、缓冲
分类：
后置式、前置式 非独立悬架配用转向传 动机构、独立悬架配用 转向传动机构
助力转向的分类，助力转向系统的组成和工作原 理，助力转向器的结构原理，转向油泵的结构和 工作原理。
四轮转向的原理，电控四轮转向系统的基本结构 原理，四轮转向系统中传感器的结构及原理。
★分离式：机械式转向器独立，把转向控制阀和转 向动力缸设计为一体。
液压动力转向系统示意图
l.转向操纵机构 2.转向控制阀 3.机械转向器与转向 动力缸总成 4.转向传动结构 5.转向油罐 6.转向油泵 R.转向动力缸右腔 L.转向动力缸左腔
小结
机械转向系的分类，机械转向系的构成，与非独 立悬架配用的转向系的转向操纵机构的特点，循 环球式转向器结构、原理，转向摇臂，转向主拉 杆，转向横拉杆的结构，与独立悬架配用的转向 系的安全转向柱的特点，齿轮齿条转向器的结构、 原理，转向减震器的作用 。