汽车结构 第23章_汽车转向系统

表示，显
▪ 转向系统角传动比乱越大，则为了克服一定的地面转向阻力矩所需的转向盘
上的转向力矩便越小，从而在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手
力也越小。但过大，将导致转向操纵不够灵敏，即为了得到一定的转向节偏
转角，所需的转向盘转角过大。因此，选取，时应适当兼顾转向省力和转向
灵敏的要求。
▪ 选取 i w 时应适当兼顾转向省力和转向灵敏的要求。转向系角传动比
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特点： 双指销式转向器在中间及其附近位置时，其两指销均与蜗杆啮合，故每 个指销所受载荷较单指销式转向器的指销载荷为小，因而其工作寿命较 长。当摇臂轴转角相当大时，一个指销与蜗杆脱离啮合，另一指销仍保 持啮合，因此，双指销式的摇臂轴转角范围较单指销式为大。但双指销 式结构较复杂，对蜗杆的加工精度要求也较高。
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▪ 转向盘的转动增量与转向摇臂转角的相应增量之比 i w 1 ,称为转向器角
传动比。转向摇臂转角增量与转向盘所在的一侧的转向节的转角相应
增量之比 i w 2 ，称为转向传动机构角传动比。转向盘转角增量与同侧
转向节相应转角增量之比则为转向系角传动比，以
然， iw iw1iw2 。
iw
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从转向盘到转向轴这一系列部件和零件，均属于转向操纵机 构。
由转向摇臂之转向梯形这一系列部件和零件（不包含转向节），均属
于转向传动结构。
目前，许多国内、外生产的新车型在转向操作机构中采用了万向传动 装置（转向万向节和转向传动轴）。这有助于转向盘和转向器等部件和组 件的通用化和桥转向的三轴汽车，由于中轮和后轮的轴线总是平行的， 故不存在理想的转向中心。计算转弯半径的时候，可以用一根与中、 后轮轴线等距离的平行线作为理想的与原三轴汽车相当的双轴汽车 的后轮轴线。
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对于用第一、第三两车桥转向的三轴汽车（图22-4a），可以第二 桥车轮轴线为基线，分别利用
▪ 角与 的理想关系式是：
cot cot B
L
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•由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离，称为车转弯半径。转 弯半径越小，则汽车转向所需场地就越小。当外转向轮偏转角达到最 大值max 时，转弯半径R 最小。
•在理想情况下，最小转弯半径 Rmin 与max 的关系为：
Rmin
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三、转向操纵机构
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1.转向操纵机构的组成和布置
2.转向盘
3.转向轴和转向柱管的吸能装置
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1.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部件和零件属于转向操纵机构。如图所 示，它包括转向盘1、转向柱管2、转向轴15、上万向节8、下万向节11 和转向传动轴9等。
一、汽车转向系的类型和组成 二．两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 三．转向系角传动比
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一、汽车转向系的类型和组成
▪ 转向系可按照转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。
1、机械转向系 2、动力转向系
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1、机械转向系
▪ 机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有转力件都是机械的。 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 23-1所示为机械转向系的组成和布置示意图。
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第二节
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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 二、转向器
三、转向操纵机构
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一、转向器的传动效率及转向盘自由行程
1、转向器传动效率 2、转向盘自由行程
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1、转向器传动效率
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▪ 转向器的输出功率于输入功率之比，称为转向器传动效率。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。称为正效率； 而传动方向与上述相反时求得的效率，则为逆效率。逆效率很高的转 向器很容易经转向传动机构传来的路面反力传到转向轮和转向盘上， 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，发生" 打手"情况。
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转向柱管2中部用橡胶垫3和半圆形冲压转向柱管支架4固定在驾驶室 前围板上，下端插入铸铁转向柱管5的孔中，支座5则固定在转向操纵机 构支架6上。
穿过转向柱管的转向轴15上端借转向节衬套16支承，下端则支承在转 向柱管支座5中的圆锥滚子轴承（图上未示出）上，其轴向位置由转向轴 限位弹簧7限定。转向轴通过双万向节万向传动装置与转向器中的转向蜗 杆相连。下万向节11与转向传动轴9用滑动花键连接。
逆效率略高于不可逆式的转向器，称为极限可逆式转向 器，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
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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。
由上述可见， 采用齿轮齿条式转 向器还可以使转向 传动机构简化，不 需要转向摇臂和转 向直拉杆等。这也 是目前在轿车和微、 轻型载货汽车上应 用日趋广泛的原因 之一。
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2、循环球式转向器
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2、循环球式转向器
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▪ 循环球式转向器也是目前国内、外汽车上较为流行的一种结构形式。循 环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级 是齿轮齿条传动副或滑块曲柄销传动副。
▪ 图23-5所示为红旗 CA7220型轿车的齿轮齿 条式转向器。
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如图所示，在转向齿条的中部用螺栓（图中未显示出来）与转向拉 杆的托架10联接，转向左、右横拉杆11、9的外侧与转向臂13相连（右 转向节臂图中未显示出来）。当转动转向盘时，转向齿轮转动，使与之 啮合的转向齿条沿轴线移动，从而使左、右横拉杆带动左、右转向节移 动，使转向轮偏转，以实现汽车转向。
汽车结构 第23章_汽车转向系统
汽车转向系统
第一节 概 述 第二节 转向器及转向操纵机构 第三节 转向传动机构 第四节 转向加力装置 第五节 转向油罐与转向液压泵
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第一节 概 述
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▪ 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)相对于汽车纵横线偏转一定角度。这 一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系。
主要取决于转向器角传动比 。
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机械转向系同时满足转向省力和转向灵敏要求的程度是很有限的。 因此，普便采用动力转向已成为中型以上的货车和中级以上的轿车转向 系的发展趋势。
汽车的转向操纵性能并不能完全取决于转向系，还与行驶系有关。 汽车在直线行驶中，转向轮会受到偶然出现的地面侧向反力而发生意外 偏转，因而汽车意外转向。为了使汽车稳定地保持直线方向，要求转向 轮偶然发生偏转后能立即自动回到相应于直线行驶的中立位置。在第二 十章所述及的转向主销的后倾和内倾，即是为保证转向轮这一自动回正 性能而在行驶系中所采取的结构措施之一。此外，悬架导向机构的结构 和布置以及轮胎的径向和侧向刚度，都对汽车转向操纵性有很大影响。
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二、转向器
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1、齿轮齿条式转向器 2、循环球式转向器 3、蜗杆曲柄指销式转向器
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1、齿轮齿条式转向器
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1、齿轮齿条式转向器
▪ 齿轮齿条式转向器由于具 有结构简单、紧凑，重量 轻，刚性大，转向灵敏， 制动容易，成本低，正逆 效率很高，而且特别适合 于烛式和麦弗逊式悬架配 用，便于布置等优点，因 此，目前它在轿车和微型、 轻型货车上得到了广泛的 应用。
cot cot B
L 求出第一桥和第三桥两侧车轮偏转角之间的理想关系式，作为设
计上述两车桥的转向梯形的依据。对于利用第一、第二两车桥转
向的四轴车，可以第三、四两桥轴线之间平行线为基线，分别求
出这两转向桥两侧车轮偏转角的近似理想关系。
cot
1
cot
1
B L1
cot
2
cot
2
B L2
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三．转向系角传动比
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。
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为了保证转向器摇臂轴在中间位置时，从转向摇臂13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。