转向系

三、动力转向的组成
四、动力转向的工作原理
五、典型整体式动力转向
一）组成
3-短轴(接转阀)； 4-扭杆轴(接阀体) ；12-转阀；13-阀 体；14-下端轴盖 ；17-转向螺杆； 18-转向摇臂轴； 19-齿条-活塞； 22-壳体31-进油口 座及止回阀；32进有口；33-出油 口；
二、工作原理
3）波纹管变形吸能式转向操纵机构的转向轴和转向 管柱都分成两段，上转向轴和下转向轴之间通过细花 键结合并传递转向力矩，同时它们二者之间可以作轴 向伸缩滑动。在下转向波轴的外边装有波纹管，它在 受到压缩时能轴向收缩变形并消耗冲击能量。它的下 转向管柱的上端套在上转向管柱里面，但二者不直接 连接，而是通过管柱压圈和限位块分别对它们进行定 位。
汽车在低速旋转时，车辆行进方向与轮胎方向 大概可视为一致，在各轮大部份不会产生旋转 向心力(cornering force )。四轮行进方向的垂 直线会交于一点，车辆就以该点为中心(旋转中 心)旋转。 低速旋转时之行车轨迹，二轮转向(2W5)车(前 轮转向)时，因为后轮不转向，旋转中心差不多 在后轴的延长线上。 4WS车的情形，是把后轮逆相转向，旋转中 心比2WS车更靠近车辆，亦即回转半径较小。 在低速旋转，前轮转向角若相同，则4WS车的 回转半径可较小，小转弯性能良好，内轮差也 可缩小。在轿车时，后轮逆相转向s度，则最 小回转半径约为50公分，内轮差可减少10公分。
当汽车撞车时，下转向管柱向上移动，在第一 次冲击力的作用下限位块首先被剪断并消耗能 量，与此同时转向管柱和转向轴都作轴向收缩。 当受到第二次冲击时，上转向轴下移，压缩波 纹管使之收缩变形并消耗冲击能量。
第22－4 转向传动机构
一、功用
1. 将转向器输出的力传给车轮，且使转向 轮偏转角一定的关系变化。 2. 缓和车轮传来的冲击力
三、转向系的工作原理
转向系工作原理 （以齿轮齿条转向器为例）
四、转向理论特性关系式
要减少汽车转弯时的转向阻力与减 少轮胎磨损，各轮都作纯滚动左右轮摆角 之间的关系（转向梯形理论特性关系式） cotα＝cotβ+B/L α－外轮摆角 β－内轮摆角 B－两主销距 L－两轴距

五、汽车转弯半径
第22- 5
动力转向
一、为什么要采用动力转向
1. 转向轻便； 2. 转向灵敏。
二、动力转向的分类
以动力源分：液压 气压。 动力缸、控制阀、转向器相互位置分： 1）整体式：动力缸、转向器、转向控制阀三位一 体； 2）半整体式：转向器、转向控制阀一体，动力缸 单独布置； 3）转向加力器：转向器一体、动力缸、转向控制 阀一体制成一体。
典型的转向器
一、循环球式转向器
循环球式转向器是目前国内外应用最 广泛的结构型式之一， 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。

一）组成与工作原理
1.螺杆螺母传动副 螺杆：锥轴承支承在壳体上 螺母：制成等高齿条。内半圆形内螺纹，只能周 向移动，不能转动。 钢球：装到螺杆与螺母之间。 2.齿轮扇齿传动副 扇齿：制成变齿厚的扇齿。与摇臂轴制成一体。
二）特点
传动效率高，结构简单。
三、调整
第22－3 转向操纵机构
转向操纵机构由转向盘、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。 1. 方向盘（舵轮） 为了司机有很好的视野， 方向盘上部的空一般较大。
2. 转向轴
1）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，它的上部与转向盘固 定连接，下部装有转向器。 2）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的工作角度(转向轴的传动 方向)和转向盘的高度(转向轴轴向长度)的机构， 以方便不同体型驾驶员的操纵。
汽车转弯半径 由转向中心Ｏ到外转 向轮与地面接触点的 距离Ｒ称为汽车转弯 半径。
R L / sinα
六、汽车最小转弯半径
方向盘打 到底，由转向 中心Ｏ到外转 向轮与地面接 触点的距离Ｒ 称为汽车最小 转弯半径。 7~12m

七、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）。
第二十二 章
22－1 概述
转向系
一、转向系的作用与分类
改变或恢复汽车的行驶方向 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。
(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。
1.转向横拉杆 2.防尘套 3.球头座 4.转向齿 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
工作原理
齿轮齿条传动副 无间隙啮合装置：弹簧通过 压块将齿条压到齿轮上，保证无间隙啮合
长度可调的转向拉杆一端铰接在齿条上， 另一端铰接在转向节臂上。转向减震器一端 支承在壳体上，另一端铰接在齿条上。
二、与非独立悬架配 用的转向传动机构转向
一）转向摇臂
二）转向主拉杆
三) 转向横拉杆
三、与独立悬架配用
的转向传动机构
一、组成（一）
1－左梯形臂；2－左转向横拉杆；3－转向摆臂；4－转向 直拉杆；5－摆杆；6－右转向横拉杆；7右梯形臂；8－悬 架右摆臂；9－悬架左摆臂
一、组成（二）
1. 左梯形臂；2－横拉杆；3－左内横拉杆；4－调节杆； 5－左外横拉杆；6－转向器；7－左摆臂；8－右摆臂
拉杆系零件: 1. 左梯形臂；2－横拉杆；3－左内横拉杆；4－调节杆； 5－左外横拉杆；6－转向器；7－左摆臂；8－右摆臂
作业
1.转向系的作用是什么？ 2. 转向系由哪几部分组成 3. 什么是转向盘自由行程？它的大小对汽车的转向 操纵机构有何影响？它的值一般有多大？ 4. 转向梯形理论特性关系式是什么？ 5. 如何调整循环球式转向器啮合间隙？
4WS车在中高速之旋转性能
直向行进之汽车转弯时，由车辆的重心点变化行进方 向的公转，与该重心点周围的车辆自转之两种运动合成来 进行。图B 表示2WS车高速旋转时之车辆状况。首先，若 前轮进行转向，前轮胎就产生滑动角α，并产生旋转向心 力，车身开始自转。结果，使车身偏向后轮也产生滑动角 β，后轮也产生旋转向心力，四轮的力量就分担自转与公 转力，随着取得平衡进行旋转。可是速度愈高向心力增大， 因此与其取得平衡之旋转向心力也不得不增大，给与前轮 更大的滑动角不得不产生大的旋转向心力，而且，因为后 轮也会给与相似的滑动角，就发生使车身产生更大的自转 运动之必要性。可是，速度愈高更增加车身自转运动之不 稳定性，容易产生车辆旋转(spin)或横滑。
2）钢球滚压变形式结构的转向管柱分为上、下两 段，上转向管柱比下转向管柱稍细，可套在下转向 管柱的内孔里，二者之间压入带有塑料隔圈的钢球。 隔圈起钢球保持架的作用，钢球与上、下转向管柱 压紧并使之结合在一起。在撞车时，上下管柱在轴 向相对移动，这时钢球边转动边在上、下转向管柱 的壁上压出沟槽，从而消耗了冲击能量。
1. 当汽车直线行驶时
2. 当汽车转弯行驶时
2. 当汽车转弯行驶时
第22-6节 4轮转向
在一般汽车，以操纵方向盘使前轮的轮胎 转向发挥转弯机能，但四轮转向是后轮的 轮胎也可转向之系统。四轮转向（4WS） 目的，在低速行驶时作逆相转向（前轮与 旋转方向为逆向）使旋转时小转弯性能良 好，中高速时为同相转向（前轮与旋转方 向为同方向），以提高在高速时之车道变 换或旋转时操纵稳定性。
二、组成（转向操纵机构、转向器、转向传动机构）
转向盘、转向轴、转向传动轴、转向器、摇臂、主 拉杆、转向节臂、转向节、梯形臂、转向横拉杆
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，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。
转向螺母 齿扇
转向摇臂
二）啮合间隙调整 －转向盘自由行程调整
改变转向摇臂 轴的轴向位置即改 变扇齿与螺母之间 的相对位置就可改 变齿轮齿条啮合间 隙
三）传动副的特点
1. 正反传动效率高90％～95％； 2. 操纵轻便，使用寿命长；
二、齿轮齿条式转向器
一）齿轮齿条式转向器构成
3. 可分离式安全转向操纵机构
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。
4.缓冲吸能式转向操纵机构
1）网状管柱变形式
1-塑料销 2-上转向轴 3-下转向轴 4-凸缘盘 5-下托架 6-转向管柱 7-塑料安全销 8-上托架
八、转向盘自由行程
汽车处于直线行驶位置时，从转动 转向盘到车轮开始偏转对应的转向盘转 角，称为转向盘自由行程。
第22-2 转向器
一、转向器的作用
1．减速增扭 2．改变传力方向。
二、分类
1.按照传动可逆性分类
1）可逆式转向器