【汽车底盘构造与维修课件】10_1 机械转向系概述
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《汽车底盘构造与维修》教学课件—10机械转向系统
项目一机械转向系统单元三转向系单元三转向系一、汽车转向系统的功用汽车转向系统的功用是按照驾驶人的意愿改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。
二、汽车转向系统的基本组成尽管汽车转向系统的结构形式复杂多样，但转向系统都是由操作机构、转向器和转向传动机构三个基本部分组成。
三、汽车转向系统的分类汽车转向系统按转向动力源的不同，分为机械转向系统和动力转向系统两大类。
机械转向系是以驾驶员的体力(手力)作为转向动力的转向系，其中所有传力部件都是机械的。
动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向动力的转向系。
它是在机械转向系的基础上加设一套转向动力装置，从而减少驾驶员的体力消耗，提高驾驶的舒适性。
一、汽车机械转向系统的组成机械转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。
二、转向操纵机构1.转向操纵机构的功用和组成转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由转向盘、转向轴、转向管柱、万向传动装置等组成图3-1-1 桑塔纳轿车转向操纵机构1-转向盘 2-转向柱管 3-上转向柱 4-下转向柱 5-转向器二、转向操纵机构2.转向操纵机构的分类为了保证驾驶员的安全，同时也为了更加舒适、可靠地操纵转向系，现代汽车（特别是轿车）通常在转向操纵机构上增设相应的安全、调节装置，这些装置主要反映在转向轴和转向柱管的结构上。
根据转向柱结构、形式和功用的不同，分为安全式转向柱、可调节式转向柱两种类型。
二、转向操纵机构2.转向操纵机构的分类（1）安全式转向柱安全式转向柱是在转向柱上设置能量吸收装置，当汽车紧急制动或发生撞车事故时，吸收冲击能量，减轻或防止冲击对驾驶员的伤害。
二、转向操纵机构2.转向操纵机构的分类（1）安全式转向柱二、转向操纵机构2.转向操纵机构的分类（2）可调节式转向柱驾驶员不同的驾驶姿势和身材对转向盘的最佳操纵位置有不同的要求。
为此，一些汽车装设了可调式转向柱，使驾驶员可以在一定的范围内调节转向盘的位置。
汽车底盘构造与维修10(机械转向系统)
图10-4所示为齿轮齿条式转向器，它主要由转向器壳体、转向 齿轮、转向齿条等组成，转向器通过转向器壳体的两端用螺栓固定 在车身(车架)上。
齿轮齿条式转向器结构简单；传动效率高，操纵轻便；重量轻； 由于不需要转向摇臂和转向直拉杆，还使转向传动机构得以简化。
10.2.2 循环球式转向器
循环球式转向器（如图10-5所 示）是目前汽车应用最广泛的－种 转向器。与其它型式的转向器相比， 循环球式转向器在结构上的主要特 点是有两级传动副。第－级传动副 为螺杆—螺母传动副；第二级传动 副为齿条—齿扇传动副。
（2）钢球滚压变形式转向管柱
图10-9所示为－种用钢球连接的分开式转向 柱。当汽车发生碰撞时，转向器总成对转向柱施 加轴向冲击力(第－次冲击)，将连接上、下转向 轴的塑料销钉切断，下转向轴便套在上转向轴上 向上滑动。在这－过程中，上轴和上柱管的空间 位置没有因冲击而上移，故可使驾驶员免受伤害。 如果驾驶员的身体因惯性撞向转向盘(第二次冲 击)，则连接橡胶垫与柱管托架的塑料销钉被切 断，托架脱离橡胶垫，即上轴和上柱管连同转向 盘、托架－起，相对于下轴和下柱管向下滑动， 从而减缓了对驾驶员胸部的冲击。在上述两次冲 击过程中，上、下柱管之间均产生相对滑动。因 为钢球的直径稍大于上、下柱管之间的间隙，所 以滑动中带有对钢球的挤压，冲击能量就在这种 边滑动边挤压的过程中被吸收。
两侧转向轮偏转以实现汽车转向。 4．对转向系的要求 （1） 转向时必须轻巧灵活，转向后车轮能自动回正； （2） 转小弯时,转向盘不必转很多圈； （3） 直向前进时,应稳定且无蛇行现象； （4） 车轮的振动及摆动不致使转向盘转动； （5） 转向时，左、右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于
一点； （6） 转向时，两轮的偏转角应符合一定的规律。
齿轮齿条式转向器结构简单；传动效率高，操纵轻便；重量轻； 由于不需要转向摇臂和转向直拉杆，还使转向传动机构得以简化。
10.2.2 循环球式转向器
循环球式转向器（如图10-5所 示）是目前汽车应用最广泛的－种 转向器。与其它型式的转向器相比， 循环球式转向器在结构上的主要特 点是有两级传动副。第－级传动副 为螺杆—螺母传动副；第二级传动 副为齿条—齿扇传动副。
（2）钢球滚压变形式转向管柱
图10-9所示为－种用钢球连接的分开式转向 柱。当汽车发生碰撞时，转向器总成对转向柱施 加轴向冲击力(第－次冲击)，将连接上、下转向 轴的塑料销钉切断，下转向轴便套在上转向轴上 向上滑动。在这－过程中，上轴和上柱管的空间 位置没有因冲击而上移，故可使驾驶员免受伤害。 如果驾驶员的身体因惯性撞向转向盘(第二次冲 击)，则连接橡胶垫与柱管托架的塑料销钉被切 断，托架脱离橡胶垫，即上轴和上柱管连同转向 盘、托架－起，相对于下轴和下柱管向下滑动， 从而减缓了对驾驶员胸部的冲击。在上述两次冲 击过程中，上、下柱管之间均产生相对滑动。因 为钢球的直径稍大于上、下柱管之间的间隙，所 以滑动中带有对钢球的挤压，冲击能量就在这种 边滑动边挤压的过程中被吸收。
两侧转向轮偏转以实现汽车转向。 4．对转向系的要求 （1） 转向时必须轻巧灵活，转向后车轮能自动回正； （2） 转小弯时,转向盘不必转很多圈； （3） 直向前进时,应稳定且无蛇行现象； （4） 车轮的振动及摆动不致使转向盘转动； （5） 转向时，左、右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于
一点； （6） 转向时，两轮的偏转角应符合一定的规律。
汽车底盘构造与维修ppt课件
分离轴承压装在分离套筒上，分离套筒装在变速器第一轴承 盖上，分离叉是中部带支点的杠杆，拉动分离叉下端便可通过 分离轴承、分离杠杆向后拉动压盘，从而解除压盘对从动盘的 压力。
31
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3.摩擦式离合器的工作原理 (1)离合器接合时的工作 当发动机工作时，飞轮带动离合器主动部分压盘、离合器盖一 起旋转。由于在压紧弹簧的作用下，压盘和从动盘被紧压在飞 轮上，而使从动盘结合面与飞轮、压盘产生摩擦力矩，并通过 从动盘带动变速器第一轴一起旋转，发动机的动力便传给了变 速器。当从动盘与飞轮、压盘间的摩擦力矩大于发动机的输出 扭矩，从动盘与飞轮等速转动，扭矩正常输出；反之，从动盘
(2)液压式操纵机构 液压式操纵机构由踏板、主缸、储液罐、工作缸、分离板、 分离轴承、助力弹簧及管路系统等所组成。 液压操纵机构具有摩擦阻力小、质量轻、操纵轻便、接合
柔和、布置方便、不受车身车架变形的影响等优点，另外由 于采用了吊挂式踏板，提高了车身内的密封性，因此应用较 为广泛。
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五、离合器的常见故障
钉固定于飞轮的后端面上，压盘通过传动片与离合器盖相连， 可作轴向移动，飞轮与曲轴固定在一起，只要曲轴旋转，发 动机动力便可通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动。
27
(2)从动部分 组成:从动盘、从动轴。 从动部分由从动盘和变速器第一轴组成，变速器第一轴通
过轴承支承于曲轴后端中心孔内。
(3)压紧部分 组成:膜片或螺旋弹簧。 压紧装置由膜片弹簧或若
行驶系包括：车架，车桥，悬架和车轮等部分。
3．转向系
汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在 汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关 系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯 运动状态，或者使上述两种运动状态互相转换。
汽车底盘结构与维修图文 (11)
cot cot B
L
式中：B为两侧主销中心距(可近似认为是转向轮轮距)；L为汽车 轴距。
第十一章 机械转向系 图11-1-2 汽车转向示意图
第十一章 机械转向系
这一关系是由转向梯形保证的。所有汽车转向梯形的设计 实际上都只能保证在一定的车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏 转角大体上接近以上关系式。
第十一章 机械转向系
转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张 是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性，所以汽车维 护中应定期检查转向盘的自由行程。一般汽车转向盘的自由行 程应不超过10°～15°，否则应进行调整。
第十一章 机械转向系
第二节 机 械 转 向 器
一、转向器概述 1．功用 转向器的功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的 传动方向。 2．类型 转向器的结构类型较多，一般按转向器中传动副的结构形式 分类，主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚 轮式等形式。
第十一章 机械转向系
2．转向时车轮运动规律 汽车在转向行驶时，要求车轮相对于地面作纯滚动，否则 如果有滑动的成分，车轮边滚边滑会导致转向行驶阻力增大， 动力损耗，油耗增加，也会导致轮胎磨损增加。
第十一章 机械转向系 汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不等的。
对于一般汽车而言，后桥左、右两侧的驱动轮由于差速器的 作用，能够以不同的转速滚过不同的距离。但前桥左、右两 侧的转向轮要滚过不同的距离，保证车轮作纯滚动就要求所 有车轮的轴线都交于一点。侧转向轮偏转角β 大于外侧转向轮偏转角α。α与β的关系是：
蜗杆与两个锥形的指销相啮合，构成传动副。两个指销均 用双列圆锥滚子轴承支承在曲柄上，并可绕自身轴线转动，以 减轻蜗杆与指销啮合传动时的磨损，提高传动效率。销颈上的 螺母用来调整轴承的预紧度，使指销能自由转动且轴向推动无 间隙，调整后用锁片(图中未示出)将螺母锁住。
L
式中：B为两侧主销中心距(可近似认为是转向轮轮距)；L为汽车 轴距。
第十一章 机械转向系 图11-1-2 汽车转向示意图
第十一章 机械转向系
这一关系是由转向梯形保证的。所有汽车转向梯形的设计 实际上都只能保证在一定的车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏 转角大体上接近以上关系式。
第十一章 机械转向系
转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张 是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性，所以汽车维 护中应定期检查转向盘的自由行程。一般汽车转向盘的自由行 程应不超过10°～15°，否则应进行调整。
第十一章 机械转向系
第二节 机 械 转 向 器
一、转向器概述 1．功用 转向器的功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的 传动方向。 2．类型 转向器的结构类型较多，一般按转向器中传动副的结构形式 分类，主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚 轮式等形式。
第十一章 机械转向系
2．转向时车轮运动规律 汽车在转向行驶时，要求车轮相对于地面作纯滚动，否则 如果有滑动的成分，车轮边滚边滑会导致转向行驶阻力增大， 动力损耗，油耗增加，也会导致轮胎磨损增加。
第十一章 机械转向系 汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不等的。
对于一般汽车而言，后桥左、右两侧的驱动轮由于差速器的 作用，能够以不同的转速滚过不同的距离。但前桥左、右两 侧的转向轮要滚过不同的距离，保证车轮作纯滚动就要求所 有车轮的轴线都交于一点。侧转向轮偏转角β 大于外侧转向轮偏转角α。α与β的关系是：
蜗杆与两个锥形的指销相啮合，构成传动副。两个指销均 用双列圆锥滚子轴承支承在曲柄上，并可绕自身轴线转动，以 减轻蜗杆与指销啮合传动时的磨损，提高传动效率。销颈上的 螺母用来调整轴承的预紧度，使指销能自由转动且轴向推动无 间隙，调整后用锁片(图中未示出)将螺母锁住。
汽车底盘构造之转向系概述.pptx
电动机械转向助力器在“主动回位”功能下支持转向 系统回位到正前行驶位置。这可以在任何行驶状态下 提供出色的正中感觉和格外精确的线性导向。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时，正 前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻驾驶 员在正前行驶时的负担。
电动机械转向助力器的优点 电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要
L
L
R = sin α
——称为转向半径。
转向车轮作纯滚动的充要条件是：
ctg = ctgβ+ B L
—外轮转角；β—内轮转角； B—主销中心距； L—汽车轴距
对于双桥转向汽车： ctg α1= ctgβ1+B / L1
ctg α2= ctgβ2+B / L2
转向车轮作纯滚动的必要条件： ββ>>
由转向梯行机构保证。
转向摇臂
2、常流式液压转向加力装置： (转阀式转向控制阀）
转向传动结构
阀芯
阀套
转向动力缸右腔
机械转 向器与 转向动 力缸总
成
转向动力缸左腔
转向控制阀
接转向油罐
转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
直线行驶
向右转
向左转
转向 油泵
转向操纵机构
阀芯 阀套
接转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转 向助力系统可以被取消了。由于不再使用液 压油，所以该转向系统在环境保护方面作出 了重大贡献。
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮方 案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮）命名。 在它们的帮助下，需要的转向力被传导到齿条上。
提供转向助力时，将根据需要控制电动马达。 该系统为驾驶员提供了由行驶条件决定的转向 助力（servotronic电控转向助力系统）。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时，正 前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻驾驶 员在正前行驶时的负担。
电动机械转向助力器的优点 电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要
L
L
R = sin α
——称为转向半径。
转向车轮作纯滚动的充要条件是：
ctg = ctgβ+ B L
—外轮转角；β—内轮转角； B—主销中心距； L—汽车轴距
对于双桥转向汽车： ctg α1= ctgβ1+B / L1
ctg α2= ctgβ2+B / L2
转向车轮作纯滚动的必要条件： ββ>>
由转向梯行机构保证。
转向摇臂
2、常流式液压转向加力装置： (转阀式转向控制阀）
转向传动结构
阀芯
阀套
转向动力缸右腔
机械转 向器与 转向动 力缸总
成
转向动力缸左腔
转向控制阀
接转向油罐
转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
直线行驶
向右转
向左转
转向 油泵
转向操纵机构
阀芯 阀套
接转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转 向助力系统可以被取消了。由于不再使用液 压油，所以该转向系统在环境保护方面作出 了重大贡献。
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮方 案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮）命名。 在它们的帮助下，需要的转向力被传导到齿条上。
提供转向助力时，将根据需要控制电动马达。 该系统为驾驶员提供了由行驶条件决定的转向 助力（servotronic电控转向助力系统）。
汽车底盘构造与维修转向系统
汽车底盘构造与维修转 向系统
2023年5月13日星期六
第一节 转向系统概述
• 转向系统由转向管和转向盘、转向器、转向传动系 统三个主要部分组成。如图4-1所示。 •驾驶员通过转动转向盘，转向盘便带动转向器的转向传 动装置，然后，转向传动机构带动前轮偏转，控制汽车行 驶方向。 • 转向系统的形式有多种，但均有上述三个部分组成 ，不同之处在于是否采用动力转向系统以及转向器的形式 不同。
• 各种转向盘和转向管柱的不同之处有：吸能式或可伸缩式 转向管柱、倾角司调式转向盘、转向角锁止器，以及转向信号 灯和闪光器控制开关的位置。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第二节 转向器
•1. 齿轮齿条式转向器 •2．循环球式转向器 •3．转向传动机构
1. 齿轮齿条式转向器
• 大部分前轮驱动的轿车中，齿轮一齿条式转向系已成为标 准配置。齿轮-齿条式转向系与麦弗逊滑柱配合使用，可为发动 机横置提供更大的空间。 • 齿轮齿条式转向器由齿条及与之相配合的齿轮（叫作小齿 轮）组成。当转动转向盘和转向轴时，由于小齿轮与齿条上的 齿啮合，使得齿条在壳体内左右移动。同时使得转向传动机构 中的其它杆件运动，并带动前轮偏转。这个系统对于转向轻便 性要求高的小轿车来说非常实用。它是一个直接的转向机构， 比基本转向传动机构具有更高的传动效率。图4-2所示为一个 带有壳体和横拉杆的完整的齿轮一齿条式转向系。
三、整体式动力转向器
• 在图4-13中，齿扇轴 是由活塞和循环球螺母总成驱 动的。通常，转动转向盘，螺 杆跟着转动，从动力转向泵出 来的压力油进入转向器中。平 衡位置时，活塞两边均进油， 使活塞处于稳定位置。当汽车 直线行驶时，活塞两边的油压 相等；当转动转向盘时，高压 油进入活塞的一侧，另一侧回 油，来帮助活塞和循环球螺母 总成的移动，从而使驾驶员操 纵转向盘轻便。
2023年5月13日星期六
第一节 转向系统概述
• 转向系统由转向管和转向盘、转向器、转向传动系 统三个主要部分组成。如图4-1所示。 •驾驶员通过转动转向盘，转向盘便带动转向器的转向传 动装置，然后，转向传动机构带动前轮偏转，控制汽车行 驶方向。 • 转向系统的形式有多种，但均有上述三个部分组成 ，不同之处在于是否采用动力转向系统以及转向器的形式 不同。
• 各种转向盘和转向管柱的不同之处有：吸能式或可伸缩式 转向管柱、倾角司调式转向盘、转向角锁止器，以及转向信号 灯和闪光器控制开关的位置。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第二节 转向器
•1. 齿轮齿条式转向器 •2．循环球式转向器 •3．转向传动机构
1. 齿轮齿条式转向器
• 大部分前轮驱动的轿车中，齿轮一齿条式转向系已成为标 准配置。齿轮-齿条式转向系与麦弗逊滑柱配合使用，可为发动 机横置提供更大的空间。 • 齿轮齿条式转向器由齿条及与之相配合的齿轮（叫作小齿 轮）组成。当转动转向盘和转向轴时，由于小齿轮与齿条上的 齿啮合，使得齿条在壳体内左右移动。同时使得转向传动机构 中的其它杆件运动，并带动前轮偏转。这个系统对于转向轻便 性要求高的小轿车来说非常实用。它是一个直接的转向机构， 比基本转向传动机构具有更高的传动效率。图4-2所示为一个 带有壳体和横拉杆的完整的齿轮一齿条式转向系。
三、整体式动力转向器
• 在图4-13中，齿扇轴 是由活塞和循环球螺母总成驱 动的。通常，转动转向盘，螺 杆跟着转动，从动力转向泵出 来的压力油进入转向器中。平 衡位置时，活塞两边均进油， 使活塞处于稳定位置。当汽车 直线行驶时，活塞两边的油压 相等；当转动转向盘时，高压 油进入活塞的一侧，另一侧回 油，来帮助活塞和循环球螺母 总成的移动，从而使驾驶员操 纵转向盘轻便。
工程机械底盘构造转向系PPT课件
第四节 履带式车辆转向系
一、履带式车辆的转向原理
a）绕某回转中心转向
b）原地转向
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二、转向离合器
转向离合器一般多片常接合式摩擦离合器， 其工作原理与多片式主离合器相类似。
转向离合器分干式和湿式两种。前者的主 要缺点是摩擦系数不稳定和摩损快；后者由于 摩擦片浸于油中工作，采用油泵循环冷却，所 以摩擦系数较稳定，摩擦片的磨损较小，且散 热不易烧坏摩擦片，这就大大提高了转向离合 器的使用寿命，减少调整次数。其缺点是摩擦 系数小，需要大的压紧力。目前大功率的工程 机械一般都采用湿式离合器。
第7页/共21页
二、转向传动机构
• （一）转向垂臂 • （二）转向纵拉杆 • （三）转向横拉杆
转向垂臂
转向纵拉杆
转向横拉杆
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第三节 液压动力转向系
• 轮式工程机械由于使用条件十分恶劣、 机体沉重、轮胎尺寸较大，又经常行驶 在施工现场的道路上，转向阻力矩大， 转向频繁。若用机械式转向将难以达到 操纵轻便和转向迅速的目的。为了减轻 驾驶员的疲劳，多数工程机械都采用液 压动力转向系统。
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液压动力转向的工作原理
1-油箱 2-溢流阀 3-油泵 4-量孔 5-单向阀 6-安全阀 7-转向滑阀 8反作用阀
9-阀体 10-复位弹簧 11-转向第螺10页杆/共1221页-转向螺母 13-纵拉杆 14-转
ZL50型装载 机转向系
1-前车架 2-后车架 3-垂直铰销 4-前驱动桥 5-后驱动桥 6-水平铰销 7-转向油缸 8-转向油缸 9-转向阀 10-转向器螺杆 11-转向垂臂 12-随动杆
第11页/共21页
全液压转向系液压原理
液压泵从油箱吸油相转向 器内的转阀供油，当车辆直 线行驶时，压力油经转发后 不流经计量马达，直接流回 油箱，转向时，油泵供压力 油经转向阀，计量马达置相 应的油缸达到转向的目的， 计量马达时起反馈作用，以 保证驾驶员转动转向盘的角 度和转向轮偏转的角度相适 应。
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•式中 B—两侧主销轴线与地面交点之间的距离，也称为轮距；
• L—汽车轴距。由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离 R称为汽车的转弯半径。转弯半径越小，则汽车转向所需场地越 小，其机动性就越好。由图10-3可知，当前外转向轮偏转角达到 最大值αmax时，转弯半径R有最小值。在图示理想情况下，最小 转弯半径Rmin与αmax的关系为：
•10.1.2 转向系的基本组成
•尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵 机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。
• 1．转向操纵机构 • 驾驶员操纵转向器的工作机构，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。
•1．转向中心与转弯半径
•汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O叫 做转向中心（图10-3）。这样才能保证各车轮在转向过程中均做 纯滚动，避免汽车在转向时轮胎与地面间产生滑动使轮胎严重 磨损。由图10-3中的几何关系可见，汽车转向时内转向轮的偏转 角β大于外转向轮偏转角α。在车轮为刚体的假设条件下，内、 外两转向轮偏转角满足下面的关系式：
•汽车的转向操纵性能并不完全取决于转向系，它还与行驶系有关。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， 从而使汽车意外地转向。为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮 偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。车轮定位即是保证 转向轮自动回正性能的结构措施之一。
•10.1.4 转向系常用术语
• 2．动力转向系
• 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。它是在机 械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向 所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过 转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立 承担汽车转向任务。图10-2所示为一种液压式动力转向系的组成和液压转向加 力装置的管路布置示意图。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，便转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。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。这样，为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶 员需要加于转向盘上的转向力矩，比采用机械转向系时所需的转向力矩小得多。 另外，采用液压动力转向系还可提高汽车行驶的安全性。
•汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来 改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。汽车行驶 方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 （一般是前轮）的偏转角度实现的。转向系不仅可以 改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶， 而且还具有只动回复到直线行驶位置的功能，可以克 服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复 汽车原来的行驶方向。
•4．对转向系的要求
• 汽车转向系是保证汽车安全行驶的重要装置之一，因此要求它工作可 靠，操纵要轻便灵活，要保证转向车轮的转向运动规律正确稳定，并且要 使车轮在转向时只滚动不滑动。转向机构还应能减弱或避免地面施加在转 向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要使驾驶员通过转向盘对转向过程 中车轮与地面之间的运动情况保持适当的“路感”。另外，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。
图10-3 汽车转向示意图
• 2．转向梯形与前展
•为了使汽车能够顺利地转向，并保持汽车转向时，转向轮只有向前的滚动而 没有横向的滑动，转向传动机构必须使转向轮的滚动轨迹符合一定的规律，即 前内转向轮偏转角β大于前外转向轮偏转角α（ ），如图10-4a所示。如果汽 车在转向时，两前转向轮的偏转角相同，那么各轴轴线就不可能相交于一点， 而是交于两点 (图10-4b)，这时各车轮也就不可能绕同一中心滚动，运动轨迹也 将发生改变。若使两转向轮自由滚动，它们的运动轨迹就有逐渐相互靠近的趋 势。然而两车轮是安装在同一轴的两端，轮距B是不变的，这样当汽车转向时， 转向轮就要产生边滚边滑的现象，便行驶阻力增加，转向困难，并加速轮胎的 磨损。
2.动力转向系统
图10-1 机械转向系示意图 1-转向盘 2-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
图10-2 动力转向系示意图 1-转向盘 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
第10章 机械转向系 主编 贺大松
•学习目标 •1．了解机械转向系的基本组成和工作原理。 •2．学习什么是转向盘自由行程并学会检查、调整转向盘自由行程。 •3．学会各种典型机械转向器的检查和调整方法。 •4．掌握常见机械转向系的故障现象和诊断排除方法。
•10.1 概述
•10.1.1 转向系的功用
• 3．转向传动机构
•将转向器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。
•10.1.3 转向系的类型及工作原理
• 按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系 两大类。
• 1．机械转向系
•以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传 力件都是机械的。图10-1所示就是一种机械式转向系。需要转向 时，驾驶员对转向盘l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 （图10-1所示转向系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。
• L—汽车轴距。由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离 R称为汽车的转弯半径。转弯半径越小，则汽车转向所需场地越 小，其机动性就越好。由图10-3可知，当前外转向轮偏转角达到 最大值αmax时，转弯半径R有最小值。在图示理想情况下，最小 转弯半径Rmin与αmax的关系为：
•10.1.2 转向系的基本组成
•尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵 机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。
• 1．转向操纵机构 • 驾驶员操纵转向器的工作机构，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。
•1．转向中心与转弯半径
•汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O叫 做转向中心（图10-3）。这样才能保证各车轮在转向过程中均做 纯滚动，避免汽车在转向时轮胎与地面间产生滑动使轮胎严重 磨损。由图10-3中的几何关系可见，汽车转向时内转向轮的偏转 角β大于外转向轮偏转角α。在车轮为刚体的假设条件下，内、 外两转向轮偏转角满足下面的关系式：
•汽车的转向操纵性能并不完全取决于转向系，它还与行驶系有关。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， 从而使汽车意外地转向。为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮 偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。车轮定位即是保证 转向轮自动回正性能的结构措施之一。
•10.1.4 转向系常用术语
• 2．动力转向系
• 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。它是在机 械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向 所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过 转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立 承担汽车转向任务。图10-2所示为一种液压式动力转向系的组成和液压转向加 力装置的管路布置示意图。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，便转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。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。这样，为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶 员需要加于转向盘上的转向力矩，比采用机械转向系时所需的转向力矩小得多。 另外，采用液压动力转向系还可提高汽车行驶的安全性。
•汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来 改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。汽车行驶 方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 （一般是前轮）的偏转角度实现的。转向系不仅可以 改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶， 而且还具有只动回复到直线行驶位置的功能，可以克 服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复 汽车原来的行驶方向。
•4．对转向系的要求
• 汽车转向系是保证汽车安全行驶的重要装置之一，因此要求它工作可 靠，操纵要轻便灵活，要保证转向车轮的转向运动规律正确稳定，并且要 使车轮在转向时只滚动不滑动。转向机构还应能减弱或避免地面施加在转 向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要使驾驶员通过转向盘对转向过程 中车轮与地面之间的运动情况保持适当的“路感”。另外，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。
图10-3 汽车转向示意图
• 2．转向梯形与前展
•为了使汽车能够顺利地转向，并保持汽车转向时，转向轮只有向前的滚动而 没有横向的滑动，转向传动机构必须使转向轮的滚动轨迹符合一定的规律，即 前内转向轮偏转角β大于前外转向轮偏转角α（ ），如图10-4a所示。如果汽 车在转向时，两前转向轮的偏转角相同，那么各轴轴线就不可能相交于一点， 而是交于两点 (图10-4b)，这时各车轮也就不可能绕同一中心滚动，运动轨迹也 将发生改变。若使两转向轮自由滚动，它们的运动轨迹就有逐渐相互靠近的趋 势。然而两车轮是安装在同一轴的两端，轮距B是不变的，这样当汽车转向时， 转向轮就要产生边滚边滑的现象，便行驶阻力增加，转向困难，并加速轮胎的 磨损。
2.动力转向系统
图10-1 机械转向系示意图 1-转向盘 2-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
图10-2 动力转向系示意图 1-转向盘 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
第10章 机械转向系 主编 贺大松
•学习目标 •1．了解机械转向系的基本组成和工作原理。 •2．学习什么是转向盘自由行程并学会检查、调整转向盘自由行程。 •3．学会各种典型机械转向器的检查和调整方法。 •4．掌握常见机械转向系的故障现象和诊断排除方法。
•10.1 概述
•10.1.1 转向系的功用
• 3．转向传动机构
•将转向器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。
•10.1.3 转向系的类型及工作原理
• 按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系 两大类。
• 1．机械转向系
•以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传 力件都是机械的。图10-1所示就是一种机械式转向系。需要转向 时，驾驶员对转向盘l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 （图10-1所示转向系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。