汽车转向系统结构与要求
汽车转向系统.
1—轮圈
2—轮辐
3—轮毂
2．转向轴、转向柱管及其吸能装置
转向轴是连接转向盘和转向器的传动件， 转向柱管固定在车身上，转向轴从转向 柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬 套上。
轿车除要求装有吸能式转向盘外， 还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击 的吸能装置。转向轴和转向柱管吸能装 置的基本工作原理是：当转向轴受到巨 大冲击而产生轴向位移时，通过转向柱 管或支架产生塑性变形、转向轴产生错 位等方式，吸收冲击能量。
1．液压助力转向系统 1）常压式 其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向 位置，也无论转向盘保持静止还是运动状态，系 统工作管路中总是保持高压。
2）常流式液压 助力转向系统
其特点是 转向油泵始终 处于工作状态， 但液压助力系 统不工作时， 基本处于空转 状态。多数汽 车都采用常流 式液压助力转 向系统。
2．液压助力转向系统的转向控制阀 1）滑阀式转向控制阀
阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀， 称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀。
2）转阀式转向控制阀
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。
3．常流式液压助力转向系统的结构布置方案
机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组 装在一起，这种三合一的部件称为整体式动力转向器。另一 种方案是只将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该 部件称为半整体式动力转向器，转向动力缸则做成独立部件。 第三种方案是将机械转向器作为独立部件，而将转向控制阀 和转向动力缸组合成一个部件，称为转向加力器。
4、转向盘自由行程：
转向盘在空转阶段中的角行程。
自由行程过大：转向不灵敏。 自由行程过小：路面冲击大，驾驶员过度紧张。
转向操纵机构
转向系统的组成
01
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转向系统的组成
1. 转向操纵机 构
转向操纵机构是驾驶 员用来操作转向的部 件，它包括方向盘、 转向轴、转向柱等
转向系统的组成
2. 转向器
转向器是转向系统的核心部件，它是一个减 速机构，将方向盘的转动速度降低，同时将 转向力矩放大。转向器一般采用蜗轮蜗杆结 构或者行星齿轮结构
转向系统的组成
3. 转向传动机 构
转向传动机构将转向 器的输出力矩传递到 车轮，同时改变车轮 的转向角度。它包括 转向摇臂、转向直拉 杆、转向节臂等部件
转向系统的组成 4. 助力转向系统
助力转向系统是帮助 驾驶员更轻松地操作 转向的系统。它包括 液压助力转向系统和 电动助力转向系统。 液压助力转向系统利 用液压油和叶片泵来 提供助力，电动助力 转向系统则利用电动 机和减速机构来提供 助力
3
总结
总结
转向系统是汽车的重 要组成部分，它决定 了汽车行驶的稳定性
和安全性
转向系统的主要功 能是通过驾驶员的 操纵，改变或维持
汽车的行驶方向
其组成包括转向操 纵机构、转向器、 转向传动机构和助 力转向系统等部分
这些部件协同工作， 使驾驶员能够轻松 地控制汽车的行驶 方向，提高驾驶的
舒适性和安全性
转向系统的组成
-
目录
CONTENTS
1
转向系统概述
2
转向系统的组成
3
总结
2
1
转向系统概述
转向系统概述
转向系统是汽车的重要组成部分， 它决定了汽车行驶的稳定性和安 全性
转向系统的主要功能是通过驾驶 员的操纵，改变或维持汽车的行 驶方向
汽车转向系统转向系
齿轮齿条式转向器特点
1. 结构简单紧凑、质量轻，刚性大。 2. 转向灵敏，正、逆效率都较高，制造容易，成
本低。 3. 省略了转向摇臂和转向直拉杆，使转向传动机
构简化，适合与麦弗逊式独立悬架配用，常用 于轿车、微型货车和轻型货车。
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3-D Pie Chart
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a.转向摇臂
转向器传动副与直拉杆之间的传动件。
循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转 向器通过转向摇臂与转向直拉杆相连。 转向摇臂的大端与转向器摇臂轴采用 锥形细三角花键连接，以调整安装位 置到正确角度、同时起到压紧和定位 的作用。小端通过球头销与转向直拉 杆作空间铰链连接。
无先兆的偏头痛诊断标准： 1符合下述2~4项，发作至少5次以上； 2头痛发作持续4——72小时（未经治疗或治疗 无效）； 3具有以下特征，至少2项： a 单侧性； b 搏动性； c 中重度影响日常活动； d 活动后头痛加重
国际头痛协会(2004)诊断标准
4 发作期间有下列之一；恶心和 呕吐；畏光和畏声；
发病机制
5-HT能神经元异常：
大脑本身有调节自身循环的能力。通过蓝斑的儿茶酚胺 能神经元及中缝核的5一羟色胺(5-HT)神经元通路调节大脑 的微循环。在血液中5-HT位于血小板致密体中，血小板活 化时释出。5-HT使血管壁产生无菌性炎症，并通过一种类 型的受体使脑血管收缩导致局部脑血流量(rCBF)下降引起 头痛。
蜗杆曲柄指销式转向器
汽车设计 第九章 转向系设计
(1) 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。 (2) 保证汽车有较高的机动性(转弯半径小)。 (3) 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 (4) 汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自激振动，转向盘没有摆动。 (5) 悬架导向机构和转向传动机构共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应尽 可能小。 (6) 操纵轻便，转向时，施加在转向盘上的切向力，对乘用车不应超过150～200N，对商 用车不应超过500N。 (7) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态。 (8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 (9) 在车祸中，当转向盘和转向轴由于车架或车身变形而后移时，转向系应有能使驾驶 员免遭或减轻伤害的防伤装置。 (10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
cot 3 K 4L
m0.11~0.15K
23
《汽车设计》电子教案
9.6.2 整体式转向梯形机构的设计
初选了 和m以后，还需要校核这个梯形是否能满足 要求，可以应用作图法进行校核。具体的作法如下： (1) 首先按式(9-54)初选转向梯形臂长m；按式(9-53) 初选底角 ，画出中间位置时的转向梯形图，如图 9.26所示； (2) 再给出一系列内轮转角，通过作图求得对应的外轮 转角。 (3) 分别以A和B为原点， i 把 和 o 画在图上，如图 9.26所示。每对射线有一个交点，把这些交点连接起 来，就得到在选定的梯形底角下的实际特性曲线。
24
《汽车设计》电子教案
9.6.3 断开式转向梯形机构的设计
1．双横臂独立悬架横拉杆断开点位置确定
1) 三心定理法
乘用车转向系统功能安全要求和试验方法
乘用车转向系统功能安全要求和试验方法乘用车转向系统在汽车中起着至关重要的作用，它直接影响了驾驶员操控车辆的能力和车辆行驶的安全性。
乘用车转向系统的功能安全要求和试验方法显得尤为重要。
在本文中，我将从不同角度对乘用车转向系统的功能安全要求和试验方法进行全面评估和探讨，以帮助读者深入了解这一主题。
1. 乘用车转向系统的功能安全要求乘用车转向系统的功能安全要求包括但不限于以下几个方面：1）系统可靠性要求：乘用车转向系统必须具备高度可靠性，确保在各种道路和天气条件下能正常工作，不因外界因素干扰而出现失灵情况。
2）系统稳定性要求：乘用车转向系统在高速行驶和紧急避险情况下，需要保持稳定性，确保车辆能够准确、迅速地响应驾驶员的操作指令，保证行驶的平稳和安全。
3）系统灵活性要求：乘用车转向系统需要具备一定的灵活度，能够根据不同驾驶场景和需求进行自适应调整，提高驾驶员操控车辆的舒适度和安全性。
2. 乘用车转向系统的功能安全试验方法针对乘用车转向系统的功能安全要求，需要建立相应的试验方法来验证系统性能和安全性。
常用的试验方法包括但不限于以下几种：1）静态试验：通过对乘用车转向系统的静态性能进行试验，包括系统的灵敏度、稳定性和可靠性等方面的验证，以此来评估系统的基本功能安全性能。
2）动态试验：在模拟实际行驶情况下，对乘用车转向系统进行动态试验，包括在不同速度和路况下的试验，以验证系统的稳定性和灵活性。
3）恶劣环境试验：对乘用车转向系统在恶劣天气条件下的工作情况进行试验，包括在特殊温度、湿度和降雨等恶劣环境条件下的试验，以验证系统的可靠性和稳定性。
总结与回顾乘用车转向系统的功能安全要求和试验方法是确保车辆行驶安全的重要保障。
通过对系统的可靠性、稳定性和灵活性等方面的全面评估和试验，可以有效地提高乘用车转向系统的安全性能，保障驾驶员和乘车人员的安全。
在未来的研究和发展中，还需要进一步完善和优化乘用车转向系统的功能安全要求和试验方法，以应对不断变化和复杂化的驾驶环境和需求。
汽车动力转向系统结构组成
汽车动力转向系统结构组成汽车动力转向系统是指通过发动机的动力来实现转向控制的系统。
它由多个组成部分组成，包括转向机构、转向助力装置和转向控制单元等。
转向机构是汽车动力转向系统的核心部件，它负责将驾驶员的转向指令转化为车轮的转向运动。
常见的转向机构有齿轮齿条式、螺杆滚珠式和齿轮齿轮式等。
其中，齿轮齿条式是应用最广泛的一种，它通过齿轮和齿条的配合实现转向。
螺杆滚珠式转向机构则通过螺杆和滚珠的配合来实现转向，具有转向力矩大、精度高的特点。
齿轮齿轮式转向机构是一种高精度的转向机构，它通过齿轮和齿轮的配合来实现转向，具有结构简单、传动效率高的特点。
转向助力装置是汽车动力转向系统中的重要组成部分，它通过增加转向力矩来减轻驾驶员转向的力量。
常见的转向助力装置有液压助力转向装置、电动助力转向装置和电液助力转向装置等。
液压助力转向装置通过液压泵和液压缸的配合来实现转向助力。
电动助力转向装置通过电动机和转向传感器的配合来实现转向助力。
电液助力转向装置则是将液压助力转向装置和电动助力转向装置相结合，既能实现转向助力又能提高转向精度。
转向控制单元是汽车动力转向系统的控制中枢，它通过接收传感器信号和驾驶员的转向指令，控制转向助力装置和转向机构的工作。
转向控制单元可以根据车速、转向角度和路面状况等参数来调整转向助力的大小，以提供最佳的转向操纵感觉和稳定性。
目前，大多数汽车动力转向系统都采用电子控制的转向控制单元，它具有响应速度快、可调性强的特点。
除了上述的组成部分，汽车动力转向系统还包括传感器、电源和通信线路等。
传感器用于感知车辆的转向角度、速度和加速度等信息，以便转向控制单元做出相应的调整。
电源则为转向助力装置和转向控制单元提供电力。
通信线路则用于传输传感器信号和控制指令。
汽车动力转向系统的结构由转向机构、转向助力装置、转向控制单元、传感器、电源和通信线路等多个组成部分组成。
这些部件相互配合，共同实现了驾驶员的转向指令转化为车轮的转向运动，为驾驶员提供了舒适、精准的转向操纵感觉。
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。
转向系统的组成及其分类
转向系统的组成及其分类转向系统是指用于控制车辆运动方向的一组装置和方法。
它通过操纵车辆的前轮或后轮，使车辆能够改变行驶方向。
转向系统的主要组成包括转向装置、转向机构和转向控制系统。
转向装置是指由转向手柄（方向盘）、转向柱、转向齿轮等组成的部件，用于传递驾驶员的操纵力到转向机构。
转向机构是指将驾驶员的操纵力转化为车辆前轮或后轮的转动力矩的装置。
常见的转向机构有齿轮齿条机构、齿轮摆线机构和滚珠丝杠机构等。
转向控制系统是指用于感知和控制车辆行驶方向的一组传感器、执行器和控制器。
其中，传感器负责感知车辆的姿态、速度和转向角度等参数，执行器负责控制转向机构的运动，控制器负责处理传感器的信号并发出相应的控制指令。
根据转向机构的位置和控制方式的不同，转向系统可以分为前轮转向系统和后轮转向系统。
前轮转向系统是指通过控制前轮的转动来改变车辆行驶方向的系统。
它是最常见的转向系统类型，广泛应用于各类乘用车和商用车中。
前轮转向系统可以进一步分为机械式转向系统和电动助力转向系统。
机械式转向系统是一种传统的转向系统，它通过机械装置传递驾驶员的操纵力到车辆的前轮，实现转向控制。
机械式转向系统结构简单、可靠性高，但操纵力较大，操作相对较为费力。
现代的机械式转向系统通常采用齿轮齿条机构，通过转向柱和方向盘上的手柄传递操纵力到齿轮，再通过齿轮带动齿条，使车辆的前轮转动。
电动助力转向系统是一种利用电动机辅助转向的系统。
它通过电动助力转向器来感知驾驶员的操纵力，并通过电动机产生适当的辅助力矩，减小驾驶员操纵的力量。
电动助力转向系统具有操纵力较小、操作轻便的特点，提高了驾驶的舒适性和操控性能。
此外，电动助力转向系统还可以通过控制电动机的工作参数来实现不同的转向感觉，如舒适、标准和运动等模式。
后轮转向系统是指通过控制后轮的转动来改变车辆行驶方向的系统。
与前轮转向系统相比，后轮转向系统在车辆转弯时能够提供更好的操控性能和稳定性。
后轮转向系统可以分为机械式后轮转向系统和电动式后轮转向系统。
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转向系角传动比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
转向系角传动比越大，转向越省力，但转向灵敏
度较降小低，。一般iω1为较1大。，货车为汽16车-32转，向轿车系为统12结-2构0；iω2 和要求
转向盘的自由行程
定义： 转向盘空转阶段的角行程，称为转向盘的自由行程。
计算转向中心时用一个与中、
后轴线等距的平分线作为假想
轴线。
汽车转向系统结构 和要求
第一、第三轴为转向桥的三轴汽车 前轴
cotα1=cotβ1+B/L1 后轴
cotα2=cotβ2+B/L2
L1、L2分别为一轴、三轴
到二轴的距离。
转向梯形需要满足上式 的设计要求。
汽车转向系统结构 和要求
第一、第二轴为转向桥的四轴汽车 以三四轴之间的平分线为转向基线。
汽车转向系统结构 和要求
可逆式转向器：逆效率很高的转向器，可以将路面阻力完全 反馈到转向盘，驾驶员路感好，可以实现方向盘的回正，但 可能发生“打手”现象。
汽车转向系统结构 和要求
第2节 转向操纵机构
2.1 转向操纵机构
a.转向操 纵机构: 转向盘到 转向器之 间的所有 零部件总 称。
汽车转向系统结构 和要求
1. 转向盘
1.轮缘 2.轮辐 3.轮毂，轮毂细 牙内花键与转向 轴连接
转向盘上装有喇叭按钮，有些 轿车的转向盘上还装有车速控 汽车转向系制统开结关构和安全气囊。 和要求
汽车转向系统结构 和要求
采用独立悬架的 机械转向系统： 左、右横拉杆
汽车转向系统结构 和要求
1.2两侧车轮偏转角之间的理想关系
为避免在汽车转向时加大对车轮 的磨损，希望汽车转向时每个车轮 都作纯滚动。即要求所有车轮的轴 线都相交于一点。
汽车内轮转角β与外轮转角α 之间的关系如下：
cotα=cotβ+B/L
盘时，网格部分或波纹管汽部车分转将被向压系缩统产结生构塑性变形，吸收冲击能量。 和要求
第3节 转向器
1. 转向器传动效率
转向器的传动效率—— 转向器的输入功率与输出功率的比值称为转向器的效率。
转向器的正效率： 功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转向横拉杆或摇臂）输出的 传动效率； 转向器的逆效率： 功率由转向传动机构输入，由转向轴输出的传动效率 。
采用非独立悬架
➢转向器 ➢转向传动机构
转向摇臂； 转向直拉杆； 转向节臂； 转向梯形机构。
万向传动装置(转向万向节和转向传动轴)作用： ➢ 方便布置； ➢ 消除安装误差和安装支架变形引起的 不利影响；
➢ 可以方便的实现转向盘和转向器等部
汽车转向件系的统通结用构化和系列化。 和要求
采用非独立悬架的机械式转向系统工作过程
B—两侧主销轴线与地面相交点的 距离；
L—汽车的轴距。
R为汽车转弯半径； O为汽车转向中心。
汽车转向系统结构 和要求
汽车转弯半径： R=L/sinα
汽车最小转弯半径：
当外转向轮偏转角α达到最大值 αmax时，转向半径最小:
Rmin=L/sinαmax
只用前轴转向的三轴汽车，由 于中、后轮总是平行的，因此 不存在理想的转向中心。
汽车转向系统结构和要求
汽车转向系统结构和要求
第1节 概 述 汽车转向系统的定义： 用来改变或者恢复汽车行驶方向的专设机构的总称。
汽车转向系统的功用：？
保证汽车能按驾汽驶车员转的向意系愿统进结行构直线或转向行驶 。 和要求
1.1汽车转向系统类型和组成 a.汽车转向系统的分类 按汽车转向系统能源的不同分为：
方向盘 转向管柱 转向操纵 橡胶垫 机构支架 支座
转向管支架
转向轴和转向柱管吸能装置的
基本工作原理是：当转向轴受
到巨大冲击而产生轴向位移时 ，通过转向柱管或支架产生塑
转向管柱
性变形、转向轴产生错位等方
式，吸收冲击能量。
汽车转向系统结构 和要求
转向轴衬套 转向轴
(1) 转向轴错位缓冲下源自缘盘上凸缘盘 当发生猛烈撞车时，转向轴上的上、下凸缘盘的
机械转向系统
以驾驶员的体力为转向能源，其中所有的传力件都 是机械零件。
动力转向系统
兼用驾驶员的体力和发动机(或电动机)动力为转向能 源，其转向系统中需要增加动力转向装置。
汽车转向系统结构 和要求
b.汽车转向系统的组成
机械转向系统的组成:
➢转向操纵机构
方向盘； 转向管柱； 转向轴； 转向传动轴; 转向万向节。
前轴:
后轴:
cotα1=cotβ1+B/L1 cotα2=cotβ2+B/L2
汽车转向系统结构 和要求
1.3 转向系的角传动比
转向盘
转向器
转向器角传动比iω1 ：转
向盘的转角增量与转向摇 臂转角的相应增量之比
转向摇臂
转向节
转向传动机构角
传动比iω1 ：转向
摇臂转角增量与转 向盘所在一侧的转 向节的转角相应增 量之比。
产生原因：
转向系统中传动件之间存在安装间隙。在转向开始阶段，所施加的转 向力矩很小，用来克服转向系统内部摩擦，使个传动件开始运动直到 间隙完全消除。
作用：
可以缓和路面冲击，避免驾驶员过分的紧张和疲劳；但过大转向盘 自由行程会降低转向灵敏度。转向盘自由行程比较理想的情况是不超过 10°～15°。当零件磨损使转向盘自由行程超过25°～30°时必须进行 调整。
转向传动轴分为上、下两段，下转向传动轴装在上转向传动 轴的孔中，发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动轴插 入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收冲击能 量。
汽车转向系统结构 和要求
(3) 转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲
网格状转向柱管
波纹管式转向柱管
网格状或波纹管式转向柱管吸能装置:当发生猛烈撞车导致人体冲撞转向
销子与销孔脱汽开车，转缓向和系冲击统，结吸构收冲击能量。 和要求
(2) 转向轴错位和支架变形缓冲
转向柱管通过支架 和U形金属板固定在 仪表板上。 当驾驶员身体撞击 转向盘后，转向管 柱和支架将从仪表 板上脱离下来向前 移动。这时，一端 固定在仪表板上而 另一端固定在支架 上的U形金属板就会 产生扭曲变形并吸 收冲击能量。
转向盘内部由成形的 金属骨架构成，外面 包柔软材料。
汽车碰撞时，转向盘 骨架应该发生变形， 以吸收碰撞的能量。
汽车转向系统结构 和要求
2. 转向轴、转向柱 管及其吸能装置
转向柱管固定在车身上，支承 着转向盘； 转向轴是连接转向盘和转向器 的传动件；转向轴从转向柱管 中穿过，支承在柱管内的轴承 和衬套上。