简述转向系统的功用
1 第14章 转向系
湖南工程学院— 汽车构造
2014年11月29日星期六
第2节 机械转向系
二、转向器 功用：增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。 （1）要求：兼顾灵敏性与轻便；
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
（2）传动效率： 通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴)的
过程为正向传动，相应的传动效率称为正传动效率；
有的采用可伸缩式 转向柱，上、下两段转 向柱套装在一起，在发 生碰撞时，上段或下段 可缩进，避免对驾驶员 造成伤害。
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第2节 机械转向系
2、转向柱 转向系中部设有安全转 向柱，它分为上、下转向柱 两段，中间用过渡法兰连接。
如发生撞车，上、 下法兰上的销和孔脱开， 使得转向盘和上转向柱 的后移量很小，从而有 效地保护驾驶员的安全。
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第1节 转向系的功用与种类
2、转向系角传动比
⑴.转向器角传动比iw1 ： 转向盘转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比。 ⑵.转向传动机构传动比iw2 ：
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。
⑶.转向系角传动比i ： i=iw1 iw2
第2节 机械转向系
第一级螺杆 螺母传动副
旋入，间隙减小； 反之增大。
第二级齿条 齿扇传动副
特点：正传动效率 很高，操纵轻便， 使用寿命长。但逆 效率也高，容易将 路面冲击力传到转 向盘上。
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第2节 机械转向系
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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。
转向系统
iω2 节相应的转角增量之比； 节相应的转角增量之比； iω
iω = 4.转向系统的力传动比 4.转向系统的力传动比
向 臂 :转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比； 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比； iω2 = 转 摇
1. 2.转向中心：所有车轮的轴线的交点O 2.转向中心：所有车轮的轴线的交点O 转向中心 3.理想关系式： 3.理想关系式： 理想关系式
B cotα = cot β + L
4.汽车转弯半径 4.汽车转弯半径R : 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 由转向中心 到外转向轮与地面接触点的距离 5.最小转弯半径与外转向轮最大偏转角的关系为: 最小转弯半径与外转向轮最大偏转角的关系为:
∆θ
∆θ转 节 向
∆转盘 θ 向 :两个转向轮所受到的转向阻力与驾驶员作用 iω = iω1iω2 ∆转节 θ 向 在转向盘上的手力之比 ；
iP
5.转向系“ 5.转向系“轻”与“灵”之间的矛盾 ： 转向系 转向系统角传动比越大， 转向系统角传动比越大，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， 向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便越小，在转向 盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也越小— 盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘的手力也越小 而所需的转向盘转角过大——不够灵敏。 不够灵敏。 轻。而所需的转向盘转角过大 不够灵敏 解决办法： 解决办法： 1.采用传动比可变的转向器 1.采用传动比可变的转向器 2.采用动力转向系统 2.采用动力转向系统
三.汽车转向系统的类型和组成
2.动力转向系统 2.动力转向系统 定义： ①定义： 兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向 系统。 系统。
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
转向系统工作原理
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c.蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上， 曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于 蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动， 从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。 这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。
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转向器的结构
a条传动作 为传动机构，常用于 轿车、微型货车和轻 型货车。结构简单， 成本低廉，转向灵敏， 体积小，可以直接带 动横拉杆，在汽车上 得到广泛应用。
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b.循环球式转向器
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，第二级是齿条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车，也用 于部分轻型越野汽车。具有较高的传动效率，操纵起来比较轻便舒 适，机械部件的磨损较小，使用寿命相对较长。 转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，使螺母沿轴向 移动。同时，在螺杆、螺母和钢球间的摩擦力矩作用下，所有钢球 便在螺旋管状通道内滚动，形成“球流”。
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
◆ 图示为机械式转向系统。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。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。
汽车转向系统工作原理
◆ 功用：汽车转向系统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就称为汽车转向系统。
汽车转向系统介绍
优点
可靠性高。 高负载能力。 路感清晰。 助力随速可变，低速时轻盈灵敏，高速稳健厚 重，大大提高行车安全性。
缺点
结构复杂、造价高、维护费用较高。
助力转向系统分类
• 机械式液压助力 • 电子液压助力 • 电动助力转向系统（Electric power steering 简称
液压式四轮转向系统
液压式四轮转向系统如图所示。其后轮的偏转方向始终与前轮偏转 方向相同，且后轮的偏转角不大于1.5°。系统没有采用电子传感器、 计算机控制和先进的传动机构。当车速超过50km／h时，系统才起 作用。倒车时系统不起作用，在后车架上装有双作用液压缸来偏转 车轮。该液压缸的压力油来自后转向液压泵。后转向液压泵由差速 器驱动。只有在前轮转向时，后轮液压泵才工作。
原理
机械式液压助力转向的主要原理是基于机械式 的齿轮齿条转向机构基础上，增加了一整套液力系 统，包括储液罐、液压助力泵、与转向柱相连的机 械阀、转向机构上的液压缸和能够推动转向拉杆的 活塞等等，液压泵由发动机通过皮带驱动，也就是 说只有发动机运转，转向泵才能够运转。
代表车型：常用于微型车如QQ、比亚迪F0等。
汽车转向系统
• 概述 • 功用 • 要求
• 类型 • 四轮转向系统 • 汽车转向技术的发展趋势
四轮转向系统
概述 四轮转向（4WS-four wheel steering）系统是基于一个安装 在后悬架上的后轮转向机构，它能够使驾驶员操纵方向盘时 转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控 制，而且提高了低速时的机动性。即在高速行驶时，将后轮 与前轮同相位转向，以减小车辆转向时的旋转运动（横摆）， 改善高速行驶的稳定性；而在低速行驶时，把后轮与前轮逆 相位转向，以改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向 性。
14 汽车构造-第十三章 汽车转向系统
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第四节 轿车四轮转向系统
二、前轮主动转向系统 为了全面改进汽车在各种使用条件下的转向性能，有的汽车采用前轮主动转 向系，如图13-24所示。
图13-24 前轮主动转向系示意图
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1-转向器 2-电控单元 3-转向电动机 4-转向角度叠加机构
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• 前轮主动转向系的组成见图13-25，它是在电控动力转向系的基础上 增加可变转向传动比的双排行星齿轮机构。
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一、转向操纵机构
1.转向盘
图13-6 转向盘的构造 a)三根辐条 b)四根辐条 c)转向盘外观
1—轮缘 2—轮辐 3—轮毂
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一、转向操纵机构
2.安全转向柱 对于轿车，要求转向柱套管必须备有缓和冲击的吸能装置。安全转向柱 和转向柱套管的吸能装置有多种形式。其基本结构原理是，当受到巨大 冲击时，安全转向柱产生轴向位移，使支架或某些支承件产生塑性变形， 从而吸收冲击能量。
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2.动力转向系统
图13-2所示为液压式动力转向系的结构图。
图13-2 液压式动力转向系结构图
1-转向盘 2-安全转向柱 3-转向传动轴 4-转向万向节 5-护罩 6-转向横拉杆
7-球头销 8-转向器 9-储油罐 10-转向助力泵 11-转向动力缸 12-回油管
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2.动力转向系统
传给转向传动机构。 • 汽车上采用许多种结构形式的转向器，如齿轮齿条式、循环球式等。
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1.齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器的结构与工作原理如图13-8所示。
图13-8 齿轮齿条式转向器工作原理示意图 1-防尘罩 2-转向齿轮 3-转向齿条 4-转向传动轴
简述转向系统的功用
简述转向系统的功用
转向系统是汽车动力系统的一部分,主要作用是将汽车的动力系统的输出转化为向心力,从而使汽车在行驶过程中保持直线行驶和稳定转向。
转向系统的功用包括以下几个方面:
1. 控制汽车的方向:转向系统可以将汽车动力系统的输出转化为向心力,从而控制汽车的方向。
这是因为转向系统可以根据车速、车辆重量等信息,对向心力进行实时计算和调整,从而使汽车保持直线行驶。
2. 增强汽车的行驶稳定性:转向系统可以通过减少车辆转向过度或转向不足的情况,增强汽车的行驶稳定性。
这有助于减少汽车在高速行驶时产生的离心力,避免车辆失控。
3. 提高汽车的操控性:转向系统可以提高汽车的操控性,使汽车在转弯时更加敏捷、舒适。
这是因为转向系统可以根据车辆的行驶状态,对向心力进行实时调整,使汽车在转弯时保持平稳转向。
4. 减少汽车的能耗:转向系统可以减少汽车在行驶过程中的能耗,可以降低汽车的燃油消耗和排放。
这是因为转向系统可以通过减少车辆转向过度或转向不足的情况,从而减少汽车对于空气阻力的消耗。
总之,转向系统是汽车动力系统的重要组成部分,它的功用不仅可以提高汽车的性能和舒适性,还可以降低汽车的能耗和排放。
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简述转向系统的功用
转向系统是汽车中的重要组成部分，它可以使车辆在行驶过程中更加稳定安全。
其主要功用包括以下几个方面：
1. 转向控制
转向系统可以控制车辆的方向，让车辆按照驾驶员的意愿行驶。
驾驶员通过车辆方向盘与转向系统连接，通过控制方向盘的角度和转向系统的反馈力来控制车辆的转向。
转向系统可以将驾驶员的力量转化为车轮的转向力，使车辆沿着预期的路线行驶。
2. 稳定性控制
除了控制方向，转向系统还可以提高车辆的稳定性。
转向系统可以检测车辆的转向角度、速度和加速度等信息，并根据这些信息调整车轮的转向力。
这样可以让车辆更加稳定，减少侧滑、打滑和掉头等现象，提高行驶的安全性。
3. 悬挂系统支持
转向系统还可以支持车辆的悬挂系统。
车辆行驶时，悬挂系统需要承受车辆的重量和颠簸的路面冲击力，这会导致车身的变形和车轮的摆动。
转向系统通过对车轮的转向力进行调整，可以减少车轮的摆动，使车辆更加平稳地行驶。
4. 能量回收
现代转向系统还可以通过能量回收技术节约能源。
当驾驶员在转向时，部分能量会转化为热能散失，但是转向系统可以通过回收这部分能量，将其转化为电能并储存起来，从而提高车辆的能源利用效率。
转向系统是汽车中不可或缺的组成部分，其功能不仅仅是控制车辆的方向，更是提高车辆的稳定性和安全性。
随着科技的不断发展，转向系统也在不断地升级和改进，为人们的出行提供更加便捷、安全和高效的保障。