汽车转向系统的分类
Steering training
循环球式转向器
Vehicle steering system
让我们来学习一下
动力转向系统
Vehicle steering system
动力转向系统 概念 为了减轻驾驶员的疲劳疲劳强度，提高驾驶的舒适 性，在机械转向系的基础上加设一套转向助力装置 而形成动力转向系。
Vehicle steering system
Vehicle steering system
电子助力转向 EPS
2、安装方便 EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，与液压动力转向系统相比减少 了许多元件，没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等， 元件数目少，装配方便，节约时间。
Vehicle steering system
Vehicle steering system
电子助力转向 EPS
5、回正性好 EPS系统结构简单，不仅操作简便，还可以通过调整EPS控制器的软件，得 到最佳的回正性，从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性。
Vehicle steering system
让我们来复习一下
Let’s review
Vehicle steering system
Vehicle steering system
Vehicle steering system
• • • • • Training objectives: 1.汽车的转向系统概念和功用 2.转向系统的分类 3.各种类型转向系统的结构及特点 4.动力转向系统的发展趋势及未来
Vehicle steering system
分类 动力转向系统
液压助力转向
HPS(hydraulic power steering)
电子助力转向
转向系
左转向时
二、转向油泵
进油口
叶片式油泵
出油口
叶片式转向油泵工作过程
功用： 将转向器输出的力传给转向轮，且使二 转向轮偏转角按一定的关系变化，实现汽 车顺利转向。 要求： 较大的刚度和强度 吸收振动、缓冲 分类： 前置式、后置式 非独立悬架配用转向传动机构、独立悬
一、与非独立悬架配用转向传动机构 1、转向摇臂 • 大端与转向摇臂轴 • 相连，小端与转向拉杆 绞接。
接转向节臂
接转向摇臂
3、转向横拉杆
两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装到 横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。横拉杆体两 端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋 松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，可改变横拉 杆的总长度，来调节前轮前束
二、与独立悬架配用转向传动机构
1—转向摇臂；2—转向直拉杆；3—左转向横拉杆；4—右转 向横拉杆；5—左梯形臂；6—右梯形臂；7—摇杆；8—悬 架左摆管；9—悬架
动力转向系
转向油罐 机械转向器 转向摇臂 转向油泵
转向拉杆
转向动力缸 转向横拉杆 转向控制阀 梯形臂
转向节
§17.2
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。 • 概念： • 正向传动： • 作用力从转向盘传到转向摇臂的过程。 • 逆向传地面冲击力很大时，冲击力才能传到转向盘上，即正效率 • 远大于逆效率的转向器。 • 转向盘自由行程： 转动转向盘消除传动副之间的间隙后，车轮才偏转，此时转 向盘转过的角度为转向盘自由行程。
特点：
• • • •
简化传动机构，不需要转向摇臂和转 向横拉杆等。 应用： 上海桑塔纳 天津夏利 南京依维柯轻型货车
作业
1、什么是转向盘的自由行程？它的大 小对汽车转向操纵有何影响？一般为多 大？ 2、目前在轻型轿车和货车上为何 多采用齿轮齿条式转向器？
转向系统的组成
转向系统的组成
1 转向系统
转向系统是汽车的重要性能之一，其宗旨是用来帮助车辆操纵方
向的。
转向系统的性能对车辆的安全尤其重要，它能够使车辆保持平稳、精确的行车状态。
因此，转向系统的质量是决定汽车安全的关键。
2 组成
转向系统大致组成为转动支架、转向机构和转向助力器等三部分。
转动支架主要包括轮辋、轮毂和轮胎等，是连接轮胎和其他汽车
设备的关键件。
转向机构是汽车操纵转向设备，主要由两个部分组成，即：转向轴、转向盘和转向拉杆等，是转向系统的重要节点。
转向助力器主要由转向助力器支架、转向助力器、压力转换器等
组成的液压机构，能够有效地将来自发动机的动力转换为对车辆转向
性能的增强作用。
3 维护
像转动支架、转向机构以及转向助力器等都是汽车转向系统的要素，今天发动机的安全运行、提高性能和延长使用寿命，都有很大的
关系。
因此，车主在使用的过程中，要注意及时进行保养维护，确保
设备的安全可靠性，保证车辆的安全和稳定性。
第七章 汽车转向系统设计
马 天
力矩反算载荷，动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向
飞
盘轮缘上的最大瞬时力（700N）。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45，淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢导程角必须大于摩擦角，通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律
车
➢由于转向传动机构角传动比近似为1，因此转向器的角传动比变化
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化，则
教
➢汽车低速急转弯行驶时，转向阻力矩大，应选用大些的转向器
案
角传动比；
➢汽车以较高车速转向行驶时，转向轮转角较小，转向阻力矩也
案
2．分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述
底盘组成部分-转向系统组成介绍
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
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）组成与工作原理
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
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19-2 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. 按照结构形式分类
1）循环球式转向器 2）齿轮齿条式转向器 3）球面蜗杆滚轮式转向器 4）曲柄指销式转向器 5）蜗轮蜗杆式转向器
第19-4 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。
一）组成与工作原理
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。
转向系统概述
一转向系统概述汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
1. 转向系统的基本组成(1)转向操纵机构主要由转向盘、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。
(3)转向传动机构将转向器输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。
2. 转向系统的类型及工作原理按转向能源的不同，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。
图d-zx-17是一种机械式转向系统。
需要转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。
该力矩通过转向轴2输入转向器8。
从转向盘到转向传动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（右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副）。
经转向器放大后的力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.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。
图d-zx-18为一种液压式动力转向系统示意图。
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，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
1.方向盘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。
汽车转向系概述
曹 昱 Cao yu 2007.4
汽车是怎么 实现转弯的呢？
这当然是转向 系的任务。
主要内容
第一节 概述 第二节 转向原理 第三节 转向系类型
第一节 概述
一 定义 二 作用 三 组成
一 定义
• 由驾驶员操纵，用来控制转向轮实现偏 转和回位的一整套机构。
二 作用
1、遵从驾驶员的操纵，改变汽车行驶方向； 2、与汽车行驶系共同保证汽车机动灵活、 稳定安全地行驶。
循环球式转向器 优点：效率高、轻便、回正好
• 2、转向器
齿轮齿条式转向器 优点：简单，适用小型车及动力转向
三 组成
3、转向传动机构
将转向器输出的转向力和运动传给车轮，并 使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。
1.转向器 2.转向摇臂 3.转向直拉杆 4.转向节臂 5.梯形臂 6.转向横拉杆
3、转向传动机构
三 动力式转向系
•
• • • •
兼用驾驶员体力和发动 机部分动力为转向能源。 包括： 液压式 电动式 电动液压式
• 液压式动力转向系
– 液压式动力转向装置重量轻，结构紧凑，利于改善转向操作感觉， 但液体流量的增加会加重泵的负荷，需要保持怠速旋转的机构。
• 电动式动力转向系
– 电动式动力转向装置是最新形式的转向装置，由于它节能，故受 到人们的重视。它是利用蓄电池转动电机产生推力。由于不直接 使用发动机的动力，所以大大降低了发动机的功率损失，且不需 要液压管路，便于安装。但其所得动力还比不上液压式，只限用 于前轮轴轻的车上。
• 2、转向器 • 分类
转向器
机械式
动力式
类型 蜗杆指销式 循环球式 齿轮齿条式 液压助力式 电动式
优缺点 接触应力大，适用小操纵力 效率高、轻便、回正好 简单，适用小型车及动力转向 操纵轻便，灵活省力 节能环保，安装自由度大
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。
转向系统结构原理
消除或减轻转向系统的振动和转向轮的摆振。
动力转向系按动力介质的不同分为气压式、液压式和电动式三类。
• 气压式动力转向系主要用于采用气压制动系统的货车和客 车。对于装载质量过大的货车，因为其气压制动系统的工 作压力较低，使得部件结构复杂、尺寸过于庞大、消耗功 率多、易产生泄漏，而且转向力也不宜有效控制，所以这 种助力系统不容易用于大型货车和小型轿车。
• 1、检查系统密封性 • 转向系统密封性的检查，应在热车时进行。 • 将转向盘快速朝左、右两侧转至极限位置，并保持不动，此时可产
生最佳管内压力。目测检查转向控制阀、齿条密封（松开波纹管软管 夹箍，再将波纹管推至一旁）、叶轮泵、油管接头是否有漏油现象， 如有渗漏应更换密封件。 • 如果发现储油罐中缺少ATF油时，应检查转向系统的密封性是否完 好。 • 当转向器主动齿轮不密封时，必须更换阀体中的密封环和中间盖板 上的圆形绳环。 • 如果转向器罩壳中的齿轮齿条密封件不密封，ATF油液可能流入波 纹管套里，此时，应拆开转向机构，更换所有密封环。 • 如油管接头漏油，应查找原因并重新接好。
图15-49 直拉杆头球头销孔
• ④检查球头销与其相配合的各部位应无明显磨损 • 当球头销座孔上缘磨损厚度小于2.00mm时，可堆焊后进行车削修理。对球头销的球面
及颈部小直径磨损大于0.80mm时应予更换。 • ⑤检查转向摇臂的花键 • 应无明显扭曲或金属剥落现象，转向摇臂装在摇臂轴上后，其端面应高出摇臂轴花键
转向传动机构的维修 （1）主要部件的检修
• ①检查裂纹 • 必须用探伤法检查横、直拉杆，转向摇臂，转向节臂及球头销是否有裂纹，若发现裂
纹一律更换。 • ②检查直拉杆
转向系统概述
一转向系统概述汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
1. 转向系统的基本组成(1)转向操纵机构主要由转向盘、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。
(3)转向传动机构将转向器输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。
2. 转向系统的类型及工作原理按转向能源的不同，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。
图d-zx-17是一种机械式转向系统。
需要转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。
该力矩通过转向轴2输入转向器8。
从转向盘到转向传动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（右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副）。
经转向器放大后的力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.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。
图d-zx-18为一种液压式动力转向系统示意图。
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，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
1.方向盘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。
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汽车转向系统的分类
汽车转向系统是汽车中至关重要的一部分。
它为汽车提供了方向控制，帮助驾驶员将汽车转向指定方向并保持平稳行驶。
按照不同的分类标准，可以将汽车转向系统分为以下几类。
1. 根据驱动方式分类
（1）机械转向系统：机械转向系统是最初的汽车转向系统。
它采用人力驱动，接通转向轮与车轮的机械连杆，将操纵杆的旋转转换为车轮的旋转。
这种转向系统具有结构简单、易于维护和成本低等优点，但缺点是操纵力大且不易平稳转向。
（2）电动转向系统：电动转向系统是一种以电动机为驱动的转向系统。
它通过传感器感知转向轮的旋转角度和转速，将信号传递到电动机，从而实现转向功能。
电动转向系统结构简单、可靠性高、操纵轻便、平稳度高等特点，因此广泛用于现代汽车中。
2. 根据转向力的传递方式分类
（1）机械转向系统：机械转向系统采用机械连杆传递力矩，而且转向带有强烈的机械关联性。
因此，在转向过程中，会出现转向载荷过度、失去感觉、操纵不便、转向不平稳等缺点。
（2）液压转向系统：液压转向系统由动力转向泵提供液压压力，以操纵阀门控制液压马达的运动方向，从而实现转向功能。
这种转向系统的制动力度稳定，易于操纵，但液压管道易出现泄漏问题。
（3）电动转向系统：电动转向系统的转向力矩传递是通过电动机和控制器生成的电信号进行控制的。
因此，该系统具有较高的可靠性和安全性，同时也可以快速响应驾驶员的需求，实现轻便、平稳的转向。
3. 根据转向机构类型分类
（1）齿轮齿条转向系统：齿轮齿条转向系统采用齿轮齿条结构，将转向力矩传递到转向轮通过齿轮拱齿行驶，从而实现转向功能。
这种转向机构结构简单，操纵便利，但噪音和磨损很大。
（2）双叉臂转向系统：这种转向机构采用的是双叉臂结构。
更广泛地使用于后驱车和四驱车。
在整车顺应性方面表现更好，但制动泵故障后，制动效果将进一步下降。
汽车转向系统的分类可以帮助我们更好地了解这个重要的部件是如何工作的。
每种转向系统都有其独特的优点和缺点，选择最适合车辆类型和驾驶员需求的转向系统是至关重要的。