汽車轉向系課件

揚州職業(yè)大學 汽車與電氣工程系汽車教研室,汽車構造-底盤,概述 機械轉向器 動力轉向系 四輪轉向系,第十四章 轉向系,14.1 概 述,一、轉向系的功用與組成,1、功用： 改變或恢復汽車行駛方向的專設機構。 2、組成： 轉向操縱機構 轉向器 轉向傳動機構,二、轉向系的類型及工作原理,1、機械轉向系,轉向盤,轉向軸,轉向萬向節(jié),轉向器,轉向搖臂,轉向直拉桿,轉向節(jié)臂,轉向節(jié),梯形臂,橫拉桿,轉向梯形,機械式轉向系的工作過程,2、動力轉向系,機械轉向器,轉向搖臂,轉向拉桿,轉向節(jié),梯形臂,轉向橫拉桿,轉向油罐,轉向油泵,轉向控制閥,轉向動力缸,轉向操縱機構由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。,14.2 機械轉向系,一、轉向操縱機構,影片介紹,1、轉向盤 （1）組成：它主要由輪轂、輪輻和輪圈組成。,1輪圈 2輪輻 3輪轂,2、轉向軸 轉向軸是將駕駛員作用于轉向盤的轉向操縱力矩傳給轉向器的傳力軸，它的上部與轉向盤固定連接，下部裝有轉向器。 現(xiàn)代汽車的轉向軸除裝有柔性萬向節(jié)外，有的還裝有能改變轉向盤的工作角度(轉向軸的傳動方向)和轉向盤的高度(轉向軸軸向長度)的機構，以方便不同體型駕駛員的操縱。,3、轉向安全裝置 此類轉向操縱機構的轉向管柱分為上下兩段，當發(fā)生撞車時，上下兩段相互分離或相互滑動，從而有效地防止轉向盤對駕駛員的傷害，但轉向操縱機構本身不包含有吸能裝置。,二、轉向器,（1）要求：兼顧靈敏性與輕便； 轉向器的傳動比越大，轉動轉向盤所需要的操縱力就越小，但轉向操縱的靈敏度就會下降。有的汽車轉向器在轉向過程的不同階段，其傳動比的大小是不相等的（可變傳動比轉向器）。,（2）傳動效率： 1）通常稱轉向操縱力由轉向盤傳到轉向搖臂(或齒條軸)的過程為正向傳動，相應的傳動效率稱為正傳動效率； 2）稱由路面的沖擊力反向通過轉向搖臂(或齒條軸)和轉向器傳到轉向盤的過程稱為逆向傳動，相應的傳動效率稱為逆?zhèn)鲃有省?3）根據(jù)轉向器正向和逆向傳力的特性不同，轉向器可分為可逆式轉向器、不可逆式轉向器和半可逆式轉向器三種類型。,功用： 增大轉向盤傳到轉向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。,1、轉向器的傳動比及轉動效率,轉向器按結構不同分為： 齒輪齒條式轉向器及循環(huán)球式轉向器。,2、轉向器,齒輪齒條式轉向器,構造：,1.轉向橫拉桿 2.防塵套 3.球頭座 4.轉向齒條 5.轉向器殼體 6.調整螺塞 7.壓緊彈簧 8.鎖緊螺母 9.壓塊 10.萬向節(jié) 11.轉向齒輪軸 12.向心球軸承 13.滾針軸承,齒輪齒條式轉向器的工作過程,特點：結構簡單、工作可靠、使用壽命長、不需要調整齒輪齒條的間隙,應用： 上海桑塔納、天津夏利 、南京依維柯輕型貨車,循環(huán)球式轉向器,組成： 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副， 第二級是齒條齒扇傳動副。,第一級螺桿螺母傳動副,第二級齒條齒扇傳動副,轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成“球流“。在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內循環(huán)，不會脫出。,工作過程：,三、轉向傳動機構,功用：是將轉向器輸出的力和運動傳到轉向橋兩側的轉向節(jié)，使兩側轉向輪偏轉，且使兩轉向輪偏轉角按一定關系變化，以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。,1轉向器 2轉向搖臂 3轉向直拉桿 4轉向節(jié)臂 5梯形臂 6轉向橫拉桿,與非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要包括轉向搖臂、轉向直拉桿轉向節(jié)臂和轉向梯形。,1、 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構,2、與獨立懸架配用轉向傳動機構,1轉向搖臂；2轉向直拉桿；3左轉向橫拉桿；4右轉向橫拉桿；5左梯形臂；6右梯形臂；7搖桿；8懸架左擺管；9懸架,當轉向輪獨立懸掛時，每個轉向輪都需要相對于車架作獨立運動，因而轉向橋必須是斷開式的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開式的。,3、轉向機構中主要部件,（1）轉向搖臂,結構： 大端與轉向搖臂軸相連小端與轉向拉桿絞接。,安裝： 搖臂與搖臂軸安裝時要對正記號，以保證搖臂從中間向兩邊擺動時擺角大致相同。,2、轉向直拉桿,在轉向輪偏轉而且因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節(jié)臂的相對運動都是空間運動。因此，為了不發(fā)生運動干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。,接轉向節(jié)臂,螺塞 調彈簧6的預緊度,油嘴,球頭銷,直拉桿,接轉向搖臂,3、轉向橫拉桿,在旋松夾緊螺栓以后，轉動橫拉桿體，可改變橫拉桿的總長度，來調節(jié)前輪前束。,作用：是克服汽車行駛時轉向輪產生的擺振，并提高汽車行駛的穩(wěn)定性和乘座的舒適性。,1.連接環(huán)襯套 2.連接環(huán)橡膠套 3.油缸4.壓縮閥總成 5.活塞及活塞桿總成 6.導向座 7.油封 8.擋圈 9.軸套及連接環(huán)總成 10.橡膠儲液缸,（4）轉向減振器,14.3 動力轉向器,用以將發(fā)動機(或電機)輸出的部分機械能轉化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以助駕駛員施力不足的一系列零部件，總稱為動力轉向器。,采用動力轉向系統(tǒng)的汽車轉向所需的能量，在正常情況下，只有小部分是駕駛員提供的體能，而大部分是發(fā)動機(或電機)驅動的油泵(或空氣壓縮機)所提供的液壓能(或氣壓能)。,1、什么是動力轉向器？,2、動力來源：,2、根據(jù)機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者在轉向裝置中的布置和聯(lián)接關系的不同，液壓動力轉向裝置分為整體式（機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者設計為一體）、組合式（把機械式轉向器和轉向控制閥設計在一起，轉向動力缸獨立）和分離式（機械式轉向器獨立，把轉向控制閥和轉向動力缸設計為一體）三種結構型式。,一、動力轉向類型,1、按傳能介質的不同分為動力轉向器有氣壓式和液壓式兩種。,液壓動力轉向器的工作壓力可高達10MPa以上，故其部件尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓動力轉向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應用。,1、組成： 動力轉向系統(tǒng)是在機械式轉向系統(tǒng)的基礎上加一套動力輔助裝置組成的。轉向油泵安裝在發(fā)動機上，由曲軸通過皮帶驅動并向外輸出液壓油。轉向油罐有進、出油管接頭，通過油管分別與轉向油泵和轉向控制閥聯(lián)接。轉向控制閥用以改變油路。機械轉向器和缸體形成左右兩個工作腔，它們分別通過油道和轉向控制閥聯(lián)接。,當汽車直線行駛時，轉向控制閥2將轉向油泵6泵出來的工作液與油罐相通，轉向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉向器不起助力作用。當汽車需要向右轉向時，駕駛員向右轉動轉向盤，轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與R腔接通，將L腔與油罐接通，在油壓的作用下，活塞向下移動，通過傳動結構使左、右輪向右偏轉，從而實現(xiàn)右轉向。向左轉向時，情況與上述相反。,二、動力轉向系的組成及工作原理,2、工作原理：,三、動力轉向器,1、動力轉向器結構,2、動力轉向器的工作過程：,（1）直線行駛,汽車直線行駛時，閥芯處于閥體對中位置，壓力油同時通左、右兩腔，并且與油箱相通，左右動力缸油壓相等，汽車保持直線行駛,（2）右轉向時,汽車左轉向時，閥芯與閥套的相對位置發(fā)生改變，液壓油流入動力缸右腔，另一腔通油箱，產生壓差，促進汽車左轉,（3）左轉向時,汽車右轉向時，閥芯與閥套的相對位置發(fā)生改變，液壓油流入動力缸左腔，另一腔通油箱，產生壓差，促進汽車右轉,動 力 轉 向 器 工 作 過 程 演 示,（1）作用： 轉向油泵是助力轉向系統(tǒng)的動力源。轉向油泵經轉向控制閥向轉向助力缸提供一定壓力和流量的工作油液。目前，轉向油泵大多采用雙作用式葉片泵。,l.驅動軸 2.殼體 3.前配油盤 4. 葉片 5.儲油罐 6.定子 7.后配油盤 8.后蓋 9.彈簧 10.管接頭 11.柱塞 12.閥桿 13.鋼球 14.轉子 A.出油口 B.出油腔 C.進油腔 D.油道 H.主量孔,（2）結構：,當轉子順時針方向旋轉時，葉片在離心力及高壓油的作用下緊貼在定子的內表面上。其工作容積開始由小變大，從吸油口吸進油液；而后工作容積由大變小，壓縮油液，經壓油口向外供油。由于轉子每旋轉一周，每個工作腔都各自吸、壓油兩次，故將這種型式的葉片泵稱為雙作用式葉片泵。雙作用葉片泵有兩個吸油區(qū)和兩個排油區(qū)，并且各自的中心角是對稱的，所以作用在轉子上的油壓作用力互相平衡。因此，這種油泵也稱為卸荷式葉片泵。,進油口,出油口,葉片式油泵,(3) 葉片泵的工作原理,14.4 四輪轉向系（4WS）,一、作用及分類：,低速行駛時,反向偏轉，以降低轉彎半徑；,中速行駛時,同向偏轉，以提高轉向靈敏度；,高速行駛時,同向偏轉，以提高汽車的行駛穩(wěn)定性,二、分類：,后輪小角度偏轉系統(tǒng) 后輪在高速時小角度偏轉在低速時大角度偏轉系統(tǒng),1、按功能分：,液壓四輪轉向系 機械液壓四輪轉向系 電動四輪轉向系,2、按車輪偏轉執(zhí)行機構的動力形式分,小 結,1、轉向系的功用與組成,3、重點掌握機械轉向系組成和工作原理,2、理解轉向系六大術語,轉向器和轉向傳動機構,4、分析和比較動力轉向系的工作情況,5、了解四輪轉向系的優(yōu)點和分類,結束,