第二十三章 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

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1、汽車構(gòu)造電子教案汽車構(gòu)造電子教案第二十三章第二十三章 汽車轉(zhuǎn)向系汽車轉(zhuǎn)向系7/14/20221汽車轉(zhuǎn)向系汽車轉(zhuǎn)向系第一節(jié) 概 述第二節(jié) 轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)第三節(jié) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第四節(jié) 轉(zhuǎn)向加力裝置第五節(jié) 轉(zhuǎn)向油罐與轉(zhuǎn)向液壓泵7/14/20222哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第一節(jié)第一節(jié)概概 述述汽車在行駛的過程中,需按駕駛員的意志改變其行駛方向。就輪式汽車而言,實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是,駕駛員通過一套專設(shè)的機(jī)構(gòu),使汽車轉(zhuǎn)向橋(一般是前橋)上的車輪(轉(zhuǎn)向輪)相對(duì)于汽車縱橫線偏轉(zhuǎn)一定角度。這一套用來改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱為汽車轉(zhuǎn)向系。一、汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成一、汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成二兩側(cè)轉(zhuǎn)

2、向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式二兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式三轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比三轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比7/14/20223哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）一、汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成一、汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成轉(zhuǎn)向系可按照轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類。1、機(jī)械轉(zhuǎn)向系2、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系7/14/20224哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、機(jī)械轉(zhuǎn)向系、機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有轉(zhuǎn)力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。圖23-1所示為機(jī)械轉(zhuǎn)向系的組成和布置示意圖。7/14/20225哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/20226哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2動(dòng)

3、力轉(zhuǎn)向系動(dòng)力轉(zhuǎn)向系動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是兼用駕駛室體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在轉(zhuǎn)向加力裝置失效時(shí)，一般還應(yīng)能由駕駛員獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力設(shè)備而形成的。屬于轉(zhuǎn)向加力裝置的部件是：轉(zhuǎn)向油罐9、轉(zhuǎn)向液壓泵10、轉(zhuǎn)向控制閥5和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸12。7/14/20227哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式二兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式為了避免在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生路面對(duì)汽車的附加阻力和輪胎過快磨損，要求轉(zhuǎn)向系能保證在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，所有車輪均作純滾動(dòng)，顯然，這只有在所有車輪的軸線都相交與一點(diǎn)時(shí)方能實(shí)現(xiàn)。此交點(diǎn)O稱為轉(zhuǎn)向中心。角 與 的理想關(guān)

4、系式是：LBcotcot7/14/20228哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）由轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離，稱為車轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場(chǎng)地就越小。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值 時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑R 最小。在理想情況下，最小轉(zhuǎn)彎半徑 與 的關(guān)系為：maxminRmaxmaxminsinLR對(duì)于只用前橋轉(zhuǎn)向的三軸汽車，由于中輪和后輪的軸線總是平行的，故不存在理想的轉(zhuǎn)向中心。計(jì)算轉(zhuǎn)彎半徑的時(shí)候，可以用一根與中、后輪軸線等距離的平行線作為理想的與原三軸汽車相當(dāng)?shù)碾p軸汽車的后輪軸線。7/14/20229哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）對(duì)于用第一、第三兩車橋轉(zhuǎn)向的三軸汽車（圖22-4a），可以第二橋車輪軸

5、線為基線，分別利用 求出第一橋和第三橋兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式，作為設(shè)計(jì)上述兩車橋的轉(zhuǎn)向梯形的依據(jù)。對(duì)于利用第一、第二兩車橋轉(zhuǎn)向的四軸車，可以第三、四兩橋軸線之間平行線為基線，分別求出這兩轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角的近似理想關(guān)系。LBcotcot222111cotcotcotcotLBLB7/14/202210哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）三轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)增量與轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比 ,稱為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向盤所在的一側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)的轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比 ，稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)相應(yīng)轉(zhuǎn)角增量之比則為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比，以 表示，顯然，。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳

6、動(dòng)比亂越大，則為了克服一定的地面轉(zhuǎn)向阻力矩所需的轉(zhuǎn)向盤上的轉(zhuǎn)向力矩便越小，從而在轉(zhuǎn)向盤直徑一定時(shí)，駕駛員應(yīng)加于轉(zhuǎn)向盤的手力也越小。但過大，將導(dǎo)致轉(zhuǎn)向操縱不夠靈敏，即為了得到一定的轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角，所需的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角過大。因此，選取，時(shí)應(yīng)適當(dāng)兼顧轉(zhuǎn)向省力和轉(zhuǎn)向靈敏的要求。選取 時(shí)應(yīng)適當(dāng)兼顧轉(zhuǎn)向省力和轉(zhuǎn)向靈敏的要求。轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比 主要取決于轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比 。1wi2wiwi21 wwwiii wi7/14/202211哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202212哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第二節(jié)第二節(jié)轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)一、轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率及轉(zhuǎn)向盤自由行程二、轉(zhuǎn)向器三、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)7/1

7、4/202213哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）一、轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率及轉(zhuǎn)向盤自由行程一、轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率及轉(zhuǎn)向盤自由行程1、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率2、轉(zhuǎn)向盤自由行程7/14/202214哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率轉(zhuǎn)向器的輸出功率于輸入功率之比，稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率。在功率由轉(zhuǎn)向軸輸入、由轉(zhuǎn)向搖臂輸出的情況下求得的傳動(dòng)效率。稱為正效率；而傳動(dòng)方向與上述相反時(shí)求得的效率，則為逆效率。逆效率很高的轉(zhuǎn)向器很容易經(jīng)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來的路面反力傳到轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤上，故稱為可逆式轉(zhuǎn)向器?？赡媸睫D(zhuǎn)向器有利于汽車轉(zhuǎn)向結(jié)束后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)回正，但也能將壞路對(duì)車輪的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤，發(fā)生打手情況。7/1

8、4/202215哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）逆效率很低的轉(zhuǎn)向器，稱為不可逆式轉(zhuǎn)向器。不平道路對(duì)轉(zhuǎn)向輪的沖擊載荷輸入到這種器，即由其中各傳動(dòng)零件（主要是傳動(dòng)副）承受，而不會(huì)傳到轉(zhuǎn)向盤上。路面作用于轉(zhuǎn)向輪上的回正力矩同樣也不能傳到轉(zhuǎn)向盤。這就使得轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正成為不可能。此外，道路的轉(zhuǎn)向阻力距也不能反饋到轉(zhuǎn)向盤，使得駕駛員不能得到路面反饋信息（所謂喪失“路感”），無法據(jù)以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向力矩。逆效率略高于不可逆式的轉(zhuǎn)向器，稱為極限可逆式轉(zhuǎn)向器，其反向傳力性能介于可逆式和不可逆式之間，而接近于不可逆式。采用這種轉(zhuǎn)向器時(shí)，駕駛員能有一定的路感，轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正也可實(shí)現(xiàn)，而且只有在路面沖擊很大時(shí)，才能部分地傳到轉(zhuǎn)向盤。

9、現(xiàn)代汽車上一般不采用不可逆式轉(zhuǎn)向器。經(jīng)常在良好路面上行駛的汽車，多采用可逆式轉(zhuǎn)向器。極限可逆式轉(zhuǎn)向器，多用于中型以上越野汽車和工礦用自卸汽車。7/14/202216哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2、轉(zhuǎn)向盤自由行程、轉(zhuǎn)向盤自由行程單從轉(zhuǎn)向操縱靈敏而言，最好是轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向節(jié)的運(yùn)動(dòng)同步開始并同步終止。然而，這在實(shí)際上是不可能的。因?yàn)樵谡麄€(gè)轉(zhuǎn)向系中，各傳動(dòng)件之間都必然存在著裝配間隙，并且這些間隙將隨著零件的磨損而增大。在轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向過程的開始階段。此后，才需要對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加更大的轉(zhuǎn)向力矩以克服經(jīng)車輪傳到轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩，從而實(shí)現(xiàn)使各種轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的目的。轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段中的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤自由行程。轉(zhuǎn)向盤自由

10、行程對(duì)于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過度緊張時(shí)有利的，但不宜過長(zhǎng)，以免過分影響靈敏性。一般來說，轉(zhuǎn)向盤從相應(yīng)于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過1015。當(dāng)零件磨損嚴(yán)重到使轉(zhuǎn)向盤自由行程超過2530時(shí)，必須進(jìn)行調(diào)整。7/14/202217哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二、轉(zhuǎn)向器二、轉(zhuǎn)向器1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器2、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器3、蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器 7/14/202218哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器7/14/202219哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，重量輕，剛性大，轉(zhuǎn)向靈敏，制動(dòng)容易，

11、成本低，正逆效率很高，而且特別適合于燭式和麥弗遜式懸架配用，便于布置等優(yōu)點(diǎn)，因此，目前它在轎車和微型、輕型貨車上得到了廣泛的應(yīng)用。圖23-5所示為紅旗CA7220型轎車的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。7/14/202220哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202221哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202222哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）如圖所示，在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓（圖中未顯示出來）與轉(zhuǎn)向拉桿的托架10聯(lián)接，轉(zhuǎn)向左、右橫拉桿11、9的外側(cè)與轉(zhuǎn)向臂13相連（右轉(zhuǎn)向節(jié)臂圖中未顯示出來）。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使與之嚙合的轉(zhuǎn)向齒條沿軸線移動(dòng)，從而使左、右橫拉桿帶動(dòng)左、右轉(zhuǎn)向節(jié)移動(dòng)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)

12、向。由上述可見，采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器還可以使轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，不需要轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿等。這也是目前在轎車和微、輕型載貨汽車上應(yīng)用日趨廣泛的原因之一。7/14/202223哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器7/14/202224哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器也是目前國(guó)內(nèi)、外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒輪齒條傳動(dòng)副或滑塊曲柄銷傳動(dòng)副。圖23-7所示為解放CA1040系列輕型載貨汽車的循環(huán)球-齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器。7/14/202225哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）為了減少轉(zhuǎn)向

13、螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，兩者之間的螺紋以沿螺旋槽滾動(dòng)的許多鋼球5代之，以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過鋼球?qū)⒘鹘o螺母，螺母即沿軸線移動(dòng)。同時(shí)，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)，形成“球流”。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正傳動(dòng)效率很高（可達(dá)90%95%），故操縱輕便，使用壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)、可靠。但其逆效率也很高，容易將路面沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤。不過，對(duì)于前軸軸載質(zhì)量不大而又經(jīng)常在平坦路面上行駛的輕、中型載貨汽車而言，這一缺點(diǎn)影響不大。因此，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器已廣泛應(yīng)用于各類各級(jí)汽車。7/14/202226哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）3、蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器、蝸桿

14、曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副（圖23-8）以轉(zhuǎn)向蝸桿3為主動(dòng)件，其從動(dòng)件是裝在搖臂軸1曲柄端部的指銷2。轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)。7/14/202227哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202228哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）圖23-9所示為東風(fēng)EQ1090E型汽車的蝸桿曲柄雙指銷式轉(zhuǎn)向器。具有梯形載面螺紋的轉(zhuǎn)向蝸桿3支撐于轉(zhuǎn)向器殼體兩端的兩個(gè)角接觸軸承2和9上。轉(zhuǎn)向器蓋上裝有調(diào)整螺塞7，用以調(diào)整上述兩軸承的緊度，調(diào)整后用螺母8鎖緊。7/14/202229哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）特點(diǎn)：雙指銷式轉(zhuǎn)向器在中間及其附近位置時(shí)，其兩指銷均與蝸桿嚙合，

15、故每個(gè)指銷所受載荷較單指銷式轉(zhuǎn)向器的指銷載荷為小，因而其工作壽命較長(zhǎng)。當(dāng)搖臂軸轉(zhuǎn)角相當(dāng)大時(shí)，一個(gè)指銷與蝸桿脫離嚙合，另一指銷仍保持嚙合，因此，雙指銷式的搖臂軸轉(zhuǎn)角范圍較單指銷式為大。但雙指銷式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)蝸桿的加工精度要求也較高。7/14/202230哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）三、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成和布置轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成和布置2.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤3.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置7/14/202231哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成和布置轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成和布置從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列部件和零件屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。如圖所示，它包括

16、轉(zhuǎn)向盤1、轉(zhuǎn)向柱管2、轉(zhuǎn)向軸15、上萬向節(jié)8、下萬向節(jié)11和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸9等。7/14/202232哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）轉(zhuǎn)向柱管2中部用橡膠墊3和半圓形沖壓轉(zhuǎn)向柱管支架4固定在駕駛室前圍板上，下端插入鑄鐵轉(zhuǎn)向柱管5的孔中，支座5則固定在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)支架6上。穿過轉(zhuǎn)向柱管的轉(zhuǎn)向軸15上端借轉(zhuǎn)向節(jié)襯套16支承，下端則支承在轉(zhuǎn)向柱管支座5中的圓錐滾子軸承（圖上未示出）上，其軸向位置由轉(zhuǎn)向軸限位彈簧7限定。轉(zhuǎn)向軸通過雙萬向節(jié)萬向傳動(dòng)裝置與轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向蝸桿相連。下萬向節(jié)11與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸9用滑動(dòng)花鍵連接。為了保證轉(zhuǎn)向器搖臂軸在中間位置時(shí)，從轉(zhuǎn)向搖臂13起始的全套轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也處于中間位置，在搖臂軸的外端

17、面和轉(zhuǎn)向搖臂上孔外端面上，各刻印有短線作為裝配標(biāo)記。裝配時(shí)，應(yīng)將兩個(gè)零件上的標(biāo)記短線對(duì)齊。7/14/202233哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2.轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤由輪緣1、輪輻2和輪轂3組成。輪輻一般為三根輻條或四根輻條，也有用兩根輻條的。轉(zhuǎn)向盤輪轂孔具有細(xì)牙內(nèi)花鍵，借此與轉(zhuǎn)向軸連接。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部是由成形的金屬骨架構(gòu)成。骨架外面一般包有柔軟的合成橡膠或樹脂，也有包皮革的，這樣可有良好的手感，而且還可防止手心出汗時(shí)握轉(zhuǎn)向盤打滑。7/14/202234哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)，從安全性考慮，不僅要求轉(zhuǎn)向盤應(yīng)具有柔軟的外表皮，可起緩沖作用，而且還要求轉(zhuǎn)向盤在撞車時(shí)，其骨架也能產(chǎn)生變形（圖23-

18、12），以吸收沖擊能量，減輕駕駛員受傷的程度。轉(zhuǎn)向盤上都裝有喇叭按鈕，有些轎車的轉(zhuǎn)向盤上還裝有車速控制開關(guān)和撞車時(shí)保護(hù)駕駛員的氣囊裝置。7/14/202235哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）3.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置 轉(zhuǎn)向軸是連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)件，并傳遞它們之間的轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)向柱管安裝在車身上，支承著轉(zhuǎn)向盤。轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的吸能裝置有多種形式。其基本結(jié)構(gòu)原理是，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊時(shí)，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生軸向位移，使支架或某些支承件產(chǎn)生塑性變形，從而吸收沖擊能量。如圖所示為紅旗CA7220型轎車轉(zhuǎn)向軸的吸能裝置示意圖。7/14/

19、202236哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）如果汽車上裝的是圖23-13所示的吸能裝置，則網(wǎng)格狀轉(zhuǎn)向柱管的網(wǎng)格部分將被壓縮而產(chǎn)生塑性變形。吸收沖擊能量，以減輕對(duì)人體的傷害。7/14/202237哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202238哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第三節(jié)第三節(jié) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，并使兩轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，并使兩轉(zhuǎn)向偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。車輪與地面的相對(duì)

20、滑動(dòng)盡可能小。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和布置，因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型不同而異。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和布置，因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型不同而異。一、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 7/14/202239哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）一、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置 7/14/202240哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖，主要包括轉(zhuǎn)向搖臂2、轉(zhuǎn)向直拉桿3、轉(zhuǎn)向節(jié)臂4和轉(zhuǎn)向梯形臂5。在前橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，

21、由轉(zhuǎn)向橫拉桿6和左、右梯形臂5組成的轉(zhuǎn)向梯形，一般布置在前橋之后（圖23-14a）。在發(fā)動(dòng)機(jī)位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼充驅(qū)動(dòng)橋的情況下，為避免運(yùn)動(dòng)的干涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前，圖23-14b。若轉(zhuǎn)向搖臂不是在汽車縱向平面內(nèi)前后擺動(dòng)，而是在與道路平行的平面內(nèi)左右擺動(dòng)，則可將轉(zhuǎn)向直拉桿3橫置，并借球頭銷直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿6，從而推使兩側(cè)梯形臂轉(zhuǎn)動(dòng)（圖23-14c）。7/14/202241哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2.轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂 它是轉(zhuǎn)向傳動(dòng)副與直拉桿間的傳動(dòng)件。如圖23-10所示，東風(fēng)EQ1090E型汽車的轉(zhuǎn)向搖臂13的大端用錐星三角細(xì)花鍵與轉(zhuǎn)向器中搖臂軸的外端連接；其小端帶有球頭銷，以便與轉(zhuǎn)向

22、直拉桿14作空間鉸鏈連接。7/14/202242哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）3.轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向直拉桿是轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動(dòng)桿件。圖23-15所示為解放CA1091型汽車的轉(zhuǎn)向直拉桿構(gòu)造圖。在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而且因懸架彈性變形而相對(duì)與車架跳動(dòng)時(shí)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。7/14/202243哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）4.轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿 它是轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的底邊。轉(zhuǎn)向橫拉桿由橫拉桿體2和旋裝在兩端的橫拉桿接頭1組成，如圖b所示。其中，球頭銷14的尾部與梯形臂相連。上、下球頭座9用聚甲醛制成，有很好的耐磨性。球頭座的形狀如圖c所示。裝配時(shí)，兩球頭座的凹凸部互相嵌合。

23、彈簧12保證兩球頭座緊密接觸，并起緩沖作用，其預(yù)緊力由螺塞11調(diào)整。7/14/202244哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）圖23-17所示東風(fēng)EQ1090E型汽車轉(zhuǎn)向拉桿接頭的機(jī)構(gòu)形式，與解放CA1091型汽車橫拉桿接頭相似，但球頭座是鋼制的。此外，螺孔切口兩邊無耳孔，而是用螺栓通過沖壓制成的卡箍12夾緊在橫拉桿體上。這樣，就使接頭的結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)化了。7/14/202245哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 7/14/202246哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪分

24、別相對(duì)于車架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段（圖23-18a）或三段（圖23-18b)，并且由在平行與路面的平面中擺動(dòng)的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動(dòng)或通過轉(zhuǎn)向直拉桿帶動(dòng)。7/14/202247哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）紅旗CA7560型轎車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖23-19所示。搖桿7前端固定于車架橫梁中部，后端借球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿2和左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿4、5連接。轉(zhuǎn)向直拉桿外端與轉(zhuǎn)向搖臂球頭銷1相連。左、右轉(zhuǎn)向橫拉桿外端也用球頭銷分別與左、右梯形臂3和6鉸接。故能隨同車輪相對(duì)于車架和搖桿7向平面內(nèi)上下擺動(dòng)。7/14/202248哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第四節(jié)

25、第四節(jié) 轉(zhuǎn)向加力裝置轉(zhuǎn)向加力裝置7/14/202249哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）一、轉(zhuǎn)向加力裝置概述一、轉(zhuǎn)向加力裝置概述用以將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能（液壓能或氣壓能），并在駕駛員控制下，對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置或轉(zhuǎn)向器中某一傳動(dòng)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，總稱為轉(zhuǎn)向加力裝置。轉(zhuǎn)向加力裝置是由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三大部分組成。按傳能介質(zhì)不同，轉(zhuǎn)向加力裝置有氣壓式和液壓式兩種。氣壓系統(tǒng)的工作壓力較低（一般不高于0.7MPa），用于這種重型汽車上時(shí)，其部件尺寸將過于龐大。液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的工作壓力可高達(dá)10MPa以上，故其部件尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作

26、時(shí)無噪聲，工作滯后時(shí)間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓轉(zhuǎn)向加力裝置已在各類各級(jí)汽車上獲得廣泛應(yīng)用。7/14/202250哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）本節(jié)所討論的轉(zhuǎn)向加力裝置也只限于液壓式的。（一）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置分類（二）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的轉(zhuǎn)向控制閥分類（三）常流式轉(zhuǎn)向加力裝置的結(jié)構(gòu)布置方案7/14/202251哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（一）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置分類（一）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置分類液壓轉(zhuǎn)向加力裝置有常壓式和常流式兩種。液壓轉(zhuǎn)向加力裝置有常壓式和常流式兩種。1.常壓式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置2.常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置7/14/202252哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1.常壓式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置常壓式液

27、壓轉(zhuǎn)向加力裝置常壓式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖23-20。在汽車直線行駛，轉(zhuǎn)向盤保持中立時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥5經(jīng)常處于關(guān)閉位置。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，機(jī)械轉(zhuǎn)向器6即通過轉(zhuǎn)向搖臂等桿件使轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)入開啟位置。無論轉(zhuǎn)向盤處于中立位置還是轉(zhuǎn)向位置，轉(zhuǎn)向盤保持靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，該系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓。7/14/202253哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2.常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖為圖23-21，不轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥6保持開啟。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向器7使轉(zhuǎn)向控制閥處于與某一轉(zhuǎn)彎方向響應(yīng)工作位置時(shí)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的相應(yīng)工作腔方與回油管路隔絕，轉(zhuǎn)而與液壓泵輸出管路相通

28、。7/14/202254哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）7/14/202255哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）（二）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的轉(zhuǎn)向控制閥分類（二）液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的轉(zhuǎn)向控制閥分類轉(zhuǎn)向控制閥有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。轉(zhuǎn)向控制閥有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。7/14/202256哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）1.滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥閥體沿軸向移動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，稱為滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥，如圖23-22所示。7/14/202257哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）2.轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥閥體繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，稱為轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥，如圖23-23所示。7/14/202258哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威

29、海）（三）常流式轉(zhuǎn)向加力裝置的結(jié)構(gòu)布置方案（三）常流式轉(zhuǎn)向加力裝置的結(jié)構(gòu)布置方案常流式轉(zhuǎn)向加力裝置的結(jié)構(gòu)布置方案，按機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸三者組合及相對(duì)位置，有如下三種方案，如圖所示。7/14/202259哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）二、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器二、整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 目前，國(guó)產(chǎn)轎車上幾乎毫無例外的采用了轉(zhuǎn)閥式的整體動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。圖23-25所示為捷達(dá)轎車上采用的帶整體式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖。齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和控制閥設(shè)計(jì)成一體，組成整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。7/14/202260哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）轉(zhuǎn)閥的構(gòu)造如圖23-26所示。扭桿6的前端用銷2與轉(zhuǎn)向齒輪連接，

30、后端與閥芯連接，而閥芯又與轉(zhuǎn)向軸的末端固定在一起，因而轉(zhuǎn)向軸可通過扭桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。7/14/202261哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）解放CA1120PK2L2汽車所采用的整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器也是轉(zhuǎn)閥式，如圖23-27所示。機(jī)械轉(zhuǎn)向器為循環(huán)球-齒條齒扇式。7/14/202262哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）黃河JN1181C13型汽車為滑閥式整體動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，其構(gòu)造如圖23-28所示。該動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的前端（圖中為左端）是具有輸入軸10與一對(duì)直角傳動(dòng)圓錐齒輪1和5的齒輪箱，其傳動(dòng)比為1。7/14/202263哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）三、半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器三、半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器原紅巖CQ261型汽車的液壓轉(zhuǎn)向加力裝置

31、是半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，如圖23-29。它是由機(jī)械轉(zhuǎn)向器5和轉(zhuǎn)向控制閥4組合成一個(gè)部件-半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸則是獨(dú)立部件。7/14/202264哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造如圖23-30所示。其中的機(jī)械轉(zhuǎn)向器屬于循環(huán)球-滑塊曲柄銷式。轉(zhuǎn)向器的第二級(jí)傳動(dòng)副是轉(zhuǎn)向螺母-曲柄銷副。7/14/202265哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的構(gòu)造如圖23-31所示。連接叉1與轉(zhuǎn)向搖臂相連，后蓋5與固定在車架上的支座以球鉸鏈連接。前、后腔通油孔口A和B分別與轉(zhuǎn)向控制閥相應(yīng)的通油孔口連通。隨著轉(zhuǎn)向控制閥滑閥位置的不同，動(dòng)力缸兩腔可以交替成為低壓腔和高壓腔，也可以都成為低壓腔。7/14

32、/202266哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）四、轉(zhuǎn)向加力器四、轉(zhuǎn)向加力器由機(jī)械轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向加力器組成的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的結(jié)構(gòu)布置方案如圖23-32所示。轉(zhuǎn)向加力器由轉(zhuǎn)向控制閥5和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸6組成。7/14/202267哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第五節(jié)第五節(jié) 轉(zhuǎn)向油罐與轉(zhuǎn)向液壓泵轉(zhuǎn)向油罐與轉(zhuǎn)向液壓泵 一、轉(zhuǎn)向油罐二、轉(zhuǎn)向液壓泵7/14/202268哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）一、轉(zhuǎn)向油罐一、轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油罐的作用是儲(chǔ)存、濾清并冷卻液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的工作油液（一般是錠子油或透平油）。轉(zhuǎn)向油罐一般是單獨(dú)安裝，但也有直接裝在轉(zhuǎn)向液壓泵上的。圖23-34所示為一種重型汽車轉(zhuǎn)向油罐的構(gòu)造。7/14/202269哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威

33、海）二、轉(zhuǎn)向液壓泵二、轉(zhuǎn)向液壓泵轉(zhuǎn)向液壓泵是液壓轉(zhuǎn)向加力裝置的能源，其作用是將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。在轉(zhuǎn)向液壓泵只受發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，液壓泵即無壓力油輸出。這對(duì)前軸（轉(zhuǎn)向軸）最大軸載質(zhì)量在25t以上的重型汽車而言，是極為不利的，因?yàn)轳{駛員的體力根本不能勝任使法向載荷這樣大的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的任務(wù)。為了確保轉(zhuǎn)向加力裝置的工作可靠性，有些重型汽車在轉(zhuǎn)向液壓泵的驅(qū)動(dòng)裝置中采用自由輪機(jī)構(gòu)，使轉(zhuǎn)向液壓泵在正常情況下受發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過低甚至熄火時(shí)，脫離發(fā)動(dòng)機(jī)而受以較高速度滑行的汽車驅(qū)動(dòng)。另外一些重型汽車，為了同樣目的而加裝了一個(gè)應(yīng)急轉(zhuǎn)向液壓泵，與主轉(zhuǎn)向液壓泵并聯(lián)。應(yīng)急液

34、壓泵可以接蓄電池通過直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以由汽車傳動(dòng)系驅(qū)動(dòng)。7/14/202270哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）轉(zhuǎn)向液壓泵的結(jié)構(gòu)形式有齒輪式、葉片式、轉(zhuǎn)子式、柱塞式等。在國(guó)內(nèi)、外汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系中應(yīng)用的最多的是外嚙齒輪式轉(zhuǎn)向液壓泵。一種國(guó)產(chǎn)汽車的外嚙齒輪式轉(zhuǎn)向液壓泵的結(jié)構(gòu)示意圖23-35。右側(cè)二軸套12和15則可以軸向浮動(dòng)，稱為浮動(dòng)軸套。限制齒輪液壓泵的軸向間隙，以提高液壓泵的容積效率和工作壓力的較先進(jìn)的結(jié)構(gòu)措施之一，即采用浮動(dòng)軸承。7/14/202271哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）轉(zhuǎn)向液壓泵的流量與齒輪轉(zhuǎn)速（從而與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速）成正比。轉(zhuǎn)向液壓泵的輸出壓力取決于液壓系統(tǒng)的負(fù)荷（即動(dòng)力缸活塞所受的運(yùn)動(dòng)阻力）。該液壓泵內(nèi)部裝有流量控制閥和安全閥。差壓式的流量控制閥裝在液壓泵進(jìn)油腔和出油腔之間，與液壓泵齒輪副并聯(lián)。安全閥則位于流量控制閥內(nèi)。7/14/202272哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）演講完畢，謝謝觀看！