第四篇汽車控制系統第18章汽車轉向系轉向輪運動規律循環球式和齒輪齒條式轉向器液壓動力轉向的基本工作原理1.轉向系定義改變或恢復汽車行駛方向的一整套機構。2.分類按轉向能源分：機械式轉向系人力發出指令（液壓能）動力轉向系適用于重型車輛或工程機械，人力搬很困難、效率低18.1概述傳力途徑：轉動方向盤—通過萬向節輸入轉向器—經轉向器減速增扭—轉向搖臂6—縱拉桿7—轉向節臂8—左轉向節9繞主銷偏轉—左梯形臂10—橫拉桿11—右梯形臂12—右轉向節133.機械式轉向系轉向操縱機構：轉向盤、轉向軸、萬向節、傳動軸轉向器：改變力矩方向，減速增扭轉向傳動機構：轉向搖臂、轉向縱拉桿、轉向節臂、轉向節、梯形臂、橫拉桿采用萬向節優點：（1）便于汽車結構的合理布置（2）可補償部件安裝誤差和基體變形造成的不利影響（3）拆裝維修方便轉向梯形理論特性：ctga=ctgβ+B/Lβ（內輪轉角）>a（外輪轉角）轉彎半徑：Rmin=L/sinamaxβααβ轉向機構傳動比：過大，轉向操縱不靈敏，即轉向盤轉動圈數增加轉向盤轉角轉向節臂帶動的車輪偏轉角轉向系角傳動比=轉向盤轉角轉向搖臂擺角轉向器角傳動比=18.2轉向器增大轉向盤傳到轉向節的力并改變力的傳遞方向1.功用2.轉向器分類齒輪齒條式1）按結構型式循環球式2)按作用力傳遞方向反向可逆式方向盤—轉向器—車輪正向有助“自動回正”“打手”不可逆式轉向器輸入力矩—方向盤輸出功率為0極限可逆式轉向器輸入力矩—方向盤輸出功率小3.轉向系力傳遞方向1)正向傳動2)逆向傳動4.轉向盤自由行程汽車直線行駛時，消除轉向系間隙和彈性變形方向盤所轉過的角度5.循環球—齒條齒扇式螺桿、螺母之間直接接觸—滑動摩擦螺桿、螺母之間加鋼珠—滾動摩擦提高正、逆向傳動效率18.2.1循環球式轉向器（1）構造兩套傳動副：一套是螺桿螺母；另一套是齒條齒扇傳動副

1）轉向螺母松套在螺桿上（螺母直徑>螺桿），在螺桿和螺母的內外圓面上制出斷面為半圓形的螺旋槽，二者配合構成圓形截面的螺旋形通道。

2）螺母側面有兩對通孔，鋼球9可從此孔塞入螺旋形通道內，螺母外有兩個鋼球導管8，導管兩端分別插入螺母側面的一對通孔中，組成兩條管狀封閉循環通道。

3）螺母外表面切有傾斜等齒厚齒條，變齒厚齒扇與其嚙合，齒扇與轉向搖臂軸11制成一體（2）工作情況轉動轉向螺桿—傳力給鋼球—螺母沿軸線移動（鋼球在螺母與螺桿間通道滾動，繞行兩周后，流出螺母進入導管，再回流到螺母通道內，形成球流）—通過螺母外表面齒條——齒扇——搖臂軸轉動（3）傳動副嚙合間隙調整裝置調整螺釘152.齒輪齒條式轉向器傳動副：齒輪4、齒條9齒輪4垂直安裝在殼體中，齒條水平布置。彈簧7通過壓塊8將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙嚙合。轉向拉桿10一端鉸接在轉向節臂上，另一端支承在齒條上工作情況：轉動方向盤—帶動齒輪轉動—齒條軸向移動—帶動拉桿移動—車輪偏轉轉向節安全聯軸器轉向齒輪轉向盤轉向器殼體轉向拉桿齒條調整螺塞

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。18.3轉向操縱機構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。現代汽車的轉向軸除裝有柔性萬向節外，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。18.4轉向傳動機構功用：將轉向器輸出力傳給車輪，且使二轉向輪偏轉角按一定關系變化，使汽車順利轉向要求：（1）設吸振緩沖裝置；（2）自動消除磨損后出現的間隙；（3）要避免發生運動干涉18.4.1與非獨立懸架配用的轉向傳動機構1.轉向搖臂結構：大端具有錐形細花鍵孔，與轉向搖臂軸連接，小端用錐形孔與球頭銷柄部連接，球頭再與縱拉桿作鉸鏈連接。轉向搖臂安裝：從中間位置到兩邊擺角范圍大致相等。2.轉向縱拉桿主拉桿體9由兩端擴大的鋼管制成：左端部：球頭座5—裝球頭銷2球頭銷頭部：通過鋼管5開的圓孔伸入球頭座，在彈簧6和螺塞的作用下，球頭座將球頭部緊緊夾持住。球頭銷錐部：與轉向節臂連接，用螺母固定球頭銷伸出端：套橡膠防塵墊，防止潤滑脂流出和塵土、水、泥侵入。彈簧緩沖轉向車輪傳來的沖擊和振動，保證球頭和球頭座磨損后自動消除間隙3.轉向橫拉桿組成：橫拉桿體和兩頭接頭橫拉桿體：兩端制正、反螺紋，當旋松夾緊螺栓時，旋轉橫拉桿即可改變轉向橫拉桿的有效長度。調整前束值。球頭銷球頭部分：夾緊在球頭銷座內，彈簧12將球頭座壓在球頭上，這樣球頭和球座磨損時能自動消除間隙18.4.2與獨立懸架配用的轉向傳動機構18.5 動力轉向

用以將發動機(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。18.5.1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：

動力轉向系統是在機械式轉向系統的基礎上加一套動力輔助裝置組成的。轉向油泵安裝在發動機上，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接。18.5.2液壓動力轉向系統

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，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，從而實現右轉向。向左轉向時，情況與上述相反。2、工作原理：3、動力轉向器l.轉向操縱機構2.轉向控制閥3.機械轉向器與轉向動力缸總成4.轉向傳動結構5.轉向油罐6.轉向油泵R.轉向動力缸右腔L.轉向動力缸左腔動力轉向器結構動力轉向器的工作過程：（1）直線行駛（2）右轉向時（3）左轉向時4、動力轉向油泵（1）作用：

轉向油泵是助力轉向系統的動力源。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