汽车设计_转向系统

路边

汽车设计_转向系统

SK410

朋友的好东西，可以好好学习:)

Adler

我是做汽车转向系统的，看有没有参考价值

山里斋

请问有谁能给我动力转向系统进油和出油管的技术资料吗？谢谢！

hli6

谢谢楼主的提供

penphee

我也做转向的，谢谢分享

penphee

顶上去

maruiling

http://www.cartech8.com/?fromuid=284461
本文来自: 中国汽车工程师之家( http://www.cartech8.com ) 详细出处：http://www.cartech8.com/my.php?item=promotion

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maruiling

齿轮齿条式液压助力转向器设计

maruiling

桑塔纳2000 轿车采用的是整体式动力转向
器

maruiling

1
第二十三章 汽车转向系统
教学提要
目的与要求：1．本课程的学习要注重理论联系实际，
提高学生动手能力、分析问题、解决问题
的能力。
2．通过本课程的学习，引导学生综合应用基
础课程所学的知识，
3．深刻的了解和掌握汽车机械部分的构成、
电器和电路的工作原理。
内容：1．概述
2．转向操纵机构与转向器
3．转向传动机构
4．液压助力转向系统
5．电动助力转向系统
方法：1、理论教学与实践教学相结合的教学方法
2、以讲授为主，结合拆装实习、参观和作业练习，
以最佳效果掌握所学知识。
3、结合基本原理学习构造，通过对实物的拆装、观
察分析结构特点，加深理解基本原理和工作过程。
时间：4 学时（5 学时增加部分内容）
地点：多媒体专业教室
器材保障：机械转向系统
动力转向系统
液压、电动助力转向系统实物教具
2
教 学 进 程 教学环节设计
汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专
设机构的总称。
汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员
的意愿进行直线或转向行驶。
第一节 概述
一、汽车转向系统的类型和组成
1．机械转向系统
机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，
所有传递力的构件都是机械的，主要由转向操纵
机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。
当前轮为独立悬架时，机械转向系统的组成及
布置与红旗CA7220 型轿车相似。
当前轮为非独立悬架时，机械转向系统的组成
及布置如下图所示。由于转向盘距离转向器较
远，二者之间用万向节和传动轴构成的万向传动
装置相连。
2．动力转向系统
配套课件：
kcnr23_01_01.htm--
kcnr23_01_04.htm
3
动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机（或
电动机）的动力作为转向能源的转向系统。动力
转向系统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。
二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动
而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统
能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的
延长线都要相交于一点。
cotα=cotβ+B/L
其中α、β 分别是内外侧转向轮的偏转角，B
是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；L 是
汽车轴距。
如果是多轴汽车转向，转向轮转角间的关系与
双轴汽车基本相同。
三、转向系统传动比
1．转向器角传动比
转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增
量之比iω1 称为转向器角传动比。
2．转向传动机构角传动比
4
转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的
相应转角增量之比iω2 称为转向传动机构角传动
比。
3．转向系统角传动比
转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增
量之比iω 为转向系统角传动比。
iω=iω1iω2　
4．转向系统的力传动比
两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用
在转向盘上的手力之比ip 称为转向系统的力传
动比，它与角传动比iω 成正比。
四、转向盘的自由行程
转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘的自
由行程。转向盘的自由行程有利于缓和路面冲
击，避免驾驶员过度紧张，但不宜过大，否则将
使转向灵敏性能下降。
第二节 转向操纵机构
5
一、转向操纵机构的组成
转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转
向操纵机构。
二、转向操纵机构的部件及安全装置
1．转向盘
转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮
毂的细牙内花键与转向轴连接，转向盘上都装有
喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控制
开关和安全气囊。
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）转向轴错位缓冲
配套课件：
kcnr23_02_01.htm--
kcnr23_02_05.htm
6
2）转向轴错位和支架变形缓冲
Mazda 6 轿车转向柱管吸能装置的工作原理
是：发生碰撞时，转向器向后移动，下转向传动
轴插入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压
扁，吸收了冲击能量。此外，转向柱管通过支架
和U 形金属板固定在仪表板上。当驾驶员身体撞
击转向盘后，转向管柱和支架将从仪表板上脱离
下来向前移动。这时，一端固定在仪表板上而另
一端固定在支架上的U 形金属板就会产生扭曲
变形并吸收冲击能量。
3）转向柱管变形吸收冲击能量并缓冲
如果汽车上装用了网格状或波纹管式转向
柱管吸能装置，当发生猛烈撞车导致人体冲撞转
向盘时，网格部分或波纹管部分将被压缩产生塑
性变形，吸收冲击能量。
第三节 转向器
一、转向器的传动效率
配套课件：
kcnr23_03_01.htm--
kcnr23_03_05.htm
7
转向器的输出功率与输入功率之比称为转向
器传动效率。
1．正效率
功率由转向轴输入，由转向传动机构（如转
向横拉杆或摇臂）输出的情况下求得的传动效率
称为正效率，显然，正效率越高越好。
2．逆效率
功率由转向传动机构输入，由转向轴输出的
情况下求得的传动效率称为逆效率。
3．可逆式转向器
逆效率很高的转向器称为可逆式转向器。其
特点是路面传到转向传动机构的反力很容易传
到转向轴和转向盘上，利于汽车转向结束后转向
轮和转向盘的自动回正，但也能将坏路面对车轮
的冲击力传到转向盘，发生“打手”情况。常用于
轿车、客车和货车。
4．不可逆式转向器
逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。
不可逆式转向器使转向轮不能自动回正、没有路
感。由于上述特性，在汽车上很少采用。
5．极限可逆式转向器
8
逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可
逆式转向器。其反向传力性能介于可逆式和不可
逆式之间，接近于不可逆式。采用这种转向器时，
驾驶员有一定路感，可以实现转向轮自动回正，
只有路面冲击力很大时，才能部分地传到转向
盘。常用于越野车和矿用自卸汽车。
二、齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为
传动机构，适合与麦弗逊式独立悬架配用，常用
于轿车、微型货车和轻型货车。
齿轮齿条传动的基本工作原理
目前，轿车普遍采用的都是齿轮齿条式转向器，
其基本组成
捷达轿车转向器的安装及布置如下图所示，
其转向器通过两个U 形支架和橡胶管支承并固
定在副车架上，两个转向横拉杆分别通过球头销
与转向齿条的两端相连。
有些轿车转向齿条的动力不是两端输出，而
是中间输出，
三、循环球式转向器
9
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。
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”。
四、蜗杆曲柄指销式转向器
具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器
壳体两端的球轴承上，蜗杆与锥形指销相啮合，
指销用双列圆锥滚子轴承支于摇臂轴内端的曲
柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时，指销沿蜗
杆螺旋槽上下移动，并带动曲柄及摇臂轴转动。
目前汽车使用的蜗杆曲柄指销式转向器多数是
双指销式，即有两个指销，
第四节 转向传动机构
从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为
配套课件：
kcnr23_04_01.htm--
kcnr23_04_04.htm
10
转向传动机构。
转向传动机构的功用是将转向器输出的力
和运动传到转向桥两侧的转向节，使转向轮偏
转，并使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保
证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。
一、与非独立悬架配用的转向传动机构
1．转向传动机构的组成
转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转
向节臂和转向梯形等零部件共同组成，其中转向
梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。
2．转向摇臂
循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器
通过转向摇臂与转向直拉杆相连。转向摇臂的大
端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端
连接，小端通过球头销与转向直拉杆作空间铰链
连接。
3．转向直拉杆
转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的
传动杆件，具有传力和缓冲作用。在转向轮偏转
且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直
11
拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空
间运动，为了不发生运动干涉，三者之间的连接
件都是球形铰链。
4．转向横拉杆
转向横拉杆是转向梯形机构的底边，由横拉
杆体和旋装在两端的横拉杆接头组成。其特点是
长度可调，通过调整横拉杆的长度，可以调整前
轮前束。
二、与独立悬架配用的转向传动机构
当转向轮采用独立悬架时，为了满足转向轮独
立运动的需要，转向桥是断开式的，转向传动机
构中的转向梯形也必须断开。
与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向
器，转向器布置在车身上，转向横拉杆通过球头
销与齿条及转向节臂相连。
当采用循环球式转向器时，转向传动机构的
杆件较多
第五节 液压助力转向系统
一、动力转向系统概述
配套课件：
kcnr24_05_01.htm--
kcnr24_05_06.htm
12
动力转向系统是将发动机输出的部分机械能
转化为压力能（或电能），并在驾驶员控制下，
对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅
助作用力，使转向轮偏摆，以实现汽车转向的一
系列装置。采用动力转向系统可以减轻驾驶员的
转向操纵力。
动力转向系统由机械转向器和转向加力装
置组成。
根据助力能源形式的不同可以分为液压助
力、气压助力和电动机助力三种类型。其中液压
助力转向系统应用较为普遍，以下重点介绍其类
型及典型零部件。
1．液压助力转向系统
1）常压式液压助力转向系统
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
13
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。
二、整体式动力转向器
14
桑塔纳2000 轿车采用的是整体式动力转向
器，由转阀、齿轮齿条式转向器和转向动力缸组
成的整体式动力转向器如下图所示，转向动力缸
的助力直接作用在齿条上，齿条的动力由一端输
出。
三、转向油罐与转向油泵
转向油罐和油泵是实现动力转向的必备部
件，
1．转向油罐
转向油罐的作用是储存、滤清并冷却液压助
力转向系统的工作油液。
2．转向油泵
转向油泵是液压助力转向系统的供能装置，
其作用是将输入的机械能转换为液压能输出。转
向油泵的结构形式有齿轮式、叶片式、转子式、
柱塞式等，其中外啮合齿轮式转向油泵应用最
多。
四、电控液压助力转向系统
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在传统液压助力转向系统的基础上加装电
控系统，使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转
角增量（或角速度）有关，还与车速有关，就形
成了电控液压助力转向系统。与传统液压助力转
向系统相比，增加了液压反应装置和液流分配
阀，而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电
磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利
用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻
力，通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压
助力系统辅助力的大小，从而实现辅助转向力随
车速而变化的助力特性。
第六节 电动助力转向系统
电动助力转向（简称EPS）系统利用直流电
动机提供转向动力，辅助驾驶员进行转向操作。
电动助力转向系统根据其助力机构的不同可以
分为电动液压式（简称EPHS）和电动机直接助
力式两种。
一、电动液压助力转向系统
电动液压助力转向系统的液压泵（齿轮泵）
配套课件：
kcnr23_06_01.htm--
kcnr23_06_04.htm
16
通过电动机驱动，与发动机在机械上毫无关系，
助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关，是
典型的可变助力转向系统。其特点是由ECU 提
供供油特性，汽车低速行驶时助力作用大，驾驶
员操纵轻便灵活；在高速行驶时转向系统的助力
作用减弱，驾驶员的操纵力增大，具有明显的“路
感”，既保证转向操纵的舒适性和灵活性，又提
高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。
二、直接助力式电动转向系统
直接助力式电动转向系统是一种直接依靠
电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据
不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动
力。
1． 直接助力式电动转向系统的结构和工作
原理
当转向轴转动时，转矩传感器开始工作，把
两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变
成电信号传给电子控制单元（ECU），ECU 根据
车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的
旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电
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动机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到
转向系统（转向轴）中，从而完成实时控制的助
力转向。
本田雅阁轿车的前轮载荷较大，所需要的转
向辅助力也大，因此辅助力直接作用在齿条上
2．直接助力式电动转向系统
根据电动机布置位置的不同，直接助力式电
动转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力
式、齿条助力式三种类型。
3．直接助力式电动转向系统的主要优缺点
1）优点
（1）效率高、能量消耗少；
（2）系统内部采用刚性连接，反应灵敏，
滞后小，驾驶员的“路感”好；
（3）结构简单，质量小；
（4）系统便于集成，整体尺寸减小；省去
了油泵和辅助管路，总布置更加方便；
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（5）无液压元件，对环境污染少。
2）缺点
（1）直接助力式电动转向系统提供的辅助
动力较小，难以用于大型车辆；
（2）减速机构、电动机等部件会影响汽车
的操纵稳定性，正确匹配整车性能至关重要；
（3）使用电动机、减速机构和转矩传感器
等部件，增加了系统的成本。
三、四轮转向系统
汽车的四轮转向（简称4WS）是指汽车在转
向时，4 个车轮都可相对车身主动偏转，使之起
到转向作用，以改善汽车的转向机动性能。
按照后轮转向机构控制和驱动方式的不同，
四轮转向可分为机械式、液压式、电控机械式、
电控液压式和电控电动式等几种类型。目前使用
最广泛的4WS 系统为电控液压式，主要用于前
轮采用液压助力转向系统的汽车中。
四、线控转向系统
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线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向
意图和车辆的行驶状况，通过数据线将信号传递
给车载电脑，电脑据此做出判断并控制液压激励
器提供相应的转向力，使转向轮偏转相应角度实
现转向。
课后小结：
配合转向系统分解结
合实训
思考题：
1、何谓汽车转向系统？机械转向系统 有哪几部
分组成？
2、"吉利豪情"款车型的转向操纵机构中采用何种
万向传动装置？
3、何谓转向器角传动比、转向传动机构角传动
比和转向系统角传动比？为同时满足转向省力
和转向灵敏的要求，应采取哪些措施？
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4、何谓转向盘的自由行程？它的大小对汽车转
向操纵有何影响？一般范围应为多大？
5、转向直拉杆、横拉杆两端的压缩弹簧有什么
作用？横拉杆两端的弹簧可否设计成沿轴线安
装？为什么？
6、汽车转向系统中一般采用哪些防止驾驶员身
体受伤害的安全防护措施？
7、动力转向系统如何分类的？它们的特点有哪
些？

bluezjy

正做毕业设计呢，多谢了！！！！！！！！

liuyayu

好人特困户人口号 和客人÷老虎口人体会让老头就会

moyar

怎么还有转向的啊？