汽車轉(zhuǎn)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(gòu)造-底盤,概述 機械轉(zhuǎn)向器 動力轉(zhuǎn)向系 四輪轉(zhuǎn)向系,第十四章 轉(zhuǎn)向系,14.1 概 述,一、轉(zhuǎn)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(shè)機構(gòu)。 2、組成： 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu) 轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),二、轉(zhuǎn)向系的類型及工作原理,1、機械轉(zhuǎn)向系,轉(zhuǎn)向盤,轉(zhuǎn)向軸,轉(zhuǎn)向萬向節(jié),轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向搖臂,轉(zhuǎn)向直拉桿,轉(zhuǎn)向節(jié)臂,轉(zhuǎn)向節(jié),梯形臂,橫拉桿,轉(zhuǎn)向梯形,機械式轉(zhuǎn)向系的工作過程,2、動力轉(zhuǎn)向系,機械轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向搖臂,轉(zhuǎn)向拉桿,轉(zhuǎn)向節(jié),梯形臂,轉(zhuǎn)向橫拉桿,轉(zhuǎn)向油罐,轉(zhuǎn)向油泵,轉(zhuǎn)向控制閥,轉(zhuǎn)向動力缸,轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。,14.2 機械轉(zhuǎn)向系,一、轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu),影片介紹,1、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向軸 轉(zhuǎn)向軸是將駕駛員作用于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向操縱力矩傳給轉(zhuǎn)向器的傳力軸，它的上部與轉(zhuǎn)向盤固定連接，下部裝有轉(zhuǎn)向器。 現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向軸除裝有柔性萬向節(jié)外，有的還裝有能改變轉(zhuǎn)向盤的工作角度(轉(zhuǎn)向軸的傳動方向)和轉(zhuǎn)向盤的高度(轉(zhuǎn)向軸軸向長度)的機構(gòu)，以方便不同體型駕駛員的操縱。,3、轉(zhuǎn)向安全裝置 此類轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向盤對駕駛員的傷害，但轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)本身不包含有吸能裝置。,二、轉(zhuǎn)向器,（1）要求：兼顧靈敏性與輕便； 轉(zhuǎn)向器的傳動比越大，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤所需要的操縱力就越小，但轉(zhuǎn)向操縱的靈敏度就會下降。有的汽車轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器）。,（2）傳動效率： 1）通常稱轉(zhuǎn)向操縱力由轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)的過程為正向傳動，相應(yīng)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(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)和轉(zhuǎn)向器傳到轉(zhuǎn)向盤的過程稱為逆向傳動，相應(yīng)的傳動效率稱為逆?zhèn)鲃有省?3）根據(jù)轉(zhuǎn)向器正向和逆向傳力的特性不同，轉(zhuǎn)向器可分為可逆式轉(zhuǎn)向器、不可逆式轉(zhuǎn)向器和半可逆式轉(zhuǎn)向器三種類型。,功用： 增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力，并改變力的傳遞方向。,1、轉(zhuǎn)向器的傳動比及轉(zhuǎn)動效率,轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)不同分為： 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器及循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。,2、轉(zhuǎn)向器,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,構(gòu)造：,1.轉(zhuǎn)向橫拉桿 2.防塵套 3.球頭座 4.轉(zhuǎn)向齒條 5.轉(zhuǎn)向器殼體 6.調(diào)整螺塞 7.壓緊彈簧 8.鎖緊螺母 9.壓塊 10.萬向節(jié) 11.轉(zhuǎn)向齒輪軸 12.向心球軸承 13.滾針軸承,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作過程,特點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長、不需要調(diào)整齒輪齒條的間隙,應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)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(nèi)滾動，形成“球流“。在轉(zhuǎn)向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)，不會脫出。,工作過程：,三、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),功用：是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。,1轉(zhuǎn)向器 2轉(zhuǎn)向搖臂 3轉(zhuǎn)向直拉桿 4轉(zhuǎn)向節(jié)臂 5梯形臂 6轉(zhuǎn)向橫拉桿,與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形。,1、 與非獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),2、與獨立懸架配用轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),1轉(zhuǎn)向搖臂；2轉(zhuǎn)向直拉桿；3左轉(zhuǎn)向橫拉桿；4右轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向輪獨立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相對于車架作獨立運動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須是斷開式的。,3、轉(zhuǎn)向機構(gòu)中主要部件,（1）轉(zhuǎn)向搖臂,結(jié)構(gòu)： 大端與轉(zhuǎn)向搖臂軸相連小端與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向直拉桿,在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而且因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向節(jié)臂,螺塞 調(diào)彈簧6的預緊度,油嘴,球頭銷,直拉桿,接轉(zhuǎn)向搖臂,3、轉(zhuǎn)向橫拉桿,在旋松夾緊螺栓以后，轉(zhuǎn)動橫拉桿體，可改變橫拉桿的總長度，來調(diào)節(jié)前輪前束。,作用：是克服汽車行駛時轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)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(zhuǎn)向減振器,14.3 動力轉(zhuǎn)向器,用以將發(fā)動機(或電機)輸出的部分機械能轉(zhuǎn)化為壓力能，并在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器。,采用動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)向器？,2、動力來源：,2、根據(jù)機械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者在轉(zhuǎn)向裝置中的布置和聯(lián)接關(guān)系的不同，液壓動力轉(zhuǎn)向裝置分為整體式（機械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者設(shè)計為一體）、組合式（把機械式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計在一起，轉(zhuǎn)向動力缸獨立）和分離式（機械式轉(zhuǎn)向器獨立，把轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動力缸設(shè)計為一體）三種結(jié)構(gòu)型式。,一、動力轉(zhuǎn)向類型,1、按傳能介質(zhì)的不同分為動力轉(zhuǎn)向器有氣壓式和液壓式兩種。,液壓動力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。,1、組成： 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加一套動力輔助裝置組成的。轉(zhuǎn)向油泵安裝在發(fā)動機上，由曲軸通過皮帶驅(qū)動并向外輸出液壓油。轉(zhuǎn)向油罐有進、出油管接頭，通過油管分別與轉(zhuǎn)向油泵和轉(zhuǎn)向控制閥聯(lián)接。轉(zhuǎn)向控制閥用以改變油路。機械轉(zhuǎn)向器和缸體形成左右兩個工作腔，它們分別通過油道和轉(zhuǎn)向控制閥聯(lián)接。,當汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向控制閥2將轉(zhuǎn)向油泵6泵出來的工作液與油罐相通，轉(zhuǎn)向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。當汽車需要向右轉(zhuǎn)向時，駕駛員向右轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)使左、右輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。向左轉(zhuǎn)向時，情況與上述相反。,二、動力轉(zhuǎn)向系的組成及工作原理,2、工作原理：,三、動力轉(zhuǎn)向器,1、動力轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu),2、動力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向時,汽車左轉(zhuǎn)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(chǎn)生壓差，促進汽車左轉(zhuǎn),（3）左轉(zhuǎn)向時,汽車右轉(zhuǎn)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(chǎn)生壓差，促進汽車右轉(zhuǎn),動 力 轉(zhuǎn) 向 器 工 作 過 程 演 示,（1）作用： 轉(zhuǎn)向油泵是助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力源。轉(zhuǎn)向油泵經(jīng)轉(zhuǎn)向控制閥向轉(zhuǎn)向助力缸提供一定壓力和流量的工作油液。目前，轉(zhuǎn)向油泵大多采用雙作用式葉片泵。,l.驅(qū)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(zhuǎn)子 A.出油口 B.出油腔 C.進油腔 D.油道 H.主量孔,（2）結(jié)構(gòu)：,當轉(zhuǎn)子順時針方向旋轉(zhuǎn)時，葉片在離心力及高壓油的作用下緊貼在定子的內(nèi)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(jīng)壓油口向外供油。由于轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向系（4WS）,一、作用及分類：,低速行駛時,反向偏轉(zhuǎn)，以降低轉(zhuǎn)彎半徑；,中速行駛時,同向偏轉(zhuǎn)，以提高轉(zhuǎn)向靈敏度；,高速行駛時,同向偏轉(zhuǎn)，以提高汽車的行駛穩(wěn)定性,二、分類：,后輪小角度偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 后輪在高速時小角度偏轉(zhuǎn)在低速時大角度偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),1、按功能分：,液壓四輪轉(zhuǎn)向系 機械液壓四輪轉(zhuǎn)向系 電動四輪轉(zhuǎn)向系,2、按車輪偏轉(zhuǎn)執(zhí)行機構(gòu)的動力形式分,小 結(jié),1、轉(zhuǎn)向系的功用與組成,3、重點掌握機械轉(zhuǎn)向系組成和工作原理,2、理解轉(zhuǎn)向系六大術(shù)語,轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu),4、分析和比較動力轉(zhuǎn)向系的工作情況,5、了解四輪轉(zhuǎn)向系的優(yōu)點和分類,結(jié)束,