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汽车转向原理简介,冲压2分部 卢明杰2012.03.22,目 录,汽车转向系统概述,机械转向系统齿轮齿条式和循环球式,动力转向系统液压动力转向系和气压动力转向系,第一章,第二章,第三章,电子控制动力转向系统,第四章,汽车转向系统概述,我们知道，当转动汽车方向盘时，车轮就会转向。这是一种因果关系，不是吗？但是，为了使车轮转向，方向盘和轮胎之间发生了许多有趣的运动。,汽车转向系统概述,为了降低汽车转向时车轮的磨损，希望转向时每个车轮都作纯滚动，即要求所有车轮的轴线都相交于一点。汽车内轮转角与外轮转角之间的关系如下：,汽车转向系统概述,第一章 汽车转向系统的分类与组成 机械转向系统:以驾驶员体力为转向能源，所有传力件是机械零件。主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。动力转向系统:驾驶员体力（小部分）和发动机动力（大部分)为转向能源。组成：在机械转向系统的基础上增加转向加力装置。,机械转向系统的组成,转向器,转向操纵机构,转向传动机构,汽车转向系统概述,动力转向系统的组成:,汽车转向系统概述,第二章 机械转向系统,机械转向器齿轮齿条式循环球式转向操纵机构转向传动机构,转向器是转向系中减速增扭的传动装置，其功用是增大转向盘传到转向节的力并改变力的传动方向。目前应用广泛的是齿轮齿条式和循环球式。,机械转向器,机械转向系统齿轮齿条式和循环球式,1.齿轮齿条式转向器,传动件：齿轮、齿条特点：结构简单，紧凑，质量轻，制造容易，成本低；转向灵敏，正、逆效率高；,机械转向系统齿轮齿条式和循环球式,2.循环球式转向器,循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一。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。,机械转向系统齿轮齿条式和循环球式,特点：正传动效率高达90%95%，转向省力；寿命长，工作平稳；,为了减少转向螺杆、螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。,机械转向系统齿轮齿条式和循环球式,由转向盘、转向轴、转向管柱等组成，将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。方向盘为了司机有很好的视野，方向盘上部一般较大。,各种转向操纵机构介绍,转向操纵机构,功用将转向器输出的力和运动传到两侧转向节，使转向轮偏转，且偏转角按一定关系变化，保证车轮与地面的相对滑动尽可能小（转向摇臂、转向直拉杆、转向横拉杆）1.与非独立悬架配用的转向传动机构,前桥为转向桥一般布置在前桥后,前桥为转向驱动桥防止干涉，布置在前桥前,转向直拉杆横置,转向传动机构,转向传动机构,转向摇臂,作用：把转向器输出的力和运动传给直拉杆或横拉杆，进而推动转向轮偏转。,转向传动机构,转向直拉杆,作用：将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(转向节臂)在转向轮偏转或悬架弹性变形相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动，为不发生运动干涉，上述三者间的连接都采用球销。,转向传动机构,转向横拉杆,作用：联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆,转向传动机构,2.与独立悬架配用的转向传动机构,每个转向轮相对于车架作独立运动，转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。,转向传动机构,1.转向摇臂 2.转向直拉杆 3.左转向横拉杆 4.右转向横拉杆 5.左梯形臂 6.右梯形臂 7.摇杆 8.悬架左摆臂 9.悬架右摆臂 10.齿轮齿条式转向器,动力转向系统定义：用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或者转向器中某一传动件施加液压或气压作用力，以减轻驾驶员的转向操纵力的一套零部件。类型：液压动力转向系统气压动力转向系统液压助力转向系统的组成：由机械转向器、转向动力缸和转向控制阀,动力转向系统,第三章 动力转向系统,工作原理,直线行驶时转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。向右转向：向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出的工作液与R腔接通，将L腔与油罐接通，在油压作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左右轮向右偏转，从而实现右转向。向左转向：向左转向时，情况与上述相反,转向控制阀,转向油泵,油罐,动力转向系统,常压式：油罐、油泵、储能器、控制阀、动力缸等,特点：系统中保持限定压力，只要转向系统运行就提供压力，反应迅速。,液压助力转向系统分类,常流式：油罐、油泵、控制阀、动力缸等,特点：不转向时系统无压力，转向时系统才提供压力。,液压助力转向系统分类,常压式与常流式的比较,常压式液压助力转向系统优点：系统一直有油压，响应快。用储能器积蓄能量，可用小油泵缺点：容易引起压力漏油；油泵总要保持压力，会降低油泵寿命；储能器占用空间，燃油消耗率高。常流式液压助力转向系统：优点：结构简单；油泵寿命长；泄漏少；消耗功率低。缺点：转向后才建立压力，响应慢；为提高速度需使用较大油泵 目前汽车上使用的多是常流式液压助力转向系统,液压助力转向系统分类,第四章 电子控制动力转向系统,电动助力转向系统（Electric Power-assistant Steering，EPS）四轮转向系统（Four-wheel Steering，4WS）线控转向系统（Steer-by-Wire，SBW）,电子控制动力转向系统,一、电动助力转向系统EPS,低速时使转向轻便、灵活；中高速时，保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，提高高速行驶的操纵稳定性。根据助力机构的不同，可分为电动液压式(Electric Power-assistant Hydraulic Steering，EHPS)和电动机直接助力式。,电子控制动力转向系统,液压式电控助力转向系统是在传统液压助力转向系统的基础上，增加了一套电子控制装置。,电子控制动力转向系统,液压式电控助力转向系统示意图,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，无动力缸、液压油泵、转阀、液压管道等液压元件。,直接助力式电动转向系统示意图,电子控制动力转向系统,二、四轮转向系统4WS,汽车在转向过程中，4个车轮可根据前轮转角或车速等信号同时相对车身偏转。偏转的一般规律：低速时，前后轮反向转向，汽车转弯半径小，机动灵活性高；中高速时，前后轮同向转向，车身姿态变化小，行驶稳定性高。,电子控制动力转向系统,逆相控制模式,同相控制模式,电子控制动力转向系统,三、线控转向系统SBW,最大特点：去掉了转向盘和转向轮之间的机械连接。组成：转向盘模块、转向模块、电控单元和传感器等。,SBW系统示意图,电子控制动力转向系统,Thank You!,
