汽车转向系统概述

汽车构造
当车低速行驶时，它可以提供大的助力，保证方向盘转动轻 盈和灵活；当车速较高时，它提供的助力就会较小，以增强 行车的安全性和稳定性。
两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
汽车构造
两侧转向轮偏转角之间的理想关系式
cot cot B
L
汽车转向时，要使各车轮都只 滚动不滑动，各车轮必须围绕 一个中心点O转动，如图所示。 显然这个中心要落在后轴中心 线的延长线上，并且左、右前 轮也必须以这个中心点O为圆心 而转动。 B是两侧主销轴线与地
汽车转向系统概述
汽车构造
汽车转向系统的定义 汽车中用来改变或者恢复其行驶路线的系统。
汽车转向系统的功用 保证汽车按驾驶员的意愿进行转向和正常行驶。确保转向轻 便，行驶稳定。
汽车转向系统的分类
汽车构造
按汽车转向系统能源的不同分为：
机械转向系统
以驾驶员的体力为转向能源，其中所
有的传力件都是机械零件。
汽车Baidu Nhomakorabea造
转向安全装置——转向管柱塑性变形缓冲
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。
转向器的传动效率
汽车构造
转向器的传动效率 转向器的输出功率与输入功率的比值称为转向器的传动效率。
动力转向系统
兼用驾驶员的体力和发动机动力为转向 能源，其转向系统中需要增加动力转向装 置。
以驾驶员的体力和电能为转向能源，其 电动助力转向系统 转向系统中需要增加电动装置或者电液
装置。
机械式转向系统的组成
汽车构造
转向操纵机构
方向盘；
转向轴；
转向万向节 转向器 转向传动机构
图12-1 机械转向系统示意图 1—转向盘 2—转向轴 3、5—转向万向节 4—转向传动轴
iω1较大，货车为16-32，轿车为12-20；一iω2较小，一般为1。
转向盘自由行程
汽车构造
转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘自由行程，也即使转 向轮未发生偏转而转向盘所能转过的角度。
产生原因：转向系统中传动件之间存在安装间隙。 这是为了驾驶者舒适度和行车安全考虑的。因为驾驶过程中
人的手必须长时间握住方向盘，没有人可以永远保持一个姿 势，手臂、手指微小的动作或者是换手抓方向盘都可能导致 方向盘微动，而这个自由行程就是为了忽略这些微动使车辆 不受影响而保持直线行驶。 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，转向不精确。 任一方向的这个行程通常不超过10~15°。
6—转向器 7—转向摇臂 8—转向直拉杆 9—转向节臂 10—左转向节 11、13—梯形臂 12—转向横拉杆 14—右转向节
机械式转向系统的组成
汽车构造
汽车构造
动力转向系统的组成
动力转向装置： o转向油罐； o转向油泵； o转向控制阀； o转向动力缸。
机械转向装置： o转向操纵装置 o转向器 o转向传力装置
汽车构造
汽车构造
汽车构造
机械式液压助力系统
汽车构造
机械式液压助力系统主要包括齿轮齿条转向结构和液压系 统(液压助力泵、液压缸、活塞等)两部分。工作原理是通过 液压泵(由发动机皮带带动)提供油压推动活塞，进而产生辅 助力推动转向拉杆，辅助车轮转向。
电子式液压助力转向系统
汽车构造
电动助力转向系统（EPS）
汽车构造
转向盘
汽车构造
材料： 轮辐和轮圈： 心部有钢、铝或镁合金制的骨架、外表通过注塑方法包覆
有一定形状的塑料外层或合成橡胶或皮革，以改善操纵转 向盘的手感舒适性并提高驾驶员的安全性。
装置： 1、安全气囊的电缆盘 2、汽车喇叭开关 3、巡航系统控制开关 4、音响控制开关 5、左侧：转向信号灯拨杆等 6、右侧：雨刮拨杆等
机械式转向系统的工作原理
汽车构造
转向盘→转向轴→机械转向器→转向摇臂→转向直拉杆→转向 节臂→左转向节→左转向梯形臂→转向横拉杆→右转向梯形臂 →右转向节
机械转向系统的工作原理
汽车构造
机械转向系统的工作原理
汽车构造
转向操纵机构
汽车构造
组成：转向操纵机构由转向盘、转向轴、转向柱管等； 作用：是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
汽车构造
转向轴
汽车构造
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。
转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向 器的传力轴，上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。
转向轴与转向器连接方式：一种是与转向器的输入轴直接 连接，另一种是通过十字轴万向节或挠性万向节间接与转 向器的输入轴相连接。
面相交点之间的距离；L是汽车 轴距。
由汽车转向中心O到外转向轮与
地面接触点的距离R称为汽车的
转弯半径。
Rmin
L
sin max
汽车构造
转向系统的角传动比
转向盘
转向器
转向摇臂
汽车构造
转向节
转向器角传动比iω1 转向系统角传动比iω
转向传动 机构角传 动比iω2
iω= iω1*iω2
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。 转向系统角传动比越大，转向盘越省力，但转向灵敏度降低。
现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改 变转向盘工作角度(转向轴的传动方向)和转向盘高度(转 向轴轴向长度)的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。
汽车构造
转向安全装置——转向轴错位缓冲
此类转向操纵机构的转向轴分为上下两段，当发生撞车时， 上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾 驶员的伤害，但转向操纵机构本身不包含有吸能装置。
组成：转矩 (转向)传感器、 电子控制单元、 电动机、减速 器、机械转向 器、以及蓄电 池电源等。
汽车构造
电动助力转向系统（EPS）
汽车构造
电动助力转向系统工作原理
汽车构造
转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的操纵力 矩，车速传感器测出车辆当前的行驶速度，然后 将这两个信号传递给ECU；ECU根据内置的控制 策略，计算出理想的目标助力力矩，转化为电流 指令给电机；然后，电机产生的助力力矩经减速 机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的 操纵力矩一起克服转向阻力矩，实现车辆的转向。