12第十二章汽车转向系

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。 XHQDH
为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，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。 螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道 内。 转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入 螺母侧面的一对通孔中。导管内也装满了钢球。这样， 两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立 的封闭的钢球“流道"。
α ——外轮转向角 β ——内轮转向角 B ——两侧主销间距离 L —— 汽车轴距 转向轮内轮最大偏转角约在34°―42°，最小转弯半径一般为5-12mm。
5. 转向器的传动比及传动效率
1)线位移输出的转向器的传动比：用转向盘每转一圈时 转向器输出轴的线位移的大小来表示； 2)角位移输出的转向器的传动比： 转向器角传动比（i1）=转向盘摆角/转向摇臂摆角 一般货车i1为16-32，轿车 i1为12-22 转向传动机构角传动比（i2）=转向摇臂摆角/同侧转向 轮偏转角 i2 一般为1左右 3)转向系角传动比（iw）= i1× i2 转向器的传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越 小，但转向操纵的灵敏度就会下降。有的汽车转向器在 转向过程的不同阶段，其传动比的大小是不相等的（可 变传动比转向器）。
6)可逆式转向器正传动效率高，逆传动效率也
高；不可逆转向器正传动效率高，逆传动效率 为零；半可逆式转向器正传动效率高，逆传动 效率较低。 7)所有的转向器都要求正传动效率要高，这样 转向力通过转向器时损失少，转向操纵便灵活。 好的转向器应有适当的逆传动效率，使驾驶员 通过操纵转向盘既能对道路情况有明显的"路感"， 但又不能使路面不平对转向盘产生过大的冲击。
二、 与独立悬架配用的转向传动机构
当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架 作独立运动，因而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。
第四节 动力转向装置
采用动力转向系统的汽车转向所需的能量，在正常 情况下，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部 分是发动机(或电机)驱动的油泵(或空气压缩机)所提
管柱都分成两段，上转向轴和下转向轴之间通过细花 键结合并传递转向力矩，同时它们二者之间可以作轴 向伸缩滑动。在下转向波轴的外边装有波纹管，它在 受到压缩时能轴向收缩变形并消耗冲击能量。它的下 转向管柱的上端套在上转向管柱里面，但二者不直接 连接，而是通过管柱压圈和限位块分别对它们进行定 位。
当汽车撞车时，下转向管柱向上移动，在第一
第十二章 汽车转向系
第一节 概述
第二节 转向器及转向操纵机构 第三节 转向传动机构
第四节 动力转向装置
第五节 后轴随动转向简介 第六节四轮转向系统
第七节 汽车转向系的检修
第八节 汽车转向系的故障诊断
第一节 概述
汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为 汽车转向系。 1. 转向系的基本组成 (1)转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。 (2)转向器 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运 动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车 架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。 (3)转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮 按一定关系进行偏转的机构。
段，上转向管柱比下转向管柱稍细，可套在下转向 管柱的内孔里，二者之间压入带有塑料隔圈的钢球。 隔圈起钢球保持架的作用，钢球与上、下转向管柱 压紧并使之结合在一起。在撞车时，上下管柱在轴 向相对移动，这时钢球边转动边在上、下转向管柱 的壁上压出沟槽，从而消耗了冲击能量。
3）波纹管变形吸能式转向操纵机构的转向轴和转向
转向摇臂的作用是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。
2.转向直拉杆
转向直拉杆的作用是将ห้องสมุดไป่ตู้向摇臂传来的力和运动传给转向梯形
臂(或转向节臂)。
它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，
以保证工作可靠。 在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，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，为了不发生运动干涉，上述三者间 的连接都采用球销。
在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，
为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之 前，如图b所示。 若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而 是在汽车的横向左右摆动，则可将转向直拉杆3 横置，并借球头销直接带动转向横拉杆6，从而 推使两侧梯形臂转动，如图d-zx-08 c所示。
1.转向摇臂
次冲击力的作用下限位块首先被剪断并消耗能 量，与此同时转向管柱和转向轴都作轴向收缩。 当受到第二次冲击时，上转向轴下移，压缩波 纹管使之收缩变形并消耗冲击能量。
第三节
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，使两侧转向轮偏转， 且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图1200 转向梯形一般布置在前桥之后，如图a。
2. 转向轴
1）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，它的上部与转向盘固 定连接，下部装有转向器。 2）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的工作角度(转向轴的传 动方向)和转向盘的高度(转向轴轴向长度)的机构， 以方便不同体型驾驶员的操纵。
转向器输入轴带动转向器内部的转向控制阀转动，
使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向 操纵。这样，为了克服地面作用于转向轮上的转 向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩， 比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多。 图1208
3. 对转向系统的要求
(1)要求工作可靠，操纵轻便。 (2)转向机构还应能减小地面传到转向盘上
4)转向器除要保证汽车转向轻便灵活外，还应能
防止由于路面反力对转向盘产生过大的冲击(即 所谓的"回弹打手"现象)，造成操纵困难和驾驶员 工作疲劳。 5)为了实现这一目的，转向器应具有较高的正传 动效率和适当的逆传动效率。通常称转向操纵力 由转向盘传到转向摇臂(或齿条轴)的过程为正向 传动，相应的传动效率称为正传动效率；称由路 面的冲击力反向通过转向摇臂(或齿条轴)和转向 器传到转向盘的过程称为逆向传动，相应的传动 效率称为逆传动效率。根据转向器正向和逆向传 力的特性不同，转向器可分为可逆式转向器、不 可逆式转向器和半可逆式转向器三种类型。
供的液压能(或气压能)。 用以将发动机(或电机)输出的部分机械能转化为压 力能，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向 器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力， 以助驾驶员施力不足的一系列零部件，总称为动力 转向器。
一、动力转向装置的功用、组成及类型 （1）功用：在汽车转弯时，减小对转向盘的操 作力；限制转向系统的减速比；原地转向时 能提供必要的助力；限制车辆高速或在薄冰 上的助力，具有较好的转向稳定性；在动力 转向装置失效时，能保持机械转向系有效工 作。 （2）组成：图1208
的冲击，并保持适当的"路感"。 (3)当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻 或避免对驾驶员的伤害。

4.转向梯形理论特性
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1209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。 为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足如下关 系： ctga = ctgb + B/L
3.转向横拉杆
转向横拉杆是联系左、右梯形臂并使其协调
工作的连接杆，它在汽车行驶过程中反复承 受拉力和压力，因此多用高强度冷拉钢管制 造。
4 .转向减振器
随着车速的提高，现代汽车的转向轮有时会产生
摆振（转向轮绕主销轴线往复摆动，甚至引起整 车车身的振动），这不仅影响汽车的稳定性，而 且还影响汽车的舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。 在转向传动机构中设置转向减振器是克服转向轮 摆振的有效措施。转向减振器的一端与车身（或 前桥）铰接，另一端与转向直拉杆（或转向器） 铰接。 图1224 AUDI00转向减振器结构图
3. 可分离式安全转向操纵机构
此类转向操纵机构
的转向管柱分为上下 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。
4.缓冲吸能式转向操纵机构
1）网状管柱变形式
2）钢球滚压变形式结构的转向管柱分为上、下两
第二节 转向器及转向操纵机构
一、转向器 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、循环球式、和蜗杆 曲柄指销式。
1.齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端） 输出式两种。 特点: 简化转向传动机构，齿轮齿条无间隙啮合，逆传 动效率高。 CTDH 1）两端输出的齿轮齿条式转向器如图1204所示，作为 传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在 转向器壳体5中，其上端通过花键与万向节叉10和转向 轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置，两端 通过球头座3与转向横拉杆1相连。弹簧7通过压块9将齿 条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用 调整螺塞6调整。当转动转向盘时，转向器齿轮11转动， 使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带 动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转 向。