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第三章 汽车转向系统
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本章主要内容
--第一节 概述 --第二节 转向操纵机构 --第三节 转向器 --第四节 转向传动机构 --第五节 液压助力转向系统 --第六节 电动助力转向系统
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第一节 概述
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。
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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。
（1）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。
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（2）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。
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。
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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。
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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。
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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。
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。
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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。
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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。
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第三节 转向器
功用： 增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向。
概念： 正向传动： 作用力从转向盘传到转向摇臂的过程。 逆向传动： 转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘的过程。
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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
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三、转向系传动比
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
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 。
11—压紧弹簧；12—调整螺塞；13—锁紧螺母；14—转向齿条；15—齿条衬套锁止环； 16—转向齿条衬套；17—转向器壳体橡胶垫圈；18—转向器壳体固定夹；19—转向器壳体总成；
20—防尘罩箍带；21—转向齿条防尘罩；22—防尘罩锁簧；23—滚针轴承
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
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 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。
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机械式转向系的工作过程
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2．动力转向系统 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。
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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
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第二节 转向操纵机构
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。
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图3-2天津夏利齿轮齿条式转向器的结构 1—转向横拉杆接头总成；2—锁紧螺母；3—转向横拉杆及齿条接头；4—转向齿条接头锁紧螺母； 5—油封；6—孔用弹性挡圈；7—轴用弹性挡圈；8—向心球轴承；9—轴向齿轮；10—齿条导向块；
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1）转向轴错位缓冲
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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。
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一、转向器的传动效率 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。