【汽车底盘构造与维修课件】10_1 机械转向系概述
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•式中 B—两侧主销轴线与地面交点之间的距离，也称为轮距；
• L—汽车轴距。由转向中心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。转弯半径越小，则汽车转向所需场地越 小，其机动性就越好。由图10-3可知，当前外转向轮偏转角达到 最大值αmax时，转弯半径R有最小值。在图示理想情况下，最小 转弯半径Rmin与αmax的关系为：
•10.1.2 转向系的基本组成
•尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵 机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。
• 1．转向操纵机构 • 驾驶员操纵转向器的工作机构，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。
•1．转向中心与转弯半径
•汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O叫 做转向中心（图10-3）。这样才能保证各车轮在转向过程中均做 纯滚动，避免汽车在转向时轮胎与地面间产生滑动使轮胎严重 磨损。由图10-3中的几何关系可见，汽车转向时内转向轮的偏转 角β大于外转向轮偏转角α。在车轮为刚体的假设条件下，内、 外两转向轮偏转角满足下面的关系式：
•汽车的转向操纵性能并不完全取决于转向系，它还与行驶系有关。汽车 在直线行驶中，转向轮会受到偶然出现的地面侧向反力而发生意外偏转， 从而使汽车意外地转向。为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮 偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。车轮定位即是保证 转向轮自动回正性能的结构措施之一。
•10.1.4 转向系常用术语
• 2．动力转向系
• 兼用驾驶员体力和发动机（或电机）的动力为转向能源的转向系。它是在机 械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向 所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过 转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立 承担汽车转向任务。图10-2所示为一种液压式动力转向系的组成和液压转向加 力装置的管路布置示意图。其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵5、转 向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸 等。当驾驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆8、 转向节臂7，便转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。与此同时，转向器输 入轴还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，比采用机械转向系时所需的转向力矩小得多。 另外，采用液压动力转向系还可提高汽车行驶的安全性。
•汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来 改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。汽车行驶 方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 （一般是前轮）的偏转角度实现的。转向系不仅可以 改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶， 而且还具有只动回复到直线行驶位置的功能，可以克 服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复 汽车原来的行驶方向。
•4．对转向系的要求
• 汽车转向系是保证汽车安全行驶的重要装置之一，因此要求它工作可 靠，操纵要轻便灵活，要保证转向车轮的转向运动规律正确稳定，并且要 使车轮在转向时只滚动不滑动。转向机构还应能减弱或避免地面施加在转 向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要使驾驶员通过转向盘对转向过程 中车轮与地面之间的运动情况保持适当的“路感”。另外，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。
图10-3 汽车转向示意图
• 2．转向梯形与前展
•为了使汽车能够顺利地转向，并保持汽车转向时，转向轮只有向前的滚动而 没有横向的滑动，转向传动机构必须使转向轮的滚动轨迹符合一定的规律，即 前内转向轮偏转角β大于前外转向轮偏转角α（ ），如图10-4a所示。如果汽 车在转向时，两前转向轮的偏转角相同，那么各轴轴线就不可能相交于一点， 而是交于两点 (图10-4b)，这时各车轮也就不可能绕同一中心滚动，运动轨迹也 将发生改变。若使两转向轮自由滚动，它们的运动轨迹就有逐渐相互靠近的趋 势。然而两车轮是安装在同一轴的两端，轮距B是不变的，这样当汽车转向时， 转向轮就要产生边滚边滑的现象，便行驶阻力增加，转向困难，并加速轮胎的 磨损。
2.动力转向系统
图10-1 机械转向系示意图 1-转向盘 2-转向轴 3-转向节 4-转向轮 5-转向节臂
6-转向横拉杆 7-转向减振器 8-机械转向器
2.动力转向系统
图10-2 动力转向系示意图 1-转向盘 2-转向轴 3-转向中间轴 4-转向油管 5-转向油泵
6-转向油罐 7-转向节臂 8-转向横拉杆 9-转向摇臂 10-整体式转向器 11-转向直拉杆 12-转向减振器
第10章 机械转向系 主编 贺大松
•学习目标 •1．了解机械转向系的基本组成和工作原理。 •2．学习什么是转向盘自由行程并学会检查、调整转向盘自由行程。 •3．学会各种典型机械转向器的检查和调整方法。 •4．掌握常见机械转向系的故障现象和诊断排除方法。
•10.1 概述
•10.1.1 转向系的功用
• 3．转向传动机构
•将转向器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。
•10.1.3 转向系的类型及工作原理
• 按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系 两大类。
• 1．机械转向系
•以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传 力件都是机械的。图10-1所示就是一种机械式转向系。需要转向 时，驾驶员对转向盘l施加一个转向力矩，该力矩通过转向轴2输 入转向器8。从转向盘到转向轴这一系列部件和零件即属于转向 操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有1～2级减速传动副 （图10-1所示转向系中的转向器为单级减速传动副）。经转向器 放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于 转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转向轮偏转， 从而改变了汽车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属 于转向传动机构。
• L—汽车轴距。由转向中心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。转弯半径越小，则汽车转向所需场地越 小，其机动性就越好。由图10-3可知，当前外转向轮偏转角达到 最大值αmax时，转弯半径R有最小值。在图示理想情况下，最小 转弯半径Rmin与αmax的关系为：
•10.1.2 转向系的基本组成
•尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵 机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。
• 1．转向操纵机构 • 驾驶员操纵转向器的工作机构，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。
•1．转向中心与转弯半径
•汽车转向时，要求所有车轮轴线都应相交于一点，此交点O叫 做转向中心（图10-3）。这样才能保证各车轮在转向过程中均做 纯滚动，避免汽车在转向时轮胎与地面间产生滑动使轮胎严重 磨损。由图10-3中的几何关系可见，汽车转向时内转向轮的偏转 角β大于外转向轮偏转角α。在车轮为刚体的假设条件下，内、 外两转向轮偏转角满足下面的关系式：
•汽车的转向操纵性能并不完全取决于转向系，它还与行驶系有关。汽车 在直线行驶中，转向轮会受到偶然出现的地面侧向反力而发生意外偏转， 从而使汽车意外地转向。为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮 偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。车轮定位即是保证 转向轮自动回正性能的结构措施之一。
•10.1.4 转向系常用术语
• 2．动力转向系
• 兼用驾驶员体力和发动机（或电机）的动力为转向能源的转向系。它是在机 械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向 所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过 转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立 承担汽车转向任务。图10-2所示为一种液压式动力转向系的组成和液压转向加 力装置的管路布置示意图。其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵5、转 向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸 等。当驾驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆8、 转向节臂7，便转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。与此同时，转向器输 入轴还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，比采用机械转向系时所需的转向力矩小得多。 另外，采用液压动力转向系还可提高汽车行驶的安全性。
•汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来 改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。汽车行驶 方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮 （一般是前轮）的偏转角度实现的。转向系不仅可以 改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶， 而且还具有只动回复到直线行驶位置的功能，可以克 服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复 汽车原来的行驶方向。
•4．对转向系的要求
• 汽车转向系是保证汽车安全行驶的重要装置之一，因此要求它工作可 靠，操纵要轻便灵活，要保证转向车轮的转向运动规律正确稳定，并且要 使车轮在转向时只滚动不滑动。转向机构还应能减弱或避免地面施加在转 向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要使驾驶员通过转向盘对转向过程 中车轮与地面之间的运动情况保持适当的“路感”。另外，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。
图10-3 汽车转向示意图
• 2．转向梯形与前展
•为了使汽车能够顺利地转向，并保持汽车转向时，转向轮只有向前的滚动而 没有横向的滑动，转向传动机构必须使转向轮的滚动轨迹符合一定的规律，即 前内转向轮偏转角β大于前外转向轮偏转角α（ ），如图10-4a所示。如果汽 车在转向时，两前转向轮的偏转角相同，那么各轴轴线就不可能相交于一点， 而是交于两点 (图10-4b)，这时各车轮也就不可能绕同一中心滚动，运动轨迹也 将发生改变。若使两转向轮自由滚动，它们的运动轨迹就有逐渐相互靠近的趋 势。然而两车轮是安装在同一轴的两端，轮距B是不变的，这样当汽车转向时， 转向轮就要产生边滚边滑的现象，便行驶阻力增加，转向困难，并加速轮胎的 磨损。
2.动力转向系统
图10-1 机械转向系示意图 1-转向盘 2-转向轴 3-转向节 4-转向轮 5-转向节臂
6-转向横拉杆 7-转向减振器 8-机械转向器
2.动力转向系统
图10-2 动力转向系示意图 1-转向盘 2-转向轴 3-转向中间轴 4-转向油管 5-转向油泵
6-转向油罐 7-转向节臂 8-转向横拉杆 9-转向摇臂 10-整体式转向器 11-转向直拉杆 12-转向减振器
第10章 机械转向系 主编 贺大松
•学习目标 •1．了解机械转向系的基本组成和工作原理。 •2．学习什么是转向盘自由行程并学会检查、调整转向盘自由行程。 •3．学会各种典型机械转向器的检查和调整方法。 •4．掌握常见机械转向系的故障现象和诊断排除方法。
•10.1 概述
•10.1.1 转向系的功用
• 3．转向传动机构
•将转向器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。
•10.1.3 转向系的类型及工作原理
• 按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向系 两大类。
• 1．机械转向系
•以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传 力件都是机械的。图10-1所示就是一种机械式转向系。需要转向 时，驾驶员对转向盘l施加一个转向力矩，该力矩通过转向轴2输 入转向器8。从转向盘到转向轴这一系列部件和零件即属于转向 操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有1～2级减速传动副 （图10-1所示转向系中的转向器为单级减速传动副）。经转向器 放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆6，再传给固定于 转向节3上的转向节臂5，使转向节和它所支承的转向轮偏转， 从而改变了汽车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节臂属 于转向传动机构。