客车动力转向系统
第五章 汽车转向系统动力学,
第五章汽车转向系统动力学问题的提出汽车转向系统动力学是研究驾驶员给系统以转向指令后汽车在曲线行驶中的运动学和动力学特性。
这一特性影响到汽车操纵的方便性和稳定性，所以也是汽车安全性的重要因素之一，因而成为汽车系统动力学中重要研究内容之一。
汽车操纵稳定性是与汽车的车速密不可分的，早期的低速汽车还谈不上稳定性的问题，最早出现稳定性的问题，是在具有较高车速的轿车上或赛车上，目前，随着车速的不断提高，轿车、大客车、载货汽车的设计都离不开汽车操纵稳定性的研究。
近年来，有许多学者研究这一问题，并取得很多成果。
操纵性不好的汽车的主要表现：1.“飘” －有时驾驶员并没有发出转向的指令，而汽车开始自己改编本方向，使人感到汽车漂浮2.“贼”－有时汽车像受惊的马，忽东忽西，汽车不听驾驶员的指令；3.“反应迟钝”－驾驶员虽然发出指令。
但是汽车还没有转向反映，转向过程反应较慢；4.“晃”－驾驶员发出了稳定的转型指令，可使汽车左右摇摆，行驶方向难以稳定，当汽车受到路面不平，或者是侧向风扰动时，汽车就会出现左右摇摆；5.“丧失路感”－正常汽车转弯的程度，会通过转向盘在驾驶员的手上产生相应的感觉，有些汽车操纵性不好的汽车，特别是在汽车车速较高时，或转向急剧时会丧失这种感觉，这会增加驾驶员操纵困难，或影响驾驶员的正确判断6.“失去控制”－某些汽车的车速超过一个临界值以后，驾驶员已经不能控制器行驶的方向。
汽车的操纵稳定性：在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。
汽车的操纵性：汽车能及时而准确的反映驾驶员主观操作的能力，也就是按照驾驶员的愿望维持或改变原来的行驶路线的能力。
汽车的稳定性：汽车在外力干扰下，仍能保持或很快恢复原来行驶状态和方向，而不致丧失控制、发生侧滑或翻车的能力。
101两者的关系：操纵性的丧失常导致侧滑、回转、甚至翻车；而稳定性的破坏也往往使汽车失去操纵性，处于危险状态。
汽车构造第3版(陈家瑞)：动力转向系
二、电动式动力转向系统
普通动力转向系的助力特性是不变的，且 与车速无关，这会导致停车及低速时，转 向盘操纵沉重，中速时较轻快，当车速增 高时更加轻快。如果考虑停车及低速时的 轻便性，则使高速时操纵力过小，路感下 降，易出现转向过度。反之会使停车及低 速时操纵力过大，转向沉重，效率下降。 为了实现在各种行驶条件下转向盘上所需 要的力都是最佳值，必须采用更先进的电 子控制动力转向系统。
一、 液压式动力转向系的组成及原理
1.液压常流滑阀式动力转向装置
液压常流滑阀式动力转向装置的基本组成 如图19-1所示，主要包括转向储油罐、转向 油泵、转向控制阀、转向动力缸等。
图19-1 液压常流滑阀式动力转向装置
1-滑阀 2-反作用柱塞 3-滑阀复位弹簧 4-阀体 5-转向螺杆 6-转向直拉杆 7-转向摇臂 8-转向动力缸 9-转向螺母 10单向阀 11-安全阀 12-节流孔 13-溢流阀 14-转向储油罐 15-转向油泵
线行驶位置。如果滑阀不能回到中间位置， 汽车将在行驶中跑偏。
在对装的反作用柱塞2的内端，复位弹簧3 所在的空间，转向过程中总是与动力缸高 压油腔相通。此油压与转向阻力成正比， 作用在柱塞2的内端。转向时，要使滑阀移 动，驾驶员作用在转向盘上的力，不仅要 克服转向器内的摩擦阻力和复位弹簧的张 力，还要克服作用在柱塞2上的油液压力。 所以，转向阻力增大，油液压力也增大， 驾驶员作用于转向盘上的力也必须增大， 使驾驶员感觉到转向阻力的变化情况。这 种作用就是“路感”。
液压常流滑阀式动力转向系统，结构复杂、 体积大，所以大多应用于大型货车、客车 和工程机械上。而小型汽车上主要应用的 是液压常流转阀式动力转向装置。
2.液压常流转阀式动力转向装置的工作原 理
液压常流转阀式动力转向装置的基本 组成如图19-2所示，也是有转向油泵、转向 动力缸、转向控制阀等组成。
某客车转向系统匹配计算报告
XXXXXXX转向系统计算书编制：审核：批准：前言XXXXXXXXXXXXXXXXXX市场的需求而开发的旅游客车。
转向系统设计既要满足整车设计要求，又要遵循以下原则：1.尽可能采用通用件，提高零部件的通用性；2.系统良好的可靠性、操纵性；3.系统及零部件调整及维修的便利性。
1、输入数据前轴负荷：N G 441008.945001=⨯≤。
转向器参数：转向泵参数：发动机参数：2、根据原地转向阻力矩R M 选择转向器根据半经验公式，原地转向阻力矩可由下式计算：PG f M R 313=--------------公式1 式中：R M 车轮转向阻力矩Nm ；f 轮胎与地面的滑动磨擦系数，一般取f =0.7； 1G 前轴负荷（N ）；P 前轮气压(MPa)（双钱轮胎气压830kPa ）； 代入数据得：Nm M R 90.237183.04410037.03==转向器最大输出扭矩K M 选取时，要满足R K M M ≥，一般取Nm M M R K 9.211712.1=≥，这样可以较好发挥转向器的效率，并保持液压系统有一个良好的工况。
2.1原地转向时作用在转向盘上的手力如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理，h R M M 2为：+==sg w h R i d d M M ηβϕ0 -----------------公式2 式中：h M 为作用在转向盘上的力矩；0w i 为转向系角传动比；+sg η为转向器正效率，取0.85。
0w i 又由转向器角传动比w i 和转向传动机构角传动比'w i 所组成，其中27.23=w i 、12'w L L i =。
1L 为垂臂长210mm ，2L 为转向节臂长234mm 。
作用在转向盘上的手力h F 为：swhh D M F 2= -----------------公式3 式中：sw D 为转向盘直径。
将公式2代入公式3后得到： N i L D L M F sg w sw R h 795x 14.0x 0.850.45x 0.23421x 2371.9x 0.2221===+η按上式计算出的作用力超出了人的正常体力范围，但采用动力转向即可解决这一问题。
客车动力转向系统的设计布置及常见问题分析
上世纪80年代初期，国内大部分客车都是在货车底盘上加装车身而来。
由于货车底盘的前悬较短并且发动机前置，导致车内空间运用率不高，车内噪声较大。
随着国民经济的发展，我国高速公路也在飞速发展，人们对出行及旅行的舒适性、安全性规定越来越高，交通密度的增长和车速的提高对客车的转向性能都提出了更高的规定。
客车转向系统设计的好坏直接影响着客车的驾驶稳定性、安全性和操纵灵活性。
下面简要介绍客车动力转向系统的设计布置及常见问题的分析。
1、客车动力转向系统的设计要点1.1 客车动力转向的设计规定(1)转向轮转角和驾驶员转动方向盘的转角应保持一定的比例关系。
(2)动力转向系统失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。
(3)减轻驾驶员作用在转向盘上的手力，同时还应有路感，并随转向阻力的增长而增大。
(4)方向盘应能平稳回位，保证汽车的直线行驶能力。
(5)转向系统应能在车辆转弯时灵活平稳地将扭力传到前轮。
(6)不允许路面不平引起的振动导致方向盘回跳或方向失控。
1.2 动力转向器的选择动力转向系统由于具有转向操纵灵活、轻便，能吸取路面对前轮产生的冲击，设计时转向器结构形式的选择也灵活多样等优点，因此，已在各国的汽车制造中普遍采用。
我国大客车一般采用的是整体式－液压动力转向器，其工作原理如图1所示。
液压式动力转向以液体的压力作动力来完毕转向加力。
其特点是油液工作压力可达6-10MPa，甚至更高，所以结构紧凑，动力缸尺寸小、重量轻；因油液具有不可压缩性，故灵敏度高；油液的阻尼作用可以用来吸取路面冲击；动力装置无需润滑。
其缺陷是结构复杂，对加工精度和密封规定高等。
动力转向器型号的选择须根据前桥负荷、整车的布置等因素来综合考虑。
转向器选择的合适与否对整个转向系统起着至关重要的作用。
1.3 转向器及中间过渡臂的布置转向器及中间过度臂的合理布置对于整车的行驶稳定性有非常重要的作用。
每一种转向器对其安装都有规定，在满足转向器安装规定的情况下，应根据整车的前转向桥和前悬挂的特点，保证转向拉杆和前悬挂的运动干涉在允许的范围内。
电动客车机电双源转向系统的设计与实现
第3期客车技术与研究BUS&COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.3202139电动客车机电双源转向系统的设计与实现胡其丰1'2,文健峰「2,何亮匕张天1(1.中车时代电动汽车股份有限公司，湖南株洲412007；2.长沙中车智驭新能源科技有限公司，长沙410000)摘要:针对目前电动客车在行驶中动力电池或其他系统出现严重故障时，整车控制器需要切断高压，导致转向助力无法维持等问题，本文提出一种机电双源转向系统，当整车断电后仍能正常维持车辆的转向助力，提高了车辆的安全性，并能实现车辆制动的冗余以及解决电动压缩机机油乳化问题。
关键词：电动客车；机电双源；转向系统中图分类号：U469.72；U463.4文献标志码：A文章编号：1006-3331(2021)03-0039-04 Design and Realization of Electro-mechanical Dual Source Steering System forElectric BusesHU Qifeng1，2,WEN Jianfeng1，2,HE Liang1，2,ZHANG Tian(1.CRRC Tims Electric Vehicle Co.,Ltd.,Zhuzhou412007,China；2.Changsha CRRC Intelligent Control and New Energy Technology Co.,Ltd.,Changsha410000,China) Abstract:Aiming at the problems that the vehicle controller needs to cut off the high-voltage thereby causing the steering power cannot be maintained continuously when the power battery or other systems of the electric buses are in serious failure，this paper proposes an electro-mechanical dual source steering system，which can maintain the steering of the vehicle even after the power is cut off during driving，to improve the safety of the vehicle and realize the redundancy of vehicle braking and solve the problem of electric compressor oil emulsification.Key words:electric bus;electro-mechanical dual source;steering system国家标准《电动客车安全技术条件》要求:车辆在行驶过程中，出现需要整车主动断B级高压电的车辆异常情况时，在车速大于5km/h时应保持转向系统维持助力状态或至少保持转向助力状态30s后再断B级电［1］。
汽车电动助力转向系统研究现状及趋势
(5)提高了操纵稳定性。当驾驶员转动转向盘一角度，然后松开时，EPS系统能够自动调整使车轮回正。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最佳的回正特性。而在传统的液压控制系统中，要改善这种特性必须改造底盘的机械结构，实现起来很困难。
(6)系统结构简单，占用空间小，布置方便。由于该系统具有良好的模块化设计，所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等，不仅节省了费用，也为设计不同的系统提供了极大的灵活性，而且更易于生产线装配。相对于液压助力转向系统，EPS没有油泵、油管和发动机上的皮带轮，使得设计该系统时有更大的余地，而且该系统的控制模块可以和齿轮齿条设计在一起或单独设计，发动机部件的空间利用率极高。
转向柱助力式电动助力转向器(C-EPS)的助力电机固定在转向柱的一侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向(图2)。这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑、易于安装。现在多数EPS就是采用这种形式。此外，C-EPS的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱，如固定式转向柱、斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。但由于助力电机安装在驾驶舱内，受到空间布置和噪声的影响，电机的体积较小，输出扭矩不大，一般只用在小型及紧凑型车辆上。
由于技术、制造和维修成本等原因，目前汽车转向系统仍以液压助力的HPS(包括 ECHPS、EHPS)为主。线控转向系统由于成本高以及现有法规限制等原因，在近期很难在车辆上装配。EPS具有节能与环保等诸多优点，EPS取代HPS是今后一段时间内汽车转向系统发展的趋势。
从EPS控制策略的发展趋势来看，今后控制信号将不再仅仅依靠车速与扭矩信号，而是根据转向角、转向速度、横向加速度、前轴重力等多种信号进行与汽车特性相吻合的综合控制，以获得更好的转向路感。目前已经开始这方面的研究。
客车转向系统的维护和检修
客车转向系统的维护和检修摘要：客车转向系统正处于使用过程中，由于相关部件的摩擦、振动、碰撞和自然侵蚀，将使其技术性能逐步恶化，因此，必须进行预防性维修工作。
通过维护，可以减少磨损部件，经常保持良好的技术状态，还可以减少燃料和其他材料的消耗，降低运输成本，保证运输任务的顺利完成。
关键词：客车；转向系统；维护；检修1 转向系统各级维护的作业范围1.1日常维护日常维护以润滑和紧固为主。
其主要操作内容为所有常规项目，检查并拧紧外露零件的螺丝和螺母；按要求润滑所有润滑点，并消除任何故障。
主要的维护工作集中在检查和调整上。
维护和控制系统各零位、部件均有良好的性能，确保一级维修间隔在正常运行范围内。
其主要工作内容；检查每个接头的紧固；从外检转向机构，调整并排除检测到的故障；拆卸轮毂轴承，添加和更换润滑脂；增加舵机的齿轮油；轮胎改变等。
1.2二级维护以总成解体清洗、检查、调整为中心维护所有转向系统总成部件的性能，确保在二次维修间隔内正常运行。
其主要内容包括所有操作项目的日常维护、舵机的清洗、检查和调整；拆卸和清洗前桥，检查转向臂、转向节、转向节销和衬套以及推力轴承的技术状况。
2 转向系统的各级维护的作业项目和内容在各个层次上都有许多维护项目和总线控制系统的内容。
在工作性质上，主要是清洗、检查、紧固、调整和润滑。
在维修时，只要是维修项目，根据技术要求，全面、细致地准备，确保车辆具备良好的技术条件，确保在任何情况下都能可靠地工作。
在进行维修工作时，应观察和检查转向系统的所有部件，特别是每台机器部件的连接处。
确保油污损害和松动。
所有的螺栓和螺母都不应松动，并应安装弹簧垫圈、平垫圈、开销、锁线和锁板。
当拆卸和安装主机部件上的螺栓和螺母时，必须仔细检查。
例如，螺钉的变形和螺钉的断裂应该更换。
所有紧固的螺栓和螺母应按规定用扭扳手拧紧。
客车前轴长期使用后，会产生磨损、变形、疲劳裂纹等配套部件，引起轮毂的对准变化，降低车辆的机动性，加速轮胎的磨损。
客车转向系统的设计
大客车转向系统设计方法摘要：简要介绍大客车转向系统零件选型及匹配设计方法关键词：大客车；转向系统；设计方法；前言转向系统作为汽车的重要系统之一，直接决定着车辆的操纵稳定性，安全性。
而大客车作为大型生命载体，对转向系统可靠性要求更高，设计时来不得半点马虎，下面就以WG6120CHAE 型车辆转向系统设计为例从客车装配厂家的角度简要介绍一下大型客车转向系统的设计方法。
1、转向器的选型1.1根据前轴的轴荷选定方向机类型一般转向轴轴荷超过3.5吨，推荐使用动力转向器，动力转向器液压缸的缸径要求大于m 5.42（m 为前轴轴荷），对比厂家转向器的参数选择即可。
转向轴轴荷小于3.5吨的车辆，原则上可以不使用动力转向器，但应特别注意转向垂臂长度，车桥转向节上臂的回转半径，注意力矩计算，使转向盘不至沉重。
1.2国内转向器厂家一般根据转向轴轴来对应相关转向器产品，例如东风转向器厂IPS45的转向器对应的前轴是4.5吨，IPS55的转向器对应的前轴是5.5吨，IPS65的转向器对应的前轴是6.5吨，所以选型时可以直接对应选择就是了。
对于我司生产的WG6120CHAE 型车，因前轴载荷为6.5吨，所以选用了东风的IPS65型转向器，并根据布置形式选定了左旋左输出旋向，传动比为21.48：1，摇臂轴转角为±47.5°，方向盘总圏数为5.67圏。
IPS65型转向器2、转向系统匹配设计2.1确定内外轮转角，转向梯形及最大转弯直径选定转向器之后，我们首先要根据车辆的转弯直径的要求计算实际所需转向轮转角。
老标准以外轮中心画出来的轨迹为车辆的最大转弯直径，不太准确，新标准以通道圆直径不大于25m ，通道宽度不大于6.7米来定义转弯直径则更合理。
WG6120CHAE 型车相关参数首先找出车轮的旋转中心，转向轮的旋转中心是主销延长线与地面的交点。
现求出左右转向轮旋转中心联线的距离：中L =销B +2×r ×tg ɑ=1974.4 ①式考虑了主销后倾角的轴距：轴L =L+ r ×sin β=6312.9 ②式计算车辆的外轮转角外β=ctg 内β+B/L ③式车辆最内点的最小转弯半径 内r =轴L / tg 外β-[B-( B-中L )/2] ④式车辆最外点的最小转弯半径 外r =22)()B r L L +++内前（ ⑤式计算出车辆最外点的最小转弯半径后直接乘以2倍，便计算出了车辆的最大转弯直径，而通道宽度见下式：通道B =外r -[B L L r r -+-⨯2)(前外外] ⑥式对于WG6120CHAE 型车，我们设定前内轮转角为47°，那么依据①式和③式，我们可以算出前外轮转角为38.8° ，这可做为给车桥厂签订协议时转向梯形的依据。
ZF8098方向机
2007-11-30 7 LSCNJ / CS
ZF Commercial Vehicle Steering (Shandong) Co., Ltd.
采埃孚商用车转向机（山东）有限公司
三、 动力转向系统的组成
© Alle Rechte bei ZF Lenksysteme GmbH, auch für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen. Jede Verfügungsbefugnis, wie Kopier- und Weitergaberecht, bei uns. All rights reserved.
2007-11-30 10 LSCNJ / CS
ZFLS Truck Steering Technology
Steering column height and tilt Adjustable 转向管柱 高度与角度可调节 Telescopic shaft 套管轴
Reservoir 油罐
Pump 油泵
2007-11-30 12 LSCNJ / CS
ZF Commercial Vehicle Steering (Shandong) Co., Ltd.
采埃孚商用车转向机（山东）有限公司
培训内容： 培训内容：
动力转向系统背景简介 一、 ZF动力转向系统背景简介 动力转向系统 二 、 注意事项及有关说明 三、 ZF动力转向系统的组成 动力转向系统的组成 四 、 Servocom转向机的工作原理 转向机的工作原理 五 、 转向系统的保养 六 、 转向系统的定期检测 七 、 转向系统换油 八 、 转向系统排气 九 、 调节液压转向限制器 十、 检修转向机外泄漏 十一、 十一、 拆下转向机 十二、 十二、 重装转向机 十三、 十三、 转向系统的故障诊断
动力转向系统的工作原理
(2)动力转向系统的工作原理动力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套动力辅助装置组成的。
如下图，转向油泵6安装在发动机上，由曲轴通过皮带驱动并向外输出液压油。
转向油罐5有进、出油管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀2联接。
转向控制阀用以改变油路。
机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。
当汽车直线行驶时，转向控制阀2将转向油泵6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。
当汽车需要向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与R腔接通，将L腔与油罐接通，在油压的作用下，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。
向左转向时，情况与上述相反。
液压动力转向系统示意图l.转向操纵机构2.转向控制阀3.机械转向器与转向动力缸总成4.转向传动结构5.转向油罐6.转向油泵R.转向动力缸右腔L.转向动力缸左腔汽车动力转向器的类型及工作原理作者：admin 来源：不详发布时间：2007-2-7 6:13:45减小字体增大字体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。
下面介绍动力转向器的类型及工作原理。
(1)动力转向器的类型按传能介质的不同，动力转向器有气压式和液压式两种。
装载质量特大的货车不宜采用气压动力转向器，因为气压系统的工作压力较低(一般不高于0.7MPa)，用于重型汽车上时，其部件尺寸将过于庞大。
液压动力转向器的工作压力可高达10MPa以上，故其部件尺寸很小。
液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自不平路面的冲击。
电动客车动力系统结构组成及工作原理
电动客车动力系统结构组成及工作原理电动客车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的客车。
电动客车由电机驱动，没有传统的内燃机，所以有工作时不产生废气、噪音比内燃机低、易操控的优点。
传统涡轮增压内燃机从踩油门到燃料燃烧到产生动能到废气回收增加动力需要一个较为复杂的循环，动力输出有明显滞后性。
但电动客车由于直接使用电机驱动，动力来得更快、更直接，加上无级变速系统省却了传统变速箱换挡的过程，使得车辆操作更简单、更轻便。
电动客车结构简单，维修保养较内燃机客车更简易。
以下我们就从电池、电机、电控这“三电系统”及辅助系统简单地介绍电动客车的动力系统结构、组成及工作原理。
1.1.1电池1.1.1.1动力电池系统构成动力电池由电池箱（大箱、小箱）、高压盒、热管理附件、高压低压线束构成。
1.1.1.2动力电池系统硬件介绍1.1.1.2.1电池箱构成电池箱分别由以下几项构成（详见图1）图1、电池箱爆炸图1 箱盖9 箱体2 箱体密封垫10 工装挂钩3 电池监控单元11 高压单P负（CSC）4 CSC固定支架12 高压单P正5 铜巴13 维护开关（MSD）6 模组压板14 低压连接器7 高低压线束15 压力平衡阀8 模组1.1.1.2.2模组构成模组由以下几部分组成（详见图2）图2、模组爆炸图1 顶盖绝缘片4 侧板板2 线束板 5 端板3 电芯 6 底板1.1.1.2.3模组中电芯连接方式模组内电芯采用串并联的方式连接，根据实际使用需求由厂家连接组合。
目前常见的连接方式有3种（1）1并4串，如图3所见，模组由1、2、3、4号电芯串联连接组成。
图3、1并4串模组1 2 3 4（2）2并4串，如图4所见，模组由1、2电芯并联为A，3、4电芯并联为B，5、6电芯并联为C，7、8电芯并联为D。
然后由A、B、C、D串联连接组成。
图4、2并4串模组（3）3并4串，如图5所见，模组由1、2、3电芯并联为A ，4、5、6电芯并联为B ，7、8、9电芯并联为C ，10、11、12电芯并联为D 。
客车转向系统对高速发飘的影响及发飘与操纵稳定性的关系
Ａｂｓｒ ｃ ： ｈ ｕｔｏ ｓｄ ｓ ｕ ｓｔ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｉｈｓ ｅ ｄｗａ ｉ ｇａ ｄ ｔ ｅｒ ｌｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｖｎ ｎｄｃ ｎ ｒｌｓａ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅａ ｈ ｒ ｉｃ ｓ ｉｆ ｅ ｃ ｎ ｈｇ ｐ ｅ ｖｎ ｎ ｅａｉ ｅｗｅ ｎｗａ ｉｇａ ｏ ｔｏ ｔ － ｈｅ ｌ ｈ ｏ
１ 前
言
角并 没有 反馈到转 向盘 的随动 ， 向盘依 旧不动 ， 方 车辆 却跑偏 了［ 高速行驶 的客车 出现发飘现象 ， ２ Ｊ 。 车辆 出现左
现代大客 车底 盘同货车底盘相 比 ， 计理念 已经完 设
全 不 同， 车底盘 形式复杂 ， 能配置高 ， 客 功 布置 紧凑 ， 人 性化设计使用性 能程度要求高 。在高 速公路上 ， 旅游大 客车行车速度一般都在 １０ｋ ／ 左右 ， 的瞬 时超车速 ２ ｍ ｈ 有
中图分类号 ： ６ ．；Ｕ ６ ． Ｕ４３４ ４ １ ６
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ６ ３ ３ （０ １ ０ — ０３ ０ １ ０ — ３ １２ １ ）５ ０ １ — ３
Ｉ ｌｕｅ ｃ ｎ Ｈｉ ｈ Ｓｐ ｅ Ｗ ａ ｉ ｎｄ Ｒｅａ ｉ ｎ ｅ ｗｅ ｎ ａ ｉ ｇ ｎｆ ｎ ｅｏ ｇ ｅ ｄ ｖ ｎｇａ ｌ ｔｏ ｂ ｔ ｅ Ｗ ｖ ｎ ａ ｄ ｎｔ ｏ ｔ ｂ ｌｔ ｆＣｏ ｃ ｔ ｅ ｉ ｇ Ｓ ｓ ｅ ｎ Ｃｏ ｒ ｌ ａ ｉｉｙ ｏ ａ ｈ Ｓ ｅ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ Ｓ
客车转向系统的设计
客车转向系统的设计一、引言随着社会的发展，客车在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色。
而客车转向系统作为客车的关键部件之一，对于客车的操控性能和安全性具有至关重要的影响。
因此，设计一个高效可靠的客车转向系统至关重要。
本文将从客车转向系统的基本原理、设计要求以及辅助系统等方面展开论述，旨在为客车转向系统的设计提供参考。
二、客车转向系统的基本原理客车转向系统主要由转向盘、转向机构和转向杆等组成。
转向盘通过转向机构将驾驶员的指令转化为对车辆前轮的转动。
转向杆则起到连接转向盘和转向机构的作用。
转向机构通常由齿轮、连杆和齿轮机构等组成，通过转向盘的转动使得前轮实现左右转动。
三、客车转向系统的设计要求1.操控性能要求：客车转向系统设计首先要满足操控性能要求，包括转向灵敏度、转向精度和转向稳定性等要求。
转向灵敏度指的是转向系统对于驾驶员操作的反应速度，该要求直接影响到驾驶员的操作体验。
转向精度是指车辆按照驾驶员的指令实现精确转向的能力，该要求直接关系到驾驶员对车辆的掌控能力。
转向稳定性是指车辆在转向过程中的稳定性，该要求直接关系到车辆的行驶安全性。
2.安全性要求：客车转向系统设计还要满足安全性要求，主要包括系统的可靠性和稳定性。
系统的可靠性是指转向系统在长期使用过程中可以正常运行且不出现故障的能力。
稳定性则是指转向系统在各种路况下都能够确保车辆的稳定行驶，避免由转向系统引起的交通事故。
3.节能环保要求：四、客车转向系统的辅助系统1.转向助力系统：转向助力系统是指为了减小驾驶员的操作力度和增加转向系统的灵敏度而设计的辅助装置。
常见的转向助力系统有液压助力转向系统和电动助力转向系统等。
液压助力转向系统通过液压装置提供助力，电动助力转向系统则通过电机提供助力。
这些转向助力系统能够在车速较低时提供更大的助力，使得车辆更容易转向，提高了驾驶的操控性能。
2.转向稳定控制系统：转向稳定控制系统是指通过感知车辆的转向状态和路况等信息，根据设定的控制算法对转向系统进行实时控制，以提高车辆的转向稳定性。
主动转向系统在客车中的应用
ｆｏ ｔｓｅ ｒｎ ｙ ｔｍ ，ａ ｄｔ ｅａ ｐｉａｉｎｏ ｈ ｃ ｉｅｆｏ ｔｓｅｒｎ ｙ ｔｍ ｏ ｂ ｓａ ｄｃ ａ ｈ ｒｎ ｔｅｉｇ ｓ ｓｅ ｎ ｈ ｐ ｌ ｔ ｆｔ ｅａ ｔｖ ｒ ｎ ｔｅ ｉ ｓ ｓｅ ｔ ｕ ｎ ｏ ｃ ． ｃ ｏ ｇ
Ｋｅ ｒ ｓ ｗｉｅ ｓｅ ｒｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｔ ｅ ｉｇ；ａ ｔｖ ｒ ｎ ｔ ｅ ｉｇ；ａ ｇ ｅ ｒ ｔ ｃｉ ｅ ｆｏ ｔｓｅ ｒｎ ｎ ｌ ａ ｉ ｏ
１ １ 组成 ．
传统机械转向系根据转向系统是否有助力装置 分 为动 力转 向系和 纯机 械转 向 系 。 目前 随着 技术 普 及、 成本降低和舒适性提高的要求 ， 动力转向系统在 Ｍ２和 Ｍ３ 客车上 日益 普及 。动 力转 向系 统 在 机 类 械转向系统基础上增加 了一套动力转 向装置， 包括 转向油泵 、 转向油罐、 控制阀和动力缸 （ 整体式动力 转 向器将 其合 并在转 向器 内） ， 图 １ 等 如 所示 。
性降低有利于安全 ， 但低速时转向迟钝 ， 操作 费力 。 因此 ， 械转 向系统 通常是 对 两种极 端情 况 的折衷 。 机
２ 电子转向 系统
由于电子转向系统用导线代替了传统的转 向操
１转 向 盘 及 传 动机 构 ；－ 力 转 向器 及 摇 臂 ； － 力 转 一 ２助 ３助
向油罐 ；一 ４助力转 向油泵 ；－ ５前转向直拉杆 ；一 向过渡 ６转 摇臂及支座 ；－ 转向直拉杆 ；一 ７后 ８前轴 ；－ 向横拉杆 ９转
新能源客车双源转向系统设计及控制实现
114电子技术1 转向系统概述 汽车在行进过程中，常常需要对方向进行控制。
为了实现这个功能，汽车都配置了相应的控制部件，驾驶员就能够利用该部件，对转向桥上的车轮进行控制，进而对汽车的方向进行有效的控制。
实际上，当汽车在以直线的方式行进时，由于可能会出现侧向上的干扰力，进而影响其行进方向。
而为了保障汽车依然沿着原定的直线轨道行进，驾驶员就可以借助于该控制机构，对汽车的行进方向进行控制。
2 电动液压助力转向系统原理 驾驶员在驾驶汽车过程中，希望驾驶员能够用最小的操舵力对方向进行稳定的控制，汽车行进速度的高低与其所需的操舵力呈正相关的关系。
传统液压助力系统，很难同时满足这两种状态的方向稳定控制，为了兼顾这两种需求，引入了电动液压助力转向系统。
这种系统就是在传统液压系统中，增设一套电子控制部件，由此结合车速动态调整操舵力，实现操舵力和方向稳定性的兼顾。
3 双源转向系统的设计3.1 双源转向系统的架构设计 双源转向系统采购高压直流输出源和低压直流输源同时接入转向电机控制器，其中高压供电源为车载高压储能单元，低压供电源为车载24V 蓄电池。
转向驱动系统由转向电机控制器和转向油泵组成。
低压蓄电池输出单元通过车载双向DCDC 与转向电机制控制器相连，高压储能输出单元通过动力线与转向电机控制器连接。
为了有效监测双源电压信号，高压储能输出单元和低压蓄电池分别通过电压输出反馈信号接入到双源电压监测控制器，由双源电源检测控制器对两者输出电压进行监测比较后再输出控制信号给车载双向DCDC 实现DCDC 升压启停控制。
3.2 车载双向DCDC 装置 车载双向DCDC 模块，高压侧电压范围为350VDC-750VDC，低压侧电压为27.5VDC；顺流降压模式的连续输出功率为3KW，最高效率为95%，逆流升压模式的最大输出功率为5KW。
该双向DC-DC 变换器高压侧具有过压、欠压保护以及反接保护等功能。
当高压侧电压突然下降时车载控制系统（本文指双源电压检测控制器）可以通过使能信号使能双向DCDC 模块升压工作，实现快速响应保证高压转向电机控制器不间断供电，确保车辆安全停靠。
客车转向系统对高速发飘的影响及发飘与操纵稳定性的关系_王一夫
第5期BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH客车技术与研究第5期No.520111前言现代大客车底盘同货车底盘相比，设计理念已经完全不同，客车底盘形式复杂，功能配置高，布置紧凑，人性化设计使用性能程度要求高。
在高速公路上，旅游大客车行车速度一般都在120km/h 左右，有的瞬时超车速度可高达140km/h 以上，如此高的车速下，发飘成了困扰国内各大客车厂的主要疑难问题，也成了各大汽车厂博士后工作站的主要研究课题。
当然，车辆的高速稳定性和发飘的机理，不但与车辆的底盘各系统设计制造有关，甚至还与车身结构参数有关。
本文只叙述客车转向液压系统和客车高速发飘、稳定性的三者关系，对客车动力转向系统零部件的设计、匹配、转向系统疑难故障诊断与排除具有一定的指导作用。
发飘是驾驶员并未发出指令，而汽车自己不断地改变方向，即方向盘不动，没有主动转向而汽车出现左右方向不定的跑偏[1]。
这有两点因素：高速时，一是车轮侧偏刚度变小，客车在受侧向风、轮胎受路面的作用下，尽管车轮没有转向，但客车却出现了左右侧滑；二是受路面等因素的作用，前轮出现了微小转角，这个微小转向角并没有反馈到转向盘的随动，方向盘依旧不动，车辆却跑偏了[2]。
高速行驶的客车出现发飘现象，车辆出现左右不定的侧滑，说明高速行驶的车辆容易出现名义前桥侧偏刚度相对变小，导致侧偏角变大，转向控制能力变差，车辆保持直线行驶能力变弱。
所以，要杜绝发飘现象，首先就得提高轮胎、悬架、车架的侧偏刚度，加大转向系统部件的传递刚性；其次还得合理地考虑重心布置与整车的匹配性。
高速行驶的车辆，尤其是车身高度较高的后置发动机客车更容易出现发飘现象。
2转向系统对客车高速发飘影响客车高速发飘和整车的匹配、底盘其它系统的性能、刚性有很大关系，也和转向液压系统有很大关系。
早期的客车速度低，没有动力转向，为减小转向阻力矩，主销后倾角和轮胎侧偏距（轮胎在地面上接触的中心点到主销中心线与地面交点的距离，即轮胎地面上接触中心点转动的回转半径）一般都较小[3]，尽管高速回正力矩相对小，但直线行驶稳定性并不突出。
大型全承载混合动力客车转向系统的集成设计
2.College of Electrical and Information Engineering, Hubei University of Automotive Technology, Shiyan 442002，China）
Abstract：The authors analyzes the layout structure and characteristics of the traditional large coach steering sys-
1- 全承载车架；2- 车架左前牛腿； 3- 转向换向器安装支架；4- 集成安装支架 图 5 全承载混合动力客车转向系统安装支架示意图
2.1 转向拉杆系统的设计方案 大型全承载混合动力客车，因整车前悬较长，
转向拉杆系统采用转向换向器 + 转向机卧式的布 置形式。
由于该车型驾驶区 较低，故转向机采用了 俯卧式布置结构，垂臂 布置在转向机的下面， 垂臂摆动端布置在转向 1- 车架；2- 垂臂；3 直拉杆总成 机的右侧，如图 3 所示。 图 3 转向拉杆的布置形式 2.2 转向液压管路系统的设计方案
摘 要：首先分析传统大型客车转向系统的布置结构和特点，然后详细阐述大型全承载混合动力客车转向
系统集成布置的设计方案和相关匹配计算结果，最后对其优点进行总结归纳。
关键词：大型全承载；混合动力客车；转向系统；集成设计
中图分类号：U463.32；U463.4
文献标志码：B
文章编号：1006-3331（2016）02-0027-04
鉴于此，本文提出并设计了一种适合某全承载混合 动力客车的集成布置式的新型转向系统。
1.1 转向拉杆系统的布置结构 为降低驾驶区高度，槽型梁车架常采用 Z 型结构，
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一、转向系作用
• 定义： 转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。它可以保证在
汽车转向行驶时，各车轮之间有协调的转角关系，绕同一旋转中心旋转。 • 功能： ➢ 驾驶者通过转向盘控制前轮绕主销旋转，操纵（改变和保持）汽车 行驶的方向。
角输入(助力转向)和力输入(高速行驶) ➢ 凭借转向盘的反作用力，将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾 驶者，即路感（road feeling） • 汽车转向系统是控制其行驶路线和方向的重要装置，它直接影响汽 车的操纵性和稳定性，是高速车辆的生命线。
客车动力转向系统
第一单元：转向系统的作用和组成 一、转向系统的作用 二、转向系统的组成
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一、转向系作用
• 汽车的基本性能是行驶、转向、减速和 停车。
• 其中的转向功能则由转向系统来实现。
2、齿轮齿条式转向器
按助力方式分 1、机械转向器
2、液压助力转向器
3、电动助力转向器
按阀的形式分 1、转阀式动力转向器
2、滑阀式动力转向器
3、板阀式动力转向器
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二、转向系的组成
循环球式转向器
• 转向器输出端的运动形式有两种，一种是线位移(如小型汽车上使用 的齿轮齿条式转向器)，另一种是角位移(如商用车上使用循环球式转向 器)。
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二、转向系的组成
转向器主要分类
按结构分
1、循环球式转向器
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二、转向系的组成
循环球式转向器
机械原理： 施加在方向盘上的转向力经转向传动轴传递至转向螺杆总成内
的输入轴(阀芯)，通过转向螺杆与转向螺母间的滚球丝杠副， 把输 入轴及转向螺杆的左、右旋转运动转变成转向螺母的往复直线运动; 再经转向螺母与输出轴之间的齿条齿扇副，将转向螺母的往复直线 运动转变成输出轴的正、反向转动，转向臂(垂臂)随之前后摆动， 进而通过横直拉杆系统实现汽车左、右转向。
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二、转向系的组成
循环球式转向器
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。
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二、转向系的组成
循环球式转向器
编号
名称
编号
名称
编号
名称
1
螺杆
4
压盖螺钉
7
螺母大胶圈
2
螺母
5
压盖
8
螺母大密封环
3
钢球
6
导管 9、10 螺母小密封环、小胶圈
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二、转向系的组成
分类：按动力源
机械转向系= 转向操纵机构+转向器+转向传动机构 动力转向系=转向操纵机构+动力转向器+转向传动机构+转向助力装置。
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 件；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。
汽车中的发动机、传动系统、行使 系能保证汽车的行使。但是汽车在行使 过程中经常需要改变行使的方向，而且 在行使中车轮受到外力作用会改变行使 的方向，这就需要有一个机构可以使汽 车回到原来的行使方向。这个机构就是 我们今天要探讨的转向系统。
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8
二、转向系的组成
转向操纵机构
转向器安装在车架上，而驾驶员坐在驾驶室内，所以驾驶员要操纵转 向器，必须有一系列中间传动装置，这就是转向操纵机构。
组成：转向盘、转向轴、转向传动轴、转向万向节 作用：作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。 安全式转向柱:为了保证驾驶员的安全，减轻在意外事故中受伤害， 小型汽车一般采用能有效缓和方向盘对驾驶员的冲击的安全式转向柱。 可调式转向柱:驾驶员不同的驾驶姿势和身材对转向盘的操作位置有 不同的要求，而且转向盘的这一位置往往会与驾驶员进出座位的方便性产 生矛盾，为了更加舒适的、可靠的操纵转向系统，客车上一般采用了可以 调节转向盘位置的可调式转向柱。
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二、转向系的组成机械Fra bibliotek向系统1-方向盘 2-转向轴 3- 万向节 4-传动轴 5-转向器 6-摇臂 7-直拉杆 8-转向节臂 9、13-转向节 10、12-梯形臂 11-横拉杆
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上壳体
侧盖 下壳体
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二、转向系的组成
循环球式转向器
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二、转向系的组成
循环球式转向器
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二、转向系的组成
转向器
• 转向器：俗称方向机，转向系中的减速增矩传动装置。
• 转向器的功能：将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂 的摆动，降低运动速度，增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。
循环球式转向器是当前广泛使用的一种结构，一般有两 级传动副。这种结构在高级轿车和客车、货车均多采用。
第一级是螺杆--循环球--螺母传动副 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。 第二级是齿条齿扇传动副。
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