汽车底盘构造之转向系概述.pptx
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汽车转向系统结构及特点PPT课件
常流式液压动力转向器工作示意图 a)右转弯时 b)左转弯时 c)直线行驶时
三、动力转向器
1. 齿轮齿条式液压动力转向器
2. 循环球式动力转向器
循环球式动力转向器由循环球式的机械转向器、动力缸、 转阀式转向控制阀、行程卸荷阀、部分管路等组成。
循环球式汽车动力转向器
（1）转向控制阀的作用是控制转向液压油的流向、实 现转向助力。
转向直拉杆
3. 转向横拉杆
转向横拉杆用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋， 一端为左旋，与横拉杆接头旋装连接。
4. 转向节臂和梯形臂
转向节臂和梯形臂 1—左转向梯形臂 2—转向节 3—锁紧螺母 4—开口销 5—转向节臂 6—键
二、与独立悬架配用的转向传动机构
与独立悬架配用的转向传动机构示意图
要实现正确的转向，必须有一个转向中心，同时满足 内转向轮偏转角β 和外转向轮偏转角α 的关系是：
ctgα=ctgβ+B/L 式中： B——两主销中心距离，
L——汽车轴距。
第二节 转向操纵机构 学习目标
1.掌握转向操纵机构的工作原理。 2.掌握转向操纵机构主要零部件的结构。
转向操纵机构的作用是产生转动转向器所必需的操纵 力，并具有一定的调节和安全性能。
三、转向管柱
1. 可分离式安全转向操纵机构
上海桑塔纳轿车可分离式安全转向操纵机构 a)正常工作位置 b)转向盘受撞击时转向操纵机构工作情形 1—下转向轴 2—上转向轴 3—转向管柱 4—可折叠安全元件
5—转向盘 6—凸缘 7—驱动销 8—半月形凸缘盘
2. 缓冲吸能式转向操纵机构
钢球滚压变形管柱
波纹管
2. 转阀式转向控制阀
通过阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀， 称为转阀式转向控制阀，简称转阀。
三、动力转向器
1. 齿轮齿条式液压动力转向器
2. 循环球式动力转向器
循环球式动力转向器由循环球式的机械转向器、动力缸、 转阀式转向控制阀、行程卸荷阀、部分管路等组成。
循环球式汽车动力转向器
（1）转向控制阀的作用是控制转向液压油的流向、实 现转向助力。
转向直拉杆
3. 转向横拉杆
转向横拉杆用钢管制成，其两端切有螺纹，一端为右旋， 一端为左旋，与横拉杆接头旋装连接。
4. 转向节臂和梯形臂
转向节臂和梯形臂 1—左转向梯形臂 2—转向节 3—锁紧螺母 4—开口销 5—转向节臂 6—键
二、与独立悬架配用的转向传动机构
与独立悬架配用的转向传动机构示意图
要实现正确的转向，必须有一个转向中心，同时满足 内转向轮偏转角β 和外转向轮偏转角α 的关系是：
ctgα=ctgβ+B/L 式中： B——两主销中心距离，
L——汽车轴距。
第二节 转向操纵机构 学习目标
1.掌握转向操纵机构的工作原理。 2.掌握转向操纵机构主要零部件的结构。
转向操纵机构的作用是产生转动转向器所必需的操纵 力，并具有一定的调节和安全性能。
三、转向管柱
1. 可分离式安全转向操纵机构
上海桑塔纳轿车可分离式安全转向操纵机构 a)正常工作位置 b)转向盘受撞击时转向操纵机构工作情形 1—下转向轴 2—上转向轴 3—转向管柱 4—可折叠安全元件
5—转向盘 6—凸缘 7—驱动销 8—半月形凸缘盘
2. 缓冲吸能式转向操纵机构
钢球滚压变形管柱
波纹管
2. 转阀式转向控制阀
通过阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀， 称为转阀式转向控制阀，简称转阀。
《汽车底盘构造与维修》PPT课件-理论课16动力转向系统
图4-9 常压式液压助力液压动力转向系统示意图
图4-10 常流式液压助力液压动力转向系统示意图
• 1、转向油泵 • 转向油泵又称为转向液压泵，它是液压助力式转向系统的能源。其
作用是将输入的机械能转换为液压能输出。通常情况下，转向油泵安 装在发动机前侧，由发动机曲轴通过传动带驱动，如图4-11所示。
• 流量控制阀的工作原理，如图4-13、4-14、4-15所示。
图4-14 图4-13 低速运转时流量控制阀工作情况
中速运转时流量控制阀工作情况
图4-15
3、转向控制阀 转向控制阀直接安置在动力转向器 总成里。常见的控制阀有滑阀式和转 阀式两种，其工作原理基本相同，都 是通过滑阀式、转阀式控制阀的运动， 实现油路和油压的控制，从而推动工 作缸中的活塞运动，实现转向器的助 力作用。转阀式控制阀在动力转向系
图4-34 奥迪A3电动动力转向系统的结构机 V187 是一个异步 电动机。 异步电动机 在结构上很简单（无 刷），因此运行非常稳 定。 其响应时间很短 暂并且因此适合极快的 转向运动。 最大助动 力矩为4.4Nm。 即便在 无转动的情况下，发动 机也会产生扭矩。如图 4-35、4-36所示。
位置数据说明以用来计算所必需的转向助力。在 出现故障时转向助力装置将被“软”关闭。 作
为替代信号，将由转向角信号形成一个转向速度 信号。
• （3）转向助力控制单元
• 控制单元固定连接有一个电机。 它们是按照微 型混合动力装置工艺搭建的。 在输入信号的基
础上，控制单元获得当前所需要的当前辅力扭矩。 励将磁被电触流发的。电在流控强制度单将元被中计安算装，有并一且个电温机度传V1感87器。
图4-8 液压动力助力系统
• 根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压 助力和常流式液压助力，如图4-9、4-10所示。常 压式液压助力系统的特点是无论方向盘处于正中 位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动， 系统管路中的油液总是保持高压状态；而常流式 液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作，但 液压助力系统不工作时，油泵处于空转状态，管 路的负荷要比常压式小，现在大多数液压转向助 力系统都采用常流式。
汽车转向系ppt
。
05
转向系统的维护与保养
转向系统的日常检查与维护
检查转向器、转向盘、转向拉 杆等部件是否松动、变形、损
坏。
检查转向柱、转向器、转向助 力泵等部件的润滑情况，及时
加注润滑油。
检查轮胎气压、前束、横拉杆 球头等部位是否正常。
定期更换转向助力油
定期检查转向助力油的油面高 度和油质情况，油面高度应保 持在规定范围内。
电控转向系统的原理
• 电子控制单元（ECU） • 根据传感器信号判断车速和转向角度 • 根据预设的程序控制电动机动作 • 电动机 • 根据ECU指令转动转向器 • 根据需要调整转向力矩和转向角度 • 传感器 • 检测车速和转向角度 • 将信号传输给ECU
电控转向系统的优缺点
• 优点 • 提供更好的操纵稳定性 • 提高安全性 • 方便进行系统升级和优化 • 缺点 • 成本高 • 对电子系统的依赖性强 • 需要定期维护和检查
转向盘的转动通过 转向轴传递到转向 器。
转向传动机构将此 转动传递给车轮， 使车轮偏转。
转向器将此转动转 化为适合车轮的转 动。
机械转向系统的优缺点
优点
结构简单，易于维护，成本低。
缺点
由于是纯机械结构，所以路感反馈不够清晰，驾驶体验不够丰富。
03
电控转向系统
电控转向系统的组成
• 转向操纵机构 • 方向盘 • 转向轴 • 转向柱 • 转向器 • 齿轮齿条式 • 循环球式 • 蜗杆曲柄指销式 • 转向传动机构 • 转向直拉杆 • 转向横拉杆 • 转向梯形
是实现转向动作的核心 部件，其输入轴与转向 盘相连，输出轴与左、 右转向节相连。
是电动助力转向系统的 核心部件，其作用是根 据控制器的指令输出适 当的助力转矩。
05
转向系统的维护与保养
转向系统的日常检查与维护
检查转向器、转向盘、转向拉 杆等部件是否松动、变形、损
坏。
检查转向柱、转向器、转向助 力泵等部件的润滑情况，及时
加注润滑油。
检查轮胎气压、前束、横拉杆 球头等部位是否正常。
定期更换转向助力油
定期检查转向助力油的油面高 度和油质情况，油面高度应保 持在规定范围内。
电控转向系统的原理
• 电子控制单元（ECU） • 根据传感器信号判断车速和转向角度 • 根据预设的程序控制电动机动作 • 电动机 • 根据ECU指令转动转向器 • 根据需要调整转向力矩和转向角度 • 传感器 • 检测车速和转向角度 • 将信号传输给ECU
电控转向系统的优缺点
• 优点 • 提供更好的操纵稳定性 • 提高安全性 • 方便进行系统升级和优化 • 缺点 • 成本高 • 对电子系统的依赖性强 • 需要定期维护和检查
转向盘的转动通过 转向轴传递到转向 器。
转向传动机构将此 转动传递给车轮， 使车轮偏转。
转向器将此转动转 化为适合车轮的转 动。
机械转向系统的优缺点
优点
结构简单，易于维护，成本低。
缺点
由于是纯机械结构，所以路感反馈不够清晰，驾驶体验不够丰富。
03
电控转向系统
电控转向系统的组成
• 转向操纵机构 • 方向盘 • 转向轴 • 转向柱 • 转向器 • 齿轮齿条式 • 循环球式 • 蜗杆曲柄指销式 • 转向传动机构 • 转向直拉杆 • 转向横拉杆 • 转向梯形
是实现转向动作的核心 部件，其输入轴与转向 盘相连，输出轴与左、 右转向节相连。
是电动助力转向系统的 核心部件，其作用是根 据控制器的指令输出适 当的助力转矩。
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电动机械转向助力器在“主动回位”功能下支持转向 系统回位到正前行驶位置。这可以在任何行驶状态下 提供出色的正中感觉和格外精确的线性导向。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时，正 前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻驾驶 员在正前行驶时的负担。
电动机械转向助力器的优点 电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要
L
L
R = sin α
——称为转向半径。
转向车轮作纯滚动的充要条件是：
ctg = ctgβ+ B L
—外轮转角；β—内轮转角； B—主销中心距； L—汽车轴距
对于双桥转向汽车： ctg α1= ctgβ1+B / L1
ctg α2= ctgβ2+B / L2
转向车轮作纯滚动的必要条件： ββ>>
由转向梯行机构保证。
转向摇臂
2、常流式液压转向加力装置： (转阀式转向控制阀）
转向传动结构
阀芯
阀套
转向动力缸右腔
机械转 向器与 转向动 力缸总
成
转向动力缸左腔
转向控制阀
接转向油罐
转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
直线行驶
向右转
向左转
转向 油泵
转向操纵机构
阀芯 阀套
接转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转 向助力系统可以被取消了。由于不再使用液 压油，所以该转向系统在环境保护方面作出 了重大贡献。
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮方 案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮）命名。 在它们的帮助下，需要的转向力被传导到齿条上。
提供转向助力时，将根据需要控制电动马达。 该系统为驾驶员提供了由行驶条件决定的转向 助力（servotronic电控转向助力系统）。
当车辆处于持续侧风冲击或倾斜的路面上时，正 前行驶修正功能将产生一个助力力矩，减轻驾驶 员在正前行驶时的负担。
电动机械转向助力器的优点 电动机械转向助力器与液压转向系统相比，主要
L
L
R = sin α
——称为转向半径。
转向车轮作纯滚动的充要条件是：
ctg = ctgβ+ B L
—外轮转角；β—内轮转角； B—主销中心距； L—汽车轴距
对于双桥转向汽车： ctg α1= ctgβ1+B / L1
ctg α2= ctgβ2+B / L2
转向车轮作纯滚动的必要条件： ββ>>
由转向梯行机构保证。
转向摇臂
2、常流式液压转向加力装置： (转阀式转向控制阀）
转向传动结构
阀芯
阀套
转向动力缸右腔
机械转 向器与 转向动 力缸总
成
转向动力缸左腔
转向控制阀
接转向油罐
转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
直线行驶
向右转
向左转
转向 油泵
转向操纵机构
阀芯 阀套
接转向油罐 接右转向动力腔 接转向油泵 接左转向动力腔
随着电动机械转向助力器的使用，液压式转 向助力系统可以被取消了。由于不再使用液 压油，所以该转向系统在环境保护方面作出 了重大贡献。
所使用的电动机械转向助力器是一种双小齿轮方 案。它以两只小齿轮（转向和驱动小齿轮）命名。 在它们的帮助下，需要的转向力被传导到齿条上。
提供转向助力时，将根据需要控制电动马达。 该系统为驾驶员提供了由行驶条件决定的转向 助力（servotronic电控转向助力系统）。
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须使车轮的滚动轨迹符合一定的规律，即各轮的轴线在转向时应交于一点， 使所有的车轮绕着该点滚动。该点称瞬时转向中心。（由于汽车由直线 转
弯 直线行驶，转角由0 大 小 点统称为瞬时转向中心。）
0，所以，轴线交点O是变化的，这些
瞬心到外轮中心 面的距离：
ctg α＝
X+B
L
R
ctg α= ctgβ+ B X
二、两侧转向Leabharlann 偏角之间的理想关系式：汽车转弯时，内、外轮所驶过的距离是不等的，在后桥中，由于装有差
速器，可使左、右两车轮以不同的转速滚过不同的距离，基本上是纯滚动而 无滑动。但一般汽车的前桥（从动桥）为一根刚性梁，汽车转弯时，两侧车 轮滚过不同的距离，势必引起车轮沿路面的运动是既有滚动又有滑动。
试验证明， 要保证汽车转向时，每个车轮都作纯滚动而不产生滑移，就必
第一节 概述 转向系的功用：可改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。
一、汽车转向系的类型和组成： 1、 类型：机械转向系和动力转向系
机械转向系：用司机体力为转向能源，所有传力件都是机械的。
转向系转向原理
转向器
转向摇 臂
转向直拉杆
M
M
左转向节
转向节臂
转向梯形臂
转向直拉杆
机械式转向系的工作演示
反之， iω过小，灵敏性增加，但司机操纵费力，易疲劳。
解决矛盾的措施：
（1）采用动力转向器 （2）采用变速比转向器
例如：齿轮齿条式变速比转向器：
相互啮合的齿轮基圆齿距必须相等，使一个具有标准齿的 小齿轮与一个具有变模数（mt）、变压力角（at）的齿条相啮 合；即：
第二节 转向器 及转向操纵机构
动力转向器：
以司机体力（小部分）作为转向能源。 以发动机动力（大部分）作为转向能源。
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，而且能吸收来自不平路面的冲击。
转向摇臂
机械转向器
转向油罐
转向油泵 转向拉杆
转向节
转向控制阀
梯形臂
转向动力缸 转向横拉杆
2、机械转向系的组成：
转向操纵机构：转向盘、转向轴、万向节（上、下）、转向传动轴。
（ 采用万向传动装置有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化）
转向器：内设减速传动付，作用减速增扭。
转向传动机构：转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、 转向节、转向梯形。
转向摇臂
转向器
转向轴
转向盘
转向直拉杆
转向万向节
转向节臂 转向节 梯形臂 横拉杆
转向梯形
3、转向盘左置：
交规是右侧行驶。方向盘在左侧，可使司机视野好，坐在 司机身旁的乘客，能够从车门直接走到人行道上。
4、转向系的设计要求：
（1）零部件应有足够强度及刚度， 以保证汽车安全行驶。 （2）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何
车轮不应有侧滑。 （3）汽车转向行驶后，驾驶员松开转向盘，转向轮能自动返回
L
L
R = sin α
——称为转向半径。
转向车轮作纯滚动的充要条件是：
ctg = ctgβ+ B L
—外轮转角；β—内轮转角； B—主销中心距； L—汽车轴距
对于双桥转向汽车： ctg α1= ctgβ1+B / L1
ctg α2= ctgβ2+B / L2
转向车轮作纯滚动的必要条件： ββ>>
由转向梯行机构保证。
❖台架实验中， 模型躯干以
产生变形，以吸收冲击能量，减轻司机受伤程度。
6.70m/s撞方向盘， 作用力≯11123N
（2）转向盘上装有喇叭按钮，有些轿车上还装有车速控制
开关和撞车气囊装置。
（3）转向轴和转向柱管的吸能装置：
一、转向器传动效率及转向盘自由行程
1、转向器传动效率
正传动效率 h+ = 转向摇臂的输出功率 / 转向轴的输入功率 （传动方向与之相反时所求得的效率称为逆传动效率 h－ =由转向轴的输出 功率/转向摇臂的输入功率 ）
h值
特点
应用
可逆式转向 器
h+、h－ 较高
①保证汽车转向后，转向轮自动回正， 在良好路
采用齿轮齿条式转向器可以使 转向传动机构简化(不需转向摇 臂和转向直拉杆等)。
齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器工作原理
1
齿轮
压块
啮合间隙调整 弹簧
调整螺栓
齿条 转向横拉杆
转向齿条 防尘套 转向器壳体
2、循环球式转向器
第一级螺杆 螺母传动副
旋入，间隙减小； 反之增大。
特点：正传动效率 很高，操纵轻便， 使用寿命长。但逆 效率也高，容易将 路面冲击力传到转 向盘上。
低 回正
已淘汰
2、转向盘自由行程：转向盘空转阶段角行程称转向盘自由 行程。 用来克服转向系内部的摩擦，各传动件间装配间隙。
θ=10º~15º；＞25º~30º调整
二、转向器
1、齿轮齿条式转向器组成
l.转向盘 2.安全转向轴 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
以降低疲劳、提高安全性；
面上行驶
②易将车轮受到的大部分冲击力传给 的车辆
转向盘而产生“打手”现象
极限可逆式 转向器
h+较高、 h－较
低
既不会造成转向器零件突然过载，又 能给司机路感。
越野车及 工矿自卸
车
不可逆式转 h+较高、 ①转向传动机构承受冲击力易损坏②
向器
h－很 驾驶员无“路感”，且车轮不能自动
到直线行驶位置并稳定行驶。 （4）转向轮碰撞到障碍物后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 （5）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间
隙的调整机构。 （6）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同
后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 （7） 操纵轻便，以减轻司机劳动强度 。
第二级齿条 齿扇传动副
3蜗杆指销式转向器
调整摇螺臂栓轴
旋入，间 隙减小；反 之增大。
摇臂
三、转向操纵机构的组成和布置： 组成：转向盘、转向柱管、转向轴、上下万向节、转向传动轴
轮缘
轮辐
轮毂
1、转向盘：轮缘、轮辐（2— 4根）、轮毂
设计要求： （1）具有柔软的外表皮，可起缓冲作用，撞车时，骨架能
三、转向系角传动比：
转向系角传动比对转向系的 （1）操纵轻便性 影响很大。 （2）转向灵敏性
转向系的传动比 ，主要由转向器的传动比 iω1决定。
i p 2 FW Fh i i1i 2
FW
Mr a
ip
i Dsw 2a
∵
i = M从/ M主= n主/ n从
∴ iω1越大，操纵越省力、轻便；但不能实现迅速转向，即灵敏性较差。