《汽车转向系》PPT课件
合集下载
汽车转向系设计答辩ppt课件
五、动力转向机构设计
1.1对动力转向机构的选取
整体式动力转向器多用在轿车和前桥载重在15t以下的货车上，本设计 的货车的前桥的载重为2.4t,所以采用整体式动力转向器 2.液压式动力转向机构的计算
2.1动力缸尺寸计算
动力缸内径D
活塞杆直径
动力缸体壁厚t
六、转向梯形优化设计
建立约束条件时应考虑到：设计变量m及 过小时，会使横拉杆上的转 向力过大；当m过大时，将使梯形布置困难，故对m的上、下限及对 的下限应设置约束条件。因 越大，梯形越接近矩形．f(x)值就越大 ，而优化过程是求f(x)的极小值，故可不必对 的上限加以限制。
最小传动角约束条件为:
优化结果：
七、设计总结
通过本次汽车设计实践课程使我 们对汽车设计有更加深刻理解，不 仅锻炼了自己动手设计的能力，而 且培养了创新理念。在这里要非常 感谢老师和学校提供的这次机会.
谢谢！
目录
一、转向系的功能和要求 二、转向系分析 三、转向系主要性能参数 四、转向器设计计算 五、动力转向机构设计 六、转向梯形优化设计 七、设计总结
一、转向系的功能和要求
1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心 旋转。
2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于 200N。
3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在 60%以上，逆效率在50%以上。
为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相 对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的 安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入 端之间安装转向万向节。（见后图）
采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但 柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。
重型货车转向阻力大，采用动力转向时，还应有 转向动力系统。
《汽车构造转向系》PPT课件
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
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－）
h值
特点
可逆式转向 器
气袋组成与工作原理
一种体积比较大，即使乘客不 系安全带也能起到良好的保护作 用，主要在美国市场，因为美国 法规对安全带的佩戴没有强制性。
一种体积较小，与安
全带配合使用，是将安全 气袋与安全带共同组成一 个乘员保护系统使之达到 最佳的乘员保护效果。这 种气袋主要在欧洲市场应 用，因为欧洲对安全带的 佩戴有强制性要求。
《汽车构造转向系》PPT 课件
机械式转向系的工作过程
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，工作滞后时间短，而且能吸收来自
不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获
转向系的传动比 iω主要由转向器的传动比 iω1决定。
∵ 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。 反之， iω1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：
ctg ＝ X+B
L
R
ctg = ctgβ+ B X
L
的齿条相啮合；即：
第二节 转向器 及转向操纵机构
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－）
h值
特点
可逆式转向 器
气袋组成与工作原理
一种体积比较大，即使乘客不 系安全带也能起到良好的保护作 用，主要在美国市场，因为美国 法规对安全带的佩戴没有强制性。
一种体积较小，与安
全带配合使用，是将安全 气袋与安全带共同组成一 个乘员保护系统使之达到 最佳的乘员保护效果。这 种气袋主要在欧洲市场应 用，因为欧洲对安全带的 佩戴有强制性要求。
《汽车构造转向系》PPT 课件
机械式转向系的工作过程
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，工作滞后时间短，而且能吸收来自
不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获
转向系的传动比 iω主要由转向器的传动比 iω1决定。
∵ 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。 反之， iω1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：
ctg ＝ X+B
L
R
ctg = ctgβ+ B X
L
《汽车转向系》课件
在满足性能要求的前提下，尽可能减 轻转向系统的重量，以提高汽车的燃 油经济性。
汽车转向系统设计的实践案例分析
案例一
某品牌轿车转向系统的设 计及优化
案例二
某SUV车型转向系统的改 进与性能提升
案例三
电动汽车转向系统的特点 与挑战
汽车转向系统设计的未来发展趋势
智能化
随着自动驾驶技术的不断发展， 转向系统将更加智能化，能够实
齿轮齿条式转向系统主要由转向 盘、转向轴、齿条、齿轮等组成
。
当驾驶员转动转向盘时，力通过 转向轴传递到齿条，齿条的移动 驱动齿轮转动，进而改变汽车的
方向。
齿轮齿条式转向系统的特点是结 构简单、紧凑，传动效率高，转
向力矩传递直接。
循环球式转向系统工作原理
循环球式转向系统主要由转向盘、转 向轴、传动副、螺母、钢球等组成。
转向拉杆球头检查
检查转向拉杆球头是否松动， 防尘套是否完好无损。
转向器固定螺栓检查
确保转向器固定螺栓紧固，无 松动现象。
转向系统的定期保养
01
02
03
04
转向油液更换
根据车辆使用情况和厂家建议 ，定期更换转向油液，以保证
转向系统正常工作。
检查转向器
定期检查转向器的工作情况， 如发现异常应及时维修或更换
转向系统的作用
确保驾驶员能够根据需要控制汽 车的行驶方向，提高驾驶安全性 。
转向系统的分类
01
02
03
机械转向系统
通过驾驶员的体力转动方 向盘来改变汽车行驶方向 。
液压助力转向系统
在机械转向系统基础上增 加液压助力，减轻驾驶员 的体力负担。
电动助力转向系统
采用电动机提供助力，实 现更加灵活和精确的转向 控制。
汽车转向系统设计的实践案例分析
案例一
某品牌轿车转向系统的设 计及优化
案例二
某SUV车型转向系统的改 进与性能提升
案例三
电动汽车转向系统的特点 与挑战
汽车转向系统设计的未来发展趋势
智能化
随着自动驾驶技术的不断发展， 转向系统将更加智能化，能够实
齿轮齿条式转向系统主要由转向 盘、转向轴、齿条、齿轮等组成
。
当驾驶员转动转向盘时，力通过 转向轴传递到齿条，齿条的移动 驱动齿轮转动，进而改变汽车的
方向。
齿轮齿条式转向系统的特点是结 构简单、紧凑，传动效率高，转
向力矩传递直接。
循环球式转向系统工作原理
循环球式转向系统主要由转向盘、转 向轴、传动副、螺母、钢球等组成。
转向拉杆球头检查
检查转向拉杆球头是否松动， 防尘套是否完好无损。
转向器固定螺栓检查
确保转向器固定螺栓紧固，无 松动现象。
转向系统的定期保养
01
02
03
04
转向油液更换
根据车辆使用情况和厂家建议 ，定期更换转向油液，以保证
转向系统正常工作。
检查转向器
定期检查转向器的工作情况， 如发现异常应及时维修或更换
转向系统的作用
确保驾驶员能够根据需要控制汽 车的行驶方向，提高驾驶安全性 。
转向系统的分类
01
02
03
机械转向系统
通过驾驶员的体力转动方 向盘来改变汽车行驶方向 。
液压助力转向系统
在机械转向系统基础上增 加液压助力，减轻驾驶员 的体力负担。
电动助力转向系统
采用电动机提供助力，实 现更加灵活和精确的转向 控制。
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。
汽车转向系统知识简介PPT课件
-
19
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。
-
20
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
转向过程： 转向盘－转向轴－万向节－转向 器－转向轮
-
3
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。
-
4
（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。
-
15
1）转向轴错位缓冲
-
16
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。
-
17
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。
教学课件第11章汽车转向系
红旗CA7560型轿车转向传动机构（如前图a）
1-转向摇臂球头销 2-转向直拉杆 3-左转向横拉 4-右转向横拉杆 5-左梯形臂 6-右梯形臂 7-摇杆
上海桑塔纳轿车转 向器与转向横拉杆
（如前图c）
1-转向减震器活塞杆端 2-转向减震器 3-转向减 震器缸筒端 4-转向器壳 体凸台 5-锁紧螺母与调 整螺栓 6-补偿弹簧 7-转 向齿轮轴 8-齿条输出端 9-防尘罩 11-卡箍 11-转 向器壳体 12-右横拉杆球 头销 13-右横拉杆总成 14-连接件 15-左横拉杆 总成 16-左横拉杆球头销 17-转向支架 18-转向减 震器支架 A、B-调节杆
横拉杆两端的接头上装有球头销。弹簧13把球头座压紧在 球头上，使之紧密接触，同时也起到缓冲作用。弹簧的预紧力 由螺塞14调整。
与独立悬架配用的转向传动机构
（a）、（b）与循环球式转向器配合使用； （c）、（d）与齿轮齿条式转向器配合使用。
1-转向摇臂 2-转向直拉杆 3-左转向横拉杆 4-右转向横拉杆 5-左梯形臂 6右梯形臂 7-摇杆 8-悬架左摆臂 9-悬架右摆臂 11-齿轮齿条式转向器
1-转向盘 2-转向轴 3机械转向器 4-转向摇 臂 5-转向主拉杆 6-转 向节臂 7-梯形臂 8-转 向横拉杆 9转向油罐 11-转向油泵 11-转向 控制阀 12-转向动力 缸
转向时，一方面通过转向轴2，转向器3，摇臂4，转向主拉 杆5和转向节臂6，转向梯形等一系列机构使转向车轮实现偏转。
另一方面，转向主 拉杆5还带动转向控制阀 11工作，使转向动力缸 的一个油腔接通转向油 泵11的出口，另一个油 腔则通转向油罐9。
驾驶员由于惯性扑 向转向盘（第二次冲 击），使联结橡胶垫和 柱管托架的塑料销钉12 被剪断。
汽车转向系统ppt课件
06
总结与展望
课程总结回顾
转向系统基本概念
转向系统类型与特点
介绍了汽车转向系统的定义、作用及基本 组成。
详细阐述了机械转向系统、液压助力转向 系统、电动助力转向系统等不同类型的转 向系统的结构、工作原理及特点。
转向系统性能评价
转向系统故障诊断与排除
讲解了转向系统性能评价的主要指标，如 转向轻便性、转向灵敏性、转向稳定性等 ，以及相应的评价方法。
评价指标
常用指标包括横摆角速度增益、侧向加速度增益、方向盘转角速度增益 等。
转向稳定性评价方法及指标
转向稳定性定义
指汽车转向时，车辆保持稳定行驶的能力。
评价方法
通过测量车辆转向时的横摆角速度波动、侧向位移波动等稳定性参 数，以及驾驶员输入的方向盘转角波动等参数，计算转向稳定性指 标。
评价指标
常用指标包括横摆角速度标准差、侧向位移标准差、方向盘转角标准 差等。
优势
03
04
05
改善了车辆的操控性能 ，使驾驶员能够更准确 地控制车辆的行驶轨迹 。
提高了车辆的稳定性， 减少了在高速行驶或紧 急情况下的失控风险。
增强了车辆的主动安全 性，有助于减少交通事 故的发生。
其他新型转向技术简介
后轮转向技术
通过在后轮上增加转向机构，实现前后轮的协同转向。它可以提高车辆的灵活性和稳定性 ，尤其适用于大型车辆和SUV等车型。
优势
03
04
05
提高了转向的灵活性和 精确性，使驾驶员能够 更轻松地操控车辆。
减少了机械连接部件， 降低了故障率和维护成 本。
便于实现与自动驾驶技 术的集成，为未来智能 驾驶发展奠定基础。
主动前轮转向技术原理及优势分析