转向系统交流培训资料

一、转向系统的功用及组成
二、转向系的主要性能参数
三、转向器的结构型式
四、动力转向系统设计
五、液压动力系统的使用特点和作用原理
六、匹配计算的原理
七、边界讨论
一、转向系统的功用及组成
汽车转向系统的功用是通过对左右转向车轮不同转角之间的合理匹配来保证汽车能沿着设想的轨迹运动的机构。

它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。

1、转向操纵机构
转向操纵机构包括转向盘、转向轴、转向管柱。

2、向传动机构
包括转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形及横拉杆等。

3、转向器
是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动，并按一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。

4、对转向系统的设计要求：
A、保证汽车具有高的机动性（指最小转弯半径）；
B、转向时内外转向轮绕同一瞬时转向中心旋转，即保证车轮纯滚动而无侧滑
C、转向盘与车轮的运动协调（转角和力特性）
D、有良好的转向自动回正和直线行驶性
E、转向盘承受的路面反向冲击要小
F、转向传动机构与悬架导向装置的运动干涉要小
二、转向系的主要性能参数
转向系的主要性能参数有转向系的效率、转向系的角传动比与力传动比、转向器传动副的传动间隙特性、转向系的刚度和转向盘的总全数。

一、转向系的效率
转向系的效率由转向器的效率转向操纵及转向传动机构的效率决定
转向器的效率又分正效率和逆效率
正效率是功率由转向轴输入、转向摇臂输出情况下求得的传动效率；逆效率正好相反
正效率越大，摩擦损失就越小，转向操纵就越容易。

逆效率表示转向器的可逆性。

根据逆效率值的大小，转向器又分为可逆式、极限可逆式和不可逆式。

可逆式转向器的优点是：
1、司机有好的路感
2、在汽车转向后能保证转向轮与转向盘的自动回正，使行驶稳定
它的缺点是：坏路时以出现打手现象，同时转向轮容易产生摆振
所以该类转向器宜用于良好路面上使用的汽车。

不可逆式不会将转向轮受到的冲击力传到转向盘上。

使司机失去路感，又使转向轮失去自动回正作用，故现在汽车已不采用。

二、转向系的角传动比
定义：转向盘的角增量与同侧转向节转角的相应增量之比；它由转向器的角传动比和转向传动机构的角传动比决定
角传动比越大，转向操纵越轻便，但转向盘的总转动全数越多；即“轻便性”和“灵敏性”
是相矛盾的
三、转向器的传动间隙特性
转向器的传动间隙特性是指：转向器传动副之间的间隙。

该间隙随转向盘的转角而改变。

当转向盘在中间位置即汽车直线行驶时，如果转向器有传动间隙则将使转向轮在该间隙范围内偏离直线行驶而失去稳定性。

为防止该现象发生，要求当转向盘处于中间位置时转向器的传动副为无间隙啮合。

三、转向器的结构型式
根据采用传动副的不同，转向器常见的结构型式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆指销式等
结构型式的选择：
1、根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等
2、根据转向器本身的效率特性、角传动比变化特性等选择
3、根据整车总布置的需要等
目前轻卡货车采用的都是循环球式结构（效率高、工作平稳、耐磨、易布置等优点）
四、动力转向系统设计
通常，中高级以上轿车大都采用动力转向。

其他类型的汽车，当转向桥对地面的负荷≥2.5吨时就可以加装动力转向了
一．性能要求：动力转向系除满足普通转向系的要求外，还应能保证动力转向系统失灵后，司机仍能操纵转向盘使汽车转向。

二、动力转向系的基本评价指标：
轻便性（工作的有效性指标）、灵敏性（灵敏度指标）、路感效果
三、动力转向的结构型式
汽车动力转向系均采用液压作动力源，
液压传动的优点是：
1、油液工作压力高
2、动力缸结构尺寸小、质量轻
3、油液的不可压缩性使其工作灵敏度高
4、油液的阻尼作用可以吸收路面冲击，
5、动力装置无需润滑
液压传动缺点是：
结构复杂，加工精度和密封要求高。

气压传动的缺点：
1、气体的可压缩性，影响灵敏度
2、气压动力缸的尺寸和质量都较大，总布置困难
3、下长坡转向与制动同时工作时，共用同一动力源，会影响他们各自的正常工作
4、气压系统在低温下工作易结冰
液压动力转向系的组成：
它由动力转向器、油泵、储液罐和连接管路等组成；动力转向器又由转向分配阀、转向动力缸和机械转向器组成。

转阀式动力转向器的结构型式还有常压式和常流式之分。

常压式动力转向器是：当转向分配阀在中间位置时常闭，使工作油液一直处于高压状态的动力转向器；相反，在中间位置时处于常流状
态的动力转向器，叫常流式动力转向器。

常压式动力转向器由于长期处于高压工作状态，使油泵磨损增大，降低油泵的使用寿命；同时也使油泵长期处于大功率消耗状态，损耗发动机的功率。

常流式整体式动力转向器常用于前轴荷8t以下的车型上，因为太大了，尺寸较大，同时对密封性能件要求较高。

五、液压动力系统的使用特点和作用原理
在汽车上采用动力转向后，使转向系统性能有很大改善。

如使用安全可靠、转向轻便、操纵灵敏及良好的路感和自动回正性、直线行驶性。

1、安全性
①动力转向系统能保证汽车在各种路况下安全行驶
②动转系统设有流量控制阀及压力安全阀，保证了系统的工作可靠性
同时发动机转速过高，流量过大，还会导致油泵消耗功率过多和油温升高（故必须加装
流量控制阀）
转向液压油泵的输出压力取决于液压系统的负荷。

在转向阻力距过大时，动力缸和液压
泵均将超载而导致零件损坏。

因此，液压系统中还必须装设用以限制系统最高压力的安
全阀。

③当前轮突然爆胎时，前轮会有向一侧偏斜的倾向，由于动力转向系统中动力缸的阻力和分配阀在此时可以反向接通，将阻止车轮突然向一侧偏斜，保证行驶安全。

六、匹配计算的原理
对转向系统来说，总体计算需要满足的就是“转向轻便性和转向灵敏性”：
1、方向盘：
转向轻便性 —— 转向手力和角传动比
转向灵敏性 —— 转向总圈数和角传动比
转向手力：通常也只指非动转车型满载原地转向的最大手力；而动转车型，发动机本身的怠速要比非动转的偏高，该转速已完全可以使动转泵开始工作，不在需要计算手力
2、转向器：
转向器输出力矩：能否满足超载要求，
角传动比能否满足前桥转向角的要求
3、转向油泵：
流量：能否满足快速打转向时，方向机流量要求Q 1=（1.5~2）Q 0+ Q 2
压力：能否使方向机摆臂输出力矩满足超载前时，地面转向阻力距要求
M 出=P （S0-S1）R >
4、地面阻力距：3
31p
G M r μ= 七、边界讨论
1、转向油泵：由于转向油泵是发动机厂家随发动机直接带，或发动机已经提供固定位置的接口（即转向油泵的位置已经确定），故转向油泵边界很少考虑
2、方向机：
方向机的空间位置（涉及：直拉杆、方向机在车架的安装孔、与驾驶室底板转向传动轴过孔、与转向传动轴花键接口）
3、储液罐：与挡泥板的位置、与动转油泵的位置（左侧和右侧、相对高低）、与发动机本身附件位置（如：进排气管及滤清器等）、与驾驶室支架位置、与气刹和液刹车型减震器支架相对位置等
4、油管：与副水箱连接钢管、暖风水管（尤其硬管时）、与散热器支架、二级踏板支架、变速操纵及制动和离合等管路，还有发动机四点悬置的后悬置支架。