转向系统(柳兴林)

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1、转向系统简要介绍---汽车构造一、转向系统主要零部件的结构及工作原理第1章汽车转向系统概述第2章前轴总成第3章动力转向器第4章动力转向泵第5章动力转向油罐第6章转向助力缸二、转向系统的失效模式和经典案例目录：一、转向系统主要零部件的结构及工作原理第1章汽车转向系统概述1.1转向系统作用转向系统是改变汽车行驶方向和保持汽车直线行驶的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系统对汽车的行驶安全性影响很大，其所有零件应有足够的强度、刚度和寿命。对转向系统主要要求：（1）保证整车具有足够小的最小转弯直径，能在有限场地处转弯行驶。（2）保证转

2、弯时所有车轮绕一个瞬时中心旋转，各车轮纯滚动。（3）操纵轻便，转向盘上手力要小。（4）转向后，转向盘能自动回正。（5）既要减少转向轮受到的冲击传到转向盘，又要保证驾驶员有路感。（6）装有动力转向的汽车，在动力转向失效时，靠人力仍能操纵汽车转向。1.2转向系统工作原理转向系按照能源不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。动力转向系是兼用驾驶员体力和转向泵动力为转向能源，相当于机械转向系基础上加一套转向助力装置。1.2.1机械部分右转向时，驾驶员对转向盘1施加一个顺时针力矩，该力矩通过转向轴2，转

3、向万向节3，转向传动轴4输入转向器5，经过转向器放大后的力矩通过转向器输出轴带动转向垂臂6后摆，推动转向纵拉杆7后移，推动转向节上臂8，使左转向节9和左转向轮向右偏转。同时左侧转向节下臂10随左转向节转动，拉动转向横拉杆11向左移动，横拉杆11拉动右侧转向节下臂12，使右转向节13和右转向轮向右偏转。左转向时动作与上述相反。（见图1）图1转向系统工作原理-机械部分1.2.2液压助力部分转向油罐1用于贮存、滤清和冷却液压油，转向油泵3由发动机驱动或电机驱动，输出高压油。转向油罐1中的液压油通过进油管2给转向油泵3供油，转向油泵3输出的高压油通过高压油管4供

4、给转向器5。当驾驶员在方向盘上施加转向力矩时，一开始转向器内部活塞是不动的，转阀内的阀芯才能相对阀套转动一个角度，从而建立起系统压力，推动活塞移动实现助力。同时体积减小的腔排出的油通过回油管6回到转向油罐1。（见图2）图2转向系统工作原理-液压助力部分第2章前轴总成2.1概述及总体结构前轴通过悬挂系统与车架相连，用以在车架与车轮之间传递各种作用力，并利用转向传动机构，使两转向轮转角按一定关系变化，以实现汽车的转向。为保证车辆安全行驶，设有适当的前轮定位角。根据所配悬架结构的不同，前轴分为整体式和断开式两种。非独立悬架一般采用整体式前轴，前轴两端通过主销安

5、装有转向节，转向节上装有转向梯形臂和转向节臂。整体式前轴总成的结构如下图所示：1-转向横拉杆；2-横拉杆接头；3-横拉杆球头销；4-梯形臂；5-轮毂；6-轮毂轴承；7-前轮毂内轴承；8-制动鼓；9-制动底板；10-转向节；11-转向节臂；12-前轴2.2前轮定位及其选择为保证汽车稳定地直线行驶，汽车前轮都设有前轮外倾角、主销内倾角、注销后倾角、前束等定位参数。2.2.1前轮外倾角前轮外倾角的作用是保证汽车满载时抵消车桥变形，使轮胎垂直与路面，并可减轻外轮毂轴承的负荷。此角度是在转向节设计中确定的，载货车一般为1°左右，轿车多接近与0°。2.2.2主销内倾

6、角设有主销内倾角可使前轮依靠汽车本身的重力回正，使车辆保证直线稳定行驶。并可控制轮胎中心线与主销中心线交点位置，使操纵更轻便，减小轮胎的磨损。主销内倾角是在前轴设计中确定的，一般载货车在6°～8°之间，轿车要更大些，轮胎中心线与主销中心线交点多设计地面以下。2.2.3主销后倾角主销后倾角可使转向轮中心线与地面交点在轮胎接地点之前，当车轮偏离直线方向时，在轮胎接地点处的作用力绕主销的稳定力矩正好同车轮偏转方向相反，从而使车轮回正。但稳定力矩越大，转向时需要克服的阻力也越大，使转向沉重。另外，在汽车转向时，主销后倾角使汽车内侧有升高趋势，高速转弯容易翻车，因

7、此不宜选择过大，一般在-1°～3°之间。2.2.4前束由于车轮外倾角的影响和路面阻力大多作用在车轮受推力的外侧，使车轮有外滚趋势，因此为减轻这一趋势，使车轮接近纯滚动状态，设有前束。其值为由整车生产厂试验得出，范围多在0～8mm之间，并可通过改变转向横拉杆长度来调整。第3章动力转向器3.1概述转向器(也常称为转向机、方向机)是汽车转向系统的核心部件，转向器按有无助力可分为机械转向器和动力转向器，动力转向器就是在机械转向器的基础上加设一套转向加力装置而形成的。但在转向加力装置失效时，就回到机械转向系统状态，一般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。动力转向

8、系统的优点主要有：明显减小了原地转向力，轻松地实现原地转向。减小了路面激励经前轮