第十章 转向系

第10章转向系

本章教学目标：

了解和掌握汽车转向系的结构类型及转向工作过程；三种机械转向器的结构特点；转向操纵机构的组成及工作过程；转向传动机构的组成及工作过程；动力转向系的组成及类型；液压动力转向系的组成及工作原理；动力转向器的构造及其工作过程；转向油罐和转向泵的结构及工作原理；电控转向结构原理。

本章主要内容：

1. 转向系的结构类型及转向工作过程

2. 三种机械转向器的结构特点

3. 转向操纵机构的组成及工作过程

4. 转向传动机构的组成及工作过程

5. 动力转向系的组成及类型

6. 液压动力转向系的组成及工作原理

教学重点：齿轮齿条式转向器的结构特点；循环球式转向器的结构特点；液压动力转向系的组成及工作原理。

教学难点：循环球式转向器的结构特点；动力转向系的组成及类型。

教学方法及手段：多媒体

教学学时：

思考题：

1．何谓汽车转向系？机械转向系由哪几部分组成，画简图说明。

2．什么是转向盘的自由行程？它的大小对汽车转向操纵有什么影响？

3．叙述三种机械转向器的结构及其特点。

4．目前生产的一些新车型的转向操纵机构中，为什么采用了万向传动装置?

5．转向传动机构的功用是什么?

6．简述动力转向系的组成及类型。

7．简述液压动力转向系的组成及工作原理。

8．简述整体式动力转向器的结构组成。

9．简述液压动力转向器的结构类型及其各自特点。

10.1转向系的组成及分类

一、转向系概述

汽车通过传动系和行驶系，将发动机的动力转变为汽车行驶的驱动力，使汽车产生运动。汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向。汽车上用来改变汽车行驶方向的机构称为汽车转向系。

1、转向系的功用及组成

汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮（一般是前轮）的偏转角度实现的。

转向系不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶，而且还可以克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。

汽车转向系一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，但随着转向系的类型不同，其结构组成又有所差异。

2、转向系的类型

汽车转向系根据其转向能源的不同，可以分为机械转向系和动力转向系两大类型

（1）机械转向系

以驾驶员的体力作为转向能源，又称为人力转向系。

机械转向系一般由三部分组成，即转向操纵机构、转向器和转向传动机构

机械转向系结构分析：

1）转向操纵机构：驾驶员操纵转向器工作的机构，包括转向盘、转向轴等机件。

2）转向器：转向轴下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器。转向器是一个减速增矩机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构。

3）转向传动机构：转向直拉杆、转向节臂、向横拉杆、左右梯形臂等机件构成。前轴的两端和转向节由主销铰接在一起，转向节上连有左右梯形臂，两臂铰接在转向横拉杆上。其中梯形臂及横向拉杆作用是：与前轴构成转向梯形，保证左、右转向轮按一定规律偏转。转向原理及工作特点：

1）当—个转向节转动时，另一个转向节也随着变位，使汽车实现转向。

2）两个车轮转动的角度不同，因为前轴、转向横拉杆、左右梯形臂及所形成的四边形不是矩形而是梯形。

3）机械转向系是以人的体力作为转向动力，其中所有传力件都是机械的。

4）我国规定汽车转向盘必须在左侧。

（2）动力转向系

1）结构组成

动力转向系兼用驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源，并且以发动机动力作为主要能源。

·动力转向系是在机械转向系基础上加设一套转向加力装置而成的。转向加力装置包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等。转向油泵由发动机驱动，以产生高压油液。

2）转向工作过程

当驾驶员逆时针方向转动转向盘时，转向摇臂将拉动转向直拉杆向前运动。

转向直拉杆的拉力作用在转向节臂上，使左侧转向节及左侧转向轮绕主销向左偏转一个角度，同时通过梯形臂和转向横拉杆使另一侧转向节与转向轮绕该侧转向主销偏转一定的角度，这时汽车将向左转向。

与此同时，转向直拉杆还带动了转向控制阀中的滑阀移动，使转向动力缸的右腔接通转向油泵的出油口，右腔通过转向控制阀与转向油罐接通，转向动力缸的活塞所受的向右的液压作用力便经其推杆也作用在转向横拉杆上。

由于液压作用力较大，便在很大程度上减轻了驾驶员的操纵力。

10.2 转向器

1、转向器的传动效率和转向盘自由行程

（1）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。

当作用力从转向盘传到转向摇臂时称为正向传动；反之，转动摇臂受到的道路冲击力传到转向盘，称为逆向传动。

作用力在转向盘和转向摇臂之间传递都很容易的转向器叫可逆式转向器，有利于转向后的车轮自动回正，也容易出现“打手‘现象。

当作用力由转向盘很容易传到转向摇臂，而转向摇臂受到的冲击只有在很大时才能传到转向盘上，这种转向器称为极限可逆式转向器，这种转向器，驾驶员有一定路感，可实现自动回正。

·在良好路面行驶的车辆采用可逆式转向器，中型以上的越野车、工矿自卸车多采用极限可逆式转向器。

（2）转向盘自由行程

在整个转向系中，各传动件之间都必然存在着装配间隙，而且这些间隙将随着零件的磨损而增大．这一阶段是转向盘空转阶段。

转向盘在空转阶段中的角行程，称为转向盘自由行程。

转向盘存在自由行程—有利于缓和路面冲击及避免驾驶员紧张。

一般自由行程不大于100---150，自由行程可通过机件的啮合的间隙实现。

2、循环球式转向器

1）结构组成

具有两个传动副，一套是螺杆螺母传动副，另一套是

齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副。

转向螺母松套在螺杆上，两者配合构成圆形截面的螺

旋形通道。

螺母侧面有两对通孔，与螺母外的钢球导管构成两条

管状的封闭循环通道，实现螺杆和螺母间的滚动摩擦。

2）工作过程

转动转向螺杆时，通过钢球见力传给螺母，螺母沿轴线移动。

在摩擦力作用下，所有钢球在螺母与螺杆之间形成“球流”。

钢球在螺母内绕行两周后，流出螺母进入导管，再由导管流回螺母通道，两列钢球在

各自的封闭通道内循环

螺母外表面有等齿厚齿条，与其啮合的是变齿厚的齿扇。

转动螺杆、螺母随之轴向移动，通过齿条、齿扇使转向摇臂转动。

3）啮合间隙调整装置

利用调整螺钉实现，螺钉旋入，则啮合齿间隙减小，反之增大。

4）传动副的传动特点

正传动效率高，操纵轻便，使用寿命长。逆效率也高，有“打手”现象。

3、齿轮齿条式转向器

1）结构

传动副为齿轮、齿条。

转向齿轮连接转向轴的安全联轴节。

齿条水平布置。

齿条被弹簧和压块压在齿轮上，保证无间隙啮合，弹簧

弹力可调。

转向减振器用来减小转向轮的摆

动。

安全联轴节功用是受较大冲击力时

联轴节脱开，防止驾驶员被挤伤。

2）工作过程

转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、安全联轴节带动转向齿轮转动，齿轮使得齿条轴向移动，带动拉杆移动，使车轮偏转，实现转向。

3）特点

结构简单，间隙自调整能力，转向传动机构简化，在独立悬架的轻型及微型轿车上广泛采用

4、蜗杆曲柄指销式转向器

1）结构

蜗杆曲柄指销式转向器的传动副以转向

蜗杆为主动件，装在摇臂轴嘟的指销为从动

件。

2）工作过程

转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕

转向播臂轴轴线沿圆弧运动，并带动转向摇

臂轴转动。

3）工作特点

采用双指销不但可使播臂轴转角范围加大，而且由于直线行驶及修正行驶方向时两指

销均与转向蜗杆啮合，因而使指销受力小、寿命长。指销装在滚动轴承上可以大大提高转向器的传动效率。

10.3 转向操纵机构

1、转向操纵机构的组成和布置

汽车转向操纵机构主要由转向盘、转向轴以及转向管柱等机件组成。

有些转向系考虑车架变形的影响，在转向操纵机构中增加了一个挠性万向节。还有一些转向系，由于总布置的要求，转向盘与转向器的轴线相交成一定的角度，在结构中采用了万向节和传动轴。

由于在发生车祸时，对驾驶员造成主要威胁的是转向盘及转向柱管等，所以人们在设计转向操纵机构时，增加了安全措施。如采用安全转向柱、安全联轴节及能量吸收装置等。

2、转向盘

转向盘由轮缘，轮辐和轮毂组成。

轮辐一般为三根辐条或四根辐条，也有用两根辐条的。

转向盘轮毂孔具有细牙内花键，借此与转向轴连接。

转向盘内部是由成形的金属骨架构成。骨架外面一般包有柔软的合成橡胶或树脂，电有包皮革的，这样可有良好的手感，而且还可防止手心出汗时握转向盘打滑。

当汽车发生碰撞时，从安全性考虑，不仅要求转向盘应具有柔软的外表皮，可起缓冲作用，而且还要求转向盘在撞车时，其骨架能产生变形，以吸收冲击能量，减轻驾驶员受伤的程度。

转向盘上都装有喇叭按钮，有些轿车的转向盘上还装有车速控制开关和撞车时保护驾驶员的气囊装置。

3、转向轴和转向柱管的吸能装置

（1）转向轴和转向柱管

转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，并传递它们之间的转矩。转向柱管安装在车身上，支承着转向盘。转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。

转向轴多用无缝钢管制成，它的上部用轴承或衬套支承在转向管柱内，下部支承在下固定支架内的轴承中，轴承下端装有弹簧，可自动消除转向管柱与转向轴之间的轴向间隙。下端与转向万向节相连。

转向管柱的下端压装在下固定支架的孔内。下固定支架用两个螺栓固定在驾驶室底板上。转向管柱上端通过上支架固定在驾驶室前围仪表板上。

（2）安全装置

转向轴和转向柱管的吸能装置有多种形式。其基本结构原理是，当转向轴受到巨大冲击时，转向轴便产生轴向位移，使支架或某些支承件产生塑性变形，从而吸收冲击能量。

1）结构

转向轴分为上、下两段，中间用柔性联轴器连接。联轴器的上、下凸缘盘靠两个销子

与销孔扣合在一起。销子通过衬套与销孔配合。

2）工作原理

当发生猛烈撞车时，将引起车身、车架产生严重变形，导致转向轴、转向盘等部件后移。与此同时，在惯性作用下驾驶员人体向前冲，致使转向轴上的上、下凸缘盘的销子与销孔脱开，从而缓和了冲击，吸收了冲击能量，有效地减轻了驾驶员受伤的程度。

10.4 转向传动机构

1、功用

1）将转向器输出的力传给转向轮，且使二转向轮偏转角按一定的关系变化，以实现汽车顺利转向

2）转向传动机构除传力外，还要承受冲击和振动。设有减振缓冲装置，并能自动消除磨损后的间隙。为避免发生运动干涉，采用球铰链连接

2、转向传动机构的一般组成

主要由转向直拉杆、转向节臂、向横拉杆、左右梯形臂等机件构成。前轴的两端和转向节由主销铰接在一起，转向节上连有左右梯形臂，两臂铰接在转向横拉杆上。

当—个转向节转动时，另一个转向节也随着变位，使汽车实现转向。

但两个车轮转动的角度不同，因为前轴、转向横拉杆、左右梯形臂及所形成的四边形不是矩形而是梯形

3、转向传动机构的组成与布置

·转向传动机构的组成与布置形式取决于转向器的位置和转向轮悬架的类型

（1）与非独立悬架配用的转向传动机构

1）结构组成

与非独立悬架配用的转向传动机构包括由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和由转向横拉杆与两个梯形臂组成的转向梯形机构。

①转向摇臂

它是转向器传动副与直拉杆间的传动件。

东风EQl090E型汽车的转向摇臂的大端用锥形三角细花键与转向器中摇臂轴的外端连接；其小端带有球头销，以便与转向直拉杆作空间铰链连接。

②转向直拉杆

转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂之间的传动杆件。

为了不发生运动干涉，三者间的连接件都是球形铰链。

③转向横拉杆

它是转向梯形机构的底边。转向横拉杆由横拉杆体和装在两端的横拉杆接头组成，两端的接头结构相同，其中，球头销的尾部与梯形臂相连。

弹簧保证两球头座与球头紧密接触，并起缓冲作用，其预紧力由螺塞调整。

两接头借螺纹与横拉杆体联接。接头螺纹部分有切口，故具有弹性。接头装到横拉杆

体上后，用夹紧螺栓夹紧。

横拉杆体两端的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，即可改变转向横拉杆的总长度，从而可调整转向轮前束。

（2）布置形式

1）后置式

前桥仅为转向桥，将转向梯形布置在前桥之后，如：CAl091。

2）前置式

在发动机位置较低或转向桥兼为驱动桥的情况下，为避免运动干涉，通常将转向梯形机构布置在前桥之前。

3）转向直拉杆横置

借助球头销直接带动转向横拉杆，从而推使两侧梯形臂转动。

如：北京BJ2020N型越野汽车

（2）与独立悬架配用的转向传动机构

采用独立式悬架的转向轮可以相对于车架单独运动，因而其转向桥必须是断开式的转向传动机构中的转向梯形也必须分成两段或三段。

转向摇臂干行于路面的平面上摆动，直接带动或通过转向直拉杆带动转向梯形运动。

10.5 动力转向系统

一、动力转向系概述

1、动力转向系的功用及应用

1）应用

在转向阻力很大的汽车上，采用动力转向装

置。

2）转向能源

动力转向的能量只有一小部分是驾驶员提供

的，大部分是发动机驱动转向油泵旋转，将发动机

输出的部分机械能转化为压力能。

3）功用

压力能在驾驶员控制下，对传动装置施加随动渐进压力，实现转向。

2、动力转向的分类

（1)按动力能源分

1）液压式以液压为动力源，目前广泛应用。

液压动力转向系的工作压力可高达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。

2）气压式以压缩空气为动力源，仅限于重型且采用气压制动的汽车

主要应用于一部分其前轴最大轴载质量为3～7t并采用气压制动系统的货车和客车。

装载质量特大的货车也不宜采用气压转向加力装置，因为气压系统的工作压力较低(一般不高于0．7MPa)，用于这种重型汽车上时，其部件尺寸将过于庞大。

（2)按动力缸、控制阀及转向器的相对位置分

1）整体式其机械转向器和动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起。

2）半整体式其转向控制阀同机械转向器组合成一体，而转向动力缸则作为一个独立的部件。

3）转向加力器其机械转向器独立，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一体。

3、动力转向系的基本结构组成和工作原理

1）结构组成

在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成。

转向加力装置是由机械转向器、转向动力缸和转向控制阀三大部分组成。

2）液压动力转向系的工作过程

当驾驶员逆时针方向转向时，转向摇臂将拉动转向直拉杆向前运动。

转向直拉杆的拉力作用下实现机械转向，这时汽车将向左转向．

与此同时，转向直拉杆还带动了转向控制阀中的滑阀移动，使转向动力缸的右腔接通转向油泵的出油口，右腔通过转向控制阀与转向油罐接通，转向动力缸的活塞所受的向右的液压作用力便经其推杆也作用在转向横拉杆上。由于液压作用力较大，便在很大程度上减轻了驾驶员的操纵力

二、液压动力转向系组成和工作原理

液压动力转向系分常压式和常流式两种。

1、常压式液压动力转向系

1）结构

由转向油缸、转向油泵、储能器、转向动力缸、转向控制阀和机械转向器组成。

2）工作过程

转向油泵在发动机带动下运转，输出的压力油充入储能器。当储能器压力达到规定值时，油泵自动卸荷空转。

转向控制阀常处于关闭状态，当驾驶员转动转向盘时，机械转向器通过转向摇臂等杆件推动转向控制阀进入开启位置，储能器中的压力油流入转向动力缸，通过动力缸推杆输出的液压作用力作用在转向传动机构上。

转向盘一停止转动，转向控制阀随即回到关闭位置。

综上所述，无论转向盘处于什么位置，无论运动还是静止，液压系统工作管路中总是保持高压。

2、常流式液压动力转向系

（1）结构

主要由转向油罐、转向油泵、安全阀、流量控制阀、单向阀、转向控制阀、机械转向

器和转向压力缸组成。

1）转向控制阀：有滑阀式和转阀式两种

滑阀式：阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀

转阀式：阀体绕其圆心转动来控制油液流量转向控制阀

2）安全阀限制油泵输出的最大压力。

3）流量控制阀：用以限定转向油泵的最大流量，流量控制阀和安全阀一般制作在油泵内。

4）单向阀：在加力装置正常的情况下关闭。在加力装置失效时开启，使油罐中的油液流入动力腔的吸油侧，也叫短路阀。

（2）工作过程

转向控制阀经常处于开启位置。

转向动力缸的活塞两端工作腔均与低压回油管路相通而不起作用，转向油泵输出的油液流入转向控制阀后又流回转向油罐，回流阻力很小，所以油泵输出压力很低，处于空转状态。

当驾驶员转动转向盘时，机械转向器使转向控制阀处于工作位置，转向动力缸的相应工作腔与回油路隔绝，转而与油泵输出管路相通，动力腔另一侧仍然与回油管路相通。

转向阻力大于油管压力，油泵输出的油压迅速升高，直到推动转向动力缸活塞为止。

转向盘停止转动，转向控制阀随即回到中立位置。

3、两种转向加力装置比较

1）常压式优点

储能器积蓄压力能，可以用小流量的油泵，而且可以在油泵不运转的情况下保持一定的转向加力能力，这一点对重型汽车很重要。

2）常流式优点

结构比较简单、油泵寿命长，泄漏少，消耗功率也较小。

目前常压式应用很少，常流式广泛应用于各型汽车。

4、常流式转向加力装置的结构布置方案

按机械转向器、转向控制阀和转向动力缸三者的组合及相对位置，可有如下三种布置方案。

（1）整体式

机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起。

（2）半整体式

将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，而动力缸则作为独立件。

（3）转向加力器

机械转向器作为独立件，而控制阀和动力缸组合成一个部件。

三、动力转向器

1、类型：

按机械转向器、转向控制阀和转向动力缸三者的组合及相对位置，可有如下三种动力转向器

（1）整体式

机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起。

动力缸、控制阀、转向器合为一体时称为整体式动力转向器。

（2）半整体式

将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该部件称为半整体式动力转向器。而动力缸则作为独立件。

（3）转向加力器

机械转向器作为独立件。控制阀和动力缸组合成一个部件，称为转向加力器。

2、动力转向器的结构及其工作原理（以整体式动力转向器为例）

1）动力转向器的组成结构

目前，国产轿车上几乎毫无例外地采用了转阀式的整体动力转向器。如：汽生产的红旗CA7220型、一汽大众生产的奥迪、捷达以及神龙汽车有限公司牛产的富康等轿车，皆为这种结构形式。

采用的带整体式动力转向器，机械转向器、转向动力缸和控制阀设计成一体，组成整体式动力转向器。

其控制阀为滑阀或转阀。

转向动力缸活塞与机械转向器制成一体。活塞将转向动力缸分左右两腔。

转向控制阀组装在机械转向器的下端，转向轴转动控制转向控制阀的工作状态。

2）工作原理（以奥迪轿车为例）

叶轮泵由发动机驱动，转向控制阀装在转向柱下端，齿条右端装有动力缸，缸分成两个工作压力室。储油罐通过吸管连接叶轮泵，通过回油管连接控制阀。压力管从控制阀通往叶轮泵。

不转向时，控制阀保持开启状态，动力缸活塞两边的工作腔与低压回油管相通而不起作用。叶轮泵输出的油液经控制阀流回储油罐。因转向压力和流量限制阀的节流阻力很小，故叶轮泵输出油的压力也很低，叶轮泵实际上处于空转状态。

转向时，驾驶员转动转向盘，带动转向轴和齿轮，使分配阀处于与某一转弯方向相应的工作位置时，转向动力缸中相应的工作腔与回油管路断开，与叶轮泵输出管路相通，另一腔仍通回油管路。地面转向阻力经横拉杆传到制有齿条的活塞杆上，形成比转向控制阀节流阻力高得多的管路阻力。于是叶轮泵输出压力急剧升高。高压液体通过控制阀进入动力缸活塞的一边，推动活塞，进而推动齿条起加力作用。

转向角度愈大，转向力愈大，活塞移动行程就愈长，产生的压力也就愈高，由此产生的转向加力也愈大。

转向盘停止转动时，控制阀随即回复到中间位置，使动力缸停止工作。

奥迪轿车装用的整体式动力转向器，结构简单；由于只在转向时工作管路中高压，所以叶轮泵的寿命较长，漏油较少；消耗发动机功率也较小。

4、转阀的结构及工作原理

1）结构

阀体绕其圆心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。

转阀具有四个互相连通的进油道，出油通道分别与动力缸的左、右腔连通。

当阀体顺时针转过一个很小的角度时，从液压泵来的压力油经通道流入四个通道，继而进入动力缸的一个腔内．另外四个通道的进油被隔断，压力油不能进入，因而动力缸另一腔的低压油，在活塞推动下经回油遭流回储油罐。

2）工作原理

汽车直线行驶时，阀芯与阀套的位置关系如图中所示。自油泵来的液压油经阀芯与阀套间的间隙，流向动力缸两端，动力缸两端油压相等。

驾驶员转动方向盘时，阀芯与阀套相对位置发生改变，使得大部分或全部来自泵的液压油流入动力缸某一端，而另一端与回油管路接通，动力缸促进汽车左传或右转。

四、转向油罐与转向油泵

1、转向油罐

1）作用

贮存、滤清并冷却液压转向加力装置的工作油液。

转向油罐一般单独安装，但也有直接装在转向油泵上。

2）构造

中心油管接头座专门用以装接转向控制阀的回油管路。另外两个油管接头座则分别装接转向油泵的进油管和半整体动力转向器的漏泄回油管路。滤芯套装在中心螺柱上。

3）转向油罐的工作过程

由转向控制阀和转向动力缸流回来的油液通过中心油管接头座的径向油孔流入滤芯内部空腔，经滤清后进入贮液腔，准备供入转向油泵。

滤芯弹簧的预紧力不大，故当滤芯堵塞而回油压力略有增高时，滤芯便在液压作用下升起，让油液不经过滤清便进入贮液腔，以免油泵进油不足。

滤网片用以防止油液乳化。

2、转向油泵

（1）功用

转向油泵是液压转向的能源，作用是将输入的机械能转换为液压能输出。

（2）油泵的驱动

在转向油泵只受发动机驱动的情况下，一旦发动机停止运转，油泵即无压力油输出。对重型汽车而言，是极为不利的。

为了确保转向加力装置的工作可靠性，有些重型汽车在转向油泵的驱动装置中采用自由轮机构，使转向油泵在正常情况下受发动机驱动，而在发动转速过低甚或熄火，则脱离发动机，转而受以较高速度滑行的汽车驱动。

另外一些重型汽车，加装了一个应急转向油泵，与主转向油泵并联。应急油泵可以借蓄电池通过直流电动机驱动，也可以由汽车传动系驱动。

（3）转向油泵的结构型式

有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等。应用多为外啮齿轮式转向油泵。

（4）外啮齿轮式转向油泵

1）结构

右孔口为进油口；左孔口为出油口。

主动齿轮和从动齿轮均与轴制成一体。二者的轴颈借轴套支承在泵体和泵盖上。

左侧二轴套的轴向位置是固定的。右侧二轴套则可以轴向浮动，称为浮动轴套。

2）流量控制阀

转向油泵的流量与齿轮转速(从而与发动机转速)成正比。

转向油泵一般设计得即使在发动机怠速运转时，其流量也能保证急速转向所需的动力缸活塞最大移动速度。

当发动机转速高时，油泵流量将过大，导致油泵消耗功率过多和油温过高。

流量控制阀以限制转向油泵最大流量。

差压式的流量控制阀装在油泵进油腔和出油腔之间，与油泵齿轮副并联。流量控制阀体内的柱塞在弹簧的作用下处于下极限位置。柱塞下方通油泵出油腔；上方通油泵出油口。在油泵流量增大到规定值，使柱塞两端压力差足以克服弹簧的预紧力，将柱塞向上推动，油泵出油腔即与进油腔沟通。部分油液便经流量控制阀流到进油腔，因而经量孔输出的流量便减小。

3）安全阀

转向油泵的输出压力取决于液压系统的负荷(即动力缸活塞所受的运动阻力)。在转向阻力矩过大时，动力缸和油泵均将超载而导致零件损坏。

液压系统中还必须装设用以限制系统最高压力的安全阀。

安全阀则位于流量控制阀内，安全阀体借螺纹固定在流量控制阀柱塞上端。球阀门及弹簧所处柱塞内腔与油泵进油腔相通；球阀门上方油腔经泵体内的油道通向量孔外的出油口。油泵输出压力升高到规定值时，球阀开启，将出油口与进油腔接通，使出油口压力降低。

（5）双作用式叶片泵

双作用叶片泵有两个吸油区和两个压油区，并且各自的中心角是对称的，所以作用在转子上的油压作用力互相平衡。

当转子顺时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的内表面上。

其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。由于转子每旋转一周，每个工作腔都各自吸、压油两次。

五、电控液压助力转向及电动动力转向

1、电控液压助力转向

为了提高汽车的操纵稳定性，可在动力转向系统中采用可变转向力控制机构。车速感应动力转向PS系统，是依靠车速控制所对应的转向力，通过驾驶员的操作，使车辆操纵性获得提高的系统。驾驶员所希望车辆在低速行驶区实现敏捷的运行和轻便的操舵力，而在高速行驶区能获得稳定性好的适当略重的操舵力。其控制方法有机械控制和电子控制两种，目前采用的控制方式如下：

1）流量控制式它是根据控制阀内产生的压力损失与供给流量平方成比例的关系，使流入PS的供给流量随车速上升而减小，达到既节省能量又可控制转向力的一种装置。

2）动力缸旁通阀控制式PS它是在PS转向器上设置了连接动力缸两室的旁通阀和油路，伴随着车速的增加，扩大了旁通阀的节流面积，减小了动力缸内的工作压力而控制转向里的一种装置。

3）油压反作用控制式PS它是在PS控制阀上设置油压反作用机构，由油压反作用阀随车速上升，使流入反作用室的油压增加，提高了反作用机构的刚性（等价弹性模数），进而直接控制转向力的一种装置。

4）阀特性控制式PS 阀特性控制式PS，是把阀的特性制成可以变化的，用来控制转向力的一种装置。

5）电磁助力式PS是电磁助力式PS转向器，它将普通的转阀与一个双向电磁旋转助力器（微动电机）集成在一起，构成PS转向器有机的组成部分。

下面仅对电磁助力式PS转向器的关键部分进行介绍。

（1）结构

电磁旋转助力器由静止和旋转两格部分构成。静止部分包括外部磁路（壳体等）和励磁线圈，励磁线圈紧固在转向器壳体上。旋转部分包括永磁体和齿型组件。永磁体由３０个磁极构成的永久磁环和塑料保持架组成，并通过注塑连接在阀芯轴上。

（2）工作原理

当驾驶员转动转向盘时，因扭杆产生角位移，使永磁体与齿型组件之间既产生相对转动，又随转向盘一起旋转。

当电子控制器感受车速信号并发出适合这一车速的电流指令时，若励磁线圈为右旋绕组，则当通过正向电流时，按右手定则磁力线应是自下而上由中心向外环流，将齿轮的齿顶端部磁化成N极，齿环的齿顶端部磁化为S极，这两种磁极分别与永久磁环的磁极发生磁力作用（同性向斥，异性相吸），其结果使永久磁环处于稳定的中间平衡状态，若相使永久磁环离开此平衡位置时（即与齿型组件产生相对位移），需要克服电磁力的作用才能实现，故增加了转向阻力，使车辆高速运行更加稳定。

相反，当励磁线圈通过负相电流时，使永久磁环处于不稳定的中间状态，略有外力作用便产生相对运动，故起到转向助力作用，使低速或停车转向时更加轻便和机动。

2、电动助力转向系统

所谓电动转向（EPS），就是在机械转向系统中，用电池作为能源，电机为动力，以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号，通过电子控制装置，协助人力转向，并获得最佳转向力特性的伺服系统。

EPS与液压动力转向相比具有：系统效率高，能量消耗少，"路感"好，回正性好，在发动机熄火或低速情况都可以正常工作，还可以明显的提高汽车的操纵轻便性和稳定性。EPS的构成和工作原理：

1）EPS的构成

由机械转向器、电动机、离合器、控制装置、转矩传感器和车速传感器组成。

2）工作原理

在操纵转向盘时，扭矩传感器根据输入力的大小产生相应的电压信号，由此EPS系统就可以检测出转向力的大小，同时根据车速传感器产生的脉冲信号又可测出车速，再用于控制电动机的电流，从而形成适当的转向助力。

汽车转向系统设计计算匹配方式方法

1 汽车转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、 主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的 逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷

汽车转向系统总结报告

汽车转向系统总结报告 本节课首先讲述了转向系概述，包括其定义、功用、分类、组成、转向理论。 一、定义 驾驶员用来改变或恢复汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。改变或恢复行驶方向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车的转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度。 二、功用 遵从驾驶员的操纵，改变汽车行驶方向，并和汽车行驶系共同保证汽车机动灵活、稳定安全地行驶。 三、分类 机械转向系：以驾驶员施加于转向盘上的体力为转向能源。 动力转向系：兼用驾驶员体力和发动机部分动力为转向能源。 转向装置的作用有三点: 1、增大驾驶员作用力 2、改变运动方向 3、把转动变为摆动 接着讲述了转向器的作用及要求、分类、结构。 作用:改变力的传递方向和大小，并获得所要求的摆动速度和角度，进而通过传动机构带动转向车轮偏转。 要求: 省力、灵活 稳定 传给转向器的反冲力尽可能小，又能自动回正 有间隙调整装置，保证自由行程在规定范围 分类:蜗杆齿扇式转向器，循环球式转向器，蜗杆曲柄双销式转向器，齿轮齿条转向器。 重点讲述了转向器的工作原理！ 转向系统的设计、制造所需知识包含在哪些课程中呢？ 机械原理机械制造基础机械设计机械制造工程学 高等数学等等等 可见转向系统的设计极其制造需要依赖很多门课程的知识，同时也反应了转向系统是很复杂的，想要完成好转向系统的设计、制造，不是一件容易的事情，需要广阔的知识涉猎，才能又完成这项任务资格！ 对于未来的转向系统又有如何的发展趋势呢？ 传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。对于未来汽车的转向系统，动力转向是发展方向。动力转向主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操作轻便性和稳定性出发。动力转向有3种形式:整体式，半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点，发现较快，整体式多用于前桥负荷3～8t汽车。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展方向。 机制十二班康斌学号2013141411167

越野车转向系统的设计

毕业设计 题目：越野车转向系统设计与优化学生姓名： 学号： 专业: 年级: 指导老师: 完成日期:

目录 第一章电动转向系统的来源及发展趋势 (1) 第二章转向系统方案的分析 (3) 1.工作原理的分析 (3) 2. 转向系统机械部分工作条件 (3) 3.转向系统关键部件的分析 (4) 4.转向器的功用及类型 (5) 5.转向系统的结构类型 (5) 6.转向传动机构的功用和类型 (7) 第三章转向系统的主要性能参数 (8) 1. 转向系的效率 (8) 2. 转向系统传动比的组成 (8) 3. 转向系统的力传动比与角传动比的关系 (8) 4. 传动系统传动比的计算 (9) 5. 转向器的啮合特征 (10) 6. 转向盘的自由行程 (11) 第四章转向系统的设计与计算 (12) 1. 转向轮侧偏角的计算（以下图为例） (12) 2. 转向器参数的选取 (12) 3. 动力转向机构的设计 (12) 4. 转向梯形的计算和设计 (14)

第五章结论 (16) 谢辞 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。

第二十二章汽车转向系习题及答案

第二十二章汽车转向系 一、填空题 1．转向系可按转向能源的不同分为____________和___________两大类。 2．机械式转向系由____________、____________和____________三大部分组成。 3．转向系的作用是______________________________。 4．液压式动力转向系中，转向加力装置由___________、___________、___________和____________组成。 5．循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是_______________传动副，第二级是 ________________或________________传动副。 6．齿轮齿条式转向器传动副的主动件是__________，从动件是__________。 7．蜗杆曲柄指销式转向器传动副的主动件是__________，从动件是装在摇臂轴曲柄端部的__________。 8．与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括__________、__________、__________和 ___________。 9．按传能介质的不同，转向传力装置分为___________和___________两种。 10．液压转向传力装置有____________和____________两种。 11．动力转向器由____________、____________和____________等三部分组成。 12．在转向传动机构中，为了防止运动干涉，各个横纵拉杆均采用__________进行连接。 二、选择题（有一项或多项正确） 1．在动力转向系中，转向所需的能源来源于（）。 A．驾驶员的体能 B．发动机动力 C．A，B均有 D．A，B均没有 2．设转向系的角传动比为iw，转向器的角传动比为iw1，转向传动机构的角传比为iw2，则下式正确的为（）。 A．iw= iw1+ iw2 B． iw= iw1* iw2 C． iw= iw1- iw2 D． iw= iw1/ iw2 3．转弯半径是指由转向中心到（）。 A．内转向轮与地面接触点间的距离 B．外转向轮与地面接触点间的距离 C．内转向轮之间的距离 D．外转向轮之间的距离

动力转向系统设计、性能计算[1]

5.3动力转向系统设计、性能计算 为了减轻转向时驾驶员作用到转向盘上的手力和提高行驶安全性，在有些汽车上装设了动力转向机构。 中级以上轿车，由于对其操纵轻便性的要求越来越高，采用或者可供选装动力转向器的 逐渐增多。转向轴轴载质量超过2.5t 的货车可以采用动力转向，当超过4t 时应该采用动力转向。 5.3.1对动力转向机构的要求 1)运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。 2)随着转向轮阻力的增大(或减小)，作用在转向盘上的手力必须增大(或减小)，称 之为“路感”。 3)当作用在转向盘上的切向力≥0.025～0.190kN 时(因汽车形式不同而异)，动力转向器就应开始工作。 h F 4)转向后，转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。 5)工作灵敏，即转向盘转动后，系统内压力能很快增长到最大值。 6)动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。 7)密封性能好，内、外泄漏少。 5.3.2动力转向机构布置方案分析 液压式动力转向因为油液工作压力高，动力缸尺寸小、质量小，结构紧凑，油液具有不 可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可吸收路面冲击等优点而被广泛应用。 1.动力转向机构布置方案 由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、贮油罐和油管等组成液压式动力转向机构。根据 分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，它分为整体式(见图5—8a)和分置式两类。后者按分配阀所在位置不同又分为：分配阀装在动力缸上的称为联阀式，(见图5—8b)；分配阀装在转向器和动力缸之间的拉杆上称为连杆式，(见图5—8c)；分配阀装在转向器上的称为半分置式，(见图5—8d)。

第21章转向系

第21章汽车转向系 习题 选择题 1.当汽车转向、且外转向轮转角达最大值时，其转弯半径（）。 A.最大 B.不能确定 C.最大与最小之间 D.最小 2.汽车转向时，而只有当四个车轮轴线交于一点时，才能保证各车轮（）。 A.纯滚动 B.纯滑动 C.即滚动也滑动 D.不滚动也不滑动 3.汽车的机械转向系一般由转向操纵机构和下列的（）部分组成。 A.转向盘 B.机械转向器 C.转向传动机构 D.转向轴 4.汽车转向操纵机构包括（）和转向管柱，它的作用是将驾驶员的操纵 力传给转向器。 A.传动机构 B.转向节 C.转向盘 D.转向轴 *5.下列属于汽车撞车安全保护装置的有（）。 A.液压动力转向器 B.吸能式转向盘 C.可分离式安全转向操纵机构 D.电控动力转向器 *6.下列哪些属于缓冲吸能式转向操纵机构。（）

A.网格状转向管柱 B.吸能式转向盘 C.可分离式安全转向操纵机构 D.波纹管变形吸能装置 7.汽车转向器在转向系中主要起到（）作用。 A.减速增矩 B.改变转向力矩的传动方向 C.吸能减振 D.增速减矩 8.目前应用广泛，技术成熟的机械转向器有齿轮齿条式、（）转向器等 几种形式。 A.循环球式 B.滑阀式 C.蜗杆曲柄销式 D.转阀式 *9.下列哪些是蜗杆曲柄指销式转向器的优点。（） A.正效率高 B.工作寿命长 C.工作平稳可靠 D.摇臂转角较大 *10.转向传动机构的功用就是将转向器输出的力传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，保证车轮与地面相对滑动尽可能小。下列属于转向传动机构的零部件有（）。 A.转向盘 B.机械转向器 C.转向横拉杆 D.转向直拉杆 11.按传能介质不同，动力转向系有液压式和气压式两种，其中下列哪些属于 液压式动力转向系的优点。（） A.结构简单 B.系统工作压力小 C.无噪声 D.工作滞后时间短

汽车转向系设计说明书

汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东

设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)

1转向系设计 基本要求 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。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，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，如图2-1。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。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。

转向系统计算报告

目录 1.概述 (1) 1.1任务来源 (1) 1.2转向系统基本介绍 (1) 1.3转向系统结构简图 (1) 2.转向系统相关参数 (1) 3.最小转弯半径 (2) 4.转向系传动比的计算 (3) 5.转向系载荷的确定 (3) 5.1原地转向阻力矩 M (3) r 5.2车轮回正阻力矩Ms (3) 5.3作用在转向盘上的力 F (3) k 6.转向管柱布置的校核 (4) 6.1转向管柱布置角度的测量 (4) 6.2转向管柱角速度及力矩波动计算 (4) 6.3转向管柱固有频率要求 (7) 7.结论 (7) 参考文献................................................... 错误！未定义书签。

1.概述 1.1任务来源 根据6430车型设计开发协议书， 6430项目是一款全新开发的车型，需对转向系统进行设计计算。 1.2转向系统基本介绍 转向管柱为角度不可调式管柱，转向机采用结构简单、布置容易的齿轮齿条式转向机。 转向盘采用软发泡三辐式，轮辐中间有一块大盖板，打开时可拆装调整转向盘。 1.3转向系统结构简图 2.转向系统相关参数

轮胎规格为185R14LT ，层级为8。轮辋偏置距为+45mm ，负荷下静半径为304㎜，滚动半径约317mm ，满载下前胎充气压力240KPa 。 3.最小转弯半径 汽车的最小转弯半径是汽车在转向轮处于最大转角条件下以低速转弯时前外轮中心与地面接触点的轨迹构成圆周半径，它在汽车转向角达到最大时取得。 转弯半径越小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性就越好。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮应绕瞬时转向中心作纯滚动。此时，内转向轮偏转角β应大于外转向轮偏转角α，在车轮为绝对刚体的假设条件下，角α与β的理想关系式应是： L ctg ctg K +=βα 式中： K —两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L —轴距。 3.1按外轮最大转角 C L R += α sin 1 =5194.9（mm ） 3.2按内轮最大转角 C KL K L R +++=2 1 222]tan 2)sin [(ββ =5912.3（mm ）

汽车转向机构设计

目录 中文摘要、关键词 (1) 英文摘要、关键词 (2) 引言 (3) 第1章轿车转向系统总述 (4) 1.1轿车转向系统概述 (4) 1.1.1转向系统的结构简介 (4) 1.1.2轿车转向系统的发展概况 (4) 1.2轿车转向系统的要求 (5) 第2章转向系的主要性能参数 (7) 2.1转向系的效率 (7) 2.1.1转向器的正效率 (7) 2.1.2转向器的逆效率 (8) 2.2 传动比变化特性 (9) 2.2.1 转向系传动比 (9) 2.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系 (9) 2.2.3 转向器角传动比的选择 (10) 2.3 转向器传动副的传动间隙 (10) 2.4 转向盘的总转动圈数 (11) 第3章轿车转向器设计 (12) 3.1 转向器的方案分析 (12) 3.1.1 机械转向器 (12) 3.1.2 转向控制阀 (12)

3.1.3 转向系压力流量类型选择 (13) 3.1.4 液压泵的选择 (14) 3.2 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (14) 3.2.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (14) 3.2.3 参考数据的确定 (20) 3.2.4 转向轮侧偏角计算 (21) 3.2.5 转向器参数选取 (21) 3.2.6 选择齿轮齿条材料 (22) 3.2.7 强度校核 (22) 3.2.8 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (23) 3.3 齿轮轴的结构设计 (23) 3.4 轴承的选择 (23) 3.5 转向器的润滑方式和密封类型的选择 (24) 3.6 动力转向机构布置方案分析 (24) 第4章转向传动机构设计 (26) 4.1 转向传动机构原理 (26) 4.2 转向传送机构的臂、杆与球销 (27) 4.3 转向横拉杆及其端部 (28) 第5章转向梯形机构优化 (30) 5.1 转向梯形机构概述 (30) 5.2整体式转向梯形结构方案分析 (30) 5.3 整体式转向梯形机构优化分析 (31) 5.4整体式转向梯形机构优化设计 (34) 5.4.1 优化方法介绍 (34) 5.4.2 优化设计计算 (35)

转向系统设计计算书

密级：版本/更改状态：第一版／0 编号： 长城汽车股份有限公司技术文件 CC6460K/KY 转向系统设计计算书 编制： 审核： 审定： 批准： 长城汽车股份有限公司 二OO四年四月十五日

目录 1 系统概述????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 转向系统设计依据的整车参数计设计要求????????????????????????????????????????????????????????2 3 转向系统设计过程????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.1 最小转弯半径计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 3.2 转向系的角传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3.3 转向系的力传动比计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 3. 4 转向系的内外轮转角?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4 3. 5 液压系统的匹配计算?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.1 转向油泵流量的计算??????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3.5.2 转向油泵压力的变化??????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 4 结论说明????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 5 参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8

汽车转向系统故障诊断与维修讲解

沧州职业技术学院毕业论文 汽车转向系统故障诊断与维修 2014 届机械工程系 专业汽车检测与维修 学号09 学生姓名李克俭 指导教师刘永胜 完成日期2013年12月27日

毕业论文评语及成绩 学生姓名李克 俭 专业 汽车检 测与维 修 班级 汽修 1102 学号09 毕业论文 题目 汽车转向系统故障诊断与维修指导教 师姓名刘永胜 指导教师 职称 指导教师评语： 答辩小组意见： 答辩小组组长签字：年月日成绩： 系主任签字：年月日

毕业论文任务书 题目汽车转向系统故障诊断与维修 专业 汽车检测 与维修 班级 汽修 1102 学生姓名李克俭所在系 机械工 程系 导师 姓名 刘永胜 导师 职称 一、论文内容 汽车转向系统故障的分析、检测和排除。 二、基本要求 1、熟悉掌握汽车转向系统的结构工作原理。 2、熟悉掌握汽车转向系统检测技术。 3、熟悉掌握汽车转向系统故障诊断排除原理。 三、研究方法及技术指标 1、查找文献，网络搜集资料。 2、熟悉掌握汽车转向系统故障的原因。 四、应收集的资料及参考文献 [1] 林逸，施国标．汽车电动助力转向技术的发展现状与趋势[J]．公路交通科技，2001．6.2. [2] 刘波，朱俊A16-汽车转向系统维修实例[J]．科技文献，2011.02.20. [3] 齐志鹏，洪湘．汽车转向悬架制动系统使用与维修问答[J]．金盾出版社．2006.10. 五、进度计划 1、2013.12.9-2013.12.11定论文题目。 2、2013.12.11-2013.12.25毕业论文定稿并且提交电子版。 3、2013.12.26-2013.12.27提交毕业论文并且组织答辩。 教研室主任签字时间年月日

第21章 转向系学习资料.doc

第21章汽车转向系 21.1 习题 21.1.1 选择题 1.当汽车转向、且外转向轮转角达最大值时，其转弯半径（）。 A.最大 B.不能确定 C.最大与最小之间 D.最小 2.汽车转向时，而只有当四个车轮轴线交于一点时，才能保证各车轮（）。 A.纯滚动 B.纯滑动 C.即滚动也滑动 D.不滚动也不滑动 3.汽车的机械转向系一般由转向操纵机构和下列的（）部分组成。 A.转向盘 B.机械转向器 C.转向传动机构 D.转向轴 4.汽车转向操纵机构包括（）和转向管柱，它的作用是将驾驶员的操纵 力传给转向器。 A.传动机构 B.转向节 C.转向盘 D.转向轴 *5.下列属于汽车撞车安全保护装置的有（）。 A.液压动力转向器 B.吸能式转向盘 C.可分离式安全转向操纵机构 D.电控动力转向器 *6.下列哪些属于缓冲吸能式转向操纵机构。（） A.网格状转向管柱 B.吸能式转向盘 C.可分离式安全转向操纵机构 D.波纹管变形吸能装置 7.汽车转向器在转向系中主要起到（）作用。 A.减速增矩 B.改变转向力矩的传动方向 C.吸能减振 D.增速减矩 8.目前应用广泛，技术成熟的机械转向器有齿轮齿条式、（）转向器等 几种形式。 A.循环球式 B.滑阀式 C.蜗杆曲柄销式 D.转阀式 *9.下列哪些是蜗杆曲柄指销式转向器的优点。（） A.正效率高 B.工作寿命长 C.工作平稳可靠 D.摇臂转角较大

*10.转向传动机构的功用就是将转向器输出的力传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，保证车轮与地面相对滑动尽可能小。下列属于转向传动机构的零部件有（）。 A.转向盘 B.机械转向器 C.转向横拉杆 D.转向直拉杆 11.按传能介质不同，动力转向系有液压式和气压式两种，其中下列哪些属于 液压式动力转向系的优点。（） A.结构简单 B.系统工作压力小 C.无噪声 D.工作滞后时间短 *12.液压动力转向系与机械转向系相比，多了一套液压转向装置，由动力装置、（）、辅助元件等组成。 A.执行机构 B.控制元件 C.加力装置 D.转向器 13.液压动力转向系统中，将机械转向器、转向控制阀与转向动力缸组合成一 体称为（）。 A.分离式液压动力转向系 B.转向加力器 C.半整体式转向器 D.整体式转向器 14.当动力转向系中的动力转向装置出故障时，驾驶员转动方向盘时将 （）实现转向功能。 A.还能 B.不能 C.汽车高速行驶时能 D.不能确定 **15.当汽车转向盘处于中立位置时，（）液压系统中的工作管路是保持高压的。 A.电控 B.综合式 C.常压式 D.常流式 *16.在转向系中，转向器采用的是齿轮齿条式液压动力转向器，当转向液压泵出故障时，转向系将（）实现转向功能。 A.还能 B.不能 C.汽车低速行驶时能 D.不能确定 17.转向油泵是助力转向的动力源，其作用是将输出的（），经转向控制 阀向转向动力缸提供一定压力和流量的工作油液。 A.液压能转化为机械能 B.机械能转化为液压能 C.液压能转化为势能 D动能转化为机械能 18.转向液压泵的结构形式有（）叶片式、柱塞式等，其中以叶片式液压 泵在现代汽车上的应用最广泛。

汽车转向系统EPS设计毕业论文

汽车转向系统EPS设计毕业论文 目录 1 引言 (1) 1.1汽车转向系统简介 (1) 1.2汽车转向系统的设计思路 (3) 1.3 EPS的研究意义 (4) 2 EPS控制装置的硬件分析 (5) 2.1汽车电助力转向系统的机理以及类别 (5) 2.2 电助力转向机构的主要元件 (8) 3 电助力转向系统的设计 (11) 3.1 动力转向机构的性能要求 (11) 3.2 齿轮齿条转向器的设计计算 (11) 3.3 转向横拉杆的运动分析[9] (21) 3.4 转向器传动受力分析 (22) 4 转向传动机构优化设计 (24) 4.1传动机构的结构与装配 (24) 4.2 利用解析法求解出外轮转角的关系 (25) 4.3 建立目标函数 (27) 5 控制系统设计 (29) 5.1 电助力转向系统的助力特性 (29) 5.2 EPS电助力电动机的选择 (30)

本科毕业设计（论文） 5.3 控制系统框图设计 (31) 结论 (32) 致谢 (34) 参考文献 (35)

1 引言 1.1汽车转向系统简介 汽车转向系统，顾名思义是为了能够使车辆按照驾驶员的意愿向左或者向右转弯或者直线行驶。转向装置有很多种，也一直在经历一个循序渐进不断更新不断创新的过程。从发明家本茨发明汽车的初期，转向系统知识最简单的形式来转向，其机构为单纯的扶把式，没有助力，所以笨重，费力，以及行驶状态不稳定。从在原始的雏形开始，各国人士不断创新改革，到现在为止，汽车转向系统的应用按先后顺序可以分为：机械转向装置、液压助力转向装置、电子控液压助力转向系统、电助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统和线控转向系统[1]目前市场大部分中低档轿车采用的液压式转向器，当然电控的也很常见，所以在该种系统的转向器技术的发展如今已经遇到了瓶颈。随着人们对乘车舒适，节能，安全，稳定的期望，电控液压式转向系统逐渐取代了先前的版本，但随着科技的进步，越来越多的科学家期待有路感的转向系统问世，所以流量阀式液压助力转向器出现了，在不同车速下，驾驶员手握方向盘，感觉到了路感的存在，助力特性曲线描述的就是“路感”，但是美中不足的是这种液压式转向器依然存在很多缺陷，电机，液压泵，转向器，流量阀等等转向器在发动机旁的布置问题又出现了，还有就是液压油的泄漏问题越来越的突出尖锐。电助力EPS （Electronic Power steering system）是在纯机械转向机构的前提下，设计加装了扭矩和车速等信号传感器、电子控制单元和转向助力装置等[2]。所以电助力式转向器弥补了上述的不足，而且节能环保，易于线性控制，所以现在很多研究人员把目光转向了电助力式转向机，瞬时其成为了国际汽车工业转向系统新的研究主题，且这种系统也正在慢慢实现整车量产状态。

汽车设计习题

只要手写版本 第一章汽车总体设计 1. 货车按发动机位置不同分几种？各有何优缺点？ 2. 货车按驾驶室与发动机相对位置不同分几种？各有何优缺点？ 3. 大客车按发动机位置不同布置形式有几种？各有何优缺点？ 4. 轿车的布置形式有几种？各有何优缺点？ 5. 根据气缸的排列形式不同，发动机有几种？各有何优缺点？ 6. 根据冷却方式不同，发动机有几种？各有何优缺点？ 7. 汽车的质量参数包括哪些参数？各自如何定义的？ 8. 汽车轴距的确定原则是什么？影响轴距大小的主要因素有哪些？ 9. 汽车轮距大小不同对什么问题有影响？影响轮距的因素有哪些？ 10. 画汽车总布置图用到的基准线（面）有哪些？各基准应如何确定？ 11. 影响车架宽度的因素有哪些？车架纵梁的断面形式有几种？ 第二章离合器设计 12. 设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求？ 13. 盘形离合器有几种？各有何优缺点？ 14. 离合器的压紧弹簧有几种形式？各有何优缺点？ 15. 离合器的压紧弹簧布置形式有几种？各有何优缺点？ 16. 离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种？各有何优缺点？ 17. 离合器的操纵机构有几种？各有何优缺点？ 18. 离合器的后备系数的定义及影响取值大小的因素有哪些？ 19. 离合器的主要参数有哪些？ 20. 影响选取离合器弹簧数的因素有哪些？ 21. 膜片弹簧的弹性特性是什么样的？主要影响因素是什么？工作点最佳位置应如何确定 22. 离合器的踏板行程对什么有较为重要的影响？ 23. 要满足离合器主动与从动部分分离彻底可采取哪些措施? 24. 要使离合器接合平顺可采取哪些措施？ 25. 要使离合器吸热能力高，散热能力好可采取哪些措施？ 26. 增加离合器的外径尺寸对离合器及整车的性能有何影响？ 第三章机械式变速器设计 27. 设计变速器需要满足哪些基本要求？ 28. 根据挡数不同变速器有几种？ 29. 变速器换挡机构有几种形式？各有何优缺点？各种形式适用于哪些挡位？ 30. 根据轴的形式不同，变速器有几种？ 31. 两轴式、中间轴式变速器各有何优缺点？ 32. 惯性式同步器有几种？共同特点是什么？ 33. 变速器中心距指何而言？它对什么有较为重要的影响？ 34. 变速器的主要参数有哪些？ 35. 计算变速器中齿轮的弯曲强度和接触强度时计算载荷是如何确定的？

转向系统开题报告

第一章总论 一．赛事简介和设计目的及意义 中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。 2010年第一届中国FSAE由中国汽车工程学会、中国二十所大学汽车院系、国内领先的汽车传媒集团——易车（BITAUTO）联合发起举办。中国FSAE秉持“中国创造擎动未来”的远大理想，立足于中国汽车工程教育和汽车产业的现实基础，吸收借鉴其他国家FSAE 赛事的成功经验，打造一个新型的培养中国未来汽车产业领导者和工程师的交流盛会，并成为与国际青年汽车工程师交流的平台。中国FSAE致力于为国内优秀汽车人才的培养和选拔搭建公共平台，通过全方位考核，提高学生们的设计、制造、成本控制、商业营销、沟通与协调等五方面的综合能力，全面提升汽车专业学生的综合素质，为中国汽车产业的发展进行长期的人才积蓄，促进中国汽车工业从“制造大国”向“产业强国”的战略方向迈进。 本次毕业设计的题目为FSAE方程式赛车转向传动机构的设计，目的在于设计一套适用于FSAE方程式赛车的转向传动机构，配合其制动系，传动系，行驶系及其他机构使赛车的性能满足大赛的要求。当然，通过此次设计，也可以让我回顾大学四年所学的专业知识，对自己大学学习的课程有一个更为深刻的总结，使自己成为符合新时代的汽车产业人才。二．国内外赛车转向系统研究现状及发展 赛车在行驶中，经常需要改变行驶方向，这就需要有一套用来控制赛车行驶方向的机构，这套机构称为赛车转向系统(steering system）。赛车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统而改变转向轮的偏转角度来实现的。赛车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。此外，随着科技的不断发展还出现了四轮转向系统，主动前轮转向系统和线控转向系统。2.1.机械转向系统 机械转向系统以驾驶员的体力作为转向动力，又称为人力转向系统。机械转向系统一般由三部分组成，即转向操纵机构、转向器和转向传动机构。驾驶员操纵转向器工作的机构叫做转向操纵机构，包括转向盘、转向轴等机件。转向轴下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器。转向器是一个减速增矩机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构。转向直拉杆、转向节臂、转向横拉杆、左右梯形臂等机件构成转向传动机构。前轴的两端和转向节分别由主销a 和h铰接在一起，转向节上连有左右梯形臂，两臂铰接在转向横拉杆L。当一个转向节转动时，另一个转向节也随着变位，实现赛车转向。但两个车轮转动的角度不同，因为前轴、转向横拉杆、左右梯形臂所形成的四边形不是矩形而是梯形。 2.2.动力转向系统 动力转向系统用驾驶员体力和发动机动力作为转向动力.并且以发动机动力作为主要动力。动力转向系统是在机械转向系统基础上加设一套转向加力装置而成的。转向加力装置包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等。转向油泵由发动机驱动，以产生高压油液。 当驾驶员逆时针转动转向盘时，转向摇臂将拉动转向直拉杆向前运动，转向直拉杆的拉力作用在转向节臂上，使左侧转向节及左侧转向轮绕主销向左偏转一个角度，同时通过梯形

汽车转向系试题

汽车转向系 一、名词解释 1.动力转向 2.转向半径 3.转向系角传动比 4.不可逆转向器 5.可逆转向器 6.安全式转向柱 7.双作用叶片泵 8.转向盘自由行程 二、填空题 1.汽车转向系的功用就是——与——汽车的行驶方向。 2.汽车转向系按能源的不同分为——与——两大类。 3.常用的转向器有——、——与——等形式。 4.循环球式转向器由——、——、——、——四个主要零件组成。 5,转向轴与转向柱管称为——。 6.动力转向按传能介质分为——与——两种。 7.液压式动力转向装置按液流型式,可分为——与———二o 8.动力转向系主要由——、——、——、——组成。 9.转阀式动力转向器由——、——、————组成。 10.转向油泵可分为——与——两种。 11.双作用卸荷式叶片泵由——、——、——、——组成。 12。转向系由——、——、——、——、——、——、——等组成。 三、选择题 1.转向系角传动比越大,转向时驾驶员越( )。 A.省力 B.费力 C。无影响 2.转向盘自由间隙大,路面传递的力( )。 A.越明显 D.越不明显 C变化不大 3.循环球式转向器就是( )转向器。 A.单传动比 B.双传动比 C.三传动比 4.横拉杆两端螺纹旋向( )。 A.都就是左旋 B.都就是右旋 C.一个左旋,一个右旋 5.转向盘出现“打手”现象,主要就是( )。 A.方向盘自由行程小 B.方向盘自由行程大 C.车速太高 6.动力转向装置工作时,转向轮偏角增大时,动力缸内的油压( )。 A.增大 B.减小 C.不变 四、判断题 1.汽车转向时,内侧转向轮的偏转角小于外侧车轮的偏转角。( ) 2.转向系角传动比越大,转向越省力,越灵敏,所以转向系角传动比应越大越好。 ( ) 3.可逆式转向器的正逆效率都高,但在不平路面上行驶时易出现转向盘“打手”现象。( ) 4.调整转向器传动副的啮合间隙,可以调整转向盘自由行程。( )

汽车转向器毕业设计

汽车转向器毕业设计 【篇一：毕业设计汽车转向系统】 摘要 本设计课题为汽车前轮转向系统的设计，课题以机械式转向系统的齿轮齿条式转向器设计及校核、整体式转向梯形机构的设计及验算 为中心。首先对汽车转向系进行概述，二是作设计前期数据准备， 三是转向器形式的选择以及初定各个参数，四是对齿轮齿条式转向 器的主要部件进行受力分析与数据校核，五是对整体式转向梯形机 构的设计以及验算，并根据梯形数据对转向传动机构作尺寸设计。在转向梯形机构设计方面。运用了优化计算工具matlab进行设计 及验算。matlab强大的计算功能以及简单的程序语法，使设计在参数变更时得到快捷而可靠的数据分析和直观的二维曲线图。最后设 计中运用autocad和catia作出齿轮齿条式转向器的零件图以及装配图。 关键词：转向机构，齿轮齿条，整体式转向梯形，matlab梯形abstract the title of this topic is the design of steering system. rack and pinion steering of mechanical steering system and integrated steering trapezoid mechanism gear to the design as the center. firstly make an overview of the steering system. secondly take a preparation of the data of the design. thirdly, make a choice of the steering form and determine the primary parameters and design the structure of rack and pinion steering. fourthly, stress analysis and data checking of the rack and pinion steering. fifthly, design of steering trapezoid mechanism, according to the trapezoidal data make an analysis and design of steering linkage. in the design of integrated steering trapezoid mechanism the computational tools matlab had been used to design and checking of the data. the powerful computing and intuitive charts of the matlab can give us accurate and quickly data. in the end autocad and catia were used to make a rack and pinion steering parts diagrams and assembly drawings keywords: steering system，mechanical type steering gear and gear rack， integrated steering trapezoid，matlab trapezoid

第十章--汽车转向系习题及答案知识分享

第十章--汽车转向系习题及答案

第十章汽车转向系 一、填空题 1.汽车通过和将发动机的动力转变为驱动汽车行驶的牵引力。 2.汽车按所需要的方向行驶，必须有一整套用来控制汽车行驶方向的机构是。 3.转向系的作用是汽车的行驶方向和保持汽车稳定的行驶。 4.转向系是由和两大部分构成。 5.要满足汽车在转向时，两侧车轮不发生滑动，各个车轮的轴线在转向 应。 6.从瞬时转向中心0点到转向外轮中心面的距离R，叫做汽车的。 7.转向轮偏转角度的大小，可通过或转向节突缘盘上的止动螺钉调整。 8.转向系的传动比，对转向系的影响很大。 9.转向器包括转向盘、等部分组成。 10.通常按其传动副形式和作用力的传递情况来分类可分为球面蜗杆滚轮式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆蜗轮式、齿轮齿条式等几种。 11.我国的交通规则规定，右侧通行，故转向盘都安置在驾驶室的。 12.东风EQ1091型汽车采用的是转向器。 13.循环球式转向器中一般有传动副。 14.转向传动机构的作用是将传递的力传给转向车轮，以实现。 15.转向传动机构一般包括转向垂臂、、直拉杆臂以及由转向节臂、横拉杆和组成。 16.转向传动机构可分为两大类，即与非独立悬架配用的和与独立悬架配用的。 17.转向传动机构的杆件，一般布置在前轴之后，称为。 18.转向纵拉杆两端扩大的用制成。 19.转向横拉杆是连接左、右梯形节臂的杆件，它与左右梯形节臂及前轴构成。 20.转向盘自由行程是指未发生偏转而转向盘所转过的角度。 21.为了保证汽车转向操纵轻便和灵敏，目前最有效的办法就是在汽车转向系统中加装。 22.按转向助力装置的助力源可分为和两种。 23.转向助力装置按动力缸、分配阀、转向器的相互位置又可分为 和。 24.动力缸、控制阀转向器合为一体的称为。 25.反作用柱塞的作用是能将路面反映到转向盘。 二、判断题（正确打√、错误打×） 1.转向系的作用是保证汽车转向的。 （）