汽车构造--3汽车转向系统
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2)常流式液压助力转向系统 其特点是转向油泵始终处于工作状态,但液压助力系统不工作时,基本处于 空转状态。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。
常流式的优点则是结构 常流式 简单,油泵寿命较长,泄 漏较少,消耗功率较小。
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2.液压助力转向系统的转向控制阀 1)滑阀式转向控制阀 阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀,称为滑阀式转向控制阀,简称 滑阀。
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3.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,具有传力和缓冲作用。 在转向轮偏转且因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂 及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,三者之间的连接 件都是球形铰链。
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4.转向横拉杆 转向横拉杆是转向梯形机构的底边,由横拉杆体和旋装在两端的横拉杆接头组 成。其特点是长度可调,通过调整横拉杆的长度,可以调整前轮前束。
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1.液压助力转向系统 1)常压式液压助力转向系统 其特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置,也无论转向盘保持静止还 是运动状态,系统工作管路中总是保持高压。
常压式的优点在于有储能器 常压式 积蓄液压能,可以采用流量 较小的转向油泵,而且还可 以在油泵不运转的情况下保 持一定的转向加力能力,使 汽车有可能续驶一定距离;
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二、整体式动力转向器 桑塔纳2000轿车采用的是整体式动力转向器,由转阀、齿轮齿条式转向器和转 向动力缸组成的整体式动力转向器如下图所示,转向动力缸的助力直接作用在齿条 上,齿条的动力由一端输出。
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三、转向油罐与转向油泵 转向油罐和油泵是实现动力转向的必备部件,桑塔纳2000轿车的布置如下图所示。
第二级齿条齿扇传 动副
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循环球式转向器工作过程
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。
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具有梯形截面螺纹的转向蜗杆支承在转向器壳体两端的球 轴承上,蜗杆与锥形指销相啮合,指销用双列圆锥滚子轴承支 于摇臂轴内端的曲柄孔中。当转向蜗杆随转向盘转动时,指销 沿蜗杆螺旋槽上下移动,并带动曲柄及摇臂轴转动。
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机械式转向系的工作过程
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2.动力转向系统 动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机(或电动机)的动力作为转向能 源的转向系统。动力转向系统是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装 置而形成的。
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二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 汽车转向行驶时,为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力,减轻轮胎 磨损,要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动,即所有车轮轴线的延长线都 要相交于一点。
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一、与非独立悬架配用的转向传动机构 1.转向传动机构的组成 转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件共同组 成,其中转向梯形由梯形臂、转向横拉杆和前梁共同构成。
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2.转向摇臂 循环球式转向器和蜗杆曲柄指销式转向器 通过转向摇臂与转向直拉杆相连。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,小端通过球头销与转向直拉杆作空间 铰链连接。
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1)转向轴错位缓冲
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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。
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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。
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第三节 转向器
功用: 增大转向盘传到转向节的力,并改变力的传递方向。 概念: 正向传动: 作用力从转向盘传到转向摇臂的过程。 逆向传动: 转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘的过程。
第三章 汽车转向系
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本章主要内容
--第一节 --第二节 --第三节 --第四节 --第五节 --第六节 概述 转向操纵机构 转向器 转向传动机构 液压助力转向系统 电动助力转向系统
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第一节 概述
汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专 设机构的总称。 汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的 意愿进行直线或转向行驶。
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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。
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目前汽车使用的蜗杆曲柄指销式转向器多数是双指销式,即有 两个指销,其结构如下图所示。
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第四节 转向传动机构
从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。 功用: 将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节,使转向轮偏转,并 使两转向轮偏转角按一定关系变化,以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑 动尽可能小。 要求: 较大的刚度和强度 吸收振动、缓冲 分类: 前置式、后置式 非独立悬架配用转向传动机构 独立悬架配用转向传动机构
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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 反力很容易传到转向轴和转向盘上,利于汽车转向结束后转向轮和转向盘的自动 回正,但也能将坏路面对车轮的冲击力传到转向盘,发生“打手”情况。常用于 轿车、客车和货车。 4.不可逆式转向器 逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。不可逆式转向器使转向轮不能自 动回正、没有路感。由于上述特性,在汽车上很少采用。 5.极限可逆式转向器 逆效率略高于不可逆式转向器称为极限可逆式转向器。其反向传力性能介于 可逆式和不可逆式之间,接近于不可逆式。采用这种转向器时,驾驶员有一定路 感,可以实现转向轮自动回正,只有路面冲击力很大时,才能部分地传到转向盘。 常用于越野车和矿用自卸汽车。
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特点:
简化传动机构,不需要转向摇臂和转向 横拉杆等。 应用: 上海桑塔纳 天津夏利 南京依维柯轻型货车
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三、循环球式转向器 循环球式转向器中一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿 条齿扇传动副。常用于各种轻型和中型货车,也用于部分轻型越野汽车。 第一级螺杆螺母传 动副
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二、齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器是以齿轮和齿条传动作为传动机构,适合与麦弗逊式 独立悬架配用,常用于轿车、微型货车和轻型货车。
转向过程: 转向盘-转向轴-万向节-转向器 -转向轮
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齿轮齿条式转向器的工作过程
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随着车速的提高,现代汽车的转向轮有时会产生摆振(转向轮绕主销轴线往复摆 动,甚至引起整车车身的振动),这不仅影响汽车的稳定性,而且还影响汽车的 舒适性、加剧前轮轮胎的磨损。在转向传动机构中设置转向减振器是克服转向轮 摆振的有效措施。转向减振器的一端与车身(或前桥)铰接,另一端与转向直拉 杆(或转向器)铰接。
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二、转向操纵机构的部件及安全装置 1.转向盘 转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接,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安全气囊。
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2.转向轴、转向柱管及其吸能装置 转向轴是连接转向盘和转向器的传动件,转向柱管固定在车身上,转向轴从转 向柱管中穿过,支承在柱管内的轴承和衬套上。 轿车除要求装有吸能式转向盘外,还要求转向柱管必须装备能够缓和冲击的吸 能装置。转向轴和转向柱管吸能装置的基本工作原理是:当转向轴受到巨大冲击而 产生轴向位移时,通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式,吸 收冲击能量。
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二、与独立悬架配用的转向传动机构 当转向轮采用独立悬架时,为了满足转向轮独立运动的需要,转向桥是断开式 的,转向传动机构中的转向梯形也必须断开。 与独立悬架配用的多数是齿轮齿条式转向器,转向器布置在车身上,转向横拉 杆通过球头销与齿条及转向节臂相连。
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当采用循环球式转向器时,转向传动机构的杆件较多。
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2)转阀式转向控制阀 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。
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进油
回油
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3.常流式液压助力转向系统的结构布置方案 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,这种三合一 的部件称为整体式动力转向器 整体式动力转向器。另一种方案是只将转向控制阀同机械转向器组合成 整体式动力转向器 一个部件,该部件称为半整体式动力转向器 半整体式动力转向器,转向动力缸则做成独立部件。第三种 半整体式动力转向器 方案是将机械转向器作为独立部件,而将转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件, 称为转向加力器 转向加力器。 转向加力器