《汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)》PPT課件.ppt

第二十三章 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng),第1節(jié) 概 述,保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛 。,汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用：？,汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義： 用來改變或者恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)的總稱。,1.1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型和組成,按汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能源的不同分為： 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),以駕駛員的體力為轉(zhuǎn)向能源，其中所有的傳力件都是機(jī)械零件。,兼用駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機(jī)(或電動(dòng)機(jī))動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中需要增加動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置。,a.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分類,萬向傳動(dòng)裝置(轉(zhuǎn)向萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸)作用： 方便布置； 消除安裝誤差和安裝支架變形引起的不利影響； 可以方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器等部件的通用化和系列化。,b.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成,機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成:,方向盤； 轉(zhuǎn)向管柱； 轉(zhuǎn)向軸； 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸; 轉(zhuǎn)向萬向節(jié)。,轉(zhuǎn)向搖臂； 轉(zhuǎn)向直拉桿； 轉(zhuǎn)向節(jié)臂； 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)。,轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)向器,采用非獨(dú)立懸架,采用非獨(dú)立懸架的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作過程,采用獨(dú)立懸架的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 左、右橫拉桿,1.2兩側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系,為避免在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)加大對(duì)車輪的磨損，希望汽車轉(zhuǎn)向時(shí)每個(gè)車輪都作純滾動(dòng)。即要求所有車輪的軸線都相交于一點(diǎn)。,cot=cot+B/L,汽車內(nèi)輪轉(zhuǎn)角與外輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系如下：,B兩側(cè)主銷軸線與地面相交點(diǎn)的距離； L汽車的軸距。,R為汽車轉(zhuǎn)彎半徑； O為汽車轉(zhuǎn)向中心。,汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑： 當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值max時(shí)，轉(zhuǎn)向半徑最小: Rmin=L/sinmax,汽車轉(zhuǎn)彎半徑： R=L/sin,只用前軸轉(zhuǎn)向的三軸汽車，由于中、后輪總是平行的，因此不存在理想的轉(zhuǎn)向中心。 計(jì)算轉(zhuǎn)向中心時(shí)用一個(gè)與中、后軸線等距的平分線作為假想軸線。,第一、第三軸為轉(zhuǎn)向橋的三軸汽車,cot1=cot1+B/L1,cot2=cot2+B/L2,前軸,后軸,轉(zhuǎn)向梯形需要滿足上式的設(shè)計(jì)要求。,L1、L2分別為一軸、三軸到二軸的距離。,前軸: cot1=cot1+B/L1,后軸: cot2=cot2+B/L2,第一、第二軸為轉(zhuǎn)向橋的四軸汽車,以三四軸之間的平分線為轉(zhuǎn)向基線。,1.3 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比,i= i1*i2,轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比越大，轉(zhuǎn)向越省力，但轉(zhuǎn)向靈敏度降低。i1較大，貨車為16-32，轎車為12-20；i2較小，一般為1。,轉(zhuǎn)向盤的自由行程,定義： 轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤的自由行程。,作用： 可以緩和路面沖擊，避免駕駛員過分的緊張和疲勞；但過大轉(zhuǎn)向盤自由行程會(huì)降低轉(zhuǎn)向靈敏度。轉(zhuǎn)向盤自由行程比較理想的情況是不超過1015。當(dāng)零件磨損使轉(zhuǎn)向盤自由行程超過2530時(shí)必須進(jìn)行調(diào)整。,產(chǎn)生原因： 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中傳動(dòng)件之間存在安裝間隙。在轉(zhuǎn)向開始階段，所施加的轉(zhuǎn)向力矩很小，用來克服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部摩擦，使個(gè)傳動(dòng)件開始運(yùn)動(dòng)直到間隙完全消除。,2.1 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu),a.轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu): 轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向器之間的所有零部件總稱。,第2節(jié) 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu),1. 轉(zhuǎn)向盤,1.輪緣 2.輪輻 3.輪轂，輪轂細(xì)牙內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)向軸連接,轉(zhuǎn)向盤上裝有喇叭按鈕，有些轎車的轉(zhuǎn)向盤上還裝有車速控制開關(guān)和安全氣囊。,汽車碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向盤骨架應(yīng)該發(fā)生變形，以吸收碰撞的能量。,轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部由成形的金屬骨架構(gòu)成，外面包柔軟材料。,轉(zhuǎn)向柱管固定在車身上，支承著轉(zhuǎn)向盤； 轉(zhuǎn)向軸是連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)件；轉(zhuǎn)向軸從轉(zhuǎn)向柱管中穿過，支承在柱管內(nèi)的軸承和襯套上。,2. 轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向柱管及其吸能裝置,轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置的基本工作原理是：當(dāng)轉(zhuǎn)向軸受到巨大沖擊而產(chǎn)生軸向位移時(shí)，通過轉(zhuǎn)向柱管或支架產(chǎn)生塑性變形、轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生錯(cuò)位等方式，吸收沖擊能量。,(1) 轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位緩沖,當(dāng)發(fā)生猛烈撞車時(shí)，轉(zhuǎn)向軸上的上、下凸緣盤的銷子與銷孔脫開，緩和沖擊，吸收沖擊能量。,上凸緣盤,下凸緣盤,轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸分為上、下兩段，下轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸裝在上轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的孔中，發(fā)生碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)向器向后移動(dòng)，下轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸插入上轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的孔中，上轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸被壓扁，吸收沖擊能量。,(2) 轉(zhuǎn)向軸錯(cuò)位和支架變形緩沖,轉(zhuǎn)向柱管通過支架和U形金屬板固定在儀表板上。 當(dāng)駕駛員身體撞擊轉(zhuǎn)向盤后，轉(zhuǎn)向管柱和支架將從儀表板上脫離下來向前移動(dòng)。這時(shí)，一端固定在儀表板上而另一端固定在支架上的U形金屬板就會(huì)產(chǎn)生扭曲變形并吸收沖擊能量。,網(wǎng)格狀或波紋管式轉(zhuǎn)向柱管吸能裝置:當(dāng)發(fā)生猛烈撞車導(dǎo)致人體沖撞轉(zhuǎn)向盤時(shí)，網(wǎng)格部分或波紋管部分將被壓縮產(chǎn)生塑性變形，吸收沖擊能量。,(3) 轉(zhuǎn)向柱管變形吸收沖擊能量并緩沖,轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率 轉(zhuǎn)向器的輸入功率與輸出功率的比值稱為轉(zhuǎn)向器的效率。,轉(zhuǎn)向器的正效率： 功率由轉(zhuǎn)向軸輸入，由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如轉(zhuǎn)向橫拉桿或搖臂）輸出的傳動(dòng)效率； 轉(zhuǎn)向器的逆效率： 功率由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入，由轉(zhuǎn)向軸輸出的傳動(dòng)效率 。,1. 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率,第3節(jié) 轉(zhuǎn)向器,可逆式轉(zhuǎn)向器：逆效率很高的轉(zhuǎn)向器，可以將路面阻力完全反饋到轉(zhuǎn)向盤，駕駛員路感好，可以實(shí)現(xiàn)方向盤的回正，但可能發(fā)生“打手”現(xiàn)象。,現(xiàn)代汽車一般不采用不可逆轉(zhuǎn)向器，大部分采用可逆式轉(zhuǎn)向器，部分越野車輛采用極限可逆式轉(zhuǎn)向器。,不可逆轉(zhuǎn)向器：逆效率很低的轉(zhuǎn)向器，讓駕駛員喪失路感，無法根據(jù)路面阻力調(diào)整方向盤轉(zhuǎn)距；方向盤不會(huì)回正。,極限可逆式轉(zhuǎn)向器：逆效率略高于不可逆式的轉(zhuǎn)向器，可以獲得一定的路感，轉(zhuǎn)向盤可自動(dòng)回正。,轉(zhuǎn)向器的分類：,2. 轉(zhuǎn)向器,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器； 蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器； 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。,轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系的減速傳動(dòng)裝置，一般有12個(gè)減速傳動(dòng)副。,a.齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,傳動(dòng)副：轉(zhuǎn)向齒輪(主動(dòng)件)、轉(zhuǎn)向齒條(從動(dòng)件) 。,轉(zhuǎn)向齒條通過兩點(diǎn)支承在殼體上：橡膠支承套、齒輪齒條嚙合點(diǎn)。,彈簧通過墊片、壓塊將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙配合。彈簧預(yù)緊力用調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)，螺釘端部起到限位作用，防止跳齒。,轉(zhuǎn)向器通過兩個(gè)U形支架和橡膠管支承并固定在副車架上，轉(zhuǎn)向齒輪與轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤連接，兩個(gè)轉(zhuǎn)向橫拉桿分別通過球頭銷與轉(zhuǎn)向齒條的兩端相連。,轉(zhuǎn)向器總成,側(cè)面輸入兩端輸出； 中間輸入兩端輸出； 側(cè)面輸入中間輸出； 側(cè)面輸入一端輸出。,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種結(jié)構(gòu)型式：,轉(zhuǎn)向拉桿用螺栓固定在轉(zhuǎn)向齒條中部，齒條移動(dòng)帶動(dòng)左右橫拉桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器特點(diǎn),1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、質(zhì)量輕，剛性大。 2. 轉(zhuǎn)向靈敏，正、逆效率都較高，制造容易，成本低。 3. 省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向直拉桿，使轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，適合與麥弗遜式獨(dú)立懸架配用，常用于轎車、微型貨車和輕型貨車。,b.蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器,傳動(dòng)副 主動(dòng)件：轉(zhuǎn)向蝸桿； 從動(dòng)件：指銷。,具有梯形截面螺紋的轉(zhuǎn)向蝸桿支承在轉(zhuǎn)向器殼體兩端的球軸承上，蝸桿與錐形指銷相嚙合，指銷用雙列圓錐滾子軸承支于搖臂軸內(nèi)端的曲柄孔中。 當(dāng)轉(zhuǎn)向蝸桿隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指銷沿蝸桿螺旋槽上下移動(dòng)，并帶動(dòng)曲柄及搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。,雙指銷式轉(zhuǎn)向器: 每個(gè)指銷所承受的載荷小，因此壽命長(zhǎng)； 一個(gè)指銷脫離嚙合，另一個(gè)指銷仍保持嚙合，在采用同樣的蝸桿時(shí)，運(yùn)動(dòng)范圍大，所以當(dāng)行程固定時(shí)蝸桿較短； 對(duì)蝸桿加工精度要求高。,用來調(diào)整軸承的預(yù)緊度，使指銷能自由轉(zhuǎn)動(dòng)并無明顯的軸向間隙。,用來調(diào)整指銷和蝸桿的嚙合間隙。,c.循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,一般采用兩級(jí)傳動(dòng)：第一級(jí)為螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副；第二級(jí)為齒條齒扇傳動(dòng)副。,在螺桿和螺母上都加工近似半圓形的螺旋槽 (P289頁圖)，兩者相配合形成近似圓形的螺旋管狀通道中裝入許多鋼球。 螺母的側(cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球塞入螺旋通道中，兩根U形鋼球?qū)Ч艿膬啥瞬迦肼菽競(jìng)?cè)面的兩對(duì)通孔中，導(dǎo)管內(nèi)也裝滿鋼球。 轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，使螺母沿軸向移動(dòng)。同時(shí)，在螺桿、螺母和鋼球間的摩擦力矩作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)，形成“球流”。,轉(zhuǎn)向螺桿支承在兩個(gè)推力角接觸球軸承上，軸承預(yù)緊度用調(diào)整墊片調(diào)整。,解放CA1040系類輕型載貨汽車循環(huán)球-齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器,旋入，齒扇軸右移，嚙合間隙減小，反之，增大,(P278頁圖),正傳動(dòng)效率高達(dá)90%95%，操縱輕便，轉(zhuǎn)向省力； 壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)可靠； 逆效率也很高，容易打手； 適合用于經(jīng)常在平坦路面上行駛的中、輕型載貨汽車上。,循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器特點(diǎn)：,從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向節(jié)之間的所有傳動(dòng)桿件(不含轉(zhuǎn)向節(jié))總稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu),第4節(jié) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu),功用：將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，并使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。,轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成和布置，因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類型不同而異。,1. 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu),由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和轉(zhuǎn)向梯形等零部件組成，其中轉(zhuǎn)向梯形由梯形臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿和前梁構(gòu)成。,前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋,前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋,轉(zhuǎn)向直拉桿橫置,轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋后，在汽車直線行駛狀態(tài)，900,轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋前，在汽車直線行駛狀態(tài)，900,轉(zhuǎn)向搖臂在與道路平行的水平面內(nèi)左右擺動(dòng)。,a.轉(zhuǎn)向搖臂,轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副與直拉桿之間的傳動(dòng)件。,循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向直拉桿相連。轉(zhuǎn)向搖臂的大端與轉(zhuǎn)向器搖臂軸采用錐形細(xì)三角花鍵連接，以調(diào)整安裝位置到正確角度、同時(shí)起到壓緊和定位的作用。小端通過球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿作空間鉸鏈連接。,b.轉(zhuǎn)向直拉桿,轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動(dòng)桿件，具有傳力和緩沖作用。,球頭銷連接避免空間運(yùn)動(dòng)的干涉，壓縮彈簧補(bǔ)償球頭和座的磨損，保證無間隙配合，彈簧預(yù)緊力用端部螺塞調(diào)整，開口銷固定螺塞位置。,兩個(gè)壓縮彈簧分別沿軸線的不同方向起緩沖作用。,c. 轉(zhuǎn)向橫拉桿,轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的底邊，由橫拉桿體和旋裝在兩端的橫拉桿接頭組成。長(zhǎng)度可調(diào)，可用來調(diào)整前輪前束,上下球頭座用聚甲醛制成，耐磨性好。 彈簧保證球頭與球頭座緊密接觸，預(yù)緊力由螺塞調(diào)整。 兩接頭用螺紋與橫拉桿體連接，一端為左旋，一端為右旋，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿體，可調(diào)整橫拉桿的長(zhǎng)度，可以調(diào)整前輪前束,球頭座是剛制的； 螺孔切口兩邊無耳孔，用螺栓通過沖壓制成的卡箍夾緊在橫拉桿體上，簡(jiǎn)化接頭的結(jié)構(gòu)和制造工藝。,2. 與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu),為了滿足轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的需要，轉(zhuǎn)向橋是斷開式的，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須斷開。與獨(dú)立懸架配用的多數(shù)是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器布置在車身上，轉(zhuǎn)向橫拉桿通過球頭銷與齒條及梯形臂相連。,直拉桿,采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,搖桿前端固定于車架橫梁中部，后端借球頭銷與轉(zhuǎn)向直拉桿和左右橫拉桿相連，轉(zhuǎn)向橫拉桿通過球頭銷與梯形臂連接。,彈簧用來壓緊球頭座、吸收路面沖擊,將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能（或電能），并在駕駛員控制下，對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)向器中某一傳動(dòng)件施加輔助作用力，使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的一系列裝置。,a.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的定義,1. 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述,b.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用,減輕駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力，提高駕駛舒適性。,c.動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型,液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（油泵） 氣壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（壓縮機(jī)） 電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)）,第5節(jié) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),d.對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只有在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)才提供轉(zhuǎn)向力； 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應(yīng)要迅速； 根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向阻力的不同，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)有不同的輸出力。車速低或路面條件不好時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出力要大，要提供大部分的轉(zhuǎn)向力；車速高時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輸出力要小，避免駕駛員失去轉(zhuǎn)向路感。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)密封要好，避免漏油。,（1） 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成和分類,a.汽車液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的壓力不同分為：,常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),組成,機(jī)械式轉(zhuǎn)向器,動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置,轉(zhuǎn)向控制閥,轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸,轉(zhuǎn)向油泵,油罐和油管,常壓式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),組成：油罐、油泵、儲(chǔ)能器、控制閥、動(dòng)力缸等。,系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓。,不轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)，只要轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)就給轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸供壓力，轉(zhuǎn)向控制閥殼體與車輪有連接關(guān)系，殼體與閥同向運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)迅速。,車輛直線行駛時(shí),車輛轉(zhuǎn)向行駛時(shí),常流式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)向油泵始終處于工作狀態(tài)。 不轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥保持開啟，活塞兩邊與低壓管路接通，轉(zhuǎn)向油泵基本處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)中壓力很小。 轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)力缸的工作腔與油泵相通，而與回油管路隔絕，另一腔與油泵隔絕，與回油管路相同，建立壓力。,汽車直線行駛時(shí),汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí),b.常壓式與常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的比較,常壓式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 優(yōu)點(diǎn)： 系統(tǒng)中一直存在油壓，響應(yīng)快。 用儲(chǔ)能器積蓄能量，可是用較小的油泵；油泵不運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可以保持一定的轉(zhuǎn)向加力能力。 缺點(diǎn)： 容易引起壓力漏油； 油泵總要保持系統(tǒng)的壓力，會(huì)降低油泵的壽命； 儲(chǔ)能器占用一定的空間； 燃油消耗率高； 應(yīng)用： 少數(shù)重型汽車。,常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 油泵壽命長(zhǎng)； 泄漏少； 消耗功率低。 缺點(diǎn)： 轉(zhuǎn)向后才建立系統(tǒng)壓力，響應(yīng)慢； 為提高相應(yīng)的速度需要使用較大的油泵； 應(yīng)用： 廣泛用于各種汽車。,（2）液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向控制閥,轉(zhuǎn)向控制閥按結(jié)構(gòu)分為：,滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥； 轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥。,閥體沿軸向移動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，簡(jiǎn)稱滑閥。,a.滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥,常流式滑閥,轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)： 4個(gè)連通的進(jìn)油通道A； 4個(gè)通道B、C與動(dòng)力缸的左右腔相連； 4個(gè)回油道D； 中空閥體與儲(chǔ)油罐相連。,閥體繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)來控制油液流量的轉(zhuǎn)向控制閥，簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)閥。,b.轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥,D,D,D,D,當(dāng)閥體順時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度會(huì)發(fā)生什么情況？,滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥：,特點(diǎn)：滑閥式轉(zhuǎn)向控制閥靠閥體的移動(dòng)控制油液流量。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，布置方便，需要較大的軸向安裝和運(yùn)動(dòng)空間。,特點(diǎn)：轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥靠閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)控制油液流量。 靈敏度高，密封件少，體積小，結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，加工要求精度高，目前得到廣泛應(yīng)用。,轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向控制閥：,（3） 常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置方案,按機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向控制閥和動(dòng)力缸的三者的組合及相對(duì)位置關(guān)系，分為三種： 整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器； 半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器； 轉(zhuǎn)向加力器。,單向閥：又稱短路閥，是在動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正常工作時(shí)關(guān)閉，失效時(shí)自動(dòng)打開，以彌補(bǔ)動(dòng)力缸吸油缸的真空度(因油罐油不能正常通過油泵)，即將不工作的油泵短路。,流量控制閥：限定轉(zhuǎn)向油泵的最大流量,安全閥：限定轉(zhuǎn)向油泵的最大壓力,機(jī)械轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向油泵,轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸 轉(zhuǎn)向控制閥,轉(zhuǎn)向節(jié)臂,橫拉桿,轉(zhuǎn)向加力器,轉(zhuǎn)向加力器,2.整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器,轉(zhuǎn)向油缸 轉(zhuǎn)向油泵,機(jī)械轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向控制閥 轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸,整體式,轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞與轉(zhuǎn)向齒條制成一體，活塞將轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸(即轉(zhuǎn)向器殼體)分成左右兩腔； 轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸的助力直接作用在齒條上，齒條的動(dòng)力由一端輸出,捷達(dá)轎車整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器示意圖,齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥制成一體。,轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu),扭桿用銷2與轉(zhuǎn)向齒輪連接，用銷7與閥芯連接，閥芯與轉(zhuǎn)向軸末端固定在一起，因而轉(zhuǎn)向軸通過扭桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。,汽車直線行駛時(shí)： 轉(zhuǎn)向閥處于中立位置，使動(dòng)力缸左右兩腔相通，輸入閥體的油液經(jīng)回油管路流回轉(zhuǎn)向油罐。（常流式轉(zhuǎn)向閥）,汽車右轉(zhuǎn)向行駛時(shí)：,轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,轉(zhuǎn)向軸和閥芯轉(zhuǎn)動(dòng),扭桿扭轉(zhuǎn)變形,轉(zhuǎn)閥開始工作，動(dòng)力油缸左腔進(jìn)入高壓油，右腔與回油管路連通,液壓作用力使轉(zhuǎn)向齒條右移， 轉(zhuǎn)向輪右偏轉(zhuǎn)， 同時(shí)，轉(zhuǎn)向齒輪與轉(zhuǎn)向軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。,3.轉(zhuǎn)向油罐和轉(zhuǎn)向油泵,轉(zhuǎn)向油罐和油泵是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向的必備部件。,轉(zhuǎn)向油罐的作用是儲(chǔ)存、濾清并冷卻液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作油液 。,轉(zhuǎn)向油罐,組成： 油罐蓋； 罐體； 過濾裝置； 進(jìn)出油口等。,轉(zhuǎn)向油泵是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的供能裝置，其作用是將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能輸出。 轉(zhuǎn)向油泵的類型：齒輪式、葉片式、轉(zhuǎn)子式、柱塞式等。,轉(zhuǎn)向油泵,流量控制閥的作用： 避免發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高時(shí)，流量過大，導(dǎo)致系統(tǒng)的功率消耗過多和油溫過高。,柱塞下腔通出油腔； 柱塞上腔通出油口； 出油腔與出油口之間因?yàn)榱靠椎墓?jié)流作用存在壓差。,當(dāng)流量過大時(shí)，出油腔與出油口的壓差增大，流量控制閥上下腔的壓差增加，導(dǎo)致彈簧被壓縮柱塞上移，將出油腔與進(jìn)油腔接通，系統(tǒng)的流量降低。,安全閥的作用： 限制系統(tǒng)的最高壓力，避免轉(zhuǎn)向阻力過大時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的壓力過高會(huì)導(dǎo)致油泵、動(dòng)力缸和管路過載而損壞。,安全閥球閥門,安全閥座,油泵輸出壓力達(dá)到規(guī)定的最高值時(shí)，球閥開啟，出油口和進(jìn)球腔接通，使出油口壓力降低。,傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向只能根據(jù)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化提供助力；,4.電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝電控系統(tǒng)，使輔助轉(zhuǎn)向力的大小不僅與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角增量（或角速度）有關(guān)，還與車速有關(guān)。,電控單元根據(jù)車速調(diào)節(jié)作用在轉(zhuǎn)向盤上的阻力，通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度改變液壓助力系統(tǒng)輔助力的大小，從而實(shí)現(xiàn)輔助轉(zhuǎn)向力隨車速而變化的助力特性。,電控系統(tǒng),液流分配閥,液壓反應(yīng)裝置裝在轉(zhuǎn)向齒輪孔中，位于轉(zhuǎn)閥下面,液壓助力轉(zhuǎn)向（HPS）系統(tǒng)缺點(diǎn),1. 不管是否轉(zhuǎn)向，油泵始終處于工作狀態(tài)； 2. 油泵供油量一般根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)能使動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)向助力所需的供油量確定，轉(zhuǎn)速越高，供油量越大，而實(shí)際上動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所要求的供油量應(yīng)該是隨著轉(zhuǎn)速的升高保持不變或下降。,第6節(jié) 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向（簡(jiǎn)稱EPS）系統(tǒng)利用直流電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作。,根據(jù)其助力機(jī)構(gòu)的不同可以分為 1、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向（簡(jiǎn)稱EPHS）系統(tǒng) 2、直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),1、電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),液壓泵通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械上毫無關(guān)系，助力效果只與轉(zhuǎn)向盤角速度和行駛速度有關(guān)，是典型的可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。,由ECU提供供油特性，汽車低速行駛時(shí)助力作用大，駕駛員操縱輕便靈活；在高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力作用減弱，駕駛員的操縱力增大，具有明顯的“路感”，既保證轉(zhuǎn)向操縱的舒適性和靈活性，又提高了高速行駛中轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性和安全感。,直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩，可以根據(jù)不同的使用工況控制電動(dòng)機(jī)提供不同的輔助動(dòng)力。,2、直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)矩傳感器：測(cè)量駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩大小和方向，有的還測(cè)量轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向。把兩段轉(zhuǎn)向軸在扭桿作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳給(ECU)。,電動(dòng)機(jī)：根據(jù)電控單元指令輸出適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩。,減速機(jī)構(gòu)：與電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)降速增矩。,ECU：為8位單片機(jī)系統(tǒng)或采用數(shù)字信號(hào)處理器，根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器傳來的信號(hào)進(jìn)行邏輯分析計(jì)算，并發(fā)出指令控制電動(dòng)機(jī)和離合器工作。應(yīng)具有抗干擾能力，適應(yīng)汽車多變的行駛環(huán)境。,根據(jù)電動(dòng)機(jī)位置的不同，直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為: 1. 轉(zhuǎn)向軸助力式，占用空間少，距離駕駛員近，振動(dòng)噪聲大； 2. 齒輪助力式，轉(zhuǎn)向助力比較大； 3. 齒條助力式 ，剛度好，傳力大，適用于前軸負(fù)荷大汽車。,本田雅閣轎車的前輪載荷較大，所需要的轉(zhuǎn)向輔助力也大，因此采用齒條助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。,螺母與電動(dòng)機(jī)軸相連，電動(dòng)機(jī)軸是中空的，里面穿過轉(zhuǎn)向齒條。 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸驅(qū)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母只轉(zhuǎn)動(dòng)不移動(dòng)，從而通過滾珠帶動(dòng)螺桿移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力。,直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn),缺點(diǎn)： （1）車用電源的電壓較低(一般12或24v)，提供的輔助動(dòng)力較小，難以用于大型車輛； （2）減速機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)等部件會(huì)影響汽車的操縱穩(wěn)定性，正確匹配整車性能至關(guān)重要； （3）使用電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)矩傳感器等部件，增加了系統(tǒng)的成本。,優(yōu)點(diǎn)： （1）效率高、能量消耗少； （2）系統(tǒng)內(nèi)部采用剛性連接，反應(yīng)靈敏，滯后小，駕駛員的“路感”好； （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量??； （4）系統(tǒng)便于集成，整體尺寸減小；省去了油泵和輔助管路，總布置更加方便； （5）無液壓元件，對(duì)環(huán)境污染少。,3、四輪轉(zhuǎn)向（簡(jiǎn)稱4WS）系統(tǒng),汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，4個(gè)車輪都可相對(duì)車身主動(dòng)偏轉(zhuǎn)，以改善汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性能。,按照后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制和驅(qū)動(dòng)方式的不同，四輪轉(zhuǎn)向可分為機(jī)械式、液壓式、電控機(jī)械式、電控液壓式和電控電動(dòng)式等幾種類型。 目前使用最廣泛的4WS系統(tǒng)為電控液壓式，主要用于前輪采用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車中。,隨著電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)系統(tǒng)的出現(xiàn)，電動(dòng)4WS將是4WS的發(fā)展趨勢(shì)。,轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪轉(zhuǎn)角、車速、橫擺角速度傳感器等信號(hào)送入ECU進(jìn)行分析計(jì)算，ECU確定后輪轉(zhuǎn)角并向步進(jìn)電機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)以適應(yīng)前輪轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)四輪轉(zhuǎn)向。,前輪采用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，后輪采用直接助力式電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),四、線控轉(zhuǎn)向(Steer-by-wire)系統(tǒng),ECU從轉(zhuǎn)向傳感器中獲取駕駛員意圖，通過車速傳感器得到車速、加速度等汽車行駛工況信息，輸出控制信號(hào)使激勵(lì)器驅(qū)動(dòng)前輪偏轉(zhuǎn)。,轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間沒有機(jī)械連接，被激勵(lì)器代替。,對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加反饋力矩以向駕駛員提供路面信息。,實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車行駛狀態(tài)。,結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有機(jī)械反饋，只用軟件模擬實(shí)際情況，駕駛員不能準(zhǔn)確掌握真實(shí)的路面狀況。,作業(yè)： P302頁1，2，3, 10，11. 6. 說明汽車上常用的轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副機(jī)構(gòu)及特點(diǎn)。,