汽车构造ppt课件汽车转向系统.ppt

知识点：1、汽车转向系的作用、组成和工作原理2、汽车转向系各组成部分的结构、工作原理及工作过程要求：掌握：1、汽车转向系的作用、组成和工作原理2、汽车转向系各组成部分的结构、工作原理及工作过程了解：1、转向系的构造2、电动助力转向,第20章 转向系,转向系功用和分类,转向系分类：机械转向系助力转向系四轮转向系统,把用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。转向系统的功用是：保证汽车能够按照驾驶员的意图沿给定方向行驶。,20.1汽车转向系概述,功用：改变或恢复汽车行驶方向的专设机构 组成：转向操纵机构 转向器 转向传动机构要求：工作可靠，操作轻便灵活，保证转向车轮的转向规律正确稳定。,分类：1.机械转向系（与非独立悬架配装、货车）,转向盘,转向轴,转向万向节,转向器,转向摇臂,转向直拉杆,转向节臂,转向节,梯形臂,横拉杆,转向梯形,机械转向系组成（与独立悬架配装、小车）,转向操纵机构：转向盘、安全转向柱、转角限制器转向器：齿轮齿条式或循环球式转向传动机构：左右横拉杆、转向减振器、转向节臂、转向节,机械式转向系的工作过程,2.动力转向系统,转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。在功率由转向轴输入，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；而传动方向与上述相反时求得的效率则称为逆效率。逆效率很高的转向器很容易将经转向传动机构传来的路面反力传到转向轴和转向盘上，故称为可逆式转向器。逆效率很低的转向器称为不可逆式转向器。逆效率略高于不可逆式的转向器称为极限可逆式转向器。,20.1.2转向器的传动效率相关术语,20.2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：转向器是转向系的传动装置。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。极限可逆式转向系：当地面冲击力很大时，冲击力才能传到转向盘上，即正效率远大于逆效率的转向器。,转向盘自由行程：,转动转向盘消除传动副之间的间隙后，车轮才偏转，此时转向盘转过的角度为转向盘自由行程。,20.2.1循环球式转向器,结构：,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。,20.2.2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。,齿轮齿条转向器的构造,齿轮齿条式转向器的工作过程,齿轮齿条式转向器的特点：,简化传动机构，不需要转向摇臂和转向直拉杆等。,应用：上海桑塔纳天津夏利南京依维柯轻卡,20.3转向传动机构,功用：将转向器与各转向轮连接起来，并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，实现汽车顺利转向。要求：较大的刚度和强度、吸收振动、缓冲冲击分类：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 分前置式和后置式,20.3.1与非独立悬架配用转向传动机构,1.转向摇臂：摇臂与摇臂轴安装时要对正记号，以保证摇臂从中间向两边摆动时摆角大致相同。大端与转向摇臂轴相连，小端与转向拉杆绞接。,2.转向直拉杆,在转向轮偏转而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。因此，为了不发生运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。,接转向节臂,螺塞 调弹簧6的预紧度,油嘴,球头销,直拉杆,接转向摇臂,球铰链,弹簧,3.转向横拉杆,两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装到横拉杆体上后，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，可改变横拉杆的总长度，来调节前轮前束,横拉杆两端接头与转向节臂连接，转向节臂在与转向节连接,组成：转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形。布置：在前桥仅为转向桥的情况下，转向梯形一般布置在前桥之后。在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前。,1.非独立悬架配用转向转向传动机构的组成与布置,20.3.2与非独立悬架配用转向传动机构,当转向轮独立悬挂时，每个转向轮分别相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须断开。,2、与独立悬架配用的转向传动机构,与独立悬架配用转向传动机构布置,1转向摇臂；2转向直拉杆；3左转向横拉杆；4右转向横拉杆；5左梯形臂；6右梯形臂；7摇杆；8悬架左摆管；9悬架,前桥为转向桥（后置式）,前桥为转向驱动桥（前置式）,某轿车采用独立悬架的转向传动机构,动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能），并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加不同方向的辅助作用力，使转向轮偏摆以实现汽车转向的一系列装置。汽车采用动力转向系统后，转向所需的能量，只有小部分是驾驶员提供的体能，而大部分是发动机驱动的油泵、空气压缩机或发电机所提供的液压能、气压能或电能，从而减轻了驾驶员的转向操纵力。动力转向系统由机械转向系统和转向加力装置组成。根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动助力三种类型。,一、动力转向系统概述,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。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。,1.动力转向系统,2.动力转向系,功用：在转向阻力较大时，可以减轻驾驶员的疲劳强度，改善转向系统的技术性能。分类：按工作介质分液压式：工作时无噪声，工作滞后时间短，且能吸收来自不平路面的冲击。电动式：由电动机作动力，帮助转向。气压式：前轴最大轴载质量为3-7吨并采用气压制动的货车或轿车。,想一想：根据机械转向器、转向动力缸和转向控制阀三者组合方式的不同，分析带整体式动力转向器、带半整体式动力转向器和带转向加力器三种型式的特点？,3.常流式液压助力转向系统的结构布置方案,20.4.1、循环球-齿条齿扇转阀式 整体式动力转向器,循环球-齿条齿扇转阀式整体式助力转向器,想一想：该转向器使用了什么类型的机械转向器？,循环球-齿条齿扇转阀式整体式助力转向器外形,桑塔纳2000轿车整体式动力转向器零件分解图,桑塔纳2000轿车动力转向系统油路,20.4.2捷达轿车整体式齿轮齿条动力转向器,（图20.16）,转阀的构造及工作原理（图20.17）,转阀工作原理（动画）,转阀处于中立位置（动画）,转阀处于右转向位置（动画）,转阀处于左转向位置（动画）,20.5、电动液压助力转向系统,电动助力转向的主要特点：电动液压助力转向系统的液压泵（齿轮泵）通过电动机驱动，与发动机在机械上毫无关系，助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关，是典型的可变助力转向系统。其特点是由ECU提供供油特性，汽车低速行驶时助力作用大，驾驶员操纵轻便灵活；在高速行驶时转向系统的助力作用减弱，驾驶员的操纵力增大，具有明显的“路感”，既保证转向操纵的舒适性和灵活性，又提高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。,20.5 电动助力转向,1、某轿车电动助力转向系统示意图,2、直接助力式电动转向系统,直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。,查阅一些相关文献，以进一步了解相关技术的发展现状、应用前景等。,3 直接助力式电动转向系统 的结构和工作原理,4直接助力式电动转向系统的分类,根据电动机布置位置的不同，直接助力式电动转向系统可以分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式三种类型。,优点：效率高、能量消耗少；系统内部采用刚性连接，反应灵敏，滞后小，驾驶员的“路感”好；结构简单，质量小；系统便于集成，整体尺寸减小；省去了油泵和辅助管路，总布置更加方便；无液压元件，对环境污染少。缺点：直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小，难以用于大型车辆；减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性，正确匹配对整车性能至关重要；使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件，增加了系统的成本。,3直接助力式电动转向系统的主要优缺点,20.5四轮转向系统,普通转向系统存在的问题：转弯半径过小，高速转弯时侧滑、甩尾等四轮转向系统的作用：减小转弯半径减轻侧滑，增强车辆行驶稳定性类型：电控四轮转向、电控液压驱动四轮转向后轮转向形式：与前轮同向偏转（高速行驶时）如：高速公路超车与前轮反向偏转（车速较慢时）如：驶出停车场,20.6电控四轮转向系统,组成：四轮转向控制单元、各传感器、后轮转向执行器等转向原理：各传感器分别收集车速、前轮转角、转向盘转角等信号传递给控制单元，控制单元进行分析计算，得出后轮转角，由蓄电池电压使转向执行电动机使后轮转向。工作特性：车速低于29km/h，转向时，后轮反向偏转；车速等于29km/h，后轮转角几乎为0；车速为0时，后轮转角最大，6。车速大于29km/h，转向盘200转角内，后轮与前轮转向一致；大于200转角时，后轮与前轮反向（此时弯度半径小）,电控液压驱动四轮系统,电控四轮系统：前轮转向器与后轮转向器之间无任何联系电控液压系统：前轮转向器和后轮转向器之间由一根转向传动轴连接，驱动液压系统作用,