汽车底盘构造与维修——汽车转向系统

汽车转向系统

第14章 汽车转向系

本章学习目标 1、掌握转向系的结构及工作过程。 2、掌握机械转向器和动力转向器的结构和工作原理。 3、掌握转向系主要零部件的检修。 4、掌握电子控制动力转向系统的结构及工作原理。 5、能识别转向系的常见故障，并进行基本的故障诊 断及检修。 6、理解四轮转向的原理。

1.功用 汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。 当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一 定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复 到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵转向轮偏转和回位的-套机构， 称为汽车转向系。 2.类型 汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系(图14-1)和动 力转向系(图14-2)两大类。

3.组成 转向系形式多种多样，但所有的转向系都由转向操纵机构、转 向器和转向传动机构三大部分组成。 (1)转向操纵机构是操纵转向器和转向传动机构，使转向轮偏转。 (2)转向器是的功用是增大由转向盘传到转向节的力，并改变力的传 动方向。 (3)转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传给转向轮，使 两侧转向轮偏转以实现汽车转向。 4.对转向系的要求 (1) 转向时必须轻巧灵活，转向后车轮能自动回正； (2) 转小弯时,转向盘不必转很多圈； (3) 直向前进时,应稳定且无蛇行现象； (4) 车轮的振动及摆动不致使转向盘转动； (5) 转向时，左、右转向轮轴线的延长线和后轴的延长线应相交于 一点； (6) 转向时，两轮的偏转角应符合一定的规律。

1.转向系角传动比 转向盘的转角与同侧转向车轮偏转角的比值，称为转向系角传动比， 用iw表示。转向系角传动比iw是转向器的角传动比i1与转向传动机构角传动 比i2的乘积。 转向器的角传动比i1等于转向盘的转角与转向摇臂摆角之比；转向传 动机构角传动比i2等于转向摇臂摆角与安装在转向盘同侧的转向车轮偏转 角之比。显然，三者之间的关系是： iw=i1×i2 现代汽车结构中，转向传动机构角传动比i2近似为1(一般在0.85-1.1 之间)有： iw≈i1 可见，转向系角传动比iw主要取决于转向器角传动比i1。货车的i1一般 为16-32,轿车的i1一般为12-20。 转向系角传动比iw影响汽车的操纵轻便性和转向灵敏性。iw愈大，操纵 转向盘的转向力矩便愈小，当转向盘直径一定时，驾驶员施加于转向盘上 的力就愈小，即转向操纵愈轻便。但iw不能过大，否则将导致转向操纵不 够灵敏，即为了得到一定的转向轮偏转角，需增加转向盘的转动量。所以， 选取iw时，应适当兼顾转向操纵轻便和转向灵敏两方面的

要求。

2.转向轮的运动规律 如图14-3所示，汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不相等的，这 必然引起车轮沿路面边滚动边滑动，致使转向时的行驶阻力增大，轮胎磨损增加。 为了避免这种现象，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。显 然，这只有在转向时，所有车轮的轴线都相交于-点方能实现。此交点称为汽车 的转向中心。汽车转向时内侧转向轮偏转角β大于外侧转向轮偏转角α。角α与 β的关系是：

ctgα=ctgβ十B/L 式中：B——两侧主销轴线与地面交点之间的距离； L——汽车轴距。 这一关系是由转向梯形机构来保证的，故上式 也称为转向梯形理论特性关系式。 从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离 R称为汽车转弯半径。转弯半径R愈小，则汽车转向 所需场地就愈小，汽车的机动性也愈好。当外侧转 向轮偏转角达到最大值αmax时，转弯半径R最小。 汽车内侧转向轮的最大偏转角一般在35°-42° 之间。载货车的最小转弯半径一般约为7m-13m。

3.转向器传动效率 转向器输出功率与输入功率之比称为转向器传动效 率。当功率由转向盘输入，从转向摇臂输出时，所求得 的传动效率称为正传动效率；反之，转向摇臂受到道路 冲击而传到转向盘的传动效率则称为逆传动效率。正、 逆传动效率都很高的转向器(称为可逆式转向器),有利 于汽车转向后转向轮的自动回正，但转向盘“路感”很 强，也容易在坏路行驶时出现“打手”现象，所以主要 应用于经常在良好路面行驶的车辆。正传动效率远大于 逆传动效率的转向器(称为极限可逆式转向器),能实现 汽车转向后转向轮的自动回正，只有路面冲击力很大时， 方能部分地传到转向盘，其“路感”较差，主要应用于 中型以上的越野汽车、工矿用自卸汽车等。

4.转向盘自由行程转向盘为消除转向系各传动件之间的装配间隙及克服机件的弹 性变形所空转过的角度称为转向盘自由行程。由于转向系各传动件 之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因 此，在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不随即同步转动，而 是在消除这些间隙并克服机件的弹性形变后，才作相应的转动，即 转向盘有-空转范围。 转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过于紧张是有 利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。所以，汽车维护中应 定期检查转向盘自由行程。机动车转向盘的最大自由转动量从中间 位置向左或向右均不超过10°~15°。当零件磨损严重到转向盘自由 行程超过25°-30°,则必须进行调整。 通常是通过调整转向器传动副的啮合

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