第21章 汽车转向系.ppt

第第2121章章 汽车转向系汽车转向系根据驾驶员的意愿，改变汽车根据驾驶员的意愿，改变汽车的行驶方向的行驶方向恢复汽车的行驶方向恢复汽车的行驶方向一、转向系功用一、转向系功用 使汽车转向轮相对于汽车纵轴线偏转一定使汽车转向轮相对于汽车纵轴线偏转一定角度的专设机构称为转向系角度的专设机构称为转向系. .1二、汽车转向系运动分析二、汽车转向系运动分析2 只有当四个车轮的轴线交于一点时只有当四个车轮的轴线交于一点时, ,才能保证各车轮作纯滚动才能保证各车轮作纯滚动而不滑动而不滑动 当外转向轮转角达到最大时当外转向轮转角达到最大时, ,转弯半径最小转弯半径最小,R=L/sin,R=L/sinаа3影响转向性能的参数影响转向性能的参数1 1、转向系角传动比：、转向系角传动比： 转向盘转角增量与转向节（转向车轮）相应转角转向盘转角增量与转向节（转向车轮）相应转角增量比值增量比值 角传动比越大，驾驶员操纵转向盘越省力，但角传角传动比越大，驾驶员操纵转向盘越省力，但角传动比过大，要得到一定的汽车转角，转向盘的转角会动比过大，要得到一定的汽车转角，转向盘的转角会过大，导致转向不灵。

过大，导致转向不灵2 2、转向盘自由行程：、转向盘自由行程： 转向盘在空转阶段的角行程称为自由行程转向盘在空转阶段的角行程称为自由行程 转向盘自由行程有利于缓和路面冲击和避免驾驶转向盘自由行程有利于缓和路面冲击和避免驾驶员过度紧张，但自由行程过大，导致转向不灵员过度紧张，但自由行程过大，导致转向不灵 一般为一般为10100 0-15-150 043 3、转向器传动效率：、转向器传动效率： 转向器输出功率与输入功率之比转向器输出功率与输入功率之比 由转向轴输入，由转向横拉杆输出时，为正效率；当由相由转向轴输入，由转向横拉杆输出时，为正效率；当由相反方向传动时，为逆效率反方向传动时，为逆效率 正效率高，转向操作轻便灵活；逆效率高，路面反力容易正效率高，转向操作轻便灵活；逆效率高，路面反力容易传到方向盘上，利于汽车转向结束后转向轮和转向盘自动回正，传到方向盘上，利于汽车转向结束后转向轮和转向盘自动回正，但坏路对车轮的冲击也会传到转向盘上，发生但坏路对车轮的冲击也会传到转向盘上，发生““打手打手””现象 根据逆效率大小不同，转向器分为可逆式、极限可逆式和不根据逆效率大小不同，转向器分为可逆式、极限可逆式和不可逆式。

可逆式 现代汽车多用极限可逆转向器，其反向传力性能介于可逆现代汽车多用极限可逆转向器，其反向传力性能介于可逆和不可逆之间，驾驶员有一定路感，转向轮也可实现自动回正，和不可逆之间，驾驶员有一定路感，转向轮也可实现自动回正，而且只有路面冲击很大时，才能部分地传到转向盘上而且只有路面冲击很大时，才能部分地传到转向盘上 另外另外, ,车轮定位和转向传动机构的几何尺寸对转向性能车轮定位和转向传动机构的几何尺寸对转向性能也有一定影响也有一定影响5三、转向系分类三、转向系分类汽车转向系根据其转向能源的不同，可以分为：汽车转向系根据其转向能源的不同，可以分为：机械转向系机械转向系动力转向系动力转向系61、、机械转向系机械转向系转向操转向操纵机构纵机构转向传动转向传动机构机构转向转向器器7机械式转向系的工作过程机械式转向系的工作过程8转向盘转向盘转向轴转向轴转向器转向器转向摇臂转向摇臂直拉杆直拉杆转向节臂转向节臂左转向节左转向节转向梯形转向梯形右转向节右转向节力的传递路线力的传递路线9（（1 1）转向操纵机构）转向操纵机构转向转向盘盘转向轴转向轴转向转向万向节万向节包括转向盘包括转向盘(steering wheel)、转向柱管、转向柱管(steering column)、转、转向轴向轴(steering shaft)、上万向节、下万向节、上万向节、下万向节10I. 转向盘转向盘(steering wheel)n转向盘由轮缘，轮转向盘由轮缘，轮辐和轮毂组成辐和轮毂组成n安全性，具有柔软安全性，具有柔软的外表皮，且应能的外表皮，且应能变形，减轻驾驶员变形，减轻驾驶员受伤。

受伤n转向盘上都装有喇转向盘上都装有喇叭按钮叭按钮轮缘轮缘轮辐轮辐轮毂轮毂11II. 转向轴和转向柱管转向轴和转向柱管n转向轴是连接转向盘和转向器的传动件；转向轴是连接转向盘和转向器的传动件；n转向柱管安装在车身上，支承着转向盘转向轴从转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向柱管中穿过12 轿车还轿车还要求转向要求转向柱管也必柱管也必须备有缓须备有缓和冲击的和冲击的安全装置安全装置III. .转向轴的安全装置转向轴的安全装置131415缓冲吸能式转向操纵机械缓冲吸能式转向操纵机械钢球滚压变形装置钢球滚压变形装置波纹管变形吸能装置波纹管变形吸能装置网格状吸能装置网格状吸能装置16联轴节联轴节上转向轴上转向轴下转向轴下转向轴转向盘转向盘举例：桑塔纳轿车转向轴安全装置举例：桑塔纳轿车转向轴安全装置17正向传动：正向传动： 作用力从转向盘传到转向摇臂的过程作用力从转向盘传到转向摇臂的过程逆向传动：逆向传动： 转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘的过程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：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。

远大于逆效率的转向器转向盘自由行程：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向盘转过的角度为转向盘自由行程功用：功用：增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方向概念：概念：（（2 2）机械转向器）机械转向器(steering gear)18I. 循环球式转向器循环球式转向器19循环球式转向器循环球式转向器结构结构、工作过程、工作过程特点：特点：正传动效率很高，操正传动效率很高，操纵轻便，使用寿命长纵轻便，使用寿命长但逆效率也高，容易但逆效率也高，容易将路面冲击力传到转将路面冲击力传到转向盘上两级传动副：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第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副20II. 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器转向过程：转向过程： 转向盘－转向轴－万转向盘－转向轴－万向节－转向器－转向轮向节－转向器－转向轮21齿轮齿条式转向器的工作过程齿轮齿条式转向器的工作过程22举例：齿轮齿条式转向器举例：齿轮齿条式转向器23III. 蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器摇摇臂臂轴轴指销指销螺杆螺杆结构：结构： 蜗杆曲柄指蜗杆曲柄指销式转向器的传销式转向器的传动副以转向蜗杆动副以转向蜗杆为主动件，装在为主动件，装在摇臂轴上的指销摇臂轴上的指销为从动件。

为从动件摇摇臂臂轴轴指销指销螺杆螺杆24 蜗杆转动蜗杆转动时，指销绕轴时，指销绕轴轴线沿圆弧运轴线沿圆弧运动，并带动转动，并带动转向摇臂轴转向摇臂轴转动螺杆螺杆指销指销摇臂轴摇臂轴工作过程：工作过程：曲柄指销式转向器曲柄指销式转向器装配装配25（（3）转向传动机构）转向传动机构I. 功用：功用： 传力给转向传力给转向轮，且使转向轮轮，且使转向轮偏转角按一定的偏转角按一定的关系变化，以实关系变化，以实现汽车顺利转现汽车顺利转向26II. 转向传动机构的工作过程转向传动机构的工作过程前轮转向传动机构传动过程前轮转向传动机构传动过程27转向摇臂转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆转向梯形臂转向梯形臂左转向节左转向节转向横拉杆转向横拉杆转向梯形臂转向梯形臂右转向节右转向节前轮转向传动机构的工作过程前轮转向传动机构的工作过程28四轮驱动的转向传动机构的传动过程四轮驱动的转向传动机构的传动过程29齿轮齿条式转向系的转向传动机构的传动过程齿轮齿条式转向系的转向传动机构的传动过程30III. 转向传动机构的组成与布置转向传动机构的组成与布置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 与非独立悬架配用的转与非独立悬架配用的转向传动机构向传动机构结构组成结构组成：：•转向摇臂转向摇臂(pitman arm)、、转向直拉杆转向直拉杆( (drag link)、、转向节臂转向节臂(knuckle arm)和和由转向横拉杆由转向横拉杆(tie rod)与两与两个梯形臂组成的转向梯形。

个梯形臂组成的转向梯形31a.后置式后置式:是在前是在前桥仅为转向桥，桥仅为转向桥，将转向梯形布将转向梯形布置在前桥之后，置在前桥之后，这种布置称为这种布置称为后置式如：后置式如：CAl091转向梯形转向梯形摇臂摇臂转向器转向器直拉杆直拉杆32 在发动机位在发动机位置较低或转向置较低或转向桥兼为驱动桥桥兼为驱动桥的情况下，为的情况下，为避免运动干涉，避免运动干涉，通常将转向梯通常将转向梯形机构布置在形机构布置在前桥之前前桥之前转向器转向器摇臂摇臂直拉杆直拉杆转向梯形转向梯形b.b.前置式：前置式：33 借助球头销借助球头销直接带动转向横直接带动转向横拉杆，从而推使拉杆，从而推使两侧梯形臂转动两侧梯形臂转动如：北京如：北京BJ2020NBJ2020N型越野型越野汽车汽车转向器转向器摇摇臂臂直拉杆直拉杆转向转向梯形梯形c. .转向直拉杆转向直拉杆(drag link)横置横置: :34与独立悬架配用的转向传动机构与独立悬架配用的转向传动机构n采用独立式悬架的转向轮可以相对于车架单独运动；采采用独立式悬架的转向轮可以相对于车架单独运动；采用断开式的转向传动机构用断开式的转向传动机构。

转向梯形分成两段转向梯形分成两段转向梯形分成三段转向梯形分成三段35转向盘转向盘转向轴转向轴转向万向节转向万向节转向器转向器转向摇臂转向摇臂转向直拉杆转向直拉杆转向节臂转向节臂转向节转向节梯形臂梯形臂横拉杆横拉杆转向梯形转向梯形机械转向系组成机械转向系组成362、动力转向系、动力转向系•应用应用转向阻力很大的汽车转向阻力很大的汽车• 转向能源转向能源一小部分是驾驶员体力一小部分是驾驶员体力大部分是发动机大部分是发动机( (或电机或电机) )的动力的动力•特点特点驾驶员控制，对传动装置施加随驾驶员控制，对传动装置施加随动渐进压力，实现转向动渐进压力，实现转向37动力转向分类：动力转向分类：•按部件位置按部件位置整体式动力转向系整体式动力转向系半整体式动力转向系半整体式动力转向系转向加力器转向加力器•按转向能源按转向能源液压动力转向系液压动力转向系气压动力转向系气压动力转向系38（（1 1）气压动力转向系）气压动力转向系采用气压制动的汽车采用气压制动的汽车前轴载质量为前轴载质量为3—7吨吨重型汽车不采用（气压低于重型汽车不采用（气压低于0.7MPa ，部件大），部件大）应用应用39（（2）液压动力转向系）液压动力转向系机械转向器机械转向器转向摇臂转向摇臂转向拉杆转向拉杆转向节转向节梯形臂梯形臂转向横拉杆转向横拉杆转向油罐转向油罐转向油泵转向油泵转向控制阀转向控制阀转向动力缸转向动力缸I. I. 结构：结构：在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形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(Hydraulic Power Steering 简称简称 HPS)40II. 液压动力转向系基本工作过程液压动力转向系基本工作过程驾驶员驾驶员机械转向机械转向转向油泵转向油泵动力转向动力转向转向转向油罐油罐转向转向油泵油泵转向动转向动力缸力缸转向转向控制控制阀阀41•液压式动力转向系统结构液压式动力转向系统结构•转向油罐转向油罐•转向油泵转向油泵•转向控制阀转向控制阀•转向动力缸转向动力缸机械机械 转转向器向器动力动力缸缸控制阀控制阀油罐油罐油泵油泵转向传动机构转向传动机构•动力转向装置动力转向装置42•液压动力转向系工作原理液压动力转向系工作原理• 驾驶员转动转向驾驶员转动转向盘，首先实现机械转盘，首先实现机械转向向• 同时，转向器内同时，转向器内控制阀转动，使转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向力，帮助驾驶员转向43III. 液压动力转向系的类型液压动力转向系的类型液压转向系统类型液压转向系统类型常流式液压动力转向系常流式液压动力转向系常压式液压动力转向系常压式液压动力转向系a.a.常压式液压转向系常压式液压转向系机械机械 转转向器向器油罐油罐储能器储能器转向动力缸转向动力缸控制阀控制阀结构：结构：44常压动力转向的工作原理常压动力转向的工作原理•储能器压力定值时，储能器压力定值时，油泵空转油泵空转•转向时，控制阀开转向时，控制阀开启，动力缸工作启，动力缸工作—动动力转向力转向•转向停止，控制阀转向停止，控制阀关闭关闭•液压管路中总高压液压管路中总高压储能器储能器控制阀控制阀45b.b.常流式液压转向系常流式液压转向系机械机械 转向转向器器动力动力缸缸控制阀控制阀油罐油罐油油泵泵流量控制阀流量控制阀安全阀安全阀单向单向阀阀46常流式液压转向系工作过程常流式液压转向系工作过程•不转向，控制阀常开启；不转向，控制阀常开启；动力缸两腔均与低压油路动力缸两腔均与低压油路相通，油泵空转相通，油泵空转•转向时，控制阀工作；转向时，控制阀工作；动力缸的相应油腔通输出动力缸的相应油腔通输出油管，另一腔仍通回油管油管，另一腔仍通回油管•转向停止，控制阀随即转向停止，控制阀随即回到中立位置回到中立位置47C C、两种液压动力转向系比较、两种液压动力转向系比较•常压式优点：常压式优点：储能器蓄能，可用小流量的油泵，且储能器蓄能，可用小流量的油泵，且在油泵不转时保持一定的转向加力能力在油泵不转时保持一定的转向加力能力•常流式优点：常流式优点：结构简单、油泵寿命长，泄漏少，消结构简单、油泵寿命长，泄漏少，消耗功率也较小耗功率也较小•目前常压式应用很少，常流式广泛应用于各型汽车目前常压式应用很少，常流式广泛应用于各型汽车48d d、常流式转向系的结构布置方案、常流式转向系的结构布置方案•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．有如下三种布置方案。

的组合及相对位置．有如下三种布置方案整体式整体式动力转向动力转向半整体式半整体式动力转向动力转向动力转向加力器动力转向加力器49 整体式：整体式：机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转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向控制阀组装在一起机械机械 转转向器向器动力缸动力缸控制阀控制阀油罐油罐油泵油泵流量控制阀流量控制阀安全安全阀阀单向单向阀阀50 半整体式：半整体式：将转向控制阀同机械转向器组合成一个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部件，而动力缸则作为独立件机械机械 转转向器向器动力缸动力缸控制阀控制阀油油罐罐油泵油泵流量控制阀流量控制阀安全阀安全阀单向单向阀阀51 转向加力器：转向加力器：机械转向器作为独立件，而控制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阀和动力缸组合成一个部件机械机械 转转向器向器动力缸动力缸控制控制阀阀52 整体式动力转向器结构整体式动力转向器结构机械机械 转转向器向器动力缸动力缸控制阀控制阀53 控制阀控制阀阀体阀体扭杆扭杆阀心阀心阀体阀体阀心阀心 控制阀为转阀，由阀体、阀心和扭杆组成。

控制阀为转阀，由阀体、阀心和扭杆组成 阀体呈圆桶形，外表面分别制有三道油环槽和三道阀体呈圆桶形，外表面分别制有三道油环槽和三道密封环槽：中间油环槽内开油孔，通油泵，两侧开油孔密封环槽：中间油环槽内开油孔，通油泵，两侧开油孔分别通动力缸左右腔；分别通动力缸左右腔； 内表面制的纵槽，形成槽肩；内表面制的纵槽，形成槽肩； 下端分别开有缺口和固定锁销，用于传递动力下端分别开有缺口和固定锁销，用于传递动力54直线行驶直线行驶工作过程工作过程 阀心处于中间位置，油泵来油经阀体中间油环槽进阀心处于中间位置，油泵来油经阀体中间油环槽进入阀体和阀心之间，因阀心纵槽与槽肩间隙相等，流向入阀体和阀心之间，因阀心纵槽与槽肩间隙相等，流向动力缸上、下腔油量相等同时，经阀体组件的空隙流动力缸上、下腔油量相等同时，经阀体组件的空隙流回油罐55转弯时（左转）转弯时（左转） 转向盘带动短轴和阀心逆时针转动，同时转向盘上转向盘带动短轴和阀心逆时针转动，同时转向盘上转矩通过扭杆带动阀体转动；由于转向阻力的存在，使转矩通过扭杆带动阀体转动；由于转向阻力的存在，使阀体转动角小于阀心转角，两者产生相对角位移，使通阀体转动角小于阀心转角，两者产生相对角位移，使通动力缸上、下腔的进油缝隙变化，下腔进油缝隙小回油动力缸上、下腔的进油缝隙变化，下腔进油缝隙小回油缝隙大，上腔进油缝隙大回油缝隙小，在压力差作用下，缝隙大，上腔进油缝隙大回油缝隙小，在压力差作用下，使齿条使齿条- -活塞发生移动而产生助力。

活塞发生移动而产生助力56 右转与左转基本相似，但作用结果是下腔进油缝隙右转与左转基本相似，但作用结果是下腔进油缝隙大回油缝隙小，上腔进油缝隙小回油缝隙大，在压力差大回油缝隙小，上腔进油缝隙小回油缝隙大，在压力差作用下，使齿条作用下，使齿条- -活塞发生反向移动而产生助力活塞发生反向移动而产生助力右转右转57注：注： 在转向过程中，车轮的偏转位置和速度应在转向过程中，车轮的偏转位置和速度应与转向盘转动相对应，既随动；与转向盘转动相对应，既随动； 转向后，应有自动回正作用转向后，应有自动回正作用 在助力转向系统中都能得到保证在助力转向系统中都能得到保证58由机械转向器、电动机、由机械转向器、电动机、离合器、控制装置、转离合器、控制装置、转矩传感器和车速传感器矩传感器和车速传感器组成组成转矩传感转矩传感器器电动电动机机离合器离合器减速器减速器转向器转向器3、电子控制式动力转向系统、电子控制式动力转向系统(Electric Power Steering 简称简称 EPS) EPSEPS最早在最早在19881988年年由日本铃木公司在由日本铃木公司在CervoCervo车上装备，它用车上装备，它用电动机直接提供助力，电动机直接提供助力，助力大小由电控单元助力大小由电控单元（（ECUECU）控制。

控制1 1））EPSEPS基本结构基本结构59（（2 2））EPSEPS工作原理工作原理扭矩扭矩传感传感器器车速车速传感器传感器电动机电动机转向助力转向助力控制装置控制装置60（（3 3））EPSEPS关键部件关键部件 扭矩传感器和车速传感器：扭矩传感器和车速传感器：测量驾驶员作用在转向盘测量驾驶员作用在转向盘上的力矩大小与方向，以及转向盘转角大小和方向上的力矩大小与方向，以及转向盘转角大小和方向 电动机：电动机：根据电子控制单元的指令输出适宜的助力扭矩根据电子控制单元的指令输出适宜的助力扭矩 减速机构：减速机构：与电动机相连，起减速增扭作用，可用蜗轮与电动机相连，起减速增扭作用，可用蜗轮 蜗杆机构或行星齿轮机构蜗杆机构或行星齿轮机构 电子控制单元：电子控制单元：根据传感器的信号，进行逻辑分析与根据传感器的信号，进行逻辑分析与 算，发出指令，控制电动机和离合器动作另外，算，发出指令，控制电动机和离合器动作另外，ECU ECU 通过采集电动机电流、发电机电压、发动机工况等信通过采集电动机电流、发电机电压、发动机工况等信 号判断系统工作状况，具有安全保护和自诊断功能。

号判断系统工作状况，具有安全保护和自诊断功能614、四轮转向技术、四轮转向技术 现代汽车，特别是高级轿车，发动机功率不断增加，速现代汽车，特别是高级轿车，发动机功率不断增加，速度不断提高，高速行驶中，相对于度不断提高，高速行驶中，相对于 一定的转向角增量，车一定的转向角增量，车身横摆角速度和横向加速度增大，使汽车操纵性和稳定性身横摆角速度和横向加速度增大，使汽车操纵性和稳定性变差为改善汽车转向操纵性能，提高汽车高速行驶安全变差为改善汽车转向操纵性能，提高汽车高速行驶安全性和转弯灵活性，现代汽车逐渐采用四轮转向性和转弯灵活性，现代汽车逐渐采用四轮转向 四轮转向系统四轮转向系统(4 wheel steering System): 是指汽车是指汽车依靠后轮和前轮共同完成转向任务依靠后轮和前轮共同完成转向任务.四轮转向的目的在于低速四轮转向的目的在于低速行驶时依靠逆向转向（前轮与后轮转角方向相反）改善汽车行驶时依靠逆向转向（前轮与后轮转角方向相反）改善汽车的操作性，获得较小的转向半径，在中高速行驶时依靠同向的操作性，获得较小的转向半径，在中高速行驶时依靠同向转向（前轮与后轮的转角方向相同），减小汽车的横摆运动，转向（前轮与后轮的转角方向相同），减小汽车的横摆运动，提高车道变更和曲线行驶的操纵稳定性。

提高车道变更和曲线行驶的操纵稳定性62 确保车辆良好的操纵性和稳定性确保车辆良好的操纵性和稳定性, ,即有效控制车辆的即有效控制车辆的横向运动特性横向运动特性, ,以充分保证车辆的操纵稳定性以充分保证车辆的操纵稳定性 转向响应快；转向响应快； 转向能力强；转向能力强； 直线行驶稳定性好；直线行驶稳定性好； 低速性能好低速性能好1)(1)四轮转向系统的的功能四轮转向系统的的功能: :(2)(2)四轮转向系统的优点四轮转向系统的优点: :63I.低速转向低速转向:使后轮与前轮反向偏转，减小转弯半径；使后轮与前轮反向偏转，减小转弯半径；（（3）四轮转向特性：）四轮转向特性： 低速转向时，若两前轮转向角相同，则低速转向时，若两前轮转向角相同，则4WS4WS汽车的转向半径更小，内轮汽车的转向半径更小，内轮差也小，转向性能好对小轿车而言，如果后轮逆向转向差也小，转向性能好对小轿车而言，如果后轮逆向转向5 5度，则可以减少度，则可以减少最小转向半径最小转向半径0.50.5米，内轮差约米，内轮差约0.10.1米。

米 2WS 2WS汽车的情况汽车的情况是后轮不转向，所是后轮不转向，所以转向中心大致在以转向中心大致在后轴的延长线上后轴的延长线上; ; 4WS 4WS汽车的情况汽车的情况是对后轮进行逆向是对后轮进行逆向操纵，转向中心比操纵，转向中心比2WS2WS汽车靠近车体汽车靠近车体处64 II.中高速转向中高速转向:使后轮与前轮同向偏转，减小转向过程中使后轮与前轮同向偏转，减小转向过程中的横向摆动，提高转向灵活性和稳定性的横向摆动，提高转向灵活性和稳定性2WS4WS 理想的高速转向运动理想的高速转向运动状态是尽可能使车体的倾状态是尽可能使车体的倾向和前进方向一致，从而向和前进方向一致，从而使后轮产生足够的旋转向使后轮产生足够的旋转向心力在4WS4WS汽车通过对后汽车通过对后轮同向转向操纵，使后轮轮同向转向操纵，使后轮也产生侧偏角，使它与前也产生侧偏角，使它与前轮的旋转向心力相平衡，轮的旋转向心力相平衡，从而抑制自转运动，得到从而抑制自转运动，得到车体方向和车辆前进方向车体方向和车辆前进方向一致的稳定转向状态一致的稳定转向状态65（（4）四轮转向的类型）四轮转向的类型1）机械式四轮转向；）机械式四轮转向；2）液压式四轮转向；）液压式四轮转向；3）电控机械式四轮转向；）电控机械式四轮转向；4）电控液压式四轮转向；）电控液压式四轮转向；5）电控电动式四轮转向。

电控电动式四轮转向661 1）机械式四轮转向系统）机械式四轮转向系统主要由前轮转向器、辅助齿轮、长轴和后轮转向机构组成主要由前轮转向器、辅助齿轮、长轴和后轮转向机构组成 这种四轮转向系统控制后轮偏转的参数只有一个这种四轮转向系统控制后轮偏转的参数只有一个, ,即即前前轮转角轮转角( (转向盘偏角转向盘偏角) )67 后轮转向机构后轮转向机构: :包括偏心轮、曲柄销、行星齿轮、内齿包括偏心轮、曲柄销、行星齿轮、内齿圈、滑块、导向器和输出杆等组成圈、滑块、导向器和输出杆等组成 当偏心轴旋转时由曲当偏心轴旋转时由曲柄销柄销1 1带动行星齿轮绕行带动行星齿轮绕行星齿圈作自转和公转，星齿圈作自转和公转，并使曲柄销并使曲柄销2 2作弧形运动，作弧形运动，通过滑块和导向器驱动通过滑块和导向器驱动输出杆使后轮偏转输出杆使后轮偏转 特点：特点：高速行驶高速行驶( (方向方向盘转角较小盘转角较小) )时，前后轮时，前后轮同向偏转；低速行驶同向偏转；低速行驶( (方方向盘转角较大向盘转角较大) )时时, ,前后轮前后轮反向偏转反向偏转682 2）电控液压式四轮转向系统）电控液压式四轮转向系统 主要由车速传感器、转向盘转角传感器、电控单元、前轮主要由车速传感器、转向盘转角传感器、电控单元、前轮转向器、后轮转向控制阀、后轮转向油缸、及油泵等组成。

转向器、后轮转向控制阀、后轮转向油缸、及油泵等组成 这种四轮这种四轮转向系统可转向系统可同时按同时按车速车速和前轮转角和前轮转角对后轮的转对后轮的转角进行控制角进行控制69后轮转向控制阀后轮转向控制阀: :主要由滑阀、电磁阀、活塞和弹簧等组成主要由滑阀、电磁阀、活塞和弹簧等组成 当汽车当汽车直线行驶直线行驶时，受电时，受电控单元控制电磁阀控单元控制电磁阀5 5和和1111均不均不工作，滑阀工作，滑阀8 8处于中间位置，处于中间位置，节流孔节流孔OF1OF1和和OF2OF2开度相同，后开度相同，后轮转向缸左、右腔油压相同；轮转向缸左、右腔油压相同； 当汽车当汽车转向过程中转向过程中，需后，需后轮向一侧偏转轮向一侧偏转( (假设左转假设左转) )，电，电控单元指令右端电磁阀控单元指令右端电磁阀5 5工作，工作，推动滑阀推动滑阀8 8左移，节流孔左移，节流孔OF1OF1关关闭、闭、OF2OF2开度增大，使后轮转开度增大，使后轮转向缸左腔进油油压增大向缸左腔进油油压增大, ,而右而右腔回油油压减小腔回油油压减小70大转向角控制（低速时）大转向角控制（低速时）71 当当前轮向左转向前轮向左转向时，阀套筒向左方向移动，并与阀时，阀套筒向左方向移动，并与阀心之间产生相对位移。

如图所示心之间产生相对位移如图所示a a和和b b部位被节流，高压部位被节流，高压作用于动力油缸的右室，推动活塞杆向左移动，而后作用于动力油缸的右室，推动活塞杆向左移动，而后轮轮就向右转向就向右转向 当活塞杆向左移动时，因为脉冲电机不工作，阀控当活塞杆向左移动时，因为脉冲电机不工作，阀控制杆就以支点制杆就以支点A A为中心回转并将阀心从为中心回转并将阀心从B B点移到左方的点移到左方的B B‘点因此，打开处于节流状态的阀点因此，打开处于节流状态的阀a a部分以及部分以及b b部分，部分，降低动力油缸右室的压力，结果是当活塞杆移动到规定降低动力油缸右室的压力，结果是当活塞杆移动到规定的位置时，的位置时，a a部分以及部分以及b b部分的节流压力与来自车轮的外部分的节流压力与来自车轮的外力相平衡，后轮就不能进行更多的转向力相平衡，后轮就不能进行更多的转向72小转向角控制（高速时）小转向角控制（高速时）73 当当前轮向左转向前轮向左转向时，带时，带从动齿轮向左旋转，阀控制从动齿轮向左旋转，阀控制杆的上断支点杆的上断支点A A就以从动齿轮中心就以从动齿轮中心O O为回转中心移动到为回转中心移动到A A’。

脉冲电机刚起动瞬间，后转向轴还没有运动，所脉冲电机刚起动瞬间，后转向轴还没有运动，所以阀控制杆就以以阀控制杆就以C C点为回转中心向左运动，杆中央的点为回转中心向左运动，杆中央的B B点成为点成为B B’点，使阀心向左移动缆绳不动时，阀套筒点，使阀心向左移动缆绳不动时，阀套筒固定不动，与阀套筒产生相对位移，阀的固定不动，与阀套筒产生相对位移，阀的a a部分以及部分以及b b部分被节流，高压油进入油缸左室，部分被节流，高压油进入油缸左室，推动活塞杆向右推动活塞杆向右移动，而后移动，而后轮就向左转向轮就向左转向743）电控电动式四轮转向系统）电控电动式四轮转向系统 主要由微机控制单元、前后轮转向执行器、主要由微机控制单元、前后轮转向执行器、主副前轮转向传感器、主副后轮转向传感器、主副前轮转向传感器、主副后轮转向传感器、后轮转速传感器、车速传感器等组成其前后后轮转速传感器、车速传感器等组成其前后轮转向器均由电动助力轮转向器均由电动助力 发动机工作时，由微机控制单元不断地从各传发动机工作时，由微机控制单元不断地从各传感器获取信息若转向盘转动，控制单元对所得信感器获取信息。

若转向盘转动，控制单元对所得信息进行分析，并计算出适当的后轮转向角，然后将息进行分析，并计算出适当的后轮转向角，然后将电压或电流输到前、后轮转向电动机使前、后轮转电压或电流输到前、后轮转向电动机使前、后轮转向75（（4）四轮转向系统工作特性）四轮转向系统工作特性 当车速低于当车速低于29km/h29km/h转向时，后轮会立即开始向转向时，后轮会立即开始向与前轮相反方向转动；与前轮相反方向转动； 当车速为零时，后轮最大转向角为当车速为零时，后轮最大转向角为6 60 0；； 当车速为当车速为29km/h29km/h时，后轮转角为时，后轮转角为0 0；； 当车速大于当车速大于29km/h29km/h时，转向盘在最初的时，转向盘在最初的2002000 0转转角内后轮转向与前轮一致；角内后轮转向与前轮一致； 当车速提高到当车速提高到96km/h96km/h时并且转向盘转角为时并且转向盘转角为1001000 0时，后轮与前轮相同的方向转动约时，后轮与前轮相同的方向转动约1 10 0765 5、多轴转向、多轴转向 现代汽车载重越来越大，车身越来越长，对一些重型车多现代汽车载重越来越大，车身越来越长，对一些重型车多采用多轴支承，但这样以来使汽车转弯半径增大，影响汽车转采用多轴支承，但这样以来使汽车转弯半径增大，影响汽车转向和行驶通过性。

向和行驶通过性 为此对多轴汽车中的为此对多轴汽车中的某几根轴或所有轴上的某几根轴或所有轴上的车轮进行同时转向，称车轮进行同时转向，称多轴转向多轴转向 左图为四轴汽车两前左图为四轴汽车两前轴同时转向的情况由轴同时转向的情况由此可看出，前面第一桥此可看出，前面第一桥的车轮转角要大于第二的车轮转角要大于第二桥相应车轮转角桥相应车轮转角 77两前桥转向传动机构示意图两前桥转向传动机构示意图1:1:第二摇杆第二摇杆;2:;2:第二连杆第二连杆; 3:; 3:第一摇杆第一摇杆;4:;4:第第一连杆一连杆;5:;5:转向器转向器;6:;6:转向摇臂转向摇臂;7:;7:转向控制阀转向控制阀;8:;8:转向助力缸转向助力缸;9:;9:支座支座;10:;10:直拉杆直拉杆;11:;11:转向转向节臂节臂;12:;12:车轮短轴车轮短轴;13:;13:梯形臂梯形臂;14:;14:球铰球铰 为使第一桥的车轮为使第一桥的车轮转角要大于第二桥相应转角要大于第二桥相应车轮转角车轮转角, ,常用方法是常用方法是使第二连杆与第一、第使第二连杆与第一、第二摇杆铰接点位置不同，二摇杆铰接点位置不同，如左图。

摇杆如左图摇杆1 1和和3 3等长，等长，即即AC=AAC=A` `C`C`，但，但A`B`>AB, A`B`>AB, 所以工作中所以工作中, ,第二摇杆的摆角小于第第二摇杆的摆角小于第一摇杆的摆角一摇杆的摆角78作作 业业1.1.转向系统功用，汽车行驶时转向系统功用，汽车行驶时, ,若使四轮作纯滚动若使四轮作纯滚动, ,应满足应满足什么条件什么条件? ?2.2.机械转向系统基本组成；机械转向系统基本组成；3.3.转向操纵机构主要有哪些部件转向操纵机构主要有哪些部件? ?4.4.转向器的的类型及特点；转向器的的类型及特点；5.5.转向传动机构作用及组成转向传动机构作用及组成; ;6.6.什么是转向盘自由行程，什么是转向盘自由行程，它的大小对汽车转向操纵有何它的大小对汽车转向操纵有何影响？一般为多大？影响？一般为多大？7 7．转向系角传动比及对转向操纵的影响；．转向系角传动比及对转向操纵的影响；8.8.转向器的传动效率转向器的传动效率( (正效率、逆效率正效率、逆效率) )；；9.9.液压动力转向系统要求、基本组成及工作原理；液压动力转向系统要求、基本组成及工作原理；10.10.电子控制式动力转向系统基本组成及工作原理；电子控制式动力转向系统基本组成及工作原理；11.11.四轮转向特点四轮转向特点. .79。