机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源其中所有传力件都是机械的机械转向系由转向操纵机构转向器和转向传.doc

机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成转向器转向器（也常称为转向机）是完成由旋转运动到直线运动（或近似直线运动）的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等我们主要介绍前几种1）齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种两端输出的齿轮齿条式转向器如图4所示，作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中，其上端通过花键与万向节叉10和转向轴连接与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相连弹簧7通过压块9将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整当转动转向盘时，转向器齿轮11转动，使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向中间输出的齿轮齿条式转向器如图5所示，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉杆7相连。

在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连2）循环球式转向器循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一，一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，以实现滚动摩擦转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔塞入螺旋形通道内转向螺母外有两根钢球导管，每根导管的两端分别插入螺母侧面的一对通孔中导管内也装满了钢球这样，两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球"流道"转向螺杆转动时，通过钢球将力传给转向螺母，螺母即沿轴向移动同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动，形成"球流"在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会脱出3）蜗杆曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副（以转向蜗杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。

传动机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，且使二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1）与非独立悬架配用的转向传动机构与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂2、转向直拉杆3转向节臂4和转向梯形在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆6和左、右梯形臂5组成的转向梯形一般布置在前桥之后，如图9a所示当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，梯形臂5与横拉杆6在与道路平行的平面（水平面）内的交角>90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，此时上述交角<90，如图9b所示若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与道路平行的平面向左右摇动，则可将转向直拉杆3横置，并借球头销直接带动转向横拉杆6，从而推使两侧梯形臂转动2）与独立悬架配用的转向传动机构当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要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是断开式的。

3）转向直拉杆转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂（或转向节臂）它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，以保证工作可靠直拉杆的典型结构如图11所示在转向轮偏转或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，上述三者间的连接都采用球销4）转向减振器随着车速的提高，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2基本类型编辑汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统，以及气压动力转向系统3动力系统编辑使用机械转向装置可以实现汽车转向，当转向轴负荷较大时，仅靠驾驶员的体力作为转向能源则难以顺利转向动力转向系统就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。

转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力转向能源来自驾驶员的体力和发动机（或电动机），其中发动机（或电动机）占主要部分，通过转向加力装置提供正常情况下，驾驶员能轻松地控制转向但在转向加力装置失效时，就回到机械转向系统状态，一般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务液压式动力转向系统其中属于转向加力装置的部件是：转向液压泵7、转向油管8、转向油罐6以及位于整体式转向器4内部的转向控制阀及转向动力缸5等当驾驶员转动转向盘1时，通过机械转向器使转向横拉杆9移动，并带动转向节臂，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操作由于有转向加力装置的作用，驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多的转向力矩，就能使转向轮偏转优缺点：能耗较高，尤其时低速转弯的时候，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统电动助力动力转向系统简称电动式EPS或EPS(ElectronicPowerSteeringsystem）在机械转向机构的基础上，增加信号传感器、电子控制单元和转向助力机构电动式EPS是利用电动机作为助力源，根据车速和转向参数等因素，由电子控制单元完成助力控制，其原理可概括如下：当操纵转向盘时，装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。

电控单元根据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转动方向，调整转向辅助动力的大小电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力例如，福克斯的EHPAS电子液压系统由电脑根据发动机转速、车速以及方向盘转角等信号，驱动电子泵给转向系统提供助力助力感觉非常的自然因此很多人对福克斯方向的感觉相当不错，转向操控感觉可以说是随心所欲有些车也号称采用电子助力，但是只是电机助力，没有液压辅助，容易产生噪音助力效果也远不如福克斯这一类型的电子助力优缺：能耗低，灵敏，电子单元控制，节省发动机功率，助力发挥比较理想4设计要求编辑1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转2）转向轮具有自动回正能力3）在行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动4）转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应使车轮产生的摆动最小5）转向灵敏，最小转弯直径小6）操纵轻便7）转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小8）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构9）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置10）转向盘转动方向与汽车行驶方向的改变相一致。

正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小.合理确定转向轮的定位参数，正确选择转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动回正能力转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍转向操纵的轻便性通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2.0圈，货车则要求不超过3.0圈5设计趋势编辑适应汽车高速行驶的需要从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器、高刚性转向器变速比和高刚性”是世界上生产的转向器结构的方向充分考虑安全性、轻便性随着汽车车速的提高，驾驶员和乘客的安全非常重要，目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置，如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性，已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。

随着国际经济形势的恶化，石油危机造成经济衰退，汽车生产愈来愈重视经济性，因此，要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线，尽量实现大批量专业化生产对零部件生产，特别是转向器的生产，更表现突出汽车转向器装置的电脑化汽车的转向器装置，必定是以电脑化为唯一的发展途径6发展趋势编辑现代汽车转向装置的使用动态随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化汽车转向器的结构很多，从使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆肖式（WP型）、蜗杆滚轮式（WR型）、循环球式（BS型）、齿条齿轮式（RP型）这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其它型式的转向器占5%循环球式转向器一直在稳步发展在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的62．5%，发展到现今的100%了（蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰）大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。

微型货车用循环球式转向器占65%，齿条齿轮式占35%综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：·循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮#0；蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位·在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90%；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50%，法国已高达95%·由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用（包括小客车、小型货车或客货两用车）得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构循环球式转向器特点·循环球式转向器的特点是：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线·布置方便特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好·可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。

·通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度。