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1、 汽車構造 電子教案 第二十三章 汽車轉向系 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 2頁 汽車轉向系 第一節(jié) 概 述 第二節(jié) 轉向器及轉向操縱機構 第三節(jié) 轉向傳動機構 第四節(jié) 轉向加力裝置 第五節(jié) 轉向油罐與轉向液壓泵 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 3頁 第一節(jié) 概 述 汽車在行駛的過程中 ,需按駕駛員的意志改變其行駛方向。就輪式汽車 而言 ,實現(xiàn)汽車轉向的方法是 , 駕駛員通過一套專設的機構 ,使汽車轉向 橋 (一般是前橋 )上的車輪 (轉向輪 )相對于汽車縱橫線偏轉一定角度。這 一套用來改變或恢復汽車行駛方向的專設機構，即稱為汽車轉向系。 一、汽車轉向系的類型

2、和組成 二兩側轉向輪偏轉角之間的理想關系式 三轉向系角傳動比 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 4頁 一、汽車轉向系的類型和組成 轉向系可按照轉向能源的不同分為機械轉向系和動力轉向系兩大類。 1、機械轉向系 2、動力轉向系 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 5頁 1、機械轉向系 機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源，其中所有轉力件都是機械的。 機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。圖 23-1所示為機械轉向系的組成和布置示意圖。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 6頁 從轉向盤到轉向軸這一系列部件和零件，均屬于 轉向操縱機 構。

3、由轉向搖臂之轉向梯形這一系列部件和零件（不包含轉向節(jié)），均屬 于 轉向傳動結構。 目前，許多國內、外生產的新車型在轉向操作機構中采用了萬向傳動 裝置（轉向萬向節(jié)和轉向傳動軸）。這有助于轉向盤和轉向器等部件和組 件的通用化和系列化。 轉向盤在駕駛室安放的位置和各國交通法規(guī)規(guī)定車輛靠道路左邊還有 右邊通行有關。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 7頁 2動力轉向系 動力轉向系是兼用駕駛室體力和發(fā) 動機動力為轉向能源的轉向系。在 轉向加力裝置失效時，一般還應能 由駕駛員獨立承擔汽車轉向任務。 因此，動力轉向系是在機械轉向系 的基礎上加設一套轉向加力設備而 形成的。 屬于轉向加力裝置的部

4、件是：轉向 油罐 9、轉向液壓泵 10、轉向控制閥 5和轉向動力缸 12。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 8頁 二兩側轉向輪偏轉角之間的理想關系式 為了避免在汽車轉向時產生 路面對汽車的附加阻力和輪 胎過快磨損，要求轉向系能 保證在汽車轉向時，所有車 輪均作純滾動，顯然，這只 有在所有車輪的軸線都相交 與一點時方能實現(xiàn)。此交點 O稱為轉向中心 。 角 與 的理想關系式是： L B c otc ot 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 9頁 由轉向中心 O到外轉向輪與地面接觸點的距離，稱為車轉彎半徑。轉 彎半徑越小，則汽車轉向所需場地就越小。當外轉向輪偏轉角達到最

5、大值 時，轉彎半徑 R 最小。 在理想情況下，最小轉彎半徑 與 的關系為： max minR max max min sin LR 對于只用前橋轉向的三軸汽車，由于中輪和后輪的軸線總是平行的， 故不存在理想的轉向中心。計算轉彎半徑的時候，可以用一根與中、 后輪軸線等距離的平行線作為理想的與原三軸汽車相當?shù)碾p軸汽車 的后輪軸線。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 10頁 對于用第一、第三兩車橋轉向的三軸汽車（圖 22-4a），可以第二 橋車輪軸線為基線，分別利用 求出第一橋和第三橋兩側車輪偏轉角之間的理想關系式，作為設 計上述兩車橋的轉向梯形的依據。對于利用第一、第二兩車橋轉 向的

6、四軸車，可以第三、四兩橋軸線之間平行線為基線，分別求 出這兩轉向橋兩側車輪偏轉角的近似理想關系。 L B c otc ot 2 22 1 11 c o tc o t c o tc o t L B L B 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 11頁 三轉向系角傳動比 轉向盤的轉動增量與轉向搖臂轉角的相應增量之比 ,稱為轉向器角 傳動比。轉向搖臂轉角增量與轉向盤所在的一側的轉向節(jié)的轉角相應 增量之比 ，稱為轉向傳動機構角傳動比。轉向盤轉角增量與同側 轉向節(jié)相應轉角增量之比則為轉向系角傳動比，以 表示，顯 然， 。 轉向系統(tǒng)角傳動比亂越大，則為了克服一定的地面轉向阻力矩所需的轉向盤 上的

7、轉向力矩便越小，從而在轉向盤直徑一定時，駕駛員應加于轉向盤的手 力也越小。但過大，將導致轉向操縱不夠靈敏，即為了得到一定的轉向節(jié)偏 轉角，所需的轉向盤轉角過大。因此，選取，時應適當兼顧轉向省力和轉向 靈敏的要求。 選取 時應適當兼顧轉向省力和轉向靈敏的要求。轉向系角傳動比 主要取決于轉向器角傳動比 。 1wi 2wi wi 21 www iii wi 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 12頁 機械轉向系同時滿足轉向省力和轉向靈敏要求的程度是很有限的。 因此，普便采用動力轉向已成為中型以上的貨車和中級以上的轎車轉向 系的發(fā)展趨勢。 汽車的轉向操縱性能并不能完全取決于轉向系，還與行駛

8、系有關。 汽車在直線行駛中，轉向輪會受到偶然出現(xiàn)的地面?zhèn)认蚍戳Χl(fā)生意外 偏轉，因而汽車意外轉向。為了使汽車穩(wěn)定地保持直線方向，要求轉向 輪偶然發(fā)生偏轉后能立即自動回到相應于直線行駛的中立位置。在第二 十章所述及的轉向主銷的后傾和內傾，即是為保證轉向輪這一自動回正 性能而在行駛系中所采取的結構措施之一。此外，懸架導向機構的結構 和布置以及輪胎的徑向和側向剛度，都對汽車轉向操縱性有很大影響。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 13頁 第二節(jié) 轉向器及轉向操縱機構 一、轉向器的傳動效率及轉向盤自由行程 二、轉向器 三、轉向操縱機構 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 14

9、頁 一、轉向器的傳動效率及轉向盤自由行程 1、轉向器傳動效率 2、轉向盤自由行程 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 15頁 1、轉向器傳動效率 轉向器的輸出功率于輸入功率之比，稱為轉向器傳動效率。在功率由 轉向軸輸入、由轉向搖臂輸出的情況下求得的傳動效率。稱為正效率； 而傳動方向與上述相反時求得的效率，則為逆效率。逆效率很高的轉 向器很容易經轉向傳動機構傳來的路面反力傳到轉向輪和轉向盤上， 故稱為可逆式轉向器。可逆式轉向器有利于汽車轉向結束后轉向輪和 轉向盤自動回正，但也能將壞路對車輪的沖擊力傳到轉向盤，發(fā)生 打手 情況。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 16頁

10、逆效率很低的轉向器，稱為 不可逆式轉向器 。不平道路 對轉向輪的沖擊載荷輸入到這種器，即由其中各傳動零件（主要是傳 動副）承受，而不會傳到轉向盤上。路面作用于轉向輪上的回正力矩 同樣也不能傳到轉向盤。這就使得轉向輪自動回正成為不可能。此外， 道路的轉向阻力距也不能反饋到轉向盤，使得駕駛員不能得到路面反 饋信息（所謂喪失“路感”），無法據以調節(jié)轉向力矩。 逆效率略高于不可逆式的轉向器，稱為 極限可逆式轉向 器 ，其反向傳力性能介于可逆式和不可逆式之間，而接近于不可逆式。 采用這種轉向器時，駕駛員能有一定的路感，轉向輪自動回正也可實 現(xiàn)，而且只有在路面沖擊很大時，才能部分地傳到轉向盤。現(xiàn)代汽車 上

11、一般不采用不可逆式轉向器。經常在良好路面上行駛的汽車，多采 用 可逆式轉向器 。極限可逆式轉向器，多用于中型以上越野汽 車和工礦用自卸汽車。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 17頁 2、轉向盤自由行程 單從轉向操縱靈敏而言，最好是轉向盤和轉向節(jié)的運動同步開始并同 步終止。然而，這在實際上是不可能的。因為在整個轉向系中，各傳 動件之間都必然存在著裝配間隙，并且這些間隙將隨著零件的磨損而 增大。在轉向盤轉向過程的開始階段。此后，才需要對轉向盤施加更 大的轉向力矩以克服經車輪傳到轉向節(jié)上的轉向阻力矩，從而實現(xiàn)使 各種轉向輪偏轉的目的。轉向盤在空轉階段中的角行程，稱為轉向盤 自由行程。

12、轉向盤自由行程對于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過度緊 張時有利的，但不宜過長，以免過分影響靈敏性。一般來說，轉向盤 從相應于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過 1015。當零件磨損嚴重到使轉向盤自由行程超過 2530時， 必須進行調整。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 18頁 二、轉向器 1、齒輪齒條式轉向器 2、循環(huán)球式轉向器 3、蝸桿曲柄指銷式轉向器 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 19頁 1、齒輪齒條式轉向器 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 20頁 1、齒輪齒條式轉向器 齒輪齒條式轉向器由于具 有結構簡單、緊湊，重量 輕，剛

13、性大，轉向靈敏， 制動容易，成本低，正逆 效率很高，而且特別適合 于燭式和麥弗遜式懸架配 用，便于布置等優(yōu)點，因 此，目前它在轎車和微型、 輕型貨車上得到了廣泛的 應用。 圖 23-5所示為紅旗 CA7220型轎車的齒輪齒 條式轉向器。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 21頁 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 22頁 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 23頁 如圖所示，在轉向齒條的中部用螺栓（圖中未顯示出來）與轉向拉 桿的托架 10聯(lián)接，轉向左、右橫拉桿 11、 9的外側與轉向臂 13相連（右 轉向節(jié)臂圖中未顯示出來）。當轉動轉向盤時，轉向齒輪轉動，

14、使與之 嚙合的轉向齒條沿軸線移動，從而使左、右橫拉桿帶動左、右轉向節(jié)移 動，使轉向輪偏轉，以實現(xiàn)汽車轉向。 由上述可見， 采用齒輪齒條式轉 向器還可以使轉向 傳動機構簡化，不 需要轉向搖臂和轉 向直拉桿等。這也 是目前在轎車和微、 輕型載貨汽車上應 用日趨廣泛的原因 之一。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 24頁 2、循環(huán)球式轉向器 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 25頁 2、循環(huán)球式轉向器 循環(huán)球式轉向器也是目前國內、外汽車上較為流行的一種結構形式。循 環(huán)球式轉向器中一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級 是齒輪齒條傳動副或滑塊曲柄銷傳動副。 圖 2

15、3-7所示為解放 CA1040系列輕型載貨汽車的循環(huán)球 -齒條齒扇式轉 向器。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 26頁 為了減少轉向螺桿和轉向螺母之間的摩擦，兩者之間的螺紋以沿螺旋 槽滾動的許多鋼球 5代之，以實現(xiàn)滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。 轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給螺母， 螺母即沿軸線移動。同 時，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管 狀通道內滾動，形成 “ 球流 ” 。 循環(huán)球式轉向器的正傳動效率很高（可達 90% 95%），故操縱輕便， 使用壽命長，工作平穩(wěn)、可靠。但其逆效率也很高，容易將路面沖擊力傳 到轉向盤。不過，對于前軸軸載質量不大而又經常

16、在平坦路面上行駛的輕、 中型載貨汽車而言，這一缺點影響不大。因此，循環(huán)球式轉向器已廣泛應 用于各類各級汽車。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 27頁 3、蝸桿曲柄指銷式轉向器 蝸桿曲柄指銷式轉向器 的傳動副（圖 23-8）以 轉向蝸桿 3為主動件， 其從動件是裝在搖臂軸 1曲柄端部的指銷 2。轉 向蝸桿轉動時，與之嚙 合的指銷即繞搖臂軸軸 線沿圓弧運動，并帶動 搖臂轉動。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 28頁 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 29頁 圖 23-9所示為東風 EQ1090E 型汽車的蝸桿曲柄雙指銷式 轉向器。具有梯形載面螺紋 的轉

17、向蝸桿 3支撐于轉向器 殼體兩端的兩個角接觸軸承 2和 9上。轉向器蓋上裝有調 整螺塞 7，用以調整上述兩 軸承的緊度，調整后用螺母 8鎖緊。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 30頁 特點： 雙指銷式轉向器在中間及其附近位置時，其兩指銷均與蝸桿嚙合，故每 個指銷所受載荷較單指銷式轉向器的指銷載荷為小，因而其工作壽命較 長。當搖臂軸轉角相當大時，一個指銷與蝸桿脫離嚙合，另一指銷仍保 持嚙合，因此，雙指銷式的搖臂軸轉角范圍較單指銷式為大。但雙指銷 式結構較復雜，對蝸桿的加工精度要求也較高。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 31頁 三、轉向操縱機構 1.轉向操縱機構的

18、組成和布置 2.轉向盤 3.轉向軸和轉向柱管的吸能裝置 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 32頁 1.轉向操縱機構的組成和布置 從轉向盤到轉向傳動軸這一系列部件和零件屬于轉向操縱機構。如圖所 示，它包括轉向盤 1、轉向柱管 2、轉向軸 15、上萬向節(jié) 8、下萬向節(jié) 11 和轉向傳動軸 9等。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 33頁 轉向柱管 2中部用橡膠墊 3和半圓形沖壓轉向柱管支架 4固定在駕駛室 前圍板上，下端插入鑄鐵轉向柱管 5的孔中，支座 5則固定在轉向操縱機 構支架 6上。 穿過轉向柱管的轉向軸 15上端借轉向節(jié)襯套 16支承，下端則支承在轉 向柱管支座

19、 5中的圓錐滾子軸承（圖上未示出）上，其軸向位置由轉向軸 限位彈簧 7限定。轉向軸通過雙萬向節(jié)萬向傳動裝置與轉向器中的轉向蝸 桿相連。下萬向節(jié) 11與轉向傳動軸 9用滑動花鍵連接。 為了保證轉向器搖臂軸在中間位置時，從轉向搖臂 13起始的全套轉向 傳動機構也處于中間位置，在搖臂軸的外端面和轉向搖臂上孔外端面上， 各刻印有短線作為裝配標記。裝配時，應將兩個零件上的標記短線對齊。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 34頁 2.轉向盤 轉向盤由輪緣 1、輪輻 2和輪轂 3組成。輪輻一般為三根輻條或四根輻條， 也有用兩根輻條的。轉向盤輪轂孔具有細牙內花鍵，借此與轉向軸連接。 轉向盤內部是

20、由成形的金屬骨架構成。骨架外面一般包有柔軟的合成橡 膠或樹脂，也有包皮革的，這樣可有良好的手感，而且還可防止手心出 汗時握轉向盤打滑。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 35頁 當汽車發(fā)生碰撞時， 從安全性考慮，不僅要求 轉向盤應具有柔軟的外表 皮，可起緩沖作用，而且 還要求轉向盤在撞車時， 其骨架也能產生變形（圖 23-12），以吸收沖擊能量， 減輕駕駛員受傷的程度。 轉向盤上都裝有喇叭 按鈕，有些轎車的轉向盤 上還裝有車速控制開關和 撞車時保護駕駛員的氣囊 裝置。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 36頁 3.轉向軸和轉向柱管的吸能裝置 轉向軸是連接轉向盤和轉向

21、器 的傳動件，并傳遞它們之間的轉 矩。轉向柱管安裝在車身上，支 承著轉向盤。轉向軸從轉向柱管 中穿過，支承在柱管內的軸承和 襯套上。 轉向軸和轉向柱管的吸能裝置有 多種形式。其基本結構原理是， 當轉向軸受到巨大沖擊時，轉向 軸產生軸向位移，使支架或某些 支承件產生塑性變形，從而吸收 沖擊能量。 如圖所示為紅旗 CA7220型轎車 轉向軸的吸能裝置示意圖。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 37頁 如果汽車上裝的是圖 23-13所示的吸能裝置，則網格狀轉向柱管的 網格部分將被壓縮而產生塑性變形。吸收沖擊能量，以減輕對人體的傷 害。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 3

22、8頁 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 39頁 第三節(jié) 轉向傳動機構 轉向傳動機構的功用是將轉向器輸出的力和運動傳到轉向橋兩側的轉向節(jié)， 使兩側轉向輪偏轉，并使兩轉向偏轉角按一定關系變化，以保證汽車轉向時 車輪與地面的相對滑動盡可能小。 轉向傳動機構的組成和布置，因轉向器位置和轉向輪懸架類型不同而異。 一、與非獨立懸架配用的轉向傳動機構 二、與獨立懸架配用的轉向傳動機構 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 40頁 一、與非獨立懸架配用的轉向傳動機構 1.轉向傳動機構的組成與布置 2.轉向搖臂 3.轉向直拉桿 4.轉向橫拉桿 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海）

23、第 41頁 1.轉向傳動機構的組成與布置 與非獨立懸架配用的轉向傳動機構 如圖 ，主要包括轉向搖臂 2、轉 向直拉桿 3、轉向節(jié)臂 4和轉向梯形臂 5。在前橋僅為轉向橋的情況下， 由轉向橫拉桿 6和左、右梯形臂 5組成的轉向梯形，一般布置在前橋之 后 （圖 23-14a） 。 在發(fā)動機位置較低或轉向橋兼充驅動橋的情況下，為避免運動的 干涉，往往將轉向梯形布置在前橋之前， 圖 23-14b。若轉向搖臂不是 在汽車縱向平面內前后擺動，而是在與道路平行的平面內左右擺動， 則可將轉向直拉桿 3橫置，并借球頭銷直接帶動轉向橫拉桿 6，從而推 使兩側梯形臂轉動 （圖 23-14c） 。 2021/4/11

24、 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 42頁 2.轉向搖臂 它是轉向傳動副與直拉桿間的傳動件。如圖 23-10所示，東風 EQ1090E 型汽車的轉向搖臂 13的大端用錐星三角細花鍵與轉向器中搖臂軸的外端 連接；其小端帶有球頭銷，以便與轉向直拉桿 14作空間鉸鏈連接。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 43頁 3.轉向直拉桿 轉向直拉桿是轉向搖臂與轉向節(jié)臂之間的傳動桿件。圖 23-15所示為 解放 CA1091型汽車的轉向直拉桿構造圖。在轉向輪偏轉而且因懸架 彈性變形而相對與車架跳動時，為了不發(fā)生運動干涉，三者之間的 連接件都是球形鉸鏈。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第

25、44頁 4.轉向橫拉桿 它是轉向梯形機構的底 邊。轉向橫拉桿由橫拉 桿體 2和旋裝在兩端的橫 拉桿接頭 1組成，如圖 b 所示。其中，球頭銷 14 的尾部與梯形臂相連。 上、下球頭座 9用聚甲醛 制成，有很好的耐磨性。 球頭座的形狀如圖 c所示。 裝配時，兩球頭座的凹 凸部互相嵌合。彈簧 12 保證兩球頭座緊密接觸， 并起緩沖作用，其預緊 力由螺塞 11調整。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 45頁 圖 23-17所示東風 EQ1090E型汽車轉向拉 桿接頭的機構形式，與 解放 CA1091型汽車橫拉 桿接頭相似，但球頭座 是鋼制的。此外，螺孔 切口兩邊無耳孔，而是 用螺栓通過

26、沖壓制成的 卡箍 12夾緊在橫拉桿體 上。這樣，就使接頭的 結構和制造工藝簡化了。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 46頁 二、與獨立懸架配用的轉向傳動機構 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 47頁 二、與獨立懸架配用的轉向傳動機構 當轉向輪獨立懸掛時，每個轉向輪分別相對于車架作獨立運動，因 而轉向橋必須是斷開式。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也 必須分成兩段（圖 23-18a）或三段（圖 23-18b)，并且由在平行與路 面的平面中擺動的轉向搖臂直接帶動或通過轉向直拉桿帶動。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 48頁 紅旗 CA7560型轎車轉

27、向傳動機構的具體結構如圖 23-19所示。搖桿 7前端固定于車架橫梁中部，后端借球頭銷與轉向直拉桿 2和左、右轉 向橫拉桿 4、 5連接。轉向直拉桿外端與轉向搖臂球頭銷 1相連。左、 右轉向橫拉桿外端也用球頭銷分別與左、右梯形臂 3和 6鉸接。故能隨 同車輪相對于車架和搖桿 7向平面內上下擺動。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 49頁 第四節(jié) 轉向加力裝置 一、轉向加力裝置概述 二、整體式動力轉向器 三、半整體式動力轉向器 四、轉向加力器 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 50頁 一、轉向加力裝置概述 用以將發(fā)動機輸出的部分機械能轉化為壓力能（液壓能或氣壓能），并

28、在駕駛 員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓 作用力，以助駕駛員施力不足的一系列零部件，總稱為 轉向加力裝 置 。 轉向加力裝置是由 機械轉向器 、 轉向動力缸 和 轉向控制閥 三 大部分組成。 按傳能介質不同，轉向加力裝置有氣壓式和液壓式兩種。氣壓系統(tǒng)的工作壓力 較低（一般不高于 0.7MPa），用于這種重型汽車上時，其部件尺寸將過于龐大。 液壓轉向加力裝置的工作壓力可高達 10MPa以上，故其部件尺寸很小。液壓系 統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此， 液壓轉向加力裝置已在各類各級汽車上獲得廣泛應用。 2021/4/11 哈爾濱

29、工業(yè)大學（威海） 第 51頁 本節(jié)所討論的轉向加力裝置也只限于液壓式的。 （一）液壓轉向加力裝置分類 （二）液壓轉向加力裝置的轉向控制閥分類 （三）常流式轉向加力裝置的結構布置方案 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 52頁 （一）液壓轉向加力裝置分類 液壓轉向加力裝置有常壓式和常流式兩種。 1.常壓式液壓轉向加力裝置 2.常流式液壓轉向加力裝置 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 53頁 1.常壓式液壓轉向加力裝置 常壓式液壓轉向加力裝置示 意圖 23-20。在汽車直線行駛， 轉向盤保持中立時，轉向控 制閥 5經常處于關閉位置。當 轉動轉向盤時，機械轉向器 6 即通過

30、轉向搖臂等桿件使轉 向控制閥轉入開啟位置。 無論轉向盤處于中立位置還 是轉向位置，轉向盤保持靜 止還是運動狀態(tài)，該系統(tǒng)工 作管路中總是保持高壓。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 54頁 2.常流式液壓轉向加力裝置 常流式液壓轉向加力裝置 示意圖為圖 23-21，不轉 向時，轉向控制閥 6保持 開啟。當駕駛員轉動方向 盤，通過機械轉向器 7使 轉向控制閥處于與某一轉 彎方向響應工作位置時， 轉向動力缸的相應工作腔 方與回油管路隔絕，轉而 與液壓泵輸出管路相通。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 55頁 上述兩種液壓轉向加力裝置比較，常壓式的優(yōu)點在于有儲能器積 蓄液壓

31、能，可以使用流量較小的轉向液壓泵，而且還可以在液壓泵不運 轉的情況下保持一定的轉向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離。這 一點對重型汽車而言尤為重要。常流式的優(yōu)點是結構簡單，液壓泵壽命 長，漏泄較少，消耗功率也較少。因此，目前只有少數(shù)重型汽車（如法 國的貝利埃 T25型，美國 WABCO120C型等自卸汽車）采用常壓式轉向 加力裝置，而常流式轉向加力裝置則廣泛應用于各種汽車。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 56頁 （二）液壓轉向加力裝置的轉向控制閥分類 轉向控制閥有滑閥式和轉閥式兩種。 1.滑閥式轉向控制閥 2.轉閥式轉向控制閥 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第

32、 57頁 1.滑閥式轉向控制閥 閥體沿軸向移動來控制油液流量的轉向控制閥，稱為滑閥式轉向控制閥，如 圖 23-22所示。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 58頁 2.轉閥式轉向控制閥 閥體繞其圓心轉動來控制油 液流量的轉向控制閥，稱為 轉閥式轉向控制閥，如圖 23- 23所示。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 59頁 （三）常流式轉向加力裝置的結構布置方案 常流式轉向加力裝置的結構布置方案，按機械轉向器、轉向控制閥 和轉向動力缸三者組合及相對位置，有如下三種方案，如圖所示。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 60頁 二、整體式動力轉向器 目前，國產

33、轎車上幾 乎毫無例外的采用了 轉閥式的整體動力轉 向器。圖 23-25所示為 捷達轎車上采用的帶 整體式的動力轉向器 的轉向加力裝置示意 圖。齒輪齒條式機械 轉向器、轉向動力缸 和控制閥設計成一體， 組成整體式動力轉向 器。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 61頁 轉閥的構造如圖 23-26所示。扭桿 6的前端用銷 2與轉向齒輪連接， 后端與閥芯連接，而閥芯又與轉向軸的末端固定在一起，因而轉向軸可 通過扭桿帶動轉向齒輪轉動。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 62頁 解放 CA1120PK2L2汽車所采用的整體式動力轉向器也是轉閥式， 如圖 23-27所示。機械轉

34、向器為循環(huán)球 -齒條齒扇式。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 63頁 黃河 JN1181C13型汽車為滑閥式整體動力轉向器，其構造如圖 23-28 所示。該動力轉向器的前端（圖中為左端）是具有輸入軸 10與一對直角 傳動圓錐齒輪 1和 5的齒輪箱，其傳動比為 1。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 64頁 三、半整體式動力轉向器 原紅巖 CQ261型汽車 的液壓轉向加力裝置 是半整體式動力轉向 器，如圖 23-29。 它是由機械轉向器 5 和轉向控制閥 4組合 成一個部件 -半整體 式動力轉向器，轉向 動力缸則是獨立部件。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海

35、） 第 65頁 半整體式動力轉向器的構造如圖 23-30所示。其中的機械轉向器屬于 循環(huán)球 -滑塊曲柄銷式。轉向器的第二級傳動副是轉向螺母 -曲柄銷副。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 66頁 轉向動力缸的構造如圖 23-31所示。連接叉 1與轉向搖臂相連，后蓋 5 與固定在車架上的支座以球鉸鏈連接。前、后腔通油孔口 A和 B分別與轉向 控制閥相應的通油孔口連通。隨著轉向控制閥滑閥位置的不同，動力缸兩 腔可以交替成為低壓腔和高壓腔，也可以都成為低壓腔。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 67頁 四、轉向加力器 由機械轉向器和轉向加力器 組成的動力轉向系的結構布 置

36、方案如圖 23-32所示。轉 向加力器由轉向控制閥 5和 轉向動力缸 6組成。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 68頁 第五節(jié) 轉向油罐與轉向液壓泵 一、轉向油罐 二、轉向液壓泵 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 69頁 一、轉向油罐 轉向油罐的作用是儲存、濾 清并冷卻液壓轉向加力裝置 的工作油液（一般是錠子油 或透平油）。轉向油罐一般 是單獨安裝，但也有直接裝 在轉向液壓泵上的。 圖 23-34所示為一種重型汽車 轉向油罐的構造。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 70頁 二、轉向液壓泵 轉向液壓泵是液壓轉向加力裝置的能源，其作用是將輸入的機械能

37、轉換為液壓能輸出。在轉向液壓泵只受發(fā)動機驅動的情況下，一旦 發(fā)動機停止運轉，液壓泵即無壓力油輸出。這對前軸（轉向軸）最 大軸載質量在 25t以上的重型汽車而言，是極為不利的，因為駕駛 員的體力根本不能勝任使法向載荷這樣大的轉向輪偏轉的任務。 為了確保轉向加力裝置的工作可靠性，有些重型汽車在轉向液壓泵 的驅動裝置中采用自由輪機構，使轉向液壓泵在正常情況下受發(fā)動 機驅動，而在發(fā)動機轉速過低甚至熄火時，脫離發(fā)動機而受以較高 速度滑行的汽車驅動。 另外一些重型汽車，為了同樣目的而加裝了一個應急轉向液壓泵， 與主轉向液壓泵并聯(lián)。應急液壓泵可以接蓄電池通過直流電動機驅 動，也可以由汽車傳動系驅動。 202

38、1/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 71頁 轉向液壓泵的結構形式有齒輪式、葉片式、轉子式、柱塞式等。在 國內、外汽車動力轉向系中應用的最多的是外嚙齒輪式轉向液壓泵。 一種國產汽車的外嚙齒輪式轉向液壓泵的結構示意圖 23-35。 右側二軸套 12和 15則可以 軸向浮動，稱為 浮動軸套。 限制齒輪液壓泵 的軸向間隙，以 提高液壓泵的容 積效率和工作壓 力的較先進的結 構措施之一，即 采用浮動軸承。 2021/4/11 哈爾濱工業(yè)大學（威海） 第 72頁 轉向液壓泵的流量與齒輪轉速（從而與發(fā)動機轉速）成正比。 轉向液壓泵的輸出壓力取決于液壓系統(tǒng)的負荷（即動力缸活塞所受的 運動阻力）。該液壓泵內部裝有流量控制閥和安全閥。差壓式的流量 控制閥裝在液壓泵進油腔和出油腔之間，與液壓泵齒輪副并聯(lián)。安全 閥則位于流量控制閥內。