高等学校金工实习讲课型多媒体课件 机械制造工程训练 华南理工大学 张木青.

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1 高等学校金工实习讲课型多媒体课件 机械制造工程训练 华南理工大学 张木青

2 转向系统的构造原理

3 转向系统的构造原理 第一节 机械转向系的构造与工作原理
第一节 机械转向系的构造与工作原理 汽车机械转向系由转向操纵机构、机械转向器和转向传动机构三大部分组成。机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其所有传动件都是机械的。

4 一、转向操纵机构 汽车转向操纵机构包括转向盘、转向轴、转向柱管等，它的作用是将驾驶员的操纵力传给转向器。 转向盘 转向盘主要由轮圈、轮辐和轮毂组成

5 2. 转向柱管与转向轴 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，支承在柱管内的轴承和衬套上，是连接转向盘和转向器的传动件，并传递它们之间的转矩。 3. 撞车安全保护装置 为保护驾驶员的安全，汽车转向操纵机构中常采用以下几种安全保护措施： （1）吸能式转向盘： 在撞车时，转向盘骨架产生变 形，以吸收能量，减轻驾驶员受伤 的程度。另外，转向盘柔软的外表 面也有缓冲保护作用。

6 （2）可分离式安全转向操纵机构： 该机构的转向轴分为上、下两段，当发生撞车时，上、下两段互相分离或互相滑动，从而避免在第一次冲击时转向盘随车身后移对驾驶员造成的伤害。如图所示，

7 （3）缓冲吸能式转向操纵机构：这种操纵机构从结构上能使转向轴和转向管柱在受到冲击后，轴向收缩并吸收冲击能量，从而有效缓和转向盘对驾驶员的冲击，减轻驾驶员所受到伤害的程度。按其结构不同又可分为：网格状转向管柱）、波纹管变形吸能装置和钢球滚压变形吸能装置

8 二、机械转向器 齿轮齿条式转向器 图所示为两端输出的齿轮齿条式转向器。其工作过程为：转向轴旋
转向器是转向系中的减速增矩装置，并改变转向力矩的传动方向。 齿轮齿条式转向器 图所示为两端输出的齿轮齿条式转向器。其工作过程为：转向轴旋 转→万向节旋转→转向齿轮轴旋转→转向齿条直线运动→转向横拉杆带动 转向节转动。

9 它是目前国内外汽车上较为流行的一种结构形式，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。所示为一种循环球式转向器。
2. 循环球式转向器 它是目前国内外汽车上较为流行的一种结构形式，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。所示为一种循环球式转向器。 循环球式转向器

10 图为螺杆曲柄指销式转向器。其动力传递路线为：转向蜗杆→指销→摇臂轴。
3. 螺杆曲柄指销式转向器 图为螺杆曲柄指销式转向器。其动力传递路线为：转向蜗杆→指销→摇臂轴。 螺杆曲柄指销式转向器

11 三、转向传动机构 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桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，并使两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。 转向传动机构的组成与布置方式 以下图为例，转向传动机构主要由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂和转向横拉杆等组成。 与非独立悬架配用的转向传动机构示意图

12 转向传动机构的组成和布置，因转向器位置和转向桥悬架类型不同而异。
（1）与非独立悬架配用的转向机构布置方案：主要有图所示几种。 （2）与独立悬架配用的转向机构布置方案：主要有图所示几种。 与独立悬架配用的转向传动机构示意图

13 2. 转向传动机构零部件结构 （1）转向摇臂：其作用是把转向器输出的力和运动传给直拉杆。转向摇臂的典型结构如图a所示。 （2）转向直拉杆：其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。结构如图b所示。 图a 转向摇臂和摇臂轴 图b转向直拉杆

14 （3）转向横拉杆：它是联系左、右梯形臂并使其协调工作的连接杆。图a所示为一种转向横拉杆结构图。
转向横拉杆由横拉杆体和两端的横拉杆接头组成。两端接头为球头座——球头销结构，其上有压紧弹簧和调节螺塞（图b）。球头座分上、下两部分（图c）。 （4）转向减振器：随着汽车 车速的不断提高，现代汽车 的转向轮有时会产生摆振， 即转向轮绕主销轴线往复摆 动，进而引起整车车身的振 动，大大影响了汽车行驶的 稳定性和舒适性，加剧了前 轮轮胎的磨损。为此，越来 越多的高速汽车转向传动机 构中安装了转向减振器。 转向减振器一端与车身或前桥铰接，另一端与转向直拉杆或转向器铰连。 汽车转向横拉杆

15 第二节 动力转向系的构造与工作原理 按传能介质不同，动力转向系有液压式和气压式两种。 液压动力转向系组成与工作原理 它由动力装置（转向液压 泵）、执行机构（转向动 力缸）、控制元件（转向 控制阀、单向阀等）以及 辅助元件（转向油罐、油 管）组成，如图15-19捷达 CiF轿车动力转向系统所示。

16 2. 液压动力转向系工作原理 以图为例，说明如下：
汽车直线行驶时，转向阀在转向控制下将低压油油路回O、高压动力油路P、通动力缸左腔L的油路A、通动力缸右腔R的油路B四路油道接通，转向油泵处于卸荷状态，动力缸R、L腔无压力，动力转向器无助力。 驾驶员顺时针转动方向盘，带动转向阀，控制动力油由P经A到达动力缸L腔，R腔制动油由B回流到O，动力缸两腔压力不同，推动活塞运动，通过传动机构使左、右转向轮向右偏转，从而实现右转向助力。向左转向时情况相反。在转向过程中，驾驶员只施加很小的操纵力，大部分动力由液压转向泵提供。 当动力转向装置出现故障时， 在驾驶员的作用下，实现机 械转向。此时，单向阀打开， R、L两腔液压油可与主油路 自由流通。 液压转向加力装置结构布置方案示意图

17 转向油泵是助力转向的动力源，其作用是将输出的机械能转化为液压 能，经转向控制阀向转向动力缸提 供一定压力和流量的工作油液。
二、转向液压泵 转向油泵是助力转向的动力源，其作用是将输出的机械能转化为液压 能，经转向控制阀向转向动力缸提 供一定压力和流量的工作油液。 1.叶片式转向泵的基本结构和工作原理 图所示为双作用叶片泵工作原理 图。叶片泵为容积式液压泵，主要由定 子环、转子、叶片、泵体、配油盘等组 成。 2. 流量-安全组合阀 为了限制动力转向系的最高工作和最大 流量，在转向油泵内装有流量安全组合 阀。图所示的叶片泵中，由柱塞和 弹簧组成流量阀；钢球、阀杆和弹簧组 成安全阀，安装在流量阀体内腔中。 双作用叶片泵工作原理图 潜没式双作用叶片泵