(95)--讲稿-7.1转向系统设计概述.doc

7.1转向系设计概述

（人物居中）同学们，大家好！今天我们来学习转向系统设计概述，主要学习转向系统的功用及组成，在此基础上引出转向系统设计时需要遵守的设计要求。

P2转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，另外在汽车转向行驶时，还能保证各转向轮之间有协调的转角关系。根据转向系统的组成及工作过程，转向系统可以分为机械式转向系统和动力转向系统两类。机械式转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。

P3如图中动画演示所示为典型的机械式转向系统的组成及工作过程。主要是由转向盘、转向器和转向传动机构等组成。依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向传动轴到转向器，然后通过转向传动机构使左右转向车轮偏转。转向传动机构包括转向横拉杆、转向纵拉杆、转向梯形、转向节等，一般转向器结构形式不同，转向传动机构也不相同。动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力,如图中黄色装置，也称为动力缸。动力转向系统布置位置可能在转向传动轴上，也可能在转向器附近，后面我们会详细学习。

P4（全屏或小窗口）我们先来看转向器的分类。机械式转向器一般有齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式几种类型。各种类型转向器结构方案还有所不同，后面会详细分析。动力转向装置分液压式、电控液压式和电动助力式几种，那么根据助力装置的结构或者助力装置安装的位置不同，也有几种结构方案。

P5转向梯形一般有两种类型，整体式转向梯形由转向横拉杆、转向梯形臂和汽车前轴组成。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。当汽车前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。对于发动机位置低或前轮驱动汽车，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必须向前外侧方向延伸，因而会与车轮或制动底板发生干涉，所以在布置上有困难。为了保护横拉杆免遭路面不平物的损伤，横拉杆的位置应尽可能布置得高些，至少不低于前轴高度。

P6转向梯形的横拉杆做成断开的，称之为断开式转向梯形。断开式转向梯形方案之一如图所示。断开式转向梯形的主要优点是它与前轮采用独立悬架相配合，能够保证一侧车轮上、下跳动时，不会影响另一侧车轮；但是与整体式转向梯形比较，由于杆系、球头增多，所以结构复杂，制造成本高，并且调整前束比较困难。

P7（注意切换板式，随讲解逐条出动画）对转向系提出的要求有：

1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。否则会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。一般靠正确设计转向梯形机构来保证。

2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。合理的设计前轮定位参数能产生回正力矩，且系统应有一定的逆效率。

3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。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。

4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。要求M1类汽车以50km/h的车速，M2、M3、N1、N2、N3类汽车以40km/h的车速沿曲线半径为50m的弯道的切线方向驶离时，转向盘不得有异常振动。

P8（注意切换板式，随讲解逐条出动画）5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。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，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2．5倍。6)操纵轻便。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的手力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。当汽车以10km/h的车速从直线进入转弯半径为12m的弯道上行驶时，作用到转向盘上的最大手力对M1、M2类汽车为150N,对M3、N1类汽车为200N,对N2、N3类汽车为245N。乘用车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2．0圈，货车则要求不超过3．0圈。近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，并已经装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。

P9（注意切换板式，随讲解逐条出动画）7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。一般在设计转向器时，要尽量减小逆效率。8)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。9)在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。

（人物居中）这一节课，我