汽车转向系工作过程分析结果

1.机械转向系的组成；

2.转向器的种类与结构；

3.机械转向系的工作过程。

1.能够向客户在实际车辆上讲解转向系的结构及工作过程；

2.树立以客户为中心的理念，增强服务意识；

3.具有与客户沟通交流的能力；

4.具备信息搜集和处理的能力。

转向系的功用是保证汽车按照驾驶员的需要改变行驶方向，并克服路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，使汽车恢复原来的行驶方向。大家都知道驾驶员是通过转动转向盘来改变汽车行驶方向的，你能够就某一车型向客户讲解转向系的结构与工作过程吗？

汽车行驶过程中，驾驶员通过转动转向盘来控制汽车的行驶方向，也就是来操纵转向系工作，转向系的性能直接影响行车安全。请你就某一型号车辆绘制该车转向系结构简图，并讲解其工作过程，在学习小组或班级里进行交流汇报。

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。

一、机械转向系的组成

汽车转向系主要由转向盘、万向节及转向管柱等组成，如图10-1所示。

图10-1　转向系组成

二、转向器的种类与结构

转向器是转向系中的减速传动装置，其功用是将驾驶员加在转向盘上的力矩放大，并降低转速，传给转向传动机构。常见的转向器有齿轮齿条式和循环球式。

1.齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器分为两端输出式和中间（或单端）输出式两种。捷达轿车机械转向器的基本结构形式即为两端输出的齿轮齿条式转向器，如图10-2所示。

图10-2　齿轮齿条式转向器

（a）零件图；（b）工作原理图

传动副的主动件转向齿轮与转向轴相连，通过轴承安装在转向器壳体中，与转向齿轮啮合的转向齿条水平布置，两端通过球头座与转向横拉杆相连；当转动转向盘时，转向轴带动转向齿轮转动，使与之啮合的转向齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，实现汽车转向。

中间输出的齿轮齿条式转向器的结构原理与两端输出的齿轮齿条式转向器的基本相同，不同之处是它在转向齿条的中部用螺栓与左右转向横拉杆相连。

采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需要转向摇臂和转向直拉杆等），齿轮齿条无间隙啮合，无须调整，并且逆传动效率较高，故多用于前轮为独立悬架的轿车和微型及轻型货车上。

2.循环球式转向器

循环球式转向器分为循环球-齿条齿扇式和循环球-滑块曲柄销式两种。其中循环球-齿条齿扇式应用较广。它有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。

图10-3所示为循环球-齿条齿扇式转向器的整体结构。转向螺杆4的轴颈支承在两个推力球轴承上。轴承紧度可用调整垫片2、6调整。转向螺母9的下平面加工成齿条，与齿扇部分啮合。可见转向螺母既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副（齿条齿扇传动副）的主动件。通过转向盘和转向轴转动转向螺杆时，转向螺母不能转动，只能轴向移动，并驱使齿扇及摇臂轴转动。(www.xing528.com)

图10-3　循环球-齿条齿扇式转向器的整体结构

1—下盖；2、6—调整垫片；3—外壳；4—转向螺杆；5—螺塞；7—上盖；8—导管；9—转向螺母；10—转向摇臂。

为了减少转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，二者的螺纹并不直接接触，中间装有许多钢球，以实现滚动摩擦。转向螺母的内径大于转向螺杆的外径，故能轻松套在螺杆上。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，在螺杆与螺母二者和钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球在螺旋管状通道内滚动，形成“球流”。循环球式转向器的正传动效率很高（最高可达90%～95%），故操纵轻便，使用寿命长。但其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不过，对于较轻型的、前轴轴载质量不大而又经常在较好路面上行驶的汽车而言，这一缺点影响不大。因此，循环球式转向器广泛应用于各类各级汽车。

三、转向传动机构的工作过程

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，并且使两个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和布置因转向器位置及转向轮悬架类型而异。

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、转向直拉杆、转向节臂和梯形臂，如图10-4所示。在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆和左、右梯形臂组成的转向梯形一般布置在前桥之后（图10-4（a））；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（图10-4（b））；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左右摆动（如北京BJ2020N型汽车），则可将转向直拉杆横置，并借球头销直接带动转向横拉杆，从而使两侧梯形臂转动（图10-4（c））。

图10-4　与非独立悬架配用的转向传动机构

（a）转向梯形布置在前桥之后；（b）转向梯形布置在前桥之前；（c）转向直拉杆横置

2.与独立悬架配用的转向传动机构

当采用独立悬架时，每个转向轮都需要相对于车架做独立运动，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分成两段或三段，并且由在平行于路面的平面中摆动的转向摇臂直接带动或通过转向直拉杆带动，如图10-5所示。

图10-5　与独立悬架配用的转向传动机构

1—主动齿轮；2—壳体；3—齿条；4—梯形臂；5—转向横拉杆。

奥迪轿车转向器安装在前围板上，转向传动机构如图10-6所示。左、右转向横拉杆和转向减震器内端通过支架、螺栓固定在转向器的齿条上，转向减震器的外端固定在车身支架上。为防止运动干涉，左、右横拉杆的外端用球头和左、右转向节臂连接在一起，转向节臂和转向节焊接在一起。

图10-6　奥迪轿车转向器及转向传动机构

当汽车转向时，转向齿条横向移动，使左、右横拉杆一个受压、一个受拉，随转向齿条移动，则横拉杆通过球头铰接带动左、右转向节臂及转向节绕主销转动，从而使转向轮偏转一定的角度。

随堂测试

1.机械转向系由________、________和________三大部分组成。

2.汽车转向操纵机构主要由________、________及________等组成。

3.转向器是转向系中的________传动装置，其功用是将驾驶员加在转向盘上的力矩________，并减小转速，传给转向传动机构。

4.常见的转向器有________式和________式两种。

5.转向传动机构的功用是将________输出的力和运动传到转向桥两侧的________，使两侧转向轮偏转，并且使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________尽可能小。

任务实施

任务工单