汽车构造:转向原理及要求

1.汽车转向的几何物理条件

为使汽车实现车轮无侧滑的转向，车轮的偏转必须满足阿克曼特性，即在汽车前轮定位角都等于零、行驶系统为刚性、汽车行驶过程中无侧向力的前提下，整个转向过程中全部车轮必须围绕同一瞬时中心相对于地面作圆周滚动，例如对于如图3-131转向原理示意图中左图所示两轮转向情况，设前内轮偏转角为β，前外轮偏转角为α，当汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即（稳定转向的必要条件是：α＜β；β＜90°）所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。两侧转向轮偏转角之间的理想关系应满足阿克曼转向特性公式：

cotα-cotβ=B/L（由图中几何关系得出）

式中 B——两侧转向轮主销轴线与地面相交点之间的距离；

L——汽车轴距。如果是多轴汽车转向，转向轮转角间的关系与双轴汽车基本相同。

图3-131 转向原理示意图

2.转向系统的基本技术参数要素

（1）转向器角传动比 转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比i_ω1称为转向器角传动比。

（2）转向传动机构角传动比 转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比i_ω2称为转向传动机构角传动比。

（3）转向系统角传动比 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比i_ω为转向系统角传动比。

i_ω=i_ω1i_ω2

（4）转向系统的力传动比 两个转向轮受到的转向阻力与驾驶人作用在转向盘上的手力之比i_p称为转向系统的力传动比，它与角传动比i_ω成正比。

转向盘的自由行程：转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘的自由行程。转向盘的自由行程有利于缓和路面冲击，避免驾驶人过度紧张，但不宜过大，否则将使转向灵敏性下降。(www.xing528.com)

3.对转向器的工作要求

为了保证汽车行驶的稳定性，汽车转向器在工作时应满足如下要求：

1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时针方向旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。

2）汽车转向行驶后，在驾驶人松开转向盘的情况下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。

3）汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生振动，转向盘没有摆动。

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。

5）保证汽车有较高的机动性，具有快速和小转弯能力。

6）操纵轻便。

7）转向轮碰到障碍物以后，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的变形而后移时，转向系应有能使驾驶人免遭或减轻伤害的防伤装置（装安全气囊）。

10）保证转向盘与转向轮转动方向一致。