单元八汽车转向系8.1概述8.1.1转向系的功用、类型、组成及工作过程1．功用1）功用：汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向。定义：当汽车需要改变行驶方向时，必须使转向轮绕主销轴线偏转一定角度，直到新的行驶方向符合驾驶员的要求时，再将转向轮恢复到直线行驶位置。这种由驾驶员操纵，转向轮偏转和回位的一整套机构，称为汽车转向系。2.类型、组成及系统的工作过程1）分类汽车转向系按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。2）基本组成机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源。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，图8-1为其一般布置情况示意图。图8-1机械转向系示意图3.系统工作过程汽车转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、万向节和转向传动轴，将转向力矩输入转向器。从转向盘到转向传动轴这一系列部件即属于转向操纵机构。转向器中有1～2级啮合传动副，具有减速增力作用。经转向器减速后的运动和增大后的力矩传到转向摇臂，再通过转向直拉杆传给固定于左转向节上的转向节臂使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转。左、右梯形臂的一端分别固定在左、右转向节上，另一端则与转向横拉杆作球铰链连接。当左转向节偏转时，经梯形臂、横拉杆和梯形臂的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转相应的角度。转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、梯形臂和转向横拉杆总称为转向传动机构。梯形臂，以及转向横拉杆和前轴构成转向梯形，其作用是在汽车转向时，使内、外转向轮按一定的规律进行偏转。4.动力转向系动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力作为转向能源的转向系。动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力器而构成的。图8-2为一种液压式动力转向系示意图。其中，转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸为构成转向加力器的各部件。图8-2动力转向系示意图采用动力转向系的汽车，在正常情况下转向时，驾驶员操纵机械转向系一方面提供转向所需的一小部分能量，另一方面则同时带动转向加力器工作，由发动机通过转向加力器提供转向所需的大部分能量。在转向加力器失效时，一般还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。8.1.2转向系角传动比、转向时车轮运动规律1．转向系角传动比转向盘的转角与安装在转向盘同侧的转向车轮偏转角的比值，称为转向系角传动比，常用iW表示。2．转向时车轮运动规律汽车转向时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不相等的。对于一般汽车而言，后桥左右两侧的驱动轮由于差速器的作用，能够以不同的转速滚过不同的距离。但前桥左右两侧的转向轮要滚过不同的距离，必然引起车轮沿路面边滚动边滑动，致使转向时的行驶阻力增大，轮胎磨损增加。为了避免这种现象，要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。显然，这只有在转向时，所有车轮的轴线都交于一点方能实现。此交点O称为汽车的转向中心（图8-3）。由图可见，汽车转向时内侧转向轮偏转角β大于外侧转向轮偏转角α。α与β的关系是：ctgα=ctgβ+B/L式中：B—两侧主销中心距（略小于转向轮轮距）；L—汽车轴距。这一关系是由转向梯形保证的，故上式也称为转向梯形理论特性关系式。迄今为止，所有汽车转向梯形的设计实际上都只能保证在一定的车轮偏转角范围内使两侧车轮偏转角大体上接近以上关系式。从转向中心O到外侧转向轮与地面接触点的距离R称为汽车转弯半径。转弯半径R愈小，则汽车转向所需场地就愈小，汽车的机动性也愈好。当外侧转向轮偏转角达到最大值αmax时，转弯半径R最小。汽车内侧转向轮的最大偏转角一般在35°～42°之间。载货车的最小转弯半径一般约为7m～13m。图8-3双轴汽车转向示意图三轴汽车转向时，与上述情况类似。图8-4前桥转向的三轴汽车转向示意图对于只用前桥转向的三轴汽车，由于中桥和后桥车轮的轴线总是平行的，故不存在理想的转向中心。它是用一根与中、后轮轴线等距的假想平行线CD与前轮轴线交于O点，如图8-4所示，转向时所有车轮均绕O点滚动。在这种情况下，只有前轮作纯滚动，而中、后桥车轮在滚动的同时还伴有轻微的滑动。8.2机械转向器8.2．1转向器的功用、类型、传动效率及转向盘自由...
