轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝調(diào)主講：

1（一）概述

1．轉(zhuǎn)向中心汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，要求所有車輪的軸線都相交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)稱為汽車的轉(zhuǎn)向中心，如圖3-118所示。汽車轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角β大于外轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角α。假設(shè)車輪為剛體，內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角滿足下面關(guān)系式：cotα=cotβ+B/L式中，B為兩側(cè)主銷軸線與地面交點(diǎn)之間的距離，也稱輪距。L為汽車軸距。1（一）概述

2．最小轉(zhuǎn)彎半徑由轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離R稱為汽車的轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值αmax時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑R為最小值Rmin。理想狀態(tài)下，最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與αmax的關(guān)系為：Rmin=L/sinαmax汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑越小，汽車轉(zhuǎn)向時(shí)所需的場地越小，其機(jī)動(dòng)性就越好。（一）概述

3．轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比是指轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比iω。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比iω1稱為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)角增量與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角相應(yīng)增量之比iω2稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中：iω=iω1

iω2對于一般汽車來說，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比iω2多為1左右，所以轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iω主要由轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω2決定。轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iω越大，駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤越省力，但轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)越不靈敏。所以選取轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iω時(shí)要兼顧轉(zhuǎn)向省力和轉(zhuǎn)向靈敏的要求。一般轎車的轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iω為12～20，載貨汽車的轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比iω為16～22。（一）概述

4．轉(zhuǎn)向盤自由行程轉(zhuǎn)向盤自由行程是指轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向輪還未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向盤空轉(zhuǎn)階段中的角行程。轉(zhuǎn)向盤自由行程對于緩和路面沖擊，使駕駛員操縱柔和，防止駕駛員過度緊張等是有利的。但不宜過大，以免影響轉(zhuǎn)向靈敏性和產(chǎn)生轉(zhuǎn)向搖擺現(xiàn)象。（一）概述

5．轉(zhuǎn)向梯形由前軸、轉(zhuǎn)向橫拉桿以及左、右梯形臂組成的梯形稱為轉(zhuǎn)向梯形，如圖所示。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系是以人的體力作為轉(zhuǎn)向動(dòng)力，并且所有傳動(dòng)件都是機(jī)械機(jī)構(gòu)，主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成，如圖所示。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系

1．轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向管柱等組成（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系

2．轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器的作用是將駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的力矩放大，并降低速度后傳給轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。較常用的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式、循環(huán)球式和蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器。齒輪齒條式循環(huán)球式蝸桿曲柄指銷式（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系（1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條、轉(zhuǎn)向器殼體和預(yù)緊力調(diào)整裝置等組成，如圖所示。轉(zhuǎn)向齒條通過軸承支承在殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)向齒輪的一端與轉(zhuǎn)向軸連接，將駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱力輸入，另一端與轉(zhuǎn)向齒條嚙合，形成一對傳動(dòng)副。為保證齒輪齒條無間隙嚙合，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器還設(shè)有預(yù)緊力調(diào)整裝置。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、工作可靠、使用壽命長和不需要調(diào)整齒輪齒條的間隙等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系（2）循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一般由兩級傳動(dòng)副，第一級是螺桿螺母傳動(dòng)副，第二級是齒條齒扇傳動(dòng)副或滑塊曲柄銷傳動(dòng)副。轉(zhuǎn)向螺母既是第一級傳動(dòng)副的從動(dòng)件，又是第二級傳動(dòng)副的主動(dòng)件。螺桿螺母傳動(dòng)副齒條齒扇傳動(dòng)副（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向螺桿、滾珠、轉(zhuǎn)向螺母、扇形齒輪軸和轉(zhuǎn)向器殼體等部件組成，如圖所示。滾珠放置在螺母與螺桿之間的密閉管路內(nèi)，將螺母螺桿之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇^小的滾動(dòng)摩擦。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)向螺桿旋轉(zhuǎn)，通過滾珠將力傳遞給轉(zhuǎn)向螺母，使轉(zhuǎn)向螺母沿軸向移動(dòng)，從而通過螺母外部的齒條帶動(dòng)扇形齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，扇形齒輪軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器具有較高的傳動(dòng)效率，操縱輕便舒適，機(jī)械部件的磨損較小，使用壽命相對較長，廣泛應(yīng)用在載貨汽車上。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系（3）蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器以轉(zhuǎn)向蝸桿為主動(dòng)件，以裝在搖臂軸曲柄端部的指銷為從動(dòng)件。轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與之嚙合的指銷即繞轉(zhuǎn)向搖臂軸軸線做圓弧運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系3．轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力矩放大后傳遞到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度按一定關(guān)系變化，實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向行駛。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成與布置形式取決于轉(zhuǎn)向器的位置和轉(zhuǎn)向輪懸架的類型。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系1）與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向橫拉桿和兩個(gè)梯形臂組成。布置形式有3種：前橋僅作為轉(zhuǎn)向橋時(shí)，轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之后，這種布置形式稱為后置式，如圖（a）所示。發(fā)動(dòng)機(jī)位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼作驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，為避免運(yùn)動(dòng)干涉，通常將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋之前，這種布置形式稱為前置式，如圖（b）所示。轉(zhuǎn)向搖臂在與道路平行的面內(nèi)左右搖擺時(shí)，可將轉(zhuǎn)向直拉桿橫置，借助球頭銷直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿，推動(dòng)兩側(cè)梯形臂轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖（c）所示。2）與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向輪可以相對于車架單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式的，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或三段，轉(zhuǎn)向搖臂在平行于路面的平面上擺動(dòng)，直接帶動(dòng)或通過轉(zhuǎn)向直拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向梯形運(yùn)動(dòng)，如圖所示。（二）機(jī)械轉(zhuǎn)向系（三）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是指在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置，轉(zhuǎn)向動(dòng)力來自駕駛員的體力和發(fā)動(dòng)機(jī)（或發(fā)電機(jī)），其中發(fā)動(dòng)機(jī)（或發(fā)電機(jī)）占主要部分。電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系根據(jù)動(dòng)力源不同，可以分為：液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系（三）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系1．液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系液壓式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上增設(shè)了液壓動(dòng)力裝置和電子控制系統(tǒng)等，如圖所示。電控單元根據(jù)檢測到的車速信號，控制電磁閥，使轉(zhuǎn)向動(dòng)力放大數(shù)倍后實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力要求。（三）動(dòng)力轉(zhuǎn)向系

2．電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系電動(dòng)式電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是直接依靠電動(dòng)機(jī)提供輔助轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力，只需要控制電動(dòng)機(jī)電流的方向和幅值，不需要復(fù)雜的控制機(jī)構(gòu)。該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)矩傳感器、電控單元、電動(dòng)機(jī)、車速傳感器和減速器等組成，如圖所示。當(dāng)操縱轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測出轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)向力矩信號，該信號與車速信號同時(shí)輸送到電控單元。電控單元根據(jù)輸入的這些信號，確定助力轉(zhuǎn)矩的大小和方向，即選定電動(dòng)機(jī)電流的大小和方向，調(diào)整轉(zhuǎn)向輔助力的大小。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，傳遞給轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最佳的轉(zhuǎn)向助力控制。（四）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四輪轉(zhuǎn)向是指汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪與前輪一起參與轉(zhuǎn)向，作用是提高車輛的機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性。

1．四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由前轉(zhuǎn)向主動(dòng)齒輪、連接軸、前（后）轉(zhuǎn)向橫拉桿、驅(qū)動(dòng)小齒輪、扇形齒輪、轉(zhuǎn)向軸、連接桿、變換器和車速傳感器等組成，如圖所示。前、后轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過連接軸連接在一起。轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給前輪轉(zhuǎn)向器中的齒條，齒條帶動(dòng)前轉(zhuǎn)向橫拉桿左右移動(dòng)，使前輪轉(zhuǎn)向。同時(shí)使前轉(zhuǎn)向器的主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過連接軸將動(dòng)力傳遞給后轉(zhuǎn)向器。（四）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（1）轉(zhuǎn)向軸后轉(zhuǎn)向器中的轉(zhuǎn)向軸為一個(gè)大軸承，其外圈與扇形齒輪成為一體，可以繞轉(zhuǎn)向軸左右轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)圈與連接桿突出的的偏心軸相連。連接桿由變換器中的主電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)中心正反向運(yùn)動(dòng)，并使偏心軸在轉(zhuǎn)向軸內(nèi)上下旋轉(zhuǎn)約55°。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤通過連接軸使驅(qū)動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)扇形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，扇形齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸通過偏心軸使連接桿左右移動(dòng)，連接桿帶動(dòng)后轉(zhuǎn)向橫拉桿以及后轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向。（四）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（2）變換器變換器主要由主電動(dòng)機(jī)、輔助電動(dòng)機(jī)、行星齒輪以及使連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿等組成，如圖所示。主電動(dòng)機(jī)輸出軸與行星齒輪機(jī)構(gòu)中行星齒輪相連，輔助電動(dòng)機(jī)輸出軸與太陽輪相連，齒圈為變換器輸出軸。一般情況下，主電動(dòng)機(jī)工作，輔助電動(dòng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。通常太陽輪固定，與主電動(dòng)機(jī)相連的行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，即行星齒輪一邊隨著太陽輪公轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，使變換器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主電動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，行星齒輪則為中間惰輪，只自轉(zhuǎn)不公轉(zhuǎn)，并將輔助電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給齒圈，帶動(dòng)連接桿同向轉(zhuǎn)動(dòng)。（四）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2．四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向特性（1）低速時(shí)的轉(zhuǎn)向特性汽車低速轉(zhuǎn)向時(shí)，各車輪上幾乎不產(chǎn)生向心力，汽車以四個(gè)車輪前進(jìn)方向垂線的交點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)向。對于前輪轉(zhuǎn)向的汽車，轉(zhuǎn)向中心大致在后軸的延長線上，如圖（a）所示。對于四輪轉(zhuǎn)向的汽車，此時(shí)后輪逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向中心比前輪轉(zhuǎn)向的汽車超前并靠近車身，如圖（b）所示。低速轉(zhuǎn)向時(shí)，在前輪轉(zhuǎn)向角相同的情況下，四輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向半徑小，內(nèi)輪差也更小，轉(zhuǎn)向特性好。（四）四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（2）高速時(shí)的轉(zhuǎn)向特性汽車的轉(zhuǎn)向特性由車輛的質(zhì)心點(diǎn)繞轉(zhuǎn)向中心的公轉(zhuǎn)和車體繞自身質(zhì)心點(diǎn)的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)合成。理想的高速轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是盡可能的使車身方向和前進(jìn)方向一致。對于前輪轉(zhuǎn)向的汽車，高速轉(zhuǎn)向時(shí)，前輪產(chǎn)生側(cè)偏角，且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向心力使車體發(fā)生自轉(zhuǎn)。