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1 概述 1. 汽车转向系的功用 汽车转向系的功用： 改变和保持汽车的行驶方向 。. 汽车转向系. 尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括 转向操纵机构、转向器和转向传动机构 三个基本组成部分。. 2. 汽车转向系的基本组成. 驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由 转向盘、转向轴、转向管柱 等组成。. (1) 转向操纵机构. 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构 。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动力向。. (2) 转向器.
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1概述 1.汽车转向系的功用 汽车转向系的功用： 改变和保持汽车的行驶方向。 汽车转向系
尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。尽管现代汽车转向系的结构形式多种多样，但都包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构三个基本组成部分。 2.汽车转向系的基本组成
将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动力向。将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动力向。 (2)转向器
将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。 (3)转向传动机构
(1)机械转向系 图14.l 机械转向系示意图
转向器 转向万向节 转向轴 转向盘 转向传动轴 转向摇臂 转向直拉杆 转向节臂 转向节 梯形臂 横拉杆 转向梯形
兼用驾驶员体力和发动机（或电机）的动力为转向动力的转向系。它是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。兼用驾驶员体力和发动机（或电机）的动力为转向动力的转向系。它是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。在正常情况下，汽车转向所需能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过转向加力装置提供的。但在转向加力装置失效时，一般还能由驾驶员独立承担汽车转向任务。 (2)动力转向系
转向油罐 转向油泵 机械转向器 转向摇臂 转向拉杆 转向动力缸 转向控制阀 转向横拉杆 转向节 梯形臂
(1)两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快磨损，要求在汽车转向时，所有车轮均作纯滚动。显然，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时方能实现。此交点O称为转向中心（图14-3）。 4.汽车转向系的基本参数与概念
图14.3 双轴汽车转向时理想的两侧转向轮偏转角的关系
转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比iω1称为转向器角传动比。转向盘的转角增量与转向摇臂转角的相应增量之比iω1称为转向器角传动比。 转向摇臂转角增量与转向盘同侧的转向节的转角相应增量之比iω2称为转向传动机构角传动比。 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比则为转向系角传动比，以iω表示。显然iω＝iω1 iω2。 (2)转向系角传动比
转向系角传动比iω愈大，则为了克服一定的地面转向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便愈小，从而在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘上的手力也愈小。但iω过大，将导致转向操纵不够灵敏，即为了得到一定的转向节偏转角所需的转向盘转角过大。所以，选取iω时应适当兼顾省力和转向灵敏的要求。转向系角传动比iω愈大，则为了克服一定的地面转向阻力矩所需的转向盘上的转向力矩便愈小，从而在转向盘直径一定时，驾驶员应加于转向盘上的手力也愈小。但iω过大，将导致转向操纵不够灵敏，即为了得到一定的转向节偏转角所需的转向盘转角过大。所以，选取iω时应适当兼顾省力和转向灵敏的要求。
转向传动机构角传动iω2的数值较小，对于一般汽车而言，iω2大约为1。在转向过程中，iω2虽然会随转向节转角不同而有所变化，但一般说来，变化幅度不大。转向器角传动比iω1，货车的约为16～32，轿车的约为12～20。由此可知，转向系角传动比iω主要取决于转向器角传动比iω1。有些转向器的iω1是常数，有些则是可变的。转向传动机构角传动iω2的数值较小，对于一般汽车而言，iω2大约为1。在转向过程中，iω2虽然会随转向节转角不同而有所变化，但一般说来，变化幅度不大。转向器角传动比iω1，货车的约为16～32，轿车的约为12～20。由此可知，转向系角传动比iω主要取决于转向器角传动比iω1。有些转向器的iω1是常数，有些则是可变的。
机械转向系同时满足转向省力和转向灵敏要求的程度是很有限的。因此普遍采用动力转向系已成为中型以上的货车和中级以上的轿车转向系的发展趋势。机械转向系同时满足转向省力和转向灵敏要求的程度是很有限的。因此普遍采用动力转向系已成为中型以上的货车和中级以上的轿车转向系的发展趋势。
2.1转向器 1．转向器的功用 转向器的功用是将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂的摆动，降低传动速度，增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。 2 转向器及转向操纵机构
按照向动力源的不同分为机械转向器和动力转向器。其中机械转向器的结构形式很多，通常按转向器中传动副的结构形式分类。常用的转向器有以下几种：齿轮齿条式、循环球式和蜗杆曲柄指销式等几种。 2. 转向器的类型
转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。当功率由转向盘输入，从转向摇臂输出时，所求得的传动效率称为正效率，反之则称为逆效率。转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。当功率由转向盘输入，从转向摇臂输出时，所求得的传动效率称为正效率，反之则称为逆效率。 由于转向系各传动件之间都存在着装配间隙，而且这些间隙将随零件的磨损而增大，因此在一定的范围内转动转向盘时，转向节并不立即同步转动，而是在消除这些间隙并克服机件的弹性变形后，才作相应的转动，即转向盘有一空转过程。转向盘为消除间隙、克服弹性变形所空转过的角度称为转向盘自由行程。 3．转向器的传动效率与转向盘的自由行程
转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过度紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。一般规定，转向盘从直行中间位置向任一方向的自由行程不超过10°～15°。当零件磨损到使转向盘的自由行程超过25°～30°时，必须进行调整。转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免驾驶员过度紧张是有利的，但过大的自由行程会影响转向灵敏性。一般规定，转向盘从直行中间位置向任一方向的自由行程不超过10°～15°。当零件磨损到使转向盘的自由行程超过25°～30°时，必须进行调整。 通常是通过调整转向器传动副的啮合间隙来调整转向盘自由行程。
（1）齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。 4．机械转向器的结构与原理
采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需转向摇臂和转向直拉杆等），齿轮齿条无间隙啮合无须调整，而且逆传动效率很高，故多用于前轮为独立悬架的轿车和微型及轻型货车上。例如奥迪、捷达、桑塔纳和夏利等轿车，部分微型货车以及南京依维柯轻型货车等，都采用了齿轮齿条式转向器。采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需转向摇臂和转向直拉杆等），齿轮齿条无间隙啮合无须调整，而且逆传动效率很高，故多用于前轮为独立悬架的轿车和微型及轻型货车上。例如奥迪、捷达、桑塔纳和夏利等轿车，部分微型货车以及南京依维柯轻型货车等，都采用了齿轮齿条式转向器。
如图14-6所示为解放CA1091型汽车的循环球式转向器。如图14-6所示为解放CA1091型汽车的循环球式转向器。 （2）循环球式转向器
循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一。它由两级传动副组成，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。循环球式转向器是目前国内外应用最广泛的结构型式之一。它由两级传动副组成，第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。
循环球式转向器 结构： 第一级螺杆螺母传动副 第二级齿条齿扇传动副
循环球式转向器工作过程 特点：正传动效率很高，操纵轻便，使用寿命长。但逆效率也高，容易将路面冲击力传到转向盘上。
（3）蜗杆曲柄指销式转向器 图14.7 蜗杆曲柄指销式转向器
如图14.8所示为东风EQ1090E型汽车转向操纵机构与转向器布置图。转向操纵机构包括转向盘1、转向柱管2、转向轴15、上万向节8、下万向节11和转向传动轴9等。转向柱管2中部用橡胶垫3和半圆形冲压支架4固定在驾驶室前围板上，下端插入铸铁支座5的孔中。支座5则固定在转向操纵机构支架6上。 14.2.2 转向操纵机构
图14.8 东风EQ1090E型汽车转向操纵机构与转向器布置图
为了保证转向器摇臂轴在中间位置时，从转向摇臂13起始的全套转向传动机构也处于中间位置，在摇臂轴的外端面和转向摇臂上孔外端面上各刻印有短线，作为装配标记。装配时，应将两个零件上的标记短线对齐。为了保证转向器摇臂轴在中间位置时，从转向摇臂13起始的全套转向传动机构也处于中间位置，在摇臂轴的外端面和转向摇臂上孔外端面上各刻印有短线，作为装配标记。装配时，应将两个零件上的标记短线对齐。
包括我国在内的大多数国家都规定车辆右侧通行，相应地应将转向盘安置在驾驶室左侧，这样，驾驶员的左方视野较广阔，有利于两车安全交会。相反，在一些规定车辆左侧通行的国家使用的汽车上，转向盘则应安置在驾驶室右侧。 1.转向盘
转向盘的构造如图14.9所示，它主要由轮毂3、轮辐2和轮圈1等组成。轮辐2和轮圈1的心部有钢、铝或镁合金制的骨架，外表通过注塑方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶，以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。转向盘与转向轴一般是通过花键或带锥度的细花键连接，端部通过螺母轴向压紧固定。
汽车喇叭开关一般装在转向盘上，可以随转向盘相对车身转动，而与喇叭连接的导线固定在车身和转向管柱上，不能旋转。因此，与喇叭连接的导线必须与转向盘的旋转部分进行电气连接。汽车喇叭开关一般装在转向盘上，可以随转向盘相对车身转动，而与喇叭连接的导线固定在车身和转向管柱上，不能旋转。因此，与喇叭连接的导线必须与转向盘的旋转部分进行电气连接。
转向轴是将驾驶员作用于转向盘的转向操纵力传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部装有转向器。转向轴与转向器连接的方式有两种：一种是与转向器的输入轴直接连接，另一种是通过十字轴万向节或者挠性万向节间接与转向器的输入轴相连接。 2．转向轴
现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转向盘工作角度（即转向轴的传动方向）和转向盘的高度（即转向轴轴向长度）的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。现代汽车的转向轴除装有柔性万向节外，有的还装有能改变转向盘工作角度（即转向轴的传动方向）和转向盘的高度（即转向轴轴向长度）的机构，以方便不同体型驾驶员的操纵。
1.可分离式安全转向操纵机构 如图14-15所示为奥迪轿车的转向操纵机构。此类转向操纵机构的转向管柱分为上下两段，当发生撞车时，上下两段相互分离或相互滑动，从而有效地防止转向盘对驾驶员的伤害。但这种转向操纵机构本身不包含有吸能装置。正常行驶时，上、下转向轴2和3通过销钉5配合来传递转向力矩；当撞车时，上、下转向轴及时分开，避免了转向盘随车身后移，从而保证了驾驶员的安全。桑塔纳轿车、红旗轿车的转向操纵机构与此类似。 3 安全转向操纵机构
