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汽车转向系统工作原理
汽车转向系统是车辆行驶中至关重要的一部分,它的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. 转向传感器:在车辆转向系统中,转向传感器起到了关键作用。
它通过感知司机的转向动作并将其转化为电信号,传递给转向控制单元。
2. 转向控制单元:转向控制单元接收到来自转向传感器的电信号后,会计算出车辆应该进行的转向角度,并将这个角度信号传递给转向执行器。
3. 转向执行器:转向执行器根据转向控制单元传递的信号来完成具体的转向动作。
在大多数汽车中,转向执行器通常是液压助力转向系统或电动助力转向系统。
4. 液压助力转向系统:在液压助力转向系统中,转向执行器包括一个液压泵、液压缸和减压阀等组件。
当转向控制单元传递转向角度信号后,液压泵会产生压力,使液压缸工作,然后通过减压阀将液压力传递给转向系统,从而实现对车轮的转向。
5. 电动助力转向系统:在电动助力转向系统中,转向执行器由一个电机和一个转向齿轮组成。
当转向控制单元传递转向角度信号后,电机会根据信号的大小和方向来转动转向齿轮,从而实现对车轮的转向。
总的来说,汽车转向系统的工作原理是将司机的转向动作通过
转向传感器转化为电信号,然后由转向控制单元计算转向角度,并通过转向执行器实现对车轮的转向。
不同的转向执行器可以是液压助力转向系统或电动助力转向系统,它们分别通过液压力或电力来帮助实现转向动作。
转向系统结构及⼯作原理图⽂详解1.机械转向系统机械转向系统的结构如下图所⽰:转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。
转向系统的可以⼤致分为三个部分:转向操纵机构,转向器,转向传动机构。
转向器是整个转向系统中的核⼼部件,作⽤是放⼤驾驶员传递的⼒并同时改变⼒的传递⽅向,常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等,如上图右侧图所⽰。
转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、杆件的总称,作⽤是把转向器输出的⼒传递到转向节上,从⽽实现转向轮的转向,同时让转向轮之间的转⾓遵循⼀定的规律,保证轮胎和地⾯之间的相对滑动控制在最低程度。
总体⽽⾔,在原理上,机械转向系统的结构是⽤纯⼈⼒驱动各种机械结构的组合,通过将⼈⼒放⼤、变向等步骤来操纵轮胎的转动,这种系统的特点是:结构简单,可靠性强,但使⽤相当费⼒,稳定性、精确性、安全性⽆法保证。
2.机械液压助⼒转向系统机械液压助⼒系统的主要组成有液压泵、油管、压⼒流体控制阀、V型传动⽪带、储油罐等。
该助⼒转向⽅式是将⼀部分的发动机动⼒输出转化成液压泵压⼒,对转向系统施加辅助作⽤⼒,从⽽使轮胎转向。
根据系统内液流⽅式的不同可以分为常压式液压助⼒和常流式液压助⼒。
常压式液压助⼒系统的特点是⽆论⽅向盘处于正中位置还是转向位置,⽅向盘保持静⽌还是在转动,系统管路中的油液总是保持⾼压状态。
常流式液压转向助⼒系统的转向油泵虽然始终⼯作,但液压助⼒系统不⼯作时,油泵处于空转状态,管路的负荷要⽐常压式⼩。
现在⼤多数液压转向助⼒系统都采⽤常流式。
不管哪种⽅式,转向油泵都是必备部件,它可以将输⼊的发动机机械能转化为油液的压⼒。
由于依靠发动机动⼒来驱动油泵,能耗较⾼,车辆的⾏驶动⼒⽆形中就被消耗⼀部分。
液压系统的管路结构复杂,各种控制油液的阀门数量繁多,后期需要保养维护成本;整套油路经常保持⾼压状态,使⽤寿命也受到影响,这些都是机械液压助⼒转向系统的缺点。
优点是⽅向盘与转向轮之间全部是机械部件连接,操控精准,路感直接,信息反馈丰富;液压泵由发动机驱动,转向动⼒充沛,⼤⼩车辆都适⽤;技术成熟,可靠性⾼,平均制造成本低。
简述汽车转向系统的工作原理一、引言汽车转向系统是汽车的重要组成部分之一,它负责控制车辆的方向,使车辆能够按照驾驶员的意愿行驶。
本文将详细介绍汽车转向系统的工作原理。
二、汽车转向系统的组成部分汽车转向系统主要由以下几个部分组成:1. 转向盘:驾驶员通过转动转向盘来控制车辆的方向。
2. 转向柱:将转向盘上的旋转运动传递给转向齿轮。
3. 转向齿轮:将驾驶员通过转向柱传递过来的旋转运动,变为左右方向的运动。
4. 驱动轴:将左右方向的运动传递给前轮或后轮。
5. 车轮:根据驱动轴传递过来的力量,控制车辆行进方向。
三、液压式汽车转向系统工作原理液压式汽车转向系统是目前应用最广泛的一种。
它主要由以下几个部分组成:1. 动力源:通常是发动机带动液压泵工作,产生高压油液。
2. 油箱:存储液压油液。
3. 液压泵:将动力源产生的高压油液推送到转向器中。
4. 转向器:将高压油液转换为力矩,控制车辆的方向。
5. 液压缸:接收转向器传来的力矩,将其转化为车轮的左右方向运动。
6. 液压管路:连接以上各部分,传递高压油液。
具体工作原理如下:1. 驾驶员通过转动转向盘,让转向柱旋转。
2. 转向柱带动转向齿轮旋转,使得液压泵开始工作。
3. 液压泵产生高压油液,并将其推送到转向器中。
4. 转向器接收到高压油液后,将其转换为力矩,并传递给液压缸。
5. 液压缸接收到力矩后,将其转化为车轮的左右方向运动,从而改变车辆行进方向。
6. 当驾驶员停止操作时,液体回流至油箱中。
四、电动式汽车转向系统工作原理电动式汽车转向系统是近年来新兴的一种转向系统,它主要由以下几个部分组成:1. 电机:产生动力,控制车辆的方向。
2. 电池:为电机提供能量。
3. 控制器:控制电机的运转。
4. 方向盘角度传感器:检测驾驶员对方向盘的旋转角度。
5. 电动助力转向器:接收控制器的指令,将其转化为力矩,控制车辆的方向。
具体工作原理如下:1. 驾驶员通过转动转向盘,让方向盘角度传感器检测到旋转角度,并将其传递给控制器。
转向系总结转向系⼀. 转向系概述⼆. 转向操纵机构三. 转向器四. 转向传动机构五. 助⼒转向系统⼀. 转向系概述1.1转向系的功⽤、组成及⼯作原理1.1.1 转向系的功⽤定义:⽤来改变和恢复汽车⾏驶⽅向的专设机构成为转向系1.1.2 转向系的组成机械转向系统⼀般由转向操纵机构、转向器和转向传动装置三部分组成,⼀般动⼒转向系统除上述装置外还包括转向助⼒装置。
1.1.2.1 转向操纵机构位于转向器之前、供驾驶员进⾏转向操纵的⼯作机构。
它由转向盘1、转向轴2、⽀承转向轴的转向柱管、转向传动轴4及万向节3等零件组成。
1.1.2.2 转向器作为放⼤驾驶员的转向⼒及改变转向动作⽅向的装置,转向器将转向盘的转动变为转向齿条的直线运动或者转向摇臂的摆动。
由于其⾓传动⽐较⼤,且要求有⼀定的可逆性,转向器是⼀种特殊的减速机构。
1.1.2.3 转向传动装置将转向摇臂6输出的⼒和运动经转向直拉杆7、转向节臂8传⾄左转向节9,再由左梯形臂10、转向横拉杆11、右梯形臂12传⾄右转向节13,⽽左右车轮各⾃装在⾃⾝的转向节上,从⽽使左右转向轮发⽣偏转。
1.1.2.4 转向系⾓传动⽐转向系⾓传动⽐——转向盘转⾓增量与同侧转向节相应转⾓增量之⽐,它是转向器⾓传动⽐和转向传动机构⾓传动⽐之积。
转向传动机构的⾓传动⽐⼀般在1左右,因此转向系的⾓传动⽐主要由转向器⾓传动⽐确定。
⽬前,汽车转向系的⾓传动⽐约为14~28,轿车⼀般偏⼩,载货汽车偏⼤。
相应的,转向盘转动总圈数为3~6圈。
1.1.2.5 转向盘⾃由⾏程转向盘⾃由⾏程指转向盘在空转阶段的⾓⾏程,由转向系统中所有传动副间存在的间隙造成的。
⾃由⾏程是为了缓和路⾯冲击、避免驾驶员过度紧张。
⼀边汽车从中间位置向左右任意⽅向的⾃由⾏程⼤约为10度,当转向系统的零部件磨损到转向盘的⾃由⾏程达到25度时,则必须进⾏调整。
1.2. 转向系的要求转向系是保证汽车安全⾏驶的重要装置之⼀,因此要求它⼯作可靠;操纵轻便、灵活;汽车转弯⾏驶时,所有车轮应绕同⼀个瞬时中⼼旋转,任何车轮不应有侧滑;汽车转向⾏驶后,在驾驶员松开转向盘的条件下,转向轮应能⾃动回到直线⾏驶位置,并稳定⾏驶;汽车在任何⾏驶状态下,转向轮不得产⽣⾃激振动,转向盘没有摆动;转向机构还应能减缓路⾯通过转向轮传到转向盘上的冲击,同时⼜要使驾驶员通过转向盘能感觉到转向过程中车轮与地⾯之间的运动情况即获得适当的“路感”;转向轮和转向盘的转动⽅向应该⼀致;当汽车发⽣碰撞时,转向系统各装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。
汽车转向系统用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。
汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。
汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要。
类型汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。
完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。
借助动力来操纵的转向系统称之为动力转向系统。
动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
机械转向系统简介机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。
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。
(1)转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成,它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
(2) 转向器转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。
目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。
我们主要介绍前几种。
1)齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器是利用齿轮的旋转带动齿条左右移动。
齿轮齿条式转向器主要应用于轿车,原因有两点:齿轮齿条转向器布置方便,从齿条两端加两个转向拉杆和相应的球头即可控制转向节摆转;需要转向助力时,无论是液压助力还是电动助力,助力系统容易和转向器融合;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。
两端输出的齿轮齿条式转向器,作为传动副主动件的转向齿轮轴通过轴承和安装在转向器壳体中,上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。
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。
弹簧通过压块将齿条压靠在齿轮上,保证无间隙啮合。
弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。
当转动转向盘时,转向器齿轮转动,使与之啮合的齿条沿轴向移动,从而使左右横拉杆带动转向节左右转动,使转向车轮偏转,从而实现汽车转向。
一转向系统概述汽车上用来改变或恢复其行驶方向的专设机构称为汽车转向系统。
1. 转向系统的基本组成(1)转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
(2)转向器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方向。
(3)转向传动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。
2. 转向系统的类型及工作原理按转向能源的不同,转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。
(1)机械转向系统以驾驶员的体力(手力)作为转向能源的转向系统,其中所有传力件都是机械的。
图d-zx-17是一种机械式转向系统。
需要转向时,驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。
该力矩通过转向轴2输入转向器8。
从转向盘到转向传动轴这一系列部件和零件即属于转向操纵机构。
作为减速传动装置的转向器中有1、2级减速传动副(右图所示转向系统中的转向器为单级减速传动副)。
经转向器放大后的力和减速后的运动传到转向横拉杆6,再传给固定于转向节3上的转向节臂5,使转向节和它所支承的转向轮偏转,从而改变了汽车的行驶方向。
这里,转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。
l.转向盘2.安全转向轴3.转向节4.转向轮5.转向节臂6.转向横拉杆7.转向减振器8.机械转向器2)动力转向系统兼用驾驶员体力和发动机(或电机)的动力为转向能源的转向系统,它是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。
图d-zx-18为一种液压式动力转向系统示意图。
其中属于转向加力装置的部件是:转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸等。
当驾驶员转动转向盘1时,转向摇臂9摆动,通过转向直拉杆11、横拉杆8、转向节臂7,使转向轮偏转,从而改变汽车的行驶方向。
1.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆9.转向摇臂10.整体式转向器11.转向直拉杆12.转向减振器与此同时,转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动,使转向动力缸产生液压作用力,帮助驾驶员转向操纵。