第五章 汽车转向系设计
转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之
间有协调的转角关系。
机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有
些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统
来减轻驾驶员的手力。
对转向系提出的要求有：
1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，这项要求会加速轮胎磨损，并降
低汽车的行驶稳定性。任何车轮不应有侧滑。不满足
2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，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，转向轮不得产生自振，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
6)操纵轻便。具有迅速和小转弯行驶能力。
7)转向轮碰撞到障碍物以后，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变形而共同后移时，转向系应有能使驾
驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。
正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，
能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良
好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小
转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小
和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转
向，此力应为50～100N；有动力转向时，此力在20～50N。当货车从直线行驶状态，以 10km
／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系
长江大学工程技术学院教案/讲稿
第14讲 2学时
教学目的及要求：
通过本次课的学习，使学生了解传动系和汽车操纵稳定性的关系，ESP的工作原理。
主要内容：
§5-6 汽车操纵稳定性与传动系的关系
§5-7 提高操纵稳定性的电子控制系统
教学重难点：
1．偏角的的非线性
2．主制动的概念和各个车轮制动力控制的效果
教学过程：
§5-6 汽车操纵稳定性与传动系的关系
1、地面切向力与转向特性的关系
2、地面切向力控制转向特性的概念
3、问引入地面切向力对转向特性的影响
4、前轮驱动汽车进行四方面的分析
5、面切向力控制转向特性主要是仿真计算的结果
§5-7 提高操纵稳定性的电子控制系统
1、ESP 的概述，ESP 的发展简介作为引入
2、极限工况下的侧滑现象
3、横摆力矩的控制和车轮主动制动
4、ESP 系统结构和作用的介绍
汽车设计“转向系…课后练习题
7-1人人皆知：设计转向系时，至少要求做到转向轮的转动方向与转向 盘的转动方向保持一致。回答下列问题：
1）,当采用循环球式转向器时，影响转向轮和转向盘转动方向保持一致的 因素都有哪些？
答：①差速器+万向节：但存在一个反作用力，系统有回复到直线（差
速器2方无速度差）的趋势。力的大小和速度差有线性关系。②转向助力系统: 油压或电动机构，抵消（减少）上述线性关系。
2）,当采用齿轮齿条式转向器时，影响转向轮与转向盘转动方向保持一致 的因素都有哪些？
答:一般多采用斜齿圆柱齿轮/有齿轮模数主动小齿轮齿数及其压力角/齿轮 螺旋角/齿条齿数/变速比的齿条压力角/齿轮的抗弯强度和接触强度.
3）,当采用液压动力转向时，影响转向轮与转向盘转动方向保持一致的 因素都有哪些？
答：万向节和锥形齿轮的啮合
7-2液压动力转向的助力特性与电动助力转向的助力特性或电控液压助力 转向的助力特性之间有什么区别？车速感应型的助力特性具有什么特点和优缺 点？
液压助力：液压泵产生的油液压力帮助减轻转向操作时遇到的阻力，助力 能量能通过调节液压阀进行调节，从而实现轻松转向。它的特点是技术相当成熟, 普及率是最高的。液压式动力转向由于油液的工作压力高，动力缸尺寸、质量小， 结构紧凑，油液具有不可压缩性，灵敏度高以及有也得阻尼作用也可以吸收路面 的冲击等优点，被广泛使用。
EPS （电动助力转向）：根据方向盘上的转矩信号和汽车的行驶车速信号，利 用电子控制装置使电动机产生相应大小和方向的辅助动力，协助驾驶员进行转向 操作。电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较 省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐 等，零件数目少，布置方便，重量轻。而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因 此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性 能。与液压助力相比具有节能环保，装配方便，效率高，路感好，回正性好的优 点。
第五章 汽车转向系设计
转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。
对转向系提出的要求有：
1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。任何车轮不应有侧滑。不满足
2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，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，转向轮不得产生自振，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
6)操纵轻便。具有迅速和小转弯行驶能力。
7)转向轮碰撞到障碍物以后，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变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
10)进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。
正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50～100N；有动力转向时，此力在20～50N。当货车从直线行驶状态，以 10km／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2.0圈，货车则要求不超过3.0圈。
