【文章內容簡介】 的關系轉向阻力與轉向阻力矩的關系式： （210）作用在轉向盤上的手力與作用在轉向盤上的力矩的關系式： （211）將式（210）、式（211）代入 后得到： （212）如果忽略磨擦損失，根據能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表示 （213）將式（210）代入式（211）后得到： （214）當a和Dsw不變時，力傳動比越大，雖然轉向越輕，但也越大，表明轉向不靈敏。 轉向器角傳動比的選擇轉向器角傳動比可以設計成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動比變化規(guī)律的主要因素是轉向軸負荷大小和對汽車機動能力的要求。若轉向軸負荷小或采用動力轉向的汽車，不存在轉向沉重問題，應取較小的轉向器角傳動比，以提高汽車的機動能力。若轉向軸負荷大，汽車低速急轉彎時的操縱輕便性問題突出，應選用大些的轉向器角傳動比。汽車以較高車速轉向行駛時，要求轉向輪反應靈敏，轉向器角傳動比應當小些。汽車高速直線行駛時，轉向盤在中間位置的轉向器角傳動比不宜過小。否則轉向過分敏感，使駕駛員精確控制轉向輪的運動有困難。轉向器角傳動比變化曲線應選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線。 轉向器角傳動比變化特性曲線 轉向器傳動副的傳動間隙△t傳動間隙是指各種轉向器中傳動副之間的間隙。該間隙隨轉向盤轉角的大小不同而改變，并把這種變化關系稱為轉向器傳動副傳動間隙特性（）。研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉向器的使用壽命有關。傳動副的傳動間隙在轉向盤處于中間及其附近位置時要極小，最好無間隙。若轉向器傳動副存在傳動間隙，一旦轉向輪受到側向力作用，車輪將偏離原行駛位置，使汽車失去穩(wěn)定。傳動副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時，必須經調整消除該處間隙。 轉向器傳動副傳動間隙特性轉向器傳動副傳動間隙特性 圖中曲線1表明轉向器在磨損前的間隙變化特性；曲線2表明使用并磨損后的間隙變化特性，并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙；曲線3表明調整后并消除中間位置處間隙的轉向器傳動間隙變化特性。 轉向盤的總轉動圈數(shù)轉向盤從一個極端位置轉到另一個極端位置時所轉過的圈數(shù)稱為轉向盤的總轉動圈數(shù)。它與轉向輪的最大轉角及轉向系的角傳動比有關，并影響轉向的操縱輕便性和靈敏性。轎車轉向盤的總轉動圈數(shù)較少。第3章 轎車轉向器設計 轉向器的方案分析轉向器是整個轉向系統(tǒng)的核心部分，轉向器的設計也就是整個轉向系統(tǒng)的關鍵所在。 機械轉向器根據所采用的轉向傳動副的不同，轉向器的結構型式有多種。常見的有齒輪齒條式、循環(huán)球式、球面蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等齒輪齒條式轉向器的齒輪齒條直接嚙合，可安裝助力機構。齒輪齒條式轉向器的正逆效率都很高，屬于可逆式轉向器。其自動回正能力強。齒輪齒條式轉向器結構簡單（不需要轉向搖臂和橫拉桿等）、加工方便、工作可靠、使用壽命長、用需要調整齒輪齒條的間隙。循環(huán)球式轉向器的第一級傳動副是螺桿螺母傳動副。第二級是齒條齒扇傳動副或滑塊曲柄銷傳動副。循環(huán)球式轉向器的正效率很高（最高可達90%～95%），操作輕便，使用壽命長。但逆向效率也較高，可將地面對轉向輪的沖擊傳給轉向盤。指銷式轉向器的傳動副以轉向蝸桿為主動件，裝在搖臂軸曲柄端的指銷為從動件。轉向蝸桿轉動時，與之嚙合的指指銷即繞轉向搖臂軸軸線沿圓弧線運動，并帶動轉向搖臂轉動。對轉向其結構形式的選擇，主要是根據汽車的類型、前軸負荷、使用條件等來決定，并要考慮其效率特性、角傳動比變化特性等對使用條件的適應性以及轉向器的其他性能、壽命、制造工藝等。中、貨車，多采用齒輪齒條式轉向器。齒輪齒條式轉向器安裝助力機構方便且轉向器結構簡單，適合于轎車。故本設計選用齒輪齒條式轉向器。 轉向控制閥轉向控制閥按閥體的運動方向分為，滑閥式和轉閥式兩種。閥體沿軸向移動來控制油液流量的控制閥，稱為滑閥式轉向控制閥?；y的特點是靠閥體的移動控制油液流量，需較大運動空間。而閥體沿軸轉動來控制油液流量的控制閥，稱為轉閥式控制閥。轉閥的特點是靠閥體轉動控制油液流量。體積小，加工要求精度高。 轉閥結構圖轎車體積小，且質量不高，對轉向力要求也不是太高，由于轎車本身是高精度產品，故本設計選用轉閥式轉向控制閥。 轉向系壓力流量類型選擇液壓動力轉向系按系統(tǒng)內部的壓力狀態(tài)分，有常壓式和常流式兩種。常壓式液壓動力轉向系在汽車直線行駛，轉向盤保持中立位置時，轉向控制閥經常處于關閉位置。向油泵輸出的壓力油充入儲能器。當儲能器壓力增長到規(guī)定值后，油泵即自動卸荷空轉，從而儲能器壓力得以限制在該規(guī)定值以下。當轉動轉向盤時，機械轉向器, 即通過轉向搖臂等桿件使轉向控制閥轉入開啟位置。此時儲能器中的壓力油即流入轉向動力缸。動力缸輸出的液壓作用力，作用在轉向傳動機構上，以助機械轉向器輸出力之不足。轉向盤一停止運動，轉向控制閥便隨之回復到關閉位置。于是，轉向加力作用終止。由此可見，無論轉向盤處于中立位置還是轉向位置，也無論轉向盤保持靜止還是運動狀態(tài)，該系統(tǒng)工作管路中總是保持高壓。常流式液壓動力轉向系在汽車不轉向時，轉向控制閥, 保持開啟。轉向動力缸的活塞兩邊的工作腔，由于都與低壓回油管路相通而不起作用。轉向油泵. 輸出的油液流入轉向控制閥，又由此流回轉向油罐。因轉向控制閥的節(jié)流阻力很小，故油泵輸出壓力也很低，油泵實際上處于空轉狀態(tài)。當駕駛員轉動轉向盤，通過機械轉向器使轉向控制閥處于與某一轉彎方向相應的工作位置時，轉向動力缸的相應工作腔方與回油管路隔絕，轉而與油泵輸出管路相通，而動力缸的另一腔則仍然通回油管路。地面轉向阻力經轉向傳動機構傳到轉向動力缸的推桿和活塞上，形成比轉向控制閥節(jié)流阻力高得多的油泵輸出管路阻力。于是轉向油輸出壓力急劇升高，直到足以推動轉向動力缸活塞為止。轉向盤停止轉動后，轉向控制閥隨即回復到中立位置，使動力缸停止工作。上述兩種液壓動力轉向系相比較，常壓式的優(yōu)點在于有儲能器積蓄液壓能，可以使用流量較小的轉向油泵，而且還可以在油泵不運轉的情況下保持一定的轉向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離。這一點對重型汽車而言尤為重要。常流式的優(yōu)點則是結構簡單，油泵壽命長，漏泄較少，消耗功率也較少。因此，目前只有少數(shù)重型汽車采用常壓式液壓動力轉向系，而常流式液壓動力轉向系則廣泛應用于各種汽車。對于轎車而言本課題選擇使用常流式液壓動力轉向系。 液壓泵的選擇目前，動力轉向液壓泵大多數(shù)采用雙作用式葉片泵。 齒輪齒條式液壓動力轉向機構設計齒輪齒條式液壓動力轉向機構是在純機械式齒輪齒條式轉向向機構的基礎上加上液動加力裝置，輔助轉向。 齒輪齒條式轉向器結構分析齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。 兩端輸出式齒輪齒條轉向器1—轉向橫拉桿 2—防塵套 3—球頭座 4—轉向齒條 5—轉向器殼體 6—調整螺塞 7—壓緊彈簧 8—鎖緊螺母 9—壓塊 10—萬向節(jié) 11—轉向齒輪軸 12—向心球軸承 13—滾針軸承兩端輸出的齒輪齒條式轉向器如上圖所示，作為傳動副主動件的轉向齒輪軸11通過軸承12和13安裝在轉向器殼體5中，其上端通過花鍵與萬向節(jié)叉10和轉向軸連接。與轉向齒輪嚙合的轉向齒條4水平布置，兩端通過球頭座3與轉向橫拉桿1相連。彈簧7通過壓塊9將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙嚙合。彈簧的預緊力可用調整螺塞6調整。當轉動轉向盤時，轉向器齒輪11轉動，使與之嚙合的齒條4沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉向節(jié)左右轉動，使轉向車輪偏轉，從而實現(xiàn)汽車轉向。中間輸出的齒輪齒條式轉向器如下圖所示，其結構及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉向器基本相同，不同之處在于它在轉向齒條的中部用螺栓6與左右轉向橫拉桿7相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉向器上，齒條的一端通過內外托架與轉向橫拉桿相連。 中間輸出式齒輪齒條轉向器1—萬向節(jié)叉 2—轉向齒輪軸 3—調整螺母 4—向心球軸承 5—滾針軸承 6—固定螺栓 7—轉向橫拉桿 8—轉向器殼體 9—防塵套 10—轉向齒條 11—調整螺塞 12—鎖緊螺母 13—壓緊彈簧 14—壓塊明顯可以看出使用兩端輸出的轉向器較中間輸出的轉向器簡單，且容易實現(xiàn)液動助力。故本課題選用兩端輸出。液動齒輪齒條轉向器的功能實現(xiàn)。齒輪齒條式液壓動力轉向機構是在純機械式齒輪齒條式轉向向機構的基礎上加上液動加力裝置，輔助轉向。加力裝置主要包括液壓泵，分配閥，管路還有助力缸等。 齒輪齒條式轉向器爆炸圖 轉閥油路連接。 液動齒輪齒條式轉向系統(tǒng)工作原理圖直線行駛轎車直線行駛時方向盤無偏轉，系統(tǒng)中只有極小克服流動阻力的油液壓力，助力系統(tǒng)此時無助力。 直線行駛時油路工作狀況右轉向行駛轎車向右轉向行駛時，轉動方向盤順時針方向轉動扭桿扭轉變形滑閥偏轉動力油缸左腔進入高壓油，右腔與回油管路連通轉向輪偏轉轉向齒輪與轉向軸同向轉動。 右轉向行駛時油路工作狀況左轉向行駛轎車向左轉向行駛時，轉動方向盤扭桿扭轉變形滑閥偏轉動力油缸右腔進入高壓油，左腔與回油管路連通轉向輪偏轉轉向齒輪與