论文部分内容阅读
【中图分类号】F407.471
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装置。汽车的转向装置是用来改变汽车行驶方向和保持汽车直线行驶的机构。红旗CA7202E3轿车的转向装置主要由转向盘总成,转向柱总成,齿轮齿条动力转向器及横拉杆总成,动力转向油泵总成,动力转向管路(高压油管,吸油软管,回油软管),动力转向油罐总成及车轮总成组成。
一、汽车转向装置的基本类型
按转向能源的不同,转向装置可分为机械转向装置和动力转向装置两大类。
1、机械转向装置:由转向器和转向传动机构组成
转向器:由方向盘,方向盘转向轴,转向啮合付(转向器)组成
转向传动机构:由转向臂(转向垂臂),直拉杆,直拉杆臂,左右梯形臂,横拉杆,若干球头关节组成
2、动力转向装置:由机械转向系加转向加力装置构成
正确设计转向梯形机构,可以保证汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数,正确选择转向器的形式,可以保证汽车具有良好的自动回正能力。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,其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍
转向操纵的轻便性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,轿车货车机械转向50~100N250N;动力转向20~50N120N,轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2.0圈,货车则要求不超过3.0圈。
二、汽车转向装置的设计趋势
中国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向装置也得到了相应的发展,基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示,国外有很多国家的转向器厂,都已发展成大规模生产的专业厂,年产超过百万台,垄断了转向器的生产,并且销售点遍布了全世界。
1、适应汽车高速行驶的需要
从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度,汽车制造广泛使用更先进的工艺方法,使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。
2、充分考虑安全性、轻便性
随着汽车车速的提高,驾驶员和乘客的安全非常重要,目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置,如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等,并逐步推广。从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性,已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。
3、低成本、低油耗、大批量专业化生产
随着国际经济形势的变化,石油危机造成经济衰退,汽车生产愈来愈重视经济性,因此,要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线,尽量实现大批量专业化生产。对零部件生产,特别是转向器的生产,更表现突出。
4、汽車转向器装置的电脑化
汽车的转向器装置,必定是以电脑化为唯一的发展途径。
三、汽车转向装置的发展趋势
1、现代汽车转向装置的使用动态
随着汽车工业的迅速发展,转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多,从目前使用的普遍程度来看,主要的转向器类型有4种:有蜗杆肖式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式,已经被广泛使用在汽车上。据了解,在世界范围内,汽车循环球式转向器占45%左右,齿条齿轮式转向器占40%左右,蜗杆滚轮式转向器占10%左右,其它型式的转向器占5%。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中,齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大,日本装备不同类型发动机的各类型汽车,采用不同类型转向器,在公共汽车中使用的循环球式转向器,已由60年代的62.5%,发展到现今的100%了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器,但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65%,齿条齿轮式占35%。
2、对有关转向器品种的使用分析得出
·循环球式转向器和齿轮齿条式转向器,已成为当今世界汽车上主要的两种转向器;而蜗杆滚轮式转向器和蜗杆肖式转向器,正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
·在小客车上发展转向器的观点各异,美国和日本重点发展循环球式转向器,比率都已达到或超过90%;西欧则重点发展齿轮齿条式转向器,比率超过50%,法国已高达95%。
·由于齿轮齿条式转向器的种种优点,在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展;而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。
3、循环球式转向器特点
·循环球式转向器的特点是:效率高,操纵轻便,有一条平滑的操纵力特性曲线。
·布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用;易于传递驾驶员操纵信号;逆效率高、回位好,与液压助力装置的动作配合得好。
·可以实现变速比的特性,满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用,要求转向灵敏,因此希望中间位置附近速比小,以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大,但使用次数少,因此希望大角度位置速比大一些,以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比,应用正日益广泛。
·通过大量钢球的滚动接触来传递转向力,具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构,这也是它应用广泛的原因之一。
·变速比结构具有较高的刚度,特别适宜高速车辆车速的提高。高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性,必须保证转向器具有较高的刚度。
·间隙可调。齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙,使之具有合适的转向器传动间隙,从而提高转向器寿命,也是这种转向器的优点之一。
我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。循环球式转向器要实现专业化生产,同时以专业厂为主、大力进行试验和研究,大大提高了产品的产量和质量。专业化生产已成为一种趋势,只有走这条道路,才能使产品质量高、产量大、成本低,在市场上有竞争力。
4、动力转向是发展方向
动力转向系统的应用日益广泛,不仅在重型汽车上必须装备,在高级轿车上应用的也较多,在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳,提高操纵轻便性和稳定性出发。虽然带来成本较高和结构复杂等问题,但由于优点明显,还是得到很快的发展。动力转向有3种形式:整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点,发展较快,整体式多用于前桥负荷3~8t汽车,联阀式多用于前桥负荷5~18t汽车,半分置式多用于前桥负荷6t以上到超重型汽车。从发展趋势上看,国外整体式转向器发展较快,而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。
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装置。汽车的转向装置是用来改变汽车行驶方向和保持汽车直线行驶的机构。红旗CA7202E3轿车的转向装置主要由转向盘总成,转向柱总成,齿轮齿条动力转向器及横拉杆总成,动力转向油泵总成,动力转向管路(高压油管,吸油软管,回油软管),动力转向油罐总成及车轮总成组成。
一、汽车转向装置的基本类型
按转向能源的不同,转向装置可分为机械转向装置和动力转向装置两大类。
1、机械转向装置:由转向器和转向传动机构组成
转向器:由方向盘,方向盘转向轴,转向啮合付(转向器)组成
转向传动机构:由转向臂(转向垂臂),直拉杆,直拉杆臂,左右梯形臂,横拉杆,若干球头关节组成
2、动力转向装置:由机械转向系加转向加力装置构成
正确设计转向梯形机构,可以保证汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数,正确选择转向器的形式,可以保证汽车具有良好的自动回正能力。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,其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍
转向操纵的轻便性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,轿车货车机械转向50~100N250N;动力转向20~50N120N,轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2.0圈,货车则要求不超过3.0圈。
二、汽车转向装置的设计趋势
中国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向装置也得到了相应的发展,基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示,国外有很多国家的转向器厂,都已发展成大规模生产的专业厂,年产超过百万台,垄断了转向器的生产,并且销售点遍布了全世界。
1、适应汽车高速行驶的需要
从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度,汽车制造广泛使用更先进的工艺方法,使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。
2、充分考虑安全性、轻便性
随着汽车车速的提高,驾驶员和乘客的安全非常重要,目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置,如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等,并逐步推广。从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性,已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。
3、低成本、低油耗、大批量专业化生产
随着国际经济形势的变化,石油危机造成经济衰退,汽车生产愈来愈重视经济性,因此,要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线,尽量实现大批量专业化生产。对零部件生产,特别是转向器的生产,更表现突出。
4、汽車转向器装置的电脑化
汽车的转向器装置,必定是以电脑化为唯一的发展途径。
三、汽车转向装置的发展趋势
1、现代汽车转向装置的使用动态
随着汽车工业的迅速发展,转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多,从目前使用的普遍程度来看,主要的转向器类型有4种:有蜗杆肖式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式,已经被广泛使用在汽车上。据了解,在世界范围内,汽车循环球式转向器占45%左右,齿条齿轮式转向器占40%左右,蜗杆滚轮式转向器占10%左右,其它型式的转向器占5%。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中,齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大,日本装备不同类型发动机的各类型汽车,采用不同类型转向器,在公共汽车中使用的循环球式转向器,已由60年代的62.5%,发展到现今的100%了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器,但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65%,齿条齿轮式占35%。
2、对有关转向器品种的使用分析得出
·循环球式转向器和齿轮齿条式转向器,已成为当今世界汽车上主要的两种转向器;而蜗杆滚轮式转向器和蜗杆肖式转向器,正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
·在小客车上发展转向器的观点各异,美国和日本重点发展循环球式转向器,比率都已达到或超过90%;西欧则重点发展齿轮齿条式转向器,比率超过50%,法国已高达95%。
·由于齿轮齿条式转向器的种种优点,在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展;而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。
3、循环球式转向器特点
·循环球式转向器的特点是:效率高,操纵轻便,有一条平滑的操纵力特性曲线。
·布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用;易于传递驾驶员操纵信号;逆效率高、回位好,与液压助力装置的动作配合得好。
·可以实现变速比的特性,满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用,要求转向灵敏,因此希望中间位置附近速比小,以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大,但使用次数少,因此希望大角度位置速比大一些,以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比,应用正日益广泛。
·通过大量钢球的滚动接触来传递转向力,具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构,这也是它应用广泛的原因之一。
·变速比结构具有较高的刚度,特别适宜高速车辆车速的提高。高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性,必须保证转向器具有较高的刚度。
·间隙可调。齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙,使之具有合适的转向器传动间隙,从而提高转向器寿命,也是这种转向器的优点之一。
我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。循环球式转向器要实现专业化生产,同时以专业厂为主、大力进行试验和研究,大大提高了产品的产量和质量。专业化生产已成为一种趋势,只有走这条道路,才能使产品质量高、产量大、成本低,在市场上有竞争力。
4、动力转向是发展方向
动力转向系统的应用日益广泛,不仅在重型汽车上必须装备,在高级轿车上应用的也较多,在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳,提高操纵轻便性和稳定性出发。虽然带来成本较高和结构复杂等问题,但由于优点明显,还是得到很快的发展。动力转向有3种形式:整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。目前3种形式各有特点,发展较快,整体式多用于前桥负荷3~8t汽车,联阀式多用于前桥负荷5~18t汽车,半分置式多用于前桥负荷6t以上到超重型汽车。从发展趋势上看,国外整体式转向器发展较快,而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。