第四章(第3課輪式車輛轉向系(2))

1、汽車拖拉機學第四章第四章 汽車拖拉機轉向系統汽車拖拉機轉向系統第第3 3課課 輪式車輛轉向系（輪式車輛轉向系（2 2）QQ：1607357229魯植雄魯植雄 教授教授第四章第四章 汽車拖拉機轉向系統汽車拖拉機轉向系統 本章內容安排*第第1 1課課 轉向方式與轉向原理轉向方式與轉向原理 第第2 2課課 輪式車輛轉向系（輪式車輛轉向系（1 1）第第3 3課課 輪式車輛轉向系（輪式車輛轉向系（2 2）第第4 4課課 履帶與手扶拖拉機轉向系履帶與手扶拖拉機轉向系2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件2*本節課的主要內容一、差速器一、差速器二、轉向加力裝置二、轉向加力裝置三、四輪轉向系三、

2、四輪轉向系2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件第3課 輪式車輛轉向系（2）3一、差速器2022-3-1141.1.差速器的功用差速器的功用：是根據汽車、拖拉機行駛需是根據汽車、拖拉機行駛需要，在傳遞動力的同時，使內、外側驅動要，在傳遞動力的同時，使內、外側驅動輪能以不同的轉速旋轉，以便車輛轉彎或輪能以不同的轉速旋轉，以便車輛轉彎或適應由于輪胎及路面差異而造成的內外側適應由于輪胎及路面差異而造成的內外側驅動輪轉速差。驅動輪轉速差。2.2.分類：分類：輪間差速器、軸間差速器輪間差速器、軸間差速器輪間差速器輪間差速器：兩側驅動輪之間的差速器。兩側驅動輪之間的差速器。 軸間差速器軸間差

3、速器：在前、后驅動橋之間或各驅在前、后驅動橋之間或各驅動橋之間動橋之間的差速器的差速器，用以消除功率循環現，用以消除功率循環現象。象。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1153.運動學分析運動學分析第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1163.運動學分析運動學分析第四章 汽車拖拉機的轉向系統第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）當行星齒輪只公轉時：處在同一半當行星齒輪只公轉時：處在同一

4、半徑徑r上的上的A、B、C三點的圓周速度三點的圓周速度都相等其值為都相等其值為 。當行星齒輪既公轉又自轉時當行星齒輪既公轉又自轉時uA點圓周速度：點圓周速度：uB點圓周速度：點圓周速度：3301rrr3302rrr)()(33033021rrrrrr02102122nnn或021021nnn或或2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-117運動特性方程式運動特性方程式：由此特性方程可知：由此特性方程可知：當任何一側半軸齒輪的轉速為零時，另一側當任何一側半軸齒輪的轉速為零時，另一側半軸齒輪的轉速為差速器殼轉速的兩倍；半軸齒輪的轉速為差速器殼轉速的兩倍； 當差速

5、器殼轉速為零（例如用中央制動器制當差速器殼轉速為零（例如用中央制動器制動傳動軸時），若一側半軸齒輪受其它外來動傳動軸時），若一側半軸齒輪受其它外來力矩而轉動，則另一側半軸齒輪即為相同轉力矩而轉動，則另一側半軸齒輪即為相同轉速反向轉動。速反向轉動。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）02102122nnn或2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1184.4.動力動力學分析學分析第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-119當左右驅動輪不存在差速時：

6、當左右驅動輪不存在差速時：當左右驅動輪存在差速時：當左右驅動輪存在差速時：鎖緊系數鎖緊系數K K用來衡量差速器摩擦力矩的大小及轉矩分配特性：用來衡量差速器摩擦力矩的大小及轉矩分配特性：轉矩轉矩M M0 0摩擦力矩摩擦力矩M MT T第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）0215 . 0 MMM)(5 . 001TMMM)(5 . 002TMMM12/MMK 差速器動力分析n1n2行星齒輪孔與行星齒行星齒輪孔與行星齒輪軸間產生摩擦輪軸間產生摩擦齒輪背部與差速器殼齒輪背部與差速器殼之間產生摩擦之間產生摩擦2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-

7、11105.5.差速鎖差速鎖差速鎖的布置有兩種形式差速鎖的布置有兩種形式：一種是將一根半軸與差速器殼聯接一種是將一根半軸與差速器殼聯接； 另一種是連接兩半軸另一種是連接兩半軸第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1111受力：受力： 當兩側驅動輪分別行駛在不同的路面上，兩側附著系數分別當兩側驅動輪分別行駛在不同的路面上，兩側附著系數分別為為 、 ，且，且 無差速鎖時最大驅動力滿足無差速鎖時最大驅動力滿足有差速鎖時最大驅動力滿足有差速鎖時最大驅動力滿足)(5 . 021qqGP222qqqGPP第四章

8、汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-11126.6.自鎖差速器自鎖差速器類型：類型：自由輪式差速器自由輪式差速器、高摩擦自鎖差速器（摩擦片式、滑塊凸輪式）等。高摩擦自鎖差速器（摩擦片式、滑塊凸輪式）等。（1 1）自由輪式差速器）自由輪式差速器分類分類: :滾柱式、棘輪式和牙嵌式滾柱式、棘輪式和牙嵌式第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1113牙嵌自由輪差速器牙嵌自由輪差速器：u 汽車直線行駛時，主、從動環通過牙嵌

9、齒將動力傳給兩半軸。汽車直線行駛時，主、從動環通過牙嵌齒將動力傳給兩半軸。u 轉彎時，快速側車輪的從動環開始以快于主動環的速度轉動。轉彎時，快速側車輪的從動環開始以快于主動環的速度轉動。 第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1114（2 2）滑塊凸輪式差速器滑塊凸輪式差速器u 滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與凸輪之間產生較大的內摩擦力矩凸輪之間產生較大的內摩擦力矩以提高鎖緊系數的一種高摩擦自以提高鎖緊系數的一種高摩擦自鎖式差速器。這種差速器可作軸鎖式差速器。這種差速器可作軸間

10、差速器或輪間差速器。間差速器或輪間差速器。u 這種差速器的鎖緊系數一般可達這種差速器的鎖緊系數一般可達3 36 6，可以在很大程度上提高車，可以在很大程度上提高車輛的通過性能，但結構復雜，加輛的通過性能，但結構復雜，加工要求高，摩擦件磨損較大。工要求高，摩擦件磨損較大。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1115滑塊凸輪差速器滑塊凸輪差速器第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件一、差速器2022-3-1116工作原理工作原理：u

11、直線行駛直線行駛時：時：兩半軸無轉速差時，內外凸輪兩半軸無轉速差時，內外凸輪和主動套三者的轉速相同，此時轉距由差速和主動套三者的轉速相同，此時轉距由差速器殼輸入，經主動套、滑塊內、外凸輪，分器殼輸入，經主動套、滑塊內、外凸輪，分別傳給左、右半軸。別傳給左、右半軸。u 車輛轉彎或一側車輪滑轉時車輛轉彎或一側車輪滑轉時：差速器起差速差速器起差速作用，滑塊一方面隨主動套旋轉并帶動內、作用，滑塊一方面隨主動套旋轉并帶動內、外凸輪旋轉，同時滑塊在內、外凸輪間沿槽外凸輪旋轉，同時滑塊在內、外凸輪間沿槽孔徑向滑動，使得左、右半軸在不脫離傳動孔徑向滑動，使得左、右半軸在不脫離傳動的情況下實現差速。的情況下實現

12、差速。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1117轉向加力裝置按所用動力的多少轉向加力裝置按所用動力的多少：助力式助力式、全動力式。全動力式。1.1.液壓助力轉向液壓助力轉向u 工作原理：工作原理：利用液壓動力，協助駕駛員操縱機械轉向器，通過轉利用液壓動力，協助駕駛員操縱機械轉向器，通過轉向搖臂及轉向傳動桿系操縱導向輪偏轉。向搖臂及轉向傳動桿系操縱導向輪偏轉。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3

13、-1118具有路感反饋功能的轉向助力器具有路感反饋功能的轉向助力器 （a a）直行）直行 （b b）右轉彎）右轉彎 （c c）左轉彎）左轉彎1-1-液壓油箱液壓油箱 2-2-溢流閥溢流閥 3-3-齒輪泵齒輪泵 4-4-量孔量孔 5-5-單向閥單向閥 6-6-安全閥安全閥 7-7-滑閥滑閥 8-8-反作用反作用柱塞柱塞 9-9-閥體閥體 10-10-回位彈簧回位彈簧 11-11-轉向螺桿轉向螺桿 12-12-轉向螺母轉向螺母 13-13-縱拉桿縱拉桿 14-14-轉向搖臂轉向搖臂 15-15-油缸油缸第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉

14、機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-11192.2.電動助力轉向電動助力轉向 第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-11202.2.電動助力轉向電動助力轉向 第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1121電動助力轉向控制系統電動助力轉向控制系統控制系統功能為：控制系統功能為： 根據轉向作用力及根據轉向作用力及相關信息在每一種車速相關信息在每一種車速下產生最優化的轉向助下產生最優化的轉向助力矩

15、、回正力矩及瞬態力矩、回正力矩及瞬態響應。響應。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-11223.3.全液壓動力轉向系統全液壓動力轉向系統第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1123 工作原理：工作原理： 在前、后車體鉸鏈處的在前、后車體鉸鏈處的兩側各有一個轉向油缸，通兩側各有一個轉向油缸，通過方向盤操縱全液壓轉向器過方向盤操縱全液壓轉向器時，一側的油缸進油，另一時，一側的油缸進油，另一側的油缸

16、排油，使前側的油缸排油，使前、后車后車架發生相對轉動并實現車輛架發生相對轉動并實現車輛轉向。轉向。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1124第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1125工作原理：工作原理：u 車輛以直線或以某一定偏轉角行駛，這時油缸車輛以直線或以某一定偏轉角行駛，這時油缸兩腔和計量泵各齒腔均被封閉，油泵來油經單兩腔和計量泵各齒腔均被封閉，油泵來油經單向閥、閥體、閥套和控制閥上

17、的油孔通道、濾向閥、閥體、閥套和控制閥上的油孔通道、濾清器流回油箱。清器流回油箱。u 左轉彎時，控制閥在方向盤帶動下逆時針轉到左轉彎時，控制閥在方向盤帶動下逆時針轉到“左左”油路位置，而閥套在計量泵的控制下暫油路位置，而閥套在計量泵的控制下暫不轉動，油泵來油經單向閥、閥體、閥套和控不轉動，油泵來油經單向閥、閥體、閥套和控制閥上相應油孔通道進入計量泵，使計量泵轉制閥上相應油孔通道進入計量泵，使計量泵轉動，迫使一部分油液經控制閥進入轉向油缸的動，迫使一部分油液經控制閥進入轉向油缸的下腔，推動活塞上移，實現向左轉向。下腔，推動活塞上移，實現向左轉向。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系

18、（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件二、轉向加力裝置2022-3-1126u 轉向油缸上腔的油液經控制閥上的轉向油缸上腔的油液經控制閥上的油道排回油箱。計量泵轉動工作時，油道排回油箱。計量泵轉動工作時，通過連接軸帶動閥套逆時針轉動，通過連接軸帶動閥套逆時針轉動，消除閥套與控制閥之間的轉角，使消除閥套與控制閥之間的轉角，使控制閥又處于中立位置。控制閥又處于中立位置。u 右轉彎時，控制閥處于右轉彎時，控制閥處于“右右”油路油路位置，工作過程與上述左轉彎相反。位置，工作過程與上述左轉彎相反。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學

19、汽車拖拉機學課件課件三、四輪轉向系2022-3-11274WS4WS方式方式轉向：轉向：u 后輪與前輪偏轉方向相同時稱為同相位轉向后輪與前輪偏轉方向相同時稱為同相位轉向u 后輪與前輪偏轉方向相反時，稱為逆相位轉向。后輪與前輪偏轉方向相反時，稱為逆相位轉向。u 4WS4WS車輛同相位轉向時，在高速行駛時具有穩定車輛同相位轉向時，在高速行駛時具有穩定感，所以它對于高速公路的改變車道行駛，或感，所以它對于高速公路的改變車道行駛，或遭受測風以及路面傾斜等外部干擾，司機都可遭受測風以及路面傾斜等外部干擾，司機都可以自如地操縱方向盤保證行駛路線。以自如地操縱方向盤保證行駛路線。u 4WS4WS的逆相位轉向

20、時，可以轉小彎，起到了縮短的逆相位轉向時，可以轉小彎，起到了縮短軸距的效果，以前需要反復倒車轉彎多次才能軸距的效果，以前需要反復倒車轉彎多次才能通過的地方采用這種方式可以輕松通過。通過的地方采用這種方式可以輕松通過。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件三、四輪轉向系2022-3-11284WS后轉向控制箱結構1-助力液壓缸 2-電磁閥 3-控制閥 4-相位控制機構 5-步進電機第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件三、四輪轉向系2022-3-1129工作原理：工作原理：u 計算機根據轉向盤的操作狀態計算機根據轉向盤的操作狀態及車速，計算出后輪的目標轉及車速，計算出后輪的目標轉向角，以及目標轉向角與實際向角，以及目標轉向角與實際后輪轉向角的差值，向轉向電后輪轉向角的差值，向轉向電機發出指令使后輪偏轉。機發出指令使后輪偏轉。u 這種方式可以精確地掌握汽車這種方式可以精確地掌握汽車行駛狀態，根據實際情況得出行駛狀態，根據實際情況得出后輪轉向角。后輪轉向角。第四章 汽車拖拉機的轉向系統第3課 輪式車輛轉向系（2）2022年3月11日汽車拖拉機學汽車拖拉機學課件課件三、四輪轉向系2022-3-1130u 車輛低速行駛時，可控制方向盤轉動角度與車