第四章(第3課 輪式車輛轉(zhuǎn)向系(2))

汽車拖拉機(jī)學(xué)第四章汽車拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）luzx@QQ：1607357229魯植雄教授第四章汽車拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

本章內(nèi)容安排*第1課轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理

第2課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（1）第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）第4課履帶與手扶拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向系2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件2*本節(jié)課的主要內(nèi)容一、差速器二、轉(zhuǎn)向加力裝置三、四輪轉(zhuǎn)向系2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）3一、差速器2023/2/541.差速器的功用：是根據(jù)汽車、拖拉機(jī)行駛需要，在傳遞動(dòng)力的同時(shí)，使內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以便車輛轉(zhuǎn)彎或適應(yīng)由于輪胎及路面差異而造成的內(nèi)外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差。2.分類：輪間差速器、軸間差速器輪間差速器：兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速器。軸間差速器：在前、后驅(qū)動(dòng)橋之間或各驅(qū)動(dòng)橋之間的差速器，用以消除功率循環(huán)現(xiàn)象。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/553.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/563.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）當(dāng)行星齒輪只公轉(zhuǎn)時(shí)：處在同一半徑r上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等其值為。當(dāng)行星齒輪既公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)時(shí)A點(diǎn)圓周速度：B點(diǎn)圓周速度：2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/57運(yùn)動(dòng)特性方程式：由此特性方程可知：當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；當(dāng)差速器殼轉(zhuǎn)速為零（例如用中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即為相同轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/584.動(dòng)力學(xué)分析第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/59當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪不存在差速時(shí)：當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪存在差速時(shí)：鎖緊系數(shù)K用來(lái)衡量差速器摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性：轉(zhuǎn)矩M0摩擦力矩MT第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）差速器動(dòng)力分析n1>n2行星齒輪孔與行星齒輪軸間產(chǎn)生摩擦齒輪背部與差速器殼之間產(chǎn)生摩擦2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/5105.差速鎖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(lián)接；另一種是連接兩半軸第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/511受力：

當(dāng)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪分別行駛在不同的路面上，兩側(cè)附著系數(shù)分別為

、

，且

>無(wú)差速鎖時(shí)最大驅(qū)動(dòng)力滿足有差速鎖時(shí)最大驅(qū)動(dòng)力滿足第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/5126.自鎖差速器類型：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。（1）自由輪式差速器分類:滾柱式、棘輪式和牙嵌式第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/513牙嵌自由輪差速器：汽車直線行駛時(shí)，主、從動(dòng)環(huán)通過(guò)牙嵌齒將動(dòng)力傳給兩半軸。轉(zhuǎn)彎時(shí)，快速側(cè)車輪的從動(dòng)環(huán)開(kāi)始以快于主動(dòng)環(huán)的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/514（2）滑塊凸輪式差速器滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與凸輪之間產(chǎn)生較大的內(nèi)摩擦力矩以提高鎖緊系數(shù)的一種高摩擦自鎖式差速器。這種差速器可作軸間差速器或輪間差速器。這種差速器的鎖緊系數(shù)一般可達(dá)3～6，可以在很大程度上提高車輛的通過(guò)性能，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，摩擦件磨損較大。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/515滑塊凸輪差速器第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件一、差速器2023/2/516工作原理：直線行駛時(shí)：兩半軸無(wú)轉(zhuǎn)速差時(shí)，內(nèi)外凸輪和主動(dòng)套三者的轉(zhuǎn)速相同，此時(shí)轉(zhuǎn)距由差速器殼輸入，經(jīng)主動(dòng)套、滑塊內(nèi)、外凸輪，分別傳給左、右半軸。車輛轉(zhuǎn)彎或一側(cè)車輪滑轉(zhuǎn)時(shí)：差速器起差速作用，滑塊一方面隨主動(dòng)套旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)內(nèi)、外凸輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)滑塊在內(nèi)、外凸輪間沿槽孔徑向滑動(dòng)，使得左、右半軸在不脫離傳動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)差速。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/517轉(zhuǎn)向加力裝置按所用動(dòng)力的多少：助力式、全動(dòng)力式。1.液壓助力轉(zhuǎn)向工作原理：利用液壓動(dòng)力，協(xié)助駕駛員操縱機(jī)械轉(zhuǎn)向器，通過(guò)轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)桿系操縱導(dǎo)向輪偏轉(zhuǎn)。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/518具有路感反饋功能的轉(zhuǎn)向助力器

（a）直行

（b）右轉(zhuǎn)彎

（c）左轉(zhuǎn)彎1-液壓油箱

2-溢流閥

3-齒輪泵

4-量孔

5-單向閥

6-安全閥

7-滑閥

8-反作用柱塞

9-閥體

10-回位彈簧

11-轉(zhuǎn)向螺桿

12-轉(zhuǎn)向螺母

13-縱拉桿

14-轉(zhuǎn)向搖臂

15-油缸第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/5192.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向

第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/5202.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向

第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/521電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)功能為：

根據(jù)轉(zhuǎn)向作用力及相關(guān)信息在每一種車速下產(chǎn)生最優(yōu)化的轉(zhuǎn)向助力矩、回正力矩及瞬態(tài)響應(yīng)。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/5223.全液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/523工作原理：

在前、后車體鉸鏈處的兩側(cè)各有一個(gè)轉(zhuǎn)向油缸，通過(guò)方向盤(pán)操縱全液壓轉(zhuǎn)向器時(shí)，一側(cè)的油缸進(jìn)油，另一側(cè)的油缸排油，使前、后車架發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)向。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/524第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/525工作原理：車輛以直線或以某一定偏轉(zhuǎn)角行駛，這時(shí)油缸兩腔和計(jì)量泵各齒腔均被封閉，油泵來(lái)油經(jīng)單向閥、閥體、閥套和控制閥上的油孔通道、濾清器流回油箱。左轉(zhuǎn)彎時(shí)，控制閥在方向盤(pán)帶動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)到“左”油路位置，而閥套在計(jì)量泵的控制下暫不轉(zhuǎn)動(dòng)，油泵來(lái)油經(jīng)單向閥、閥體、閥套和控制閥上相應(yīng)油孔通道進(jìn)入計(jì)量泵，使計(jì)量泵轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使一部分油液經(jīng)控制閥進(jìn)入轉(zhuǎn)向油缸的下腔，推動(dòng)活塞上移，實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)向。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件二、轉(zhuǎn)向加力裝置2023/2/526轉(zhuǎn)向油缸上腔的油液經(jīng)控制閥上的油道排回油箱。計(jì)量泵轉(zhuǎn)動(dòng)工作時(shí)，通過(guò)連接軸帶動(dòng)閥套逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，消除閥套與控制閥之間的轉(zhuǎn)角，使控制閥又處于中立位置。右轉(zhuǎn)彎時(shí)，控制閥處于“右”油路位置，工作過(guò)程與上述左轉(zhuǎn)彎相反。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件三、四輪轉(zhuǎn)向系2023/2/5274WS方式轉(zhuǎn)向：后輪與前輪偏轉(zhuǎn)方向相同時(shí)稱為同相位轉(zhuǎn)向后輪與前輪偏轉(zhuǎn)方向相反時(shí)，稱為逆相位轉(zhuǎn)向。4WS車輛同相位轉(zhuǎn)向時(shí)，在高速行駛時(shí)具有穩(wěn)定感，所以它對(duì)于高速公路的改變車道行駛，或遭受測(cè)風(fēng)以及路面傾斜等外部干擾，司機(jī)都可以自如地操縱方向盤(pán)保證行駛路線。4WS的逆相位轉(zhuǎn)向時(shí)，可以轉(zhuǎn)小彎，起到了縮短軸距的效果，以前需要反復(fù)倒車轉(zhuǎn)彎多次才能通過(guò)的地方采用這種方式可以輕松通過(guò)。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件三、四輪轉(zhuǎn)向系2023/2/5284WS后轉(zhuǎn)向控制箱結(jié)構(gòu)1-助力液壓缸2-電磁閥3-控制閥4-相位控制機(jī)構(gòu)5-步進(jìn)電機(jī)第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件三、四輪轉(zhuǎn)向系2023/2/529工作原理：計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)的操作狀態(tài)及車速，計(jì)算出后輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)向角，以及目標(biāo)轉(zhuǎn)向角與實(shí)際后輪轉(zhuǎn)向角的差值，向轉(zhuǎn)向電機(jī)發(fā)出指令使后輪偏轉(zhuǎn)。這種方式可以精確地掌握汽車行駛狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況得出后輪轉(zhuǎn)向角。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件三、四輪轉(zhuǎn)向系2023/2/530車輛低速行駛時(shí)，可控制方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度與車輪偏轉(zhuǎn)角的比例，使后輪與前輪逆相位轉(zhuǎn)向以便于轉(zhuǎn)小彎。中速行駛時(shí)，可減少后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輛接近于2WS的操縱性，減輕了操縱時(shí)的不自然感。

當(dāng)高速行駛時(shí)，后輪與前輪進(jìn)行同相位轉(zhuǎn)向，適當(dāng)?shù)販p少轉(zhuǎn)彎時(shí)車身的轉(zhuǎn)動(dòng)，提高穩(wěn)定性。第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第3課輪式車輛轉(zhuǎn)向系（2）2023年2月5日《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件小結(jié)2023/2/531介紹了差速器（運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、差速鎖）介紹了轉(zhuǎn)向加力裝置（液壓助力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、全液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）介紹了四輪轉(zhuǎn)向系第四章汽車拖拉機(jī)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第