汽车转向系统性能检测与评价.ppt

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第四章汽车转向系统性能检测与评价多媒体课件4.1汽车转向系统性能评价指标汽车转向系统性能评价指标1操纵性与稳定性操纵性与稳定性汽车操纵性汽车操纵性-驾驶员以最少的修正而能驾驶员以最少的修正而能维持汽车按给定的路线行驶以及按驾驶员愿维持汽车按给定的路线行驶以及按驾驶员愿望转动转向盘以改变汽车行驶方向的能力。

望转动转向盘以改变汽车行驶方向的能力。

操纵性能的评价：

操纵性能的评价：

（1）在规定车速下，汽车质心曲线轨迹与在规定车速下，汽车质心曲线轨迹与转向盘转角的关系；转向盘转角的关系；

（2）以规定角速度迅速转动转向盘以后，以规定角速度迅速转动转向盘以后，汽车转向横摆角速度随时间变化的关系；汽车转向横摆角速度随时间变化的关系；（3）汽车在圆周行驶时其转向盘上的作用汽车在圆周行驶时其转向盘上的作用力与汽车侧向加速度的关系。

力与汽车侧向加速度的关系。

（4）为保证额定车速行驶的汽车轨迹曲率为保证额定车速行驶的汽车轨迹曲率半径能按要求变化，必须在转向盘上施半径能按要求变化，必须在转向盘上施加的作用力。

加的作用力。

汽车稳定性汽车稳定性：

汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力。

方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力。

汽车汽车操作性操作性和和稳定性稳定性统称为车辆的统称为车辆的操纵稳定性操纵稳定性影响操纵稳定性的因素：

影响操纵稳定性的因素：

1）结构因素：

）结构因素：

转向系性能参数（转向系传动比；转向系性能参数（转向系传动比；转向系效率；转向器的啮合特性，转向系刚度等）转向系效率；转向器的啮合特性，转向系刚度等）车辆的重心位置、轴距、轮距、质量分配、轮车辆的重心位置、轴距、轮距、质量分配、轮胎型式和气压、悬挂导向装置等胎型式和气压、悬挂导向装置等2）使用因素：

）使用因素：

道路状况道路状况气候条件气候条件左右车轮运动状态左右车轮运动状态2.转向操纵轻便性转向操纵轻便性转向操纵轻便性转向操纵轻便性驾驶员操纵转向盘的驾驶员操纵转向盘的容易程度。

容易程度。

转向沉重容易使驾驶员产生驾驶疲劳或使转向沉重容易使驾驶员产生驾驶疲劳或使车辆操纵失控而导致交通事故。

通常采用车辆操纵失控而导致交通事故。

通常采用转向助力装置。

转向助力装置。

转向助力装置：

转向助力装置：

液压助力、气压助力、电液压助力、气压助力、电动机助力动机助力3.最小转弯直径最小转弯直径车辆在转向过程中，转向车辆在转向过程中，转向盘向左或向右转到极限位盘向左或向右转到极限位置时，车辆外转向轮印迹置时，车辆外转向轮印迹中心在其支承面上的轨迹中心在其支承面上的轨迹圆直径中的较大者，称为圆直径中的较大者，称为车辆最小转弯直径。

它表车辆最小转弯直径。

它表征车辆在最小面积内的回征车辆在最小面积内的回转能力和通过狭窄弯曲地转能力和通过狭窄弯曲地带或绕过障碍物的能力带或绕过障碍物的能力。

4.转向车轮的稳定效应转向车轮的稳定效应当车轮在偶然受外力作用或转向盘稍微转当车轮在偶然受外力作用或转向盘稍微转动而偏离直线行驶时，转向轮应有自动回动而偏离直线行驶时，转向轮应有自动回正恢复直线行驶的能力。

正恢复直线行驶的能力。

转向车轮具有的保持自动返回直线行驶的转向车轮具有的保持自动返回直线行驶的能力，称为转向车轮的稳定效应。

能力，称为转向车轮的稳定效应。

转向车轮的稳定效应与转向车轮的稳定效应与车轮定位角车轮定位角和和轮胎轮胎的横向弹性的横向弹性有关。

有关。

5.汽车转向轮的震动汽车转向轮的震动转向轮的震动转向轮的震动汽车在行驶时，出现转汽车在行驶时，出现转向轮的左右摆动和上下跳动。

震动降低了向轮的左右摆动和上下跳动。

震动降低了汽车操纵稳定性，使轮胎磨损加剧，增加汽车操纵稳定性，使轮胎磨损加剧，增加了转向机构的动载荷，降低零件使用寿命，了转向机构的动载荷，降低零件使用寿命，影响行驶安全。

影响行驶安全。

转向轮的摆动与转向轮的摆动与车辆悬架技术状况车辆悬架技术状况、车辆车辆定位定位、车轮平衡车轮平衡有密切关系。

有密切关系。

4.2转向系统技术状况检测标准及仪器转向系统技术状况检测标准及仪器4.2.1.转向系统技术状况检测标准及仪器转向系统技术状况检测标准及仪器

（1）转向盘自由行程及其检测）转向盘自由行程及其检测转向盘自由转动量转向盘自由转动量，是指汽车转向轮保持，是指汽车转向轮保持直线行驶位置静止时，轻轻左右晃动转向直线行驶位置静止时，轻轻左右晃动转向盘所测得的游动角度。

盘所测得的游动角度。

转向盘的转向力转向盘的转向力，是指在一定行驶条件，是指在一定行驶条件下，作用在转向盘外缘的圆周力。

下，作用在转向盘外缘的圆周力。

这两个诊断参数主要用来诊断汽车转向这两个诊断参数主要用来诊断汽车转向轴和转向系中各零件的配合状况。

轴和转向系中各零件的配合状况。

该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和该配合状况直接影响汽车操纵稳定性和行车安全性。

因此，对于新车和在用车都行车安全性。

因此，对于新车和在用车都必须进行上述两项诊断参数的检测。

必须进行上述两项诊断参数的检测。

转向盘自由转动量和转向力的检测，应转向盘自由转动量和转向力的检测，应采用专用检测仪进行。

采用专用检测仪进行。

按照国家标准按照国家标准机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件（GB72582004）的规定，方向盘自）的规定，方向盘自由转动量和转向力应符合以下要求。

由转动量和转向力应符合以下要求。

1）方向盘自由转动量）方向盘自由转动量机动车方向盘的最大自由转动量不允许机动车方向盘的最大自由转动量不允许大于：

大于：

（1）最高设计车速不小于）最高设计车速不小于100km/h的机的机动车：

动车：

20；

（2）三轮汽车：

）三轮汽车：

45；（3）其他机动车：

）其他机动车：

30。

2）方向盘转向力）方向盘转向力机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以泥或沥青道路上行驶，以10km/h的速度在的速度在5s之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为之内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径为24m的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最大切向力不应大于大切向力不应大于245N。

图图5-42简易转向盘自由转动量检测仪简易转向盘自由转动量检测仪a）检测仪的安装；）检测仪的安装；b）检测仪）检测仪l-指针；指针；2-夹臂；夹臂；3-刻度盘；刻度盘；4-弹簧；弹簧；5-连接板；连接板；6-固定螺钉固定螺钉

（1）用简易转向盘自由转动量检测仪）用简易转向盘自由转动量检测仪检测转向盘自由转动量检测转向盘自由转动量简易转向盘自由转动量检测仪，只能检简易转向盘自由转动量检测仪，只能检测转向盘的自由转动量。

测转向盘的自由转动量。

该仪器主要由刻度盘和指针两部分组成。

该仪器主要由刻度盘和指针两部分组成。

刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转刻度盘和指针分别固定在转向盘轴管和转向盘边缘上。

向盘边缘上。

测量前应先安装好简易转向盘自由转动测量前应先安装好简易转向盘自由转动量检测仪，测量时应使汽车的两转向轮处量检测仪，测量时应使汽车的两转向轮处于直线行驶位置，轻轻向左（或向右）转于直线行驶位置，轻轻向左（或向右）转动转向盘至空行程一侧的极端位置，调整动转向盘至空行程一侧的极端位置，调整检测仪指针指向刻度盘零度。

检测仪指针指向刻度盘零度。

然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行然后，再轻轻转动转向盘至另一侧空行程极端位置，指针所示刻度即为转向盘的程极端位置，指针所示刻度即为转向盘的自由转动量。

自由转动量。

2用转向参数测量仪检测用转向参数测量仪检测转向盘自由转动量和转向力转向盘自由转动量和转向力国产国产ZC-2型转向参数测量型转向参数测量仪，是以微机为核心的智能仪仪，是以微机为核心的智能仪器，可测得转向盘自由转动量器，可测得转向盘自由转动量和转向力。

和转向力。

该仪器由该仪器由操纵盘、主机箱、操纵盘、主机箱、连接叉和定位杆连接叉和定位杆四部分组成，四部分组成，如图所示。

如图所示。

ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电源开关；电源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器

（2）转向盘转向角和转向力检测）转向盘转向角和转向力检测操纵盘由螺钉固定操纵盘由螺钉固定在三爪底板上，底板在三爪底板上，底板经力矩传感器与三个经力矩传感器与三个连接叉相连，每个连连接叉相连，每个连接叉上都有一只可伸接叉上都有一只可伸缩长度的活动卡爪，缩长度的活动卡爪，以便与被测转向盘相以便与被测转向盘相连接。

连接。

图图5-43ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电源开关；电源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器主机箱为一圆形结构，固主机箱为一圆形结构，固定在底板中央，其内装有接定在底板中央，其内装有接口板、微机板、转角编码器、口板、微机板、转角编码器、打印机、力矩传感器和电池打印机、力矩传感器和电池等。

定位杆从底板下伸出，等。

定位杆从底板下伸出，经磁力座吸附在驾驶室内的经磁力座吸附在驾驶室内的仪表盘上。

仪表盘上。

定位杆的内端连接有光电定位杆的内端连接有光电装置，光电装置装在主机箱装置，光电装置装在主机箱内的下部。

内的下部。

图图5-43ZC-2型转向参数型转向参数测量仪测量仪l-定位杆；定位杆；2-固定螺栓；固定螺栓；3-电电源开关；源开关；4-电压表；电压表；5-主机箱；主机箱；6-连接叉；连接叉；7-操纵盘；操纵盘；8-打印机；打印机；9-显示器显示器测量时，把转向参数测量仪对准被测汽测量时，把转向参数测量仪对准被测汽车转向盘中心，调整好三个连接叉上伸缩车转向盘中心，调整好三个连接叉上伸缩卡爪的长度，与转向盘连接并固定好。

卡爪的长度，与转向盘连接并固定好。

转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传转动操纵盘，转向力通过底板、力矩传感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转感器、连接叉传递到被测转向盘上，使转向盘转动以实现汽车转向。

向盘转动以实现汽车转向。

此时，力矩传感器将转向力矩转变成电此时，力矩传感器将转向力矩转变成电信号，而定位杆内端连接的光电装置则将信号，而定位杆内端连接的光电装置则将转角的变化转变成电信号。

转角的变化转变成电信号。

这两种电信号由微机自动完成数据采集、这两种电信号由微机自动完成数据采集、转角编码、运算、分析、存储、显示和打转角编码、运算、分析、存储、显示和打印。

印。

因此，使用该测量仪既可测得转向盘的因此，使用该测量仪既可测得转向盘的转向力，又可测得转向盘的自由转动量。

转向力，又可测得转向盘的自由转动量。

4.2.2.最小转弯直径及技术状况标准最小转弯直径及技术状况标准最小转弯直径和内轮差最小转弯直径和内轮差转向轴和末轴的转向轴和末轴的内轮印迹中心在内轮印迹中心在车辆支承平面上车辆支承平面上的轨迹圆之差，的轨迹圆之差，被称为内轮差。

被称为内轮差。

汽车转弯直径示意图汽车转弯直径示意图机动车运行安全技术条件机动车运行安全技术条件（GB7258-2004）规定规定机动车辆的最小转弯直径，以前轮轨迹中机动车辆的最小转弯直径，以前轮轨迹中心为基线，测量其值不得大于心为基线，测量其值不得大于24m。

当转弯直径为当转弯直径为24m时，前转向轴和末轴的时，前转向轴和末轴的内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于内轮差（以两内轮轨迹中心计）不得大于3.5m。

转转向向盘盘转转至至极极限限位位置置时时，图图中中两两圆圆之之间间的的通通道道为为车辆转弯通道圆。

车辆转弯通道圆。

车车辆辆所所有有点点在在车车辆辆支支承承平平面面上上的的投投影影均均位位于于最最大大内内圆圆和和最最小小外外圆圆之间。

之间。

车辆有左和右转车辆有左和右转弯通道圆。

弯通道圆。

转弯通道圆的最转弯通道圆的最大内圆直径越大，大内圆直径越大，最小外圆直径越最小外圆直径越小，车辆所需的小，车辆所需的通道宽度越窄，通道宽度越窄，通过性越