汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用

保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛。

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成：

轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系

不知道大家有沒有注意到，汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角度并不是一樣的，這是為什么呢？它們又有什么樣的關(guān)系呢？

汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，為了避免車輪相對地面滑動(dòng)而產(chǎn)生附加阻力，減輕輪胎磨損，要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能保證所有車輪均作純滾動(dòng)，即所有車輪軸線的延長線都要相交于一點(diǎn)。

下圖中就是汽車轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系圖：

其中α、β分別是內(nèi)外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角，B是兩側(cè)主銷軸線與地面相交點(diǎn)之間的距離；L是汽車軸距。它們之間具有如下關(guān)系：

cotα＝cotβ＋B／L

這就是兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式。它是由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定的。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)比參數(shù)主要有轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動(dòng)比幾個(gè)參數(shù)值，這個(gè)數(shù)值越大，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對駕駛員操縱力的放大倍數(shù)越大，轉(zhuǎn)向就越輕，但轉(zhuǎn)向靈敏度會(huì)下降。

轉(zhuǎn)向盤的自由行程

我們在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，會(huì)感覺到一段空行程，這種轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段的角行程稱為轉(zhuǎn)向盤的自由行程。

轉(zhuǎn)向盤的自由行程有利于緩和路面沖擊，避免駕駛員過度緊張，但不宜過大，否則將使轉(zhuǎn)向靈敏性能下降。一般方向盤自由行程不大于10度或方向盤圓周弧長0～15mm。

1．液壓助力齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理

當(dāng)液壓助力齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在沒有液壓輔助的情況下，轉(zhuǎn)向器的工作原理簡圖如下所示  ▼

在轉(zhuǎn)向盤上施加的扭轉(zhuǎn)力，通過中間軸傳遞到轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪（轉(zhuǎn)向控制閥齒輪）上，因?yàn)橹鲃?dòng)齒輪輪齒（轉(zhuǎn)向控制閥齒輪輪齒）與齒條輪齒處于嚙合狀態(tài)，將轉(zhuǎn)向盤傳遞來的扭轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成齒條的線形力，使得齒條左右移動(dòng)。線性力傳遞到內(nèi)、外轉(zhuǎn)向橫拉桿，再傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)，轉(zhuǎn)向節(jié)扭轉(zhuǎn)車輪方向。

帶有液壓助力齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)如下圖所示，它是將齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸、轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計(jì)成一體，組成整體式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。動(dòng)力缸活塞與齒條制成一體，將動(dòng)力缸分成左右兩腔。

轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu)如下圖所示 ▼

在沒有轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置，來自動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成的油液從轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)油口流入閥腔。由于轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置，使動(dòng)力缸左右兩腔相通，油液從轉(zhuǎn)向控制閥出油口流回到油壺，因此液壓助力就不起作用。

轉(zhuǎn)向控制閥原理：

控制閥位于中間▼

控制閥左轉(zhuǎn)  ▼

控制閥右轉(zhuǎn)  ▼

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯一起轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)槭艿睫D(zhuǎn)向節(jié)臂傳來的路面轉(zhuǎn)向阻力，動(dòng)力缸活塞和齒條暫時(shí)都不能運(yùn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)向控制閥齒輪也暫時(shí)不能和轉(zhuǎn)向軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

這樣，由轉(zhuǎn)向軸傳到轉(zhuǎn)向控制閥齒輪的轉(zhuǎn)矩只能使轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)的扭桿產(chǎn)生少許扭轉(zhuǎn)變形，使轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯得以相對轉(zhuǎn)向控制閥齒輪產(chǎn)生不大的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)向控制閥使動(dòng)力缸的一側(cè)腔成為高壓的進(jìn)油腔，另一側(cè)腔則成為低壓的回油腔。作用在動(dòng)力缸活塞上的高液壓作用力幫助轉(zhuǎn)向控制閥齒輪迫使轉(zhuǎn)向齒條向一側(cè)移動(dòng)。同時(shí)轉(zhuǎn)向控制閥齒輪本身也開始與轉(zhuǎn)向軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

只要轉(zhuǎn)向盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，扭桿的扭轉(zhuǎn)變形便一直保持不變，轉(zhuǎn)向控制閥的助力作用也不變。一旦轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力缸的一側(cè)腔內(nèi)的高液壓作用力暫時(shí)還繼續(xù)存在，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向控制閥齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使扭桿的變形減小，直到扭桿恢復(fù)到自然狀態(tài)。轉(zhuǎn)向控制閥恢復(fù)到中間位置，動(dòng)力缸左右兩側(cè)相通，使液壓助力不起作用。此時(shí)，轉(zhuǎn)向盤即停駐在某一位置上而不動(dòng)，則車輪轉(zhuǎn)角保持一定。若再轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，液壓助力又起作用。

動(dòng)力缸活塞所受的液壓力轉(zhuǎn)換成線形力，幫助齒條左右移動(dòng)，通過轉(zhuǎn)向橫拉桿，推動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)及車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2．動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成的工作原理

動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵常見形式為葉片型，其工作原理如下圖所示 ▼

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，經(jīng)傳動(dòng)皮帶傳遞到動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成皮帶盤上，并帶動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵總成軸及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。安裝在轉(zhuǎn)子上的葉片，因旋轉(zhuǎn)的離心力作用被甩出，緊貼著泵環(huán)（泵后殼體）內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)，將油壺內(nèi)的轉(zhuǎn)向液吸入泵腔內(nèi)，并且將轉(zhuǎn)向液經(jīng)流量控制閥壓入轉(zhuǎn)向器，給轉(zhuǎn)向器提供液壓助力。流量控制閥是根據(jù)系統(tǒng)中油液的壓力，來調(diào)節(jié)流入轉(zhuǎn)向器中油液的流量，從而對系統(tǒng)中油液的壓力進(jìn)行調(diào)整，防止系統(tǒng)液壓過高。

3．各部件位置及分解圖

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件位置圖  ▼

轉(zhuǎn)向柱與轉(zhuǎn)向器安裝圖  ▼

轉(zhuǎn)向器分解圖  ▼

動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵分解圖  ▼