电动方程式赛车的转向器选型

考虑到转向系统布置空间有限，且有严格的成本限制，以及轻量化的赛车设计目标，赛车转向器范围限定为机械式转向器。根据转向器采用的传动副的区别，常见机械式转向器类型有以下几种。

1.齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器的传动副为齿轮齿条，其中，齿轮多与转向柱做成一体，齿条多与转向横拉杆直接连接，连接点即为断开点位置，如图4－11所示。

图4－11　齿轮齿条式转向器

其主要优点：结构简单，体积小，易于设计制作；传动效率较高；容易实现调隙，当齿轮齿条或者齿条与壳体之间产生间隙时，可以通过安装在齿条背部的挤压力可调的弹簧来消除间隙；转向角度大；制造成本低。

其主要缺点：传动副采用齿轮齿条，逆效率非常高，路感反馈强烈；转向力矩大，驾驶员操纵费力，对方向盘的反冲容易造成驾驶员精神紧张、过度疲劳。

2.循环球式转向器

循环球式转向器如图4－12所示，一般应用于商用车，有两种结构形式，分别为循环球齿条齿扇式和循环球－曲柄销式。

(www.xing528.com)

图4－12　循环球式转向器

其主要优点：滑动摩擦变为滚动摩擦，摩擦系数大大减小，传动效率比较高；容易实现调隙，可改善齿扇与齿条之间的间隙。

其主要缺点：逆效率较高，路感反馈强烈，容易打手；原理和结构复杂，制造困难；制造精度要求非常高，否则容易造成转向器过度磨损，缩短使用寿命。

3.蜗杆指销式转向器

蜗杆指销式转向器采用的传动副为指销和转向蜗杆，一般应用于载重量较大的商用车上，如图4－13所示。

其主要优点：固定销式蜗杆指销转向器结构简单，容易生产；选择销式转向器磨损小，效率高，寿命长；调隙机构容易实现，当蜗杆以及指销之间的工作平面受到磨损后容易调节。

图4－13　蜗杆指销式转向器

其主要缺点：固定销式蜗杆指销转向器由于指销固定，工作部位保持不变，所以磨损较快，寿命短，效率低；结构复杂，质量和尺寸较大；安装、制造精度要求较高，蜗杆螺纹槽的形状和尺寸精度较难实现，调隙机构受到限制。

基于各种类型转向器的特点，以及在FSAE赛车上应用的转向器需满足的各项要求，大部分车队通常会选择齿轮齿条式转向器。