汽车转向系统的作用及分类

1.转向系统的作用与组成

由驾驶人操纵、能实现转向轮偏转和回位的一套机构称为汽车转向系统。其作用是改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定地直线行驶。

汽车转向系统按转向动力源的不同分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。

(1)机械转向系统(见图1-88) 以驾驶人体力作为转向能源。机械转向系统由转向操纵机构(转向盘、转向轴、万向节、转向传动轴)、机械转向器、转向传动机构(转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆)三大部分组成。

转向过程:转向盘→转向轴→转向器→转向摇臂→转向直拉杆→转向节臂→左转向节→左转向梯形臂→转向横拉杆→右转向梯形臂→右转向节。

(2)动力转向系统(见图1-89) 除驾驶人的体力外,还以汽车的动力作为辅助转向能源,又可以分为液压式、气压式和电动式三种。

图1-88 机械转向系统的组成

图1-89 液压式动力转向系统的组成

2.转向系统的零件

(1)转向操纵机构 包括转向盘、转向轴等零件。其作用是将驾驶人转动转向盘的操纵力传给转向器。

(2)转向器 其作用是将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂的摆动,降低运动速度,增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。转向器按结构不同分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄指销式转向器等几种。

①齿轮齿条式转向器(见图1-90):具有结构简单、紧凑,质量轻,刚性大,转向灵敏等优点,在轿车和微型、轻型货车上得到了广泛的应用。

(www.xing528.com)

图1-90 齿轮齿条式转向器

②循环球式转向器(见图1-91):目前国内外汽车上应用最广泛的结构形式之一。其有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动副。

③蜗杆曲柄指销式转向器(见图1-92):主动件为转向蜗杆,从动件是装在摇臂轴曲柄端部的指销。

(3)转向传动机构 其作用是连接转向器和前轮,并将转向器输出的动力和运动传给左、右转向节,使转向轮偏转,并保证左、右转向轮的偏转角按一定关系变化。

图1-91 循环球式转向器

图1-92 蜗杆曲柄指销式转向器

3.动力转向器

用以将发动机(或电动机)输出的部分机械能转化为压力能,并在驾驶人的控制下,对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力,以助驾驶人施力不足的一系列零部件,总称为动力转向器。

采用动力转向系统的汽车转向所需的能量,在正常情况下,只有小部分是驾驶人提供的体能,而大部分是发动机(或电机)驱动的液压泵(或空气压缩机)所提供的液压能(或气压能)。

动力转向器按传能介质的不同分为气压式和液压式两种。液压动力转向器的工作压力可高达10MPa以上,故其部件尺寸很小。液压系统工作时无噪声,工作滞后时间短,而且能吸收来自不平路面的冲击。因此,液压动力转向器已在各类各级汽车上获得广泛应用。

电控液压动力转向器工作原理如图1-93所示。