前面所讲述的机械式转向系统很难兼顾汽车转向操纵省力且反应灵敏两方面的要求,为解决这一矛盾,现代汽车大多数都采用了助力转向系统。
助力转向,顾名思义,就是通过增加外力来抵抗转向阻力,让驾驶人只需要更少的力就能够完成转向,也被称为动力转向,英文为Power Steering,简称PS。助力转向最初是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松地操作,但是现在已经非常普及,它让驾驶变得更加简单和轻松,并且让车辆反应更加敏捷,在一定程度上提高了行驶安全性。
采用助力转向系统主要有以下作用:
1)在汽车转弯时,减小对转向盘的操纵力。
2)原地转向时能提供必要的助力。
3)限制车辆高速或在薄冰上的助力,具有较好的转向稳定性。
4)在动力转向系统失效时,能保持机械转向系统有效工作。
汽车助力转向系统按其动力源不同可以分为液压式、电动式和电动液压式三种。
液压式助力转向系统是基于机械式的齿轮齿条式转向器而来的,它增加了一整套液力系统,包括储油罐、转向泵、与转向柱相连的控制阀、转向器上的液压缸和能够推动转向横拉杆的活塞等。其工作压力可高达10MPa以上,故其部件结构紧凑,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,液压式助力转向系统已在各类各级汽车上获得广泛应用。
液压式助力转向系统按转向控制阀阀芯运动方式不同可分为滑阀式与转阀式;按液流形式又可分为常压式与常流式。现代汽车多采用常流转阀式动力转向系统。
转向泵是液压式助力转向系统的动力源,固定于发动机机体,由发动机驱动产生转向助力油压,经转向控制阀向液压缸提供一定压力和流量的工作油液。转向泵有三种类型:齿轮式、转子式和叶片泵。其中,叶片式转向泵由于其结构紧凑、输油压力脉动小、输油量均匀、运转平稳、性能稳定、使用寿命长等优点,被现代汽车广泛采用。叶片式转向泵中的双作用式叶片泵应用最广泛,这种转向泵有两种结构形式,一种是潜没式转向泵,它与储油罐是一体的,即转向泵潜没在储油罐的油液中;另一种为非潜没式转向泵,它的储油罐与转向泵分开安装,用油管与转向泵相连接。
如图4-14所示,双作用式叶片泵由转子、定子、叶片和端盖等组成。其中,转子与定子的中心相重合。定子内表面不是圆形而是一个近似的椭圆形,它由两条长半径和两条短半径所决定的圆弧以及四段过渡曲线所组成。转子每转一周,叶片在转子切槽内往复运动两次,完成两次吸油和两次压油,故称为双作用式叶片泵。为了使转子受到的径向油压力完全平衡,工作油腔数(即叶片数)应当为偶数。
转向控制阀用来控制转向泵最大输油量,并能将流量控制在规定范围内,满足转向助力的需要。(www.xing528.com)
图4-14 双作用式叶片泵结构图
储油罐储存定量的油液,保证供给充足的油量并有散热冷却油液的作用。如果液面高度太低,将使助力转向系统渗入空气,造成汽车转向操作不稳,忽轻忽重或有噪声。
转向储油罐油面的检查:
1)将车辆停放在平坦的地面上,使前轮处于直行位置。
2)起动发动机,并使其达到正常的工作温度。
3)使发动机怠速运转大约2min,打几次转向盘,使油温达到40~80℃,关闭发动机。
4)如图4-15所示,观察储油罐的油面,此时,油面应处于“MAX”(上限)与“MIN”(下限)之间,油面低于“MIN”时,应加至“MAX”。
5)对于用油尺检查的汽车:拧下带油尺的封盖,用布将油尺擦净,将带油尺的封盖插入储油罐内拧好,然后重新拧出,观察油尺上的标记,应处于“MAX”与“MIN”之间,必要时将转向油加至“MAX”处。
图4-15 储油罐油面的检查
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