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        新聞資訊
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        汽車轉向系統的結構和工作原理簡介
        發布時間:2020-04-22 點擊:723

          轉向系統

          在汽車上用來改變汽車行駛方向的專設機構的總稱為汽車轉向系統。

          汽車轉向系統的功用

          保證汽車能按駕駛員的意愿進行直線或轉向行駛。

          汽車轉向系統的類型

          機械轉向系統、動力轉向系統

          汽車轉向系統的組成:

          轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構

          兩側轉向輪偏轉角的關系

          不知道大家有沒有注意到,汽車在轉向時,兩個轉向輪的偏轉角度并不是一樣的,這是為什么呢?它們又有什么樣的關系呢?

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

          下圖中就是汽車轉向時轉向輪偏轉角度的關系圖:

          其中α、β分別是內外側轉向輪的偏轉角,B是兩側主銷軸線與地面相交點之間的距離;L是汽車軸距。它們之間具有如下關系:

          cotα=cotβ+B/L

          這就是兩側轉向輪偏轉角之間的理想關系式。它是由轉向傳動機構的結構型式決定的。

          轉向系統傳動比

          轉向系統的傳動比參數主要有轉向器角傳動比、轉向傳動機構角傳動比、轉向系統角傳動比、轉向系統的力傳動比幾個參數值,這個數值越大,轉向系統對駕駛員操縱力的放大倍數越大,轉向就越輕,但轉向靈敏度會下降。

          轉向盤的自由行程

          我們在轉動方向盤時,會感覺到一段空行程,這種轉向盤在空轉階段的角行程稱為轉向盤的自由行程。

          轉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。

          機械轉向系統

          機械轉向系統以駕駛員的體力作為轉向能源,所有傳遞力的構件都是機械的,主要由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。當前輪為獨立懸架時,機械轉向系統的組成及布置與紅旗CA7220型轎車相似。

          當前輪為非獨立懸架時,機械轉向系統的組成及布置如下圖所示。由于轉向盤距離轉向器較遠,二者之間用萬向節和傳動軸構成的萬向傳動裝置相連。

          動力轉向系統

          動力轉向系統是兼用駕駛員體力和發動機(或電動機)的動力作為轉向能源的轉向系統,又稱為助力轉向系統。

          動力轉向系統是在機械轉向系統的基礎上加設一套轉向助力裝置而形成的。我們常見的助力轉向有機械液壓助力、電子液壓助力、電動助力三種。

          轉向操縱機構

          轉向盤到轉向器之間的所有零部件總稱為轉向操縱機構。

          1.轉向盤又稱方向盤,是由轉向盤由輪緣、輪輻和輪轂組成。轉向盤輪轂的細牙內花鍵與轉向軸連接?,F代汽車的轉向盤非常復雜,裝有喇叭按鈕、安全氣囊等。在多功能方向盤上還集中安裝了音響操縱按鈕、定速巡航按鈕、換擋撥片等裝置。

          2.轉向軸、轉向柱管及其吸能裝置

          轉向軸是連接轉向盤和轉向器的傳動件,轉向柱管固定在車身上,轉向軸從轉向柱管中穿過,支承在柱管內的軸承和襯套上。

          轉向器

          汽車轉向器又名轉向機、方向機,它是汽車轉向系中重要的部件。它的作用是:增大轉向盤傳到轉向傳動機構的力和改變力的傳遞方向。

          常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄銷式和循環球式。

          1)齒輪齒條轉向器:

          它是一種常見的轉向器。其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉向軸帶動小齒輪旋轉時,齒條便做直線運動。有時,靠齒條來直接帶動橫拉桿,就可使轉向輪轉向。所以,這是一種簡單的轉向器。

          它的優點是結構簡單,成本低廉,轉向靈敏,體積小,可以直接帶動橫拉桿。適合與麥弗遜式獨立懸架配用,常用于轎車、微型貨車和輕型貨車。

          2)蝸桿曲柄銷式轉向器:

          它是以蝸桿為主動件,曲柄銷為從動件的轉向器。蝸桿具有梯形螺紋,手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上,曲柄與轉向搖臂軸制成一體。轉向時,通過轉向盤轉動蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉,一邊繞轉向搖臂軸做圓弧運動,從而帶動曲柄和轉向垂臂擺動,再通過轉向傳動機構使轉向輪偏轉。這種轉向器通常用于轉向力較大的載貨汽車上。

          3)循環球式轉向器:

          主要結構是由殼體、側蓋、上蓋、下蓋、循環球螺桿、齒條螺母、轉閥閥芯、扇齒軸組成。其中有兩對傳動副:一對是螺桿、螺母,另一對是齒條、齒扇或扇齒軸。在螺桿和齒條螺母之間裝有可循環滾動的鋼球,使滑動摩擦變為滾動摩擦,從而提高了傳動效率。這種轉向器的優點是,操縱輕便,磨損小,壽命長。缺點是結構復雜,成本較高,轉向靈敏度不如齒輪齒條式。

          轉向傳動機構

          從轉向器到轉向輪之間的所有傳動桿件總稱為轉向傳動機構。轉向傳動機構的功用是將轉向器輸出的力和運動傳到轉向橋兩側的轉向節,使轉向輪偏轉,并使兩轉向輪偏轉角按一定關系變化,以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動盡可能小。

          與非獨立懸架配用的轉向傳動機構

          1.轉向傳動機構的組成轉向傳動機構由轉向搖臂、轉向直拉桿、轉向節臂和轉向梯形等零部件共同組成,其中轉向梯形由梯形臂、轉向橫拉桿和前梁共同構成。

          2.轉向搖臂循環球式轉向器和蝸桿曲柄指銷式轉向器通過轉向搖臂與轉向直拉桿相連。轉向搖臂的大端用錐形三角細花鍵與轉向器中搖臂軸的外端連接,小端通過球頭銷與轉向直拉桿作空間鉸鏈連接。

          3.轉向直拉桿轉向直拉桿是轉向搖臂與轉向節臂之間的傳動桿件,具有傳力和緩沖作用。在轉向輪偏轉且因懸架彈性變形而相對于車架跳動時,轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節臂的相對運動都是空間運動,為了不發生運動干涉,三者之間的連接件都是球形鉸鏈。

          4.轉向橫拉桿轉向橫拉桿是轉向梯形機構的底邊,由橫拉桿體和旋裝在兩端的橫拉桿接頭組成。其特點是長度可調,通過調整橫拉桿的長度,可以調整前輪前束。

          與獨立懸架配用的轉向傳動機構當轉向輪采用獨立懸架時,為了滿足轉向輪獨立運動的需要,轉向橋是斷開式的,轉向傳動機構中的轉向梯形也必須斷開。與獨立懸架配用的多數是齒輪齒條式轉向器,轉向器布置在車身上,轉向橫拉桿通過球頭銷與齒條及轉向節臂相連。

          當采用循環球式轉向器時,轉向傳動機構的桿件較多。

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