汽車轉向系功用、類型、組成

汽車行駛過程中，需要經常改變行駛方向，汽車行駛方向的改變是通過改變轉向車輪偏轉角來實現的，控制轉向車輪偏轉角的一整套機構，稱為汽車轉向系。

要求其工作可靠、操縱輕便，轉向機構還應能減輕地面傳到轉向盤上的沖擊，並保持適當的“路感”，當汽車發生碰撞時，轉向裝置應能減輕或避免對駕駛員的傷害。

轉向系功用
轉向系是保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時改變汽車的行駛方向和保持 汽車穩定的直線行駛。

轉向系類型
轉向系按轉向力來源的不同，可分為機械轉向系和動力轉向系。

轉向系組成
機械轉向系組成

機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構3大部分組成，其一般布置情況 如圖11.1所示。機械轉向系的能量來源是人力，所有傳力桿件都是機械的，由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構3大部分組成。

轉向操縱機構
轉向操縱機構主要由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成。
轉向器
轉向器是將轉向操縱機構的旋轉運動轉變為傳動機構的直線運動’並對轉向操縱力進 行放大的機構。轉向器一般固定在汽車車架或車身上，轉向操縱力通過轉向器後一般還會 改變傳動方向，是轉向系的核心部件。
轉向傳動機構
轉向傳動機構是將轉向器輸出的力和運動傳給轉向車輪，並使左右轉向車輪按一定 關系進行偏轉的機構，由轉向搖臂、轉向主拉桿、轉向節臂、轉向橫拉桿等組成。
需要轉向時，駕駛員對轉向盤9施力卩一個轉向力矩，該力矩通過轉向軸8輸人轉向器 7，從轉向盤9到轉向傳動軸這一系列部件和零件即屬於轉向操縱機構。作為減速傳動裝置的轉向器7中有1〜2級減速傳動副。經轉向器放大後的力矩和減速後的運動傳到轉向搖臂6，再通過轉向主拉桿5傳給固定於左轉向節3上的轉向節臂4，使左轉向節3和它所 支承的左轉向輪偏轉。為使右轉向節及其所支承的右轉向輪隨之偏轉相應角度，設置了由固定在左、右轉向節上的左、右梯形臂，其兩端與梯形臂作球鉸鏈連接轉向橫拉桿1組成轉向梯形。自轉向搖臂6至轉向梯形這一系列部件和零件都屬於轉向傳動機構。

我國規定車輛右側通行，相應地應將轉向盤安置在駕駛室左側，使駕駛員的左方視野較廣闊，有利於兩車會車安全。
相反，在一些規定車輛左側通行的國家使用的汽車上，轉向盤則應安置在駕駛室右側。

轉向盤
轉向盤內部有金屬制成的骨架.是用鋼、鋁合金或鎂合金等材料制成。轉向盤由園環狀的盤圈、插入轉向軸的轉向盤毂，以及連接盤圈和盤毂的辎條構成，采用焊接或鑄造等工藝制造。骨架的外側一般包有柔軟的合成橡膠或樹脂.也有采用皮革包裹以及硬木制作的轉向盤。轉向盤外皮要求有某種程度的柔軟度、手感以好、能防止手心出汗打滑的材 質，還需要有耐熱性。

現在的轉向盤與以前的看似沒有太大變化，但實際上已經有了改進。由於轉向助力裝 置的普及，轉向盤外徑變小了. IW手握處卻變粗了，並采用柔軟材料，使操作感得到了改善。現在有越來越多的汽車在轉向盤堅安裝了安全氣囊.也使汽車的安全性大大提高了。

汽車的轉向器可以與轉向盤同軸線.其間可以沒有轉向萬向節和轉向傳動軸。但是，為了兼顧汽車底盤和駕駛室總體布置的要求.往往需要將轉向器和轉向盤的軸線布置得相交成一定角度，甚至處於不同平面內；而且在基本型汽車與各種變型汽車上，這兩個部件的距離和軸線相對位置都存在著相當大的差別。目前，許多國內外生產的新車型在轉向操縱機構中采用了萬向傳動裝置.這有助於轉向盤和轉向器等部件和組件的通用化和系列化。只要適當改變轉向萬向傳動裝置的幾何參數.便可滿足各種變塑車的總布置要求。即使在轉向盤與轉向器同軸線的情況下.其間也可采用萬向傳動裝置.以補償由於部件在車上的安裝誤差和安裝基體的變形所造成的二者軸線實際上的不重合。

2)動力轉向系組成
動力轉向系是在機械轉向系的基礎上加設一套轉向助力裝置而形成的。動力轉向系是 兼用駕駛員體力和發動機動力為轉向能源的轉向系.主要應用在重型汽車。在正常情況下.汽車轉向所需能量只有一小部分由駕駛員提供.而大部分是由發動機通過轉向助力裝 置提供的。但在轉向助力裝置失效時.一般還應當能由駕駛員獨力承擔汽車轉向任務。
重型汽車使用的轉向助力裝置偶然失效，駕駛員通過機械傳動系加於轉向節的力遠不足以使轉向輪偏轉而實現轉向.因此要求汽車的轉向助力裝置應當特別可靠。動力轉向系按轉向助力介質不同有液式和氣壓式動力轉向系。

圖11. 2所示為液壓式動力轉向系統的一種布置形式。
其中屬於轉向助力裝置的部件是：轉向油泵5、轉向油管4、轉向油罐6以及位於整體式轉向器10內部的轉向控制閥及 轉向動力缸等。當駕駛員轉動轉向盤1.通過整體式轉向器增扭和換向.再經轉向搖臂9 擺動，通過轉向直拉桿11、轉向橫拉桿8、轉向節臂7.使轉向輪偏轉從而改變汽車的行駛方向。

與此同時.轉向器輸人軸還帶動整體式轉向器內部的轉向控制閥轉動.使轉向動力缸 產生液歷作用力.幫助駕駛員轉向操縱.這樣.為了克服地面作用於轉向輪上的轉向阻力 矩.駕駛員需要加於轉向盤上的轉向力矩比用機械轉向系統時所需的轉向力矩小得多。

4.轉向車輪的運動特性
為了避免在汽車轉向時產生的路面對汽車的附加阻力和輪胎過快磨損•要求轉向系能 保證在汽車轉向時，所有車輪均做純滾動，這就要保證所有車輪的軸線都相交於一點時方 能實現.此交點O稱為轉向中心.如圖11. 3所示。由圖11. 3可見，內轉向輪偏轉角b應當大於外轉向輪偏轉角a。在車輪為絕對剛體的假設條件下.角a與b的理想關系式應是

cota=cotb+B/L

式中：L——汽車軸距；

B——兩側主銷軸線與地面相交點之間的距離。

為保證汽車順利轉向.必須確記轉向傳動機構中的轉向梯形的幾何參數。汽車的轉向 梯形實際上只能設計在一逛的車輪偏轉角范圍內•使兩側車輪偏轉角的關系大體上接近於 理想關系。

由轉向中心O到外轉向輪與地面接觸點的距離稱為汽車轉彎半徑。轉彎半徑愈小，則 汽車轉向所需場地就愈小。當外轉向輪偏轉角達到最大值amax、時.轉彎半徑R最小。最小轉彎半徑尺_與《_的關系為
對於只用前橋轉向的三軸汽車.由於中輪和後輪的軸線總是平行的，故不存往理想的 轉向中心。計算轉彎半徑時.可以用一根與中、後輪軸線等距離的平行線作為假想的與原 三軸汽車相當的雙軸汽車的後輪軸線。