轉向器類型

采用動力轉向系統的汽車轉向所需的能量_在正常情況下_只有小部分是駕駛員提供的體能_而大部分是發動機(或電機)驅動的油泵(或空氣壓縮機)所提供的液壓能(或氣壓能).

用以將發動機(或電機)輸出的部分機械能轉化為壓力能_並在駕駛員控制下_對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力_以助駕駛員施力不足的一系列零部件_總稱為動力轉向器.下面介紹動力轉向器的類型及工作原理.

(1)動力轉向器的類型

按傳能介質的不同_動力轉向器有氣壓式和液壓式兩種.裝載質量特大的貨車不宜采用氣壓動力轉向器_因為氣壓系統的工作壓力較低(一般不高於0.7MPa)_用於重型汽車上時_其部件尺寸將過於龐大.液壓動力轉向器的工作壓力一般為6MPa_最高可達12MPa以上_其部件尺寸相對其轉向器來說較精密.液壓系統工作時有噪聲_優點在於能吸收來自不平路面的沖擊並產生比較正確的路感於駕駛員_使駕駛更加舒適與安全.因此_液壓動力轉向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應用.

液壓式動力轉向系統現有：1.循環球助力轉向系統_2.電動液壓助力轉向系統_前者是國內重型汽車與工程汽車的現行的主要標配轉向系統_後者為過渡型轉向系統_現在外國正在向全電動式轉向系統過渡_現國內也有很多這樣的轉向系統出現於轎車與輕型車上.系統根據機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者在轉向裝置中的布置和聯接關系的不同_液壓動力轉向裝置分為整體式（機械式轉向器、轉向動力缸和轉向控制閥三者設計為一體）、組合式（把機械式轉向器和轉向控制閥設計在一起_轉向動力缸獨立）和分離式（機械式轉向器獨立_把轉向控制閥和轉向動力缸設計為一體）三種結構型式.

這裡僅介紹液壓整體式動力轉向器.
(2)動力轉向系統的工作原理

動力轉向系統是在機械式轉向系統的基礎上加一套動力輔助裝置組成的.如下圖_轉向油泵6安裝在發動機上_由曲軸通過皮帶驅動並向外輸出液壓油.轉向油罐5 有進、出油管接頭_通過油管分別與轉向油泵和轉向控制閥2聯接.轉向控制閥用以改變油路.機械轉向器和缸體形成左右兩個工作腔_它們分別通過油道和轉向控制閥聯接.

當汽車直線行駛時_轉向控制閥2將轉向油泵6泵出來的工作液與油罐相通_轉向油泵處於卸荷狀態_動力轉向器不起助力作用.當汽車需要向右轉向時_駕駛員向右轉動轉向盤_轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與R腔接通_將L腔與油罐接通_在油壓的作用下_活塞向下移動_通過傳動結構使左、右輪向右偏轉_從而實現右轉向.向左轉向時_情況與上述相反.

轉向器系統：轉向機學名為轉向器_它是轉向系中最重要的部件.
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.轉向器按結構形式可分為多種類型.
目前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：它是一種最常見的轉向器.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_這是一種最簡單的轉向器.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.在汽車上得到廣泛應用.

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、嵌於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.這種轉向器通常用於轉向力較大的載貨汽車上.

3）循環球式轉向器：循環球助力轉向系統主要結構由兩大部分組成：機械部分與液壓部分.機械部分由殼體、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.隨著動力轉向的應用與加工技術的不斷提高_循環球式轉向器近年來已經得到廣泛使用於重型汽車與工程車上.

轉向器(也常稱為轉向機)是完成由旋轉運動到直線運動(或近似直線運動)的一組齒輪機構_同時也是轉向系中的減速傳動裝置.歷史上曾出現過許多種形式的轉向器_目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環球-齒條齒扇式、循環球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等.其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形形式_而蝸桿滾輪式則更少見.我們只介紹目前最常用_最有代表性的兩種形：齒輪齒條式和循環球式.

齒輪齒條式：齒輪齒條方式的最大特點是剛性大_結構緊湊重量輕_且成本低.由於這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉向盤_所以具有對路面狀態反應靈敏的優點_但同時也容易產生打手和擺振等現象.齒輪與齒條直接嚙合_將齒輪的旋轉運動轉化為齒條的直線運動_使轉向拉桿橫向拉動車輪產生偏轉.齒輪並非單純的平齒輪_而是特殊的螺旋形狀_這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙_使轉向盤的微小轉動能夠傳遞到車輪_提高操作的靈敏性_也就是我們通常所說的減小方向盤的曠量.不過齒輪嚙合過緊也並非好事_它使得轉動轉向盤時的操作力過大_人會感到吃力.

循環球式：這種轉向裝置是由齒輪機構將來自轉向盤的旋轉力進行減速_使轉向盤的旋轉運動變為渦輪蝸桿的旋轉運動_滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合_因而滾珠螺桿的旋轉運動變為直線運動_螺母再與扇形齒輪嚙合_直線運動再次變為旋轉運動_使連桿臂搖動_連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動_改變車輪的方向.

這是一種古典的機構_現代轎車已不再使用_但又被最新方式的助力轉向裝置所應用.它的原理相當於利用了螺母與螺栓在旋轉過程中產生的相對移動_而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力_所有鋼球在一個首尾相連的封閉的螺旋曲線內循環滾動_循環球式故而得名.