踏雪尋熊不捉魚 推薦於2017-09-24

機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源，其中所有傳力件都是機械的。機械轉向系由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機 轉向系統構三大部分組成。

轉向操縱機構

轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。

轉向器

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。 目前較常用的有齒輪齒條式、迴圈球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、迴圈球-齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。我們主要介紹前幾種。

1）齒輪齒條式轉向器

齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。

兩端輸出的齒輪齒條式轉向器如圖4所示，作為傳動副主動件的轉向齒輪軸11透過軸承12和13安裝在轉向器殼體5中，其上端透過花鍵與萬向節叉10和轉向軸連線。與轉向齒輪齧合的轉向齒條4水平佈置，兩端透過球頭座3與轉向橫拉桿1相連。彈簧7透過壓塊9將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙齧合。彈簧的預緊力可用調整螺塞6調整。當轉動轉向盤時，轉向器齒輪11轉動，使與之齧合的齒條4沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉向節左右轉動，使轉向車輪偏轉，從而實現汽車轉向。中間輸出的齒輪齒條式轉向器如圖5所示，其結構及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉向器基本相同，不同之處在於它在轉向齒條的中部用螺栓6與左右轉向橫拉桿7相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉向器上，齒條的一端透過內外托架與轉向橫拉桿相連。

2）迴圈球式轉向器

迴圈球式轉向器是目前國內外應用最廣泛的結構型式之一， 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。為了減少轉向螺桿轉向螺母之間的摩擦，二者的螺紋並不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現滾動摩擦。轉向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母側面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內。轉向螺母外有兩根鋼球導管，每根導管的兩端分別插入 轉向系統螺母側面的一對通孔中。導管內也裝滿了鋼球。這樣，兩根導管和螺母內的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球“流道”。轉向螺桿轉動時，透過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內滾動，形成“球流”。在轉向器工作時，兩列鋼球只是在各自的封閉流道內迴圈，不會脫出。

3）蝸桿曲柄指銷式轉向器

蝸桿曲柄指銷式轉向器的傳動副（以轉向蝸桿為主動件，其從動件是裝在搖臂軸曲柄端部的指銷。轉向蝸桿轉動時，與之齧合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運動，並帶動搖臂軸轉動。

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，使兩側轉向輪偏轉，且使二轉向輪偏轉角按一定關係變化，以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動儘可能小。

1）與非獨立懸架配用的轉向傳動機構

與非獨立懸架配用的轉向傳動機構主要包括轉向搖臂2、轉向直拉桿3轉向節臂4和轉向梯形。在前橋僅為轉向橋的情況下，由轉向橫拉桿6和左、右梯形臂5組成的轉向梯形一般佈置在前橋之後，如圖9 a所示。當轉向輪處於與汽車直線行駛相應的中立位置時，梯形臂5與橫拉桿6在與道路平行的平面（水平面）內的交角>90。

在發動機位置較低或轉向橋兼充驅動橋的情況下，為避免運動干涉，往往將轉向梯形佈置在前橋之前，此時上述交角<90，如圖9 b所示。若轉向搖臂不是在汽車縱向平面內前後擺動，而是在與道路平行的平面向左右搖動，則可將轉向直拉桿3橫置，並借球頭銷直接帶動轉向橫拉桿6，從而推使兩側梯形臂轉動。 轉向系統2）與獨立懸架配用的轉向傳動機構

當轉向輪獨立懸掛時，每個轉向輪都需要相對於車架作獨立運動，因而轉向橋必須是斷開式的。與此相應，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須是斷開式的。

3）轉向直拉桿

轉向直拉桿的作用是將轉向搖臂傳來的力和運動傳給轉向梯形臂（或轉向節臂）。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是採用優質特種鋼材製造的，以保證工作可靠。直拉桿的典型結構如圖11所示。在轉向輪偏轉或因懸架彈性變形而相對於車架跳動時，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，上述三者間的連線都採用球銷。

4）轉向減振器

隨著車速的提高，現代汽車的轉向輪有時會產生擺振（轉向輪繞主銷軸線往復擺動，甚至引起整車車身的振動），這不僅影響汽車的穩定性，而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉向傳動機構中設定轉向減振器是克服轉向輪擺振的有效措施。轉向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉向直拉桿（或轉向器）鉸接。

動力轉向系統

使用機械轉向裝置可以實現汽車轉向，當轉向軸負荷較大時，僅靠駕駛員的體力作為轉向能源則難以順利轉向。動力轉向系統就是在機械轉向系統的基礎上加設一套轉向加力裝置而形成的。轉向加力裝置減輕了駕駛員操縱轉向盤的作用力。轉向能源來自駕駛員的體力和發動機（或電動機），其中發動機（或電動機）佔主要部分，透過轉向加力裝置提供。正常情況下，駕駛員能輕鬆地控制轉向。但在轉向加力裝置失效時，就回到機械轉向系統狀態，一般來說還能由駕駛員獨立承擔汽車轉向任務。

液壓式動力轉向系統

。其中屬於轉向加力裝置的部件是：轉向液壓泵7、轉向油管8、轉向油罐6 以及位於整體式轉向器4 內部的轉向控制閥及轉向動力缸5 等。當駕駛員轉動轉向盤1 時，透過機械轉向器使轉向橫拉桿9 移動，並帶動轉向節臂，使轉向輪偏轉，從而改變汽車的行駛方向。與此同時，轉向器輸入軸還帶動轉向器內部的轉向控制閥轉動，使轉向動力缸產生液壓作用力，幫 轉向系統助駕駛員轉向操作。由於有轉向加力裝置的作用，駕駛員只需比採用機械轉向系統時小得多的轉向力矩，就能使轉向輪偏轉。

優缺點：能耗較高，尤其時低速轉彎的時候，覺得方向比較沉，發動機也比較費力氣。又由於液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統。

電動助力動力轉向系統

簡稱電動式EPS或EPS（Electronic Power Steering system）在機械轉向機構的基礎上，增加訊號感測器、電子控制單元和轉向助力機構。

電動式EPS 是利用電動機作為助力源，根據車速和轉向引數等因素，由電子控制單元完成助力控制，其原理可概括如下：當操縱轉向盤時，裝在轉向盤軸上的轉矩感測器不斷地測出轉向軸上的轉矩訊號，該訊號與車速訊號同時輸入到電子控制單元。電控單元根據這些輸入訊號，確定助力轉矩的大小和方向，即選定電動機的電流和轉動方向，調整轉向輔助動力的大小。電動機的轉矩由電磁離合器透過減速機構減速增矩後，加在汽車的轉向機構上，使之得到一個與汽車工況相適應的轉向作用力。例如，福克斯的EHPAS電子液壓系統由電腦根據發動機轉速、車速以及方向盤轉角等訊號，驅動電子泵給轉向系統提供助力。助力感覺非常的自然。因此很多人對福克斯方向的感覺相當不錯，轉向操控感覺可以說是隨心所欲。有些車也號稱採用電子助力，但是隻是電機助力，沒有液壓輔助，容易產生噪音。助力效果也遠不如福克斯這一型別的電子助力。

優缺：能耗低，靈敏，電子單元控制，節省發動機功率，助力發揮比較理想。

北京萬通汽車學校 2019-12-17

轉向系統由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成，駕駛員的體力作為轉向能源。

轉向系統現在來看有兩種：機械轉向系統，轉向能源為駕駛員的體力；動力轉向系統的轉向能源包括駕駛員體力和發動機動力，一般在重量超過50噸以上的車輛中。

轉向系統的要求有：有自動回正的能力、操作要輕便靈敏、轉動方向和汽車行駛的改變要一致、傳給轉向盤的反衝力要儘可能小、行駛狀態下不得產生自振等。

對於正確設計轉向的梯形機構，可以保證汽車轉彎行駛時車輪繞順時轉向中心旋轉。

從現在來看，較為成熟的技術型別有蝸桿肖式（WP型）、蝸桿滾輪式（WR型）、迴圈球式（BS型）、齒條齒輪式（RP型），這些已經廣泛應用到汽車中。從資料來看，迴圈球式轉向器佔45%左右，齒條齒輪式轉向器佔40%左右，蝸桿滾輪式轉向器佔10%左右，其它型式的轉向器佔5%。

從發展趨勢來看，迴圈球式穩步發展，尤其在公共汽車上的使用，已經達到了100%。

轉向系統常見的故障有方向跑偏、方向擺頭、轉向沉重、轉彎不足等。

根據動力轉向的優勢來看，動力轉向系統將會成為趨勢，將不僅僅應用在大型車輛之中，因為動力轉向系統不僅改善了汽車的操縱性，還提高了行駛的安全性。