汽車轉向系統的功能、類型和組成

行駛過程中，需要經常變換行駛方向。通過改變方向盤偏轉角，可以改變汽車的行駛方向。控制方向盤偏轉角的一套機構稱為汽車轉向系統。

要求工作可靠，操作輕便。轉向機構還應該能夠減少方向盤的沖擊，保持適當的“路感”。當汽車發生碰撞時，轉向裝置應該能夠減少或避免對駕駛員的傷害。

轉向系統功能

轉向系統是保證汽車能夠根據駕駛員的控制要求及時改變汽車的方向，保持汽車在穩定的直線上行駛。

轉向系統的類型

根據轉向力來源的不同，轉向系統可分為機械轉向系統和動力轉向系統。

轉向系統組成

機械轉向系統的組成

機械轉向系統由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構組成，其總體布置如圖11.1所示。機械轉向系統的能量是人力，所有傳力桿都是機械的，由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構組成。

轉向控制機構

轉向機構主要由方向盤、轉向軸和轉向柱組成。

轉向裝置

轉向器是將轉向操縱機構的旋轉運動轉化為傳動機構的直線運動，并放大轉向操縱力的機構。轉向器通常固定在車架或車身上，轉向力會通過轉向器改變傳遞方向，轉向器是轉向系統的核心部件。

轉向傳動機構

轉向機構是將轉向器輸出的力和運動傳遞給方向盤，并按一定關系使左右方向盤偏轉的機構。它由轉向搖臂、轉向主拉桿、轉向節臂和轉向拉桿組成。

當需要轉向時，駕駛員向方向盤9施加轉向扭矩，該轉向扭矩通過轉向軸8輸入到轉向器7。從方向盤9到轉向傳動軸的一系列部件和零件屬于轉向控制機構。作為減速傳動裝置的轉向裝置7具有十二個減速傳動副。由轉向器放大的扭矩和減速運動傳遞到轉向搖臂6，然后通過轉向主拉桿5傳遞到固定在左轉向節3上的轉向節臂4，使左轉向節3及其支撐的左方向盤偏轉。為了使右轉向節及其支撐的右方向盤偏轉相應的角度，固定在左、右轉向節上的左、右梯形臂形成轉向梯形，轉向橫拉桿1通過球鉸與兩端的梯形臂連接。從轉向搖臂6到轉向梯形的一系列零件都屬于轉向傳動機構。

我國要求車輛靠右側行駛，這樣方向盤就相應地放在駕駛室的左側，使駕駛員的左側視野更開闊，有利于兩車會車的安全。

相反，在一些要求車輛靠左行駛的國家，方向盤應該放在駕駛室的右側。

舵

方向盤具有由金屬制成的骨架，該骨架由鋼、鋁合金或鎂合金制成。方向盤由圓環、插入轉向軸的轉向輪轂和連接圓環與輪轂的皮帶組成，通過焊接或鑄造制造。骨骼的外部通常覆蓋著柔軟的合成橡膠或樹脂。還有真皮包裹的硬木方向盤。方向盤的外皮要求有一定的柔軟度，手感好，能防止手掌出汗打滑的材料，耐熱。

現在的方向盤看起來和以前的差別不大，但實際上已經改進了。由于動力轉向裝置的普及，方向盤的外徑變小了，但IW手柄變粗了，采用了軟性材質，提高了操作感。如今，越來越多的人

汽車的轉向器可以與方向盤同軸。它們之間可能沒有轉向萬向節和轉向傳動軸。但為了滿足底盤和駕駛室整體布局的要求，往往需要將轉向器和方向盤的軸線布置成一定的角度，甚至在不同的平面內。此外，基本車和各種變體車之間的距離和軸的相對位置也有很大的不同。目前國內外生產的許多新車型在轉向操縱機構上采用了通用傳動裝置，有助于方向盤、轉向器等部件的通用化和系列化。只要適當改變轉向萬向傳動的幾何參數，就可以滿足各種塑性變形車輛的總布置要求。即使方向盤與轉向器同軸，也可以用萬向傳動裝置來補償由于車輛上部件的安裝誤差和安裝底座的變形而造成的方向盤與轉向器軸的實際不對中。

2)動力轉向系統的組成

動力轉向系統是在機械轉向系統的基礎上增加一套轉向助力裝置而形成的。動力轉向系統是一種同時利用駕駛員體力和發動機功率作為轉向能量的轉向系統，主要用于重型車輛。一般來說，汽車轉向所需的能量只有一小部分是由駕駛員提供的，大部分是由發動機通過轉向助力裝置提供的。當轉向助力裝置失效時，駕駛員應能獨自承擔汽車的轉向任務。

重型車輛使用的轉向助力裝置意外失靈，駕駛員通過機械傳動系統施加在轉向節上的力遠遠不足以偏轉方向盤實現轉向。因此，要求車輛的轉向輔助裝置應該特別可靠。根據轉向動力介質的不同，動力轉向系統包括液壓動力轉向系統和氣動動力轉向系統。

圖11。圖2示出了液壓動力轉向系統的布置。

其中，屬于轉向助力裝置的部件有：轉向油泵5、轉向油管4、轉向油箱6、轉向控制閥和位于一體化轉向器10內的轉向助力油缸。當駕駛員轉動方向盤1時，方向盤被集成的轉向器扭轉和反轉，然后被轉向搖臂9擺動，方向盤被轉向拉桿11、轉向拉桿8和轉向節臂7偏轉，從而改變汽車的行駛方向。

同時，轉向器的輸入軸還帶動集成轉向器內部的轉向控制閥轉動，使轉向動力缸產生液壓，幫助駕駛員轉向。這樣，為了克服地面施加在方向盤上的轉向阻力矩，駕駛員需要施加在方向盤上的轉向力矩比使用機械轉向系統時要小得多。

4.方向盤的運動特性

為了避免汽車轉彎時路面對汽車的附加阻力和輪胎的過度磨損，要求轉向系統保證汽車轉彎時所有車輪純滾動，這只有在所有車輪的軸線相交于一點時才能實現。如圖11所示，該交叉點o被稱為轉向中心。3.從圖11中可以看出。3內方向盤的偏轉角B應大于外方向盤的偏轉角A。假設車輪是一個絕對剛體，角度A和B之間的理想關系應該是

Cota=cotb提單

型號：L——汽車軸距；

B——兩側主銷軸線的交點與地面之間的距離。

為了保證汽車平穩轉向，需要記錄轉向傳動機構中轉向梯形的幾何參數。汽車的轉向梯形實際上只能設計在嬰兒車的車輪偏轉角范圍內，這樣兩側車輪偏轉角的關系一般接近理想關系。

從轉向中心O到外側方向盤與地面接觸點的距離稱為轉彎半徑。