轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用、原理、組成、偏轉(zhuǎn)角關(guān)系
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功用
保證汽車能按駕駛員的意愿進(jìn)行直線或轉(zhuǎn)向行駛。
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型
機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成:
轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)
兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系
不知道大家有沒有注意到,汽車在轉(zhuǎn)向時,兩個轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角度并不是一樣的,這是為什么呢?它們又有什么樣的關(guān)系呢?
汽車轉(zhuǎn)向行駛時,為了避免車輪相對地面滑動而產(chǎn)生附加阻力,減輕輪胎磨損,要求轉(zhuǎn)向系統(tǒng)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(diǎn)。
下圖中就是汽車轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角度的關(guān)系圖:
其中α、β分別是內(nèi)外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角,B是兩側(cè)主銷軸線與地面相交點(diǎn)之間的距離;L是汽車軸距。它們之間具有如下關(guān)系:
cotα=cotβ+B/L
這就是兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角之間的理想關(guān)系式。它是由轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定的。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動比
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動比參數(shù)主要有轉(zhuǎn)向器角傳動比、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)角傳動比、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動比幾個參數(shù)值,這個數(shù)值越大,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對駕駛員操縱力的放大倍數(shù)越大,轉(zhuǎn)向就越輕,但轉(zhuǎn)向靈敏度會下降。
轉(zhuǎn)向盤的自由行程
我們在轉(zhuǎn)動方向盤時,會感覺到一段空行程,這種轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段的角行程稱為轉(zhuǎn)向盤的自由行程。
轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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。
1.液壓助力齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理
當(dāng)液壓助力齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在沒有液壓輔助的情況下,轉(zhuǎn)向器的工作原理簡圖如下所示 ▼
在轉(zhuǎn)向盤上施加的扭轉(zhuǎn)力,通過中間軸傳遞到轉(zhuǎn)向器主動齒輪(轉(zhuǎn)向控制閥齒輪)上,因?yàn)橹鲃育X輪輪齒(轉(zhuǎn)向控制閥齒輪輪齒)與齒條輪齒處于嚙合狀態(tài),將轉(zhuǎn)向盤傳遞來的扭轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成齒條的線形力,使得齒條左右移動。線性力傳遞到內(nèi)、外轉(zhuǎn)向橫拉桿,再傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié),轉(zhuǎn)向節(jié)扭轉(zhuǎn)車輪方向。
帶有液壓助力齒輪齒條式的轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)如下圖所示,它是將齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動力缸、轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計(jì)成一體,組成整體式的動力轉(zhuǎn)向器。動力缸活塞與齒條制成一體,將動力缸分成左右兩腔。
轉(zhuǎn)向控制閥結(jié)構(gòu)如下圖所示 ▼
在沒有轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置,來自動力轉(zhuǎn)向泵總成的油液從轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)油口流入閥腔。由于轉(zhuǎn)向控制閥處于中間位置,使動力缸左右兩腔相通,油液從轉(zhuǎn)向控制閥出油口流回到油壺,因此液壓助力就不起作用。
轉(zhuǎn)向控制閥原理:
控制閥位于中間▼
控制閥左轉(zhuǎn) ▼
控制閥右轉(zhuǎn) ▼
當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時,轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯一起轉(zhuǎn)動,因?yàn)槭艿睫D(zhuǎn)向節(jié)臂傳來的路面轉(zhuǎn)向阻力,動力缸活塞和齒條暫時都不能運(yùn)動,所以轉(zhuǎn)向控制閥齒輪也暫時不能和轉(zhuǎn)向軸一起轉(zhuǎn)動。
這樣,由轉(zhuǎn)向軸傳到轉(zhuǎn)向控制閥齒輪的轉(zhuǎn)矩只能使轉(zhuǎn)向控制閥內(nèi)的扭桿產(chǎn)生少許扭轉(zhuǎn)變形,使轉(zhuǎn)向軸連同轉(zhuǎn)向控制閥閥芯得以相對轉(zhuǎn)向控制閥齒輪產(chǎn)生不大的轉(zhuǎn)動,從而轉(zhuǎn)向控制閥使動力缸的一側(cè)腔成為高壓的進(jìn)油腔,另一側(cè)腔則成為低壓的回油腔。作用在動力缸活塞上的高液壓作用力幫助轉(zhuǎn)向控制閥齒輪迫使轉(zhuǎn)向齒條向一側(cè)移動。同時轉(zhuǎn)向控制閥齒輪本身也開始與轉(zhuǎn)向軸同向轉(zhuǎn)動。
只要轉(zhuǎn)向盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動,扭桿的扭轉(zhuǎn)變形便一直保持不變,轉(zhuǎn)向控制閥的助力作用也不變。一旦轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動,動力缸的一側(cè)腔內(nèi)的高液壓作用力暫時還繼續(xù)存在,導(dǎo)致轉(zhuǎn)向控制閥齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動,使扭桿的變形減小,直到扭桿恢復(fù)到自然狀態(tài)。轉(zhuǎn)向控制閥恢復(fù)到中間位置,動力缸左右兩側(cè)相通,使液壓助力不起作用。此時,轉(zhuǎn)向盤即停駐在某一位置上而不動,則車輪轉(zhuǎn)角保持一定。若再轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤,液壓助力又起作用。
動力缸活塞所受的液壓力轉(zhuǎn)換成線形力,幫助齒條左右移動,通過轉(zhuǎn)向橫拉桿,推動轉(zhuǎn)向節(jié)及車輪的轉(zhuǎn)動。
2.動力轉(zhuǎn)向泵總成的工作原理
動力轉(zhuǎn)向泵常見形式為葉片型,其工作原理如下圖所示 ▼
發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩,經(jīng)傳動皮帶傳遞到動力轉(zhuǎn)向泵總成皮帶盤上,并帶動動力轉(zhuǎn)向泵總成軸及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。安裝在轉(zhuǎn)子上的葉片,因旋轉(zhuǎn)的離心力作用被甩出,緊貼著泵環(huán)(泵后殼體)內(nèi)壁旋轉(zhuǎn),將油壺內(nèi)的轉(zhuǎn)向液吸入泵腔內(nèi),并且將轉(zhuǎn)向液經(jīng)流量控制閥壓入轉(zhuǎn)向器,給轉(zhuǎn)向器提供液壓助力。流量控制閥是根據(jù)系統(tǒng)中油液的壓力,來調(diào)節(jié)流入轉(zhuǎn)向器中油液的流量,從而對系統(tǒng)中油液的壓力進(jìn)行調(diào)整,防止系統(tǒng)液壓過高。
3.各部件位置及分解圖
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部件位置圖 ▼
轉(zhuǎn)向柱與轉(zhuǎn)向器安裝圖 ▼
轉(zhuǎn)向器分解圖 ▼
動力轉(zhuǎn)向泵分解圖 ▼
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