汽车动力转向系结构简介

    由于重型汽车和超低压胎的轿车转向时阻力较大，为了减轻驾驶员的疲劳强度，改善转向系的技术性能，一般采用动力转向系。汽车转向时，所需的能量只有小部分是驾驶员提供，而大部分是发动机驱动转向油泵旋转，将发动机输出的部分机械能转化为压力能。

    一、动力转向系的组成及工作过程

    动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向力器而构成的，如图2-39所示。

    转向加力装置包括转向油罐9、转向油泵10、转向控制阀5和转向动力缸11等。转向油泵10由发动机驱动，以产生高压油。当驾驶员逆时针方向转动转向盘1时，转向摇臂7将拉动转向直拉杆6向前运动，转向直拉杆6的拉力作用在转向节臂4上，使左侧转向节及转向轮绕该侧向主销偏转一定的角度，同时通过左梯形臂3和转向横拉杆12使另一侧转向节与转向轮绕该侧转向主销偏转一定的角度，使汽车向左转向。与此同时，转向直拉杆6还带动了转向控制阀5中的滑阀移动，使转向动力缸的右腔接通转向油泵的出口，左腔通过转向控制阀与转向油泵10接通，转向动力缸11的活塞所受得向右的液压作用力经过其推杆也作用在转向横拉杆12上。由于液压作用较大，便在很大程度上减轻了驾驶员的操纵力。

    二、动力转向油泵的结构与工作原理

    1.原理

    转向油泵是液压式动力转向装置的能源，一般由发动机驱动，其作用是将输入的机械能转换成液压能输出。转向油泵有齿轮式、叶片式和柱塞式等几种形式，齿轮式油泵的构造及工作原理与发动机润滑系的齿轮式机油泵类似。图2-40所示为一种叶片式油泵示意图。

    叶片式转向油泵主要由定子1、转子2及叶片3等件组成。定子具有圆柱形内表面，转子上均布径向切槽。矩形叶片安装在转子槽内，并可在槽内滑动。矩形叶片沿转子轴向的两端分别压靠在两侧端盖的端面上，并可在端面上滑动。这样就形成了由定子内表面、转子外表面、叶片和端盖构成的密封工作容积。转子和定子不同心，有一个偏心距e。当转子旋转时，叶片靠自身的离心力紧贴定子的内表面，并在转子切槽内做往复运动，使上述的工作容积由大到小，又由小变大。容积增大产生真空吸力，将工作液从油槽中吸入工作腔；容积变小时产生油压，将油压出。

    叶片式油泵是容积式油泵，为了限制发动机转速较高时输出油量过大，油温升高，以及限制输出油压，防止由于油压过高损坏机件，通常在泵的进出油道之间还设有流量控制阀6和限压阀7.

    2.结构

    汽车的动力转向系所用的转向油泵多为叶片式油泵，这种油泵具有结构紧凑、质量轻、性能稳定、转速范围大、效率高、可靠耐用、维修方便等特点。因此，动力转向系广泛采用叶片式转向油泵来保证动力转向系的工作压力。叶片式转向油泵俗称刮片泵，主要部件包括壳体、转子、叶片、凸轮环、流量控制阀和储油罐等，如图2-41所示。

    三、转向控制阀的结构与原理

    转向控制阀主要有滑阀式和回转式两种。如图2-42所示为回转式转向控制阀的结构示意图。它主要由阀体3、阀套4、阀芯5及扭杆6等组成。阀套4为圆筒形，外表面切有3条较宽深、3条较浅窄的环形槽。款神的槽是油罐，其底部有与内壁相通的孔。窄浅的槽用于安装密封圈。阀套与转向齿轮制成一体。

    阀芯5也呈圆筒形，其外表面与阀套滑动配合，两者可以相对转动。阀芯与阀套配合间隙很小，配合精度很高，组成耦件不可单独更换。阀芯外表面也切成与阀套相对应的8条不贯通的纵向槽，并制成8条台肩，相间的4条台肩开有径向贯通油孔。阀芯通过销2、7与扭杆6和转向轴相连，因而转向轴可通过扭杆带动转向齿轮转动。扭杆弹簧安装在阀芯5的孔中，转向时由于转向阻力矩可使扭杆弹簧产生弹性变形。

    回转式动力转向器的工作原理如下：

    当汽车右转向时，转向轴连同阀芯5被顺时针转动，由于受到路面传来的转向阻力，动力缸活塞和转向齿条暂时不能运动，所以转向齿轮暂时不能随转向轴转动。这样，由转向轴传到转向齿轮的转矩只能使扭杆6产生少许变形，使转向轴（即阀芯）得以相对于转向齿轮（即阀套）转过少许角度，两者产生相对角位移，如图2-43所示。

    P口与A口相同，B口与O口相通，从而转阀使动力缸左腔称为高压油腔，右腔称为低压油腔。作用在动力缸活塞上的向右的液压作用力，帮助转向齿轮迫使转向齿条向右移动，转动车轮开始向右偏转。同时，转向齿轮半身也开始与转向轴同向转动。只要转向盘继续转动，扭杆的扭转变形便一直保持不变，转向控制阀所处的右转向位置也不变。一旦转向盘停止转动，动力缸暂时还继续工作，导致转向齿轮继续转动，使扭杆的扭转变形减小，直到扭杆恢复自由状态，转阀回到中心位置，动力缸停止助力。此时，转向盘即停在某一位置上不动，车轮转角也保持一定。若转向盘继续转动，则动力缸又继续工作。

    当汽车向左转向时，转向轴连同阀芯5被逆时针转动，同样由于路面传来的转向阻力，由转向轴传到转向齿轮的转矩只能使扭杆6产生少许变形，使转向轴（即阀芯）得以相对于转向齿轮（即阀套）转过少许角度，两者产生相对角位移，如图2-44所示。

    P口与B口相通，A口与O口相通，从而转阀使动力缸右腔成为高压油腔，左腔则称为低压油腔。作用在动力缸活塞上的向左的液压作用力，帮助转向齿轮迫使转向齿条左移动，转向车轮开始向左偏转。

    当汽车直行时，转阀处于中间位置，如图2-45所示。动力缸两腔相通，并与进油口P和出油口O通过阀芯径向油道相通，压力油流回储油罐。因此，转向动力缸不起助力作用。

    在转向过程中，若转向盘转动速度快，则阀体与阀芯的相对角位移也大，左右动力腔的油压差也相应增大，车轮偏转速度加快；若转向盘的转动速度慢，则车轮偏转的速度也慢；若转向盘转到某一位置不动，对应的车轮也转到某一相应位置上不动。这就是转向控制阀的“渐进随动原理”。

    转向后需要回正时，只要驾驶员放松转向盘，阀芯回到中间位置，失去了助力作用，此时车轮就在回正力矩的作用下自动回位。

    当汽车直线行驶偶然遇到外界阻力使车轮发生偏转时，阻力矩通过转向传动机构、转向齿轮作用在阀体上，使之与阀芯产生相对角位移，这时动力缸左、右油腔形成压差，产生与车轮转向相反的助力作用，在此力的作用下，车轮迅速回正，保证了汽车行驶的方向稳定性。

    如果液压助力装置失效，该动力转向器即变成机械转向器。此时转动转向盘，直接带动转向齿轮，以保证汽车转向。不过这时转向盘自由行程加大，转向沉重。

欢迎转载专汽之都网 - 专用车报价,配件,资讯,服务,视频,图片全知道文章，转载请注明出处!本文网址：http://www.zqzd.com/Article/Detail/63349