汽车转向系功用、类型、组成

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汽车行驶过程中，需要经常改变行驶方向，汽车行驶方向的改变是通过改变转向车轮偏转角来实现的，控制转向车轮偏转角的一整套机构，称为汽车转向系。

要求其工作可靠、操纵轻便，转向机构还应能减轻地面传到转向盘上的冲击，并保持适当的“路感”，当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。

转向系功用
转向系是保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时改变汽车的行驶方向和保持汽车稳定的直线行驶。

转向系类型
转向系按转向力来源的不同，可分为机械转向系和动力转向系。

转向系组成
机械转向系组成

机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构3大部分组成，其一般布置情况如图11.1所示。机械转向系的能量来源是人力，所有传力杆件都是机械的，由转向操纵机构、转向器、转向传动机构3大部分组成。

转向操纵机构
转向操纵机构主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
转向器
转向器是将转向操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动’并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向，是转向系的核心部件。
转向传动机构
转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给转向车轮，并使左右转向车轮按一定关系进行偏转的机构，由转向摇臂、转向主拉杆、转向节臂、转向横拉杆等组成。
需要转向时，驾驶员对转向盘9施力卩一个转向力矩，该力矩通过转向轴8输人转向器 7，从转向盘9到转向传动轴这一系列部件和零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转向器7中有1〜2级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向摇臂6，再通过转向主拉杆5传给固定于左转向节3上的转向节臂4，使左转向节3和它所支承的左转向轮偏转。为使右转向节及其所支承的右转向轮随之偏转相应角度，设置了由固定在左、右转向节上的左、右梯形臂，其两端与梯形臂作球铰链连接转向横拉杆1组成转向梯形。自转向摇臂6至转向梯形这一系列部件和零件都属于转向传动机构。

我国规定车辆右侧通行，相应地应将转向盘安置在驾驶室左侧，使驾驶员的左方视野较广阔，有利于两车会车安全。
相反，在一些规定车辆左侧通行的国家使用的汽车上，转向盘则应安置在驾驶室右侧。

转向盘
转向盘内部有金属制成的骨架.是用钢、铝合金或镁合金等材料制成。转向盘由园环状的盘圈、插入转向轴的转向盘毂，以及连接盘圈和盘毂的辎条构成，采用焊接或铸造等工艺制造。骨架的外侧一般包有柔软的合成橡胶或树脂.也有采用皮革包裹以及硬木制作的转向盘。转向盘外皮要求有某种程度的柔软度、手感以好、能防止手心出汗打滑的材质，还需要有耐热性。

现在的转向盘与以前的看似没有太大变化，但实际上已经有了改进。由于转向助力装置的普及，转向盘外径变小了. IW手握处却变粗了，并采用柔软材料，使操作感得到了改善。现在有越来越多的汽车在转向盘堅安装了安全气囊.也使汽车的安全性大大提高了。

汽车的转向器可以与转向盘同轴线.其间可以没有转向万向节和转向传动轴。但是，为了兼顾汽车底盘和驾驶室总体布置的要求.往往需要将转向器和转向盘的轴线布置得相交成一定角度，甚至处于不同平面内；而且在基本型汽车与各种变型汽车上，这两个部件的距离和轴线相对位置都存在着相当大的差别。目前，许多国内外生产的新车型在转向操纵机构中采用了万向传动装置.这有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化。只要适当改变转向万向传动装置的几何参数.便可满足各种变塑车的总布置要求。即使在转向盘与转向器同轴线的情况下.其间也可采用万向传动装置.以补偿由于部件在车上的安装误差和安装基体的变形所造成的二者轴线实际上的不重合。

2)动力转向系组成
动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向助力装置而形成的。动力转向系是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系.主要应用在重型汽车。在正常情况下.汽车转向所需能量只有一小部分由驾驶员提供.而大部分是由发动机通过转向助力装置提供的。但在转向助力装置失效时.一般还应当能由驾驶员独力承担汽车转向任务。

重型汽车使用的转向助力装置偶然失效，驾驶员通过机械传动系加于转向节的力远不足以使转向轮偏转而实现转向.因此要求汽车的转向助力装置应当特別可靠。动力转向系按转向助力介质不同有液式和气压式动力转向系。

图11. 2所示为液压式动力转向系统的一种布置形式。
其中属于转向助力装置的部件是：转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以及位于整体式转向器10内部的转向控制阀及转向动力缸等。当驾驶员转动转向盘1.通过整体式转向器增扭和换向.再经转向摇臂9 摆动，通过转向直拉杆11、转向横拉杆8、转向节臂7.使转向轮偏转从而改变汽车的行驶方向。

与此同时.转向器输人轴还带动整体式转向器内部的转向控制阀转动.使转向动力缸产生液历作用力.帮助驾驶员转向操纵.这样.为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩.驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多。

4.转向车轮的运动特性
为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车的附加阻力和轮胎过快磨损•要求转向系能保证在汽车转向时，所有车轮均做纯滚动，这就要保证所有车轮的轴线都相交于一点时方能实现.此交点O称为转向中心.如图11. 3所示。由图11. 3可见，内转向轮偏转角b应当大于外转向轮偏转角a。在车轮为绝对刚体的假设条件下.角a与b的理想关系式应是

cota=cotb+B/L

式中：L——汽车轴距；

B——两侧主销轴线与地面相交点之间的距离。

为保证汽车顺利转向.必须确记转向传动机构中的转向梯形的几何参数。汽车的转向梯形实际上只能设计在一逛的车轮偏转角范围内•使两侧车轮偏转角的关系大体上接近于理想关系。

由转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离称为汽车转弯半径。转弯半径愈小，则汽车转向所需场地就愈小。当外转向轮偏转角达到最大值amax、时.转弯半径R最小。最小转弯半径尺_与《_的关系为
对于只用前桥转向的三轴汽车.由于中轮和后轮的轴线总是平行的，故不存往理想的转向中心。计算转弯半径时.可以用一根与中、后轮轴线等距离的平行线作为假想的与原三轴汽车相当的双轴汽车的后轮轴线。