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轉向器本質(zhì)上就是減速傳動(dòng)裝置，通過(guò)降低輸入速度，增加輸出力量，將來(lái)自轉向盤(pán)的轉向力矩和轉向角進(jìn)行適當的變換，再輸出給轉向拉桿機構，從而使汽車(chē)轉向。轉向器有多種類(lèi)型，如齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式和動(dòng)力轉向器等。轉向器
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項
減速傳動(dòng)裝置
基本信息
| 中文名 | 轉向器 |
| 外文名 | Steering gear |
| 別名 | 方向機 |
| 運用領(lǐng)域 | 車(chē)輛轉向和船舶液壓 |
| 分類(lèi) | 有助力，無(wú)助力 |
設備簡(jiǎn)介
轉向器的作用是把來(lái)自轉向盤(pán)的轉向力矩和轉向角進(jìn)行適當的變換（主要是減速增矩），再輸出給轉向拉桿機構，從而使汽車(chē)轉向，所以轉向器本質(zhì)上就是減速傳動(dòng)裝置，一般有1~2級減速傳動(dòng)副。
分類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)
歷史上曾出現過(guò)許多種形式的轉向器，但是很多已經(jīng)被淘汰。按照助力形式分類(lèi)，轉向器可以分為機械式（無(wú)助力）和動(dòng)力式（有助力）。
機械式轉向器按照結構形式的不同，又可以分為齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式、循環(huán)球曲柄指銷(xiāo)式、蝸桿滾輪式等。常用的是齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷(xiāo)式。
齒輪齒條式轉向器是一種最簡(jiǎn)單的轉向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、緊湊，剛度大，成本低廉，轉向靈敏，正、逆襲率都高，便于布置，而且特別適合于與燭式懸架和麥弗遜懸架配用，還可以直接帶動(dòng)橫拉桿，簡(jiǎn)化轉向傳動(dòng)機構。因此在轎車(chē)和微、輕型貨車(chē)上得到廣泛應用。
循環(huán)球式轉向器正、逆襲率都很高，故操縱輕便，壽命長(cháng)，工作穩定可靠；但是由于逆襲率很高，導致容易將路面沖擊力傳到方向盤(pán)上。
動(dòng)力式轉向器其實(shí)就是機械式轉向器與轉向加力裝置組合到一起形成的。按傳能介質(zhì)的不同，動(dòng)力轉向器有氣壓式和液壓式兩種。其中的液壓式動(dòng)力轉向器根據機械式轉向器、轉向動(dòng)力缸和轉向控制閥三者在轉向裝置中的布置和聯(lián)接關(guān)系的不同，又可以分為整體式（機械式轉向器、轉向動(dòng)力缸和轉向控制閥三者設計為一體）、半整體式（把機械式轉向器和轉向控制閥設計在一起，轉向動(dòng)力缸獨立）和分離式（機械式轉向器獨立，把轉向控制閥和轉向動(dòng)力缸設計為一體）三種結構型式。
值得注意的是，裝載質(zhì)量特大的貨車(chē)不宜采用氣壓動(dòng)力轉向器，因為氣壓系統的工作壓力較低（一般不高于0.7MPa），用于重型汽車(chē)上時(shí)，其部件尺寸將過(guò)于龐大。液壓動(dòng)力轉向器的工作壓力可高達10MPa以上，故其部件尺寸很小。液壓系統工作時(shí)無(wú)噪聲，工作滯后時(shí)間短，而且能吸收來(lái)自不平路面的沖擊。因此，液壓動(dòng)力轉向器已在各類(lèi)各級汽車(chē)上獲得廣泛應用。
結構與原理
齒輪齒條式轉向器
它是一種最常見(jiàn)的轉向器。其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉時(shí)，齒條便做直線(xiàn)運動(dòng)。有時(shí)，靠齒條來(lái)直接帶動(dòng)橫拉桿，就可使轉向輪轉向，如圖1所示。
轉向器
循環(huán)球式轉向器也是目前國內外汽車(chē)上較為流行的一種結構形式。循環(huán)球式轉向器中一般有兩級傳動(dòng)副，第一級是螺桿螺母傳動(dòng)副，第二級是齒輪齒條傳動(dòng)副或滑塊曲柄銷(xiāo)傳動(dòng)副，如下圖所示。
轉向螺桿轉動(dòng)時(shí)，通過(guò)鋼球將力傳給螺母，螺母即沿軸線(xiàn)移動(dòng)，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線(xiàn)運動(dòng)再次變?yōu)樾D運動(dòng)，使連桿臂搖動(dòng)，連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線(xiàn)運動(dòng)，改變車(chē)輪的方向。同時(shí)，在螺桿與螺母兩者和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(dòng)，形成“球流”。
蝸桿曲柄指銷(xiāo)式轉向器
蝸桿曲柄指銷(xiāo)式轉向器的傳動(dòng)副以轉向蝸桿3為主動(dòng)件，其從動(dòng)件是裝在搖臂軸1曲柄端部的指銷(xiāo)2。轉向蝸桿轉動(dòng)時(shí)，與之嚙合的指銷(xiāo)即繞搖臂軸軸線(xiàn)沿圓弧運動(dòng)，并帶動(dòng)搖臂轉動(dòng)。再通過(guò)轉向傳動(dòng)機構使轉向輪偏轉。
轉向器
液壓式整體動(dòng)力轉向器
目前，國產(chǎn)轎車(chē)上幾乎毫無(wú)例外的采用了轉閥式的整體動(dòng)力轉向器。為捷達轎車(chē)上采用的帶整體式的動(dòng)力轉向器的轉向加力裝置示意圖。齒輪齒條式機械轉向器、轉向動(dòng)力缸和控制閥設計成一體，組成整體式動(dòng)力轉向器。
轉向動(dòng)力缸活塞與機械轉向器制成一體。活塞將轉向動(dòng)力缸分成左右兩腔。轉向控制閥組裝在機械轉向器的下端，轉向軸轉動(dòng)控制轉向控制閥的工作狀態(tài)，其轉向控制閥為滑閥或轉閥。
葉輪泵由發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)，轉向控制閥裝在轉向柱下端，齒條右端裝有動(dòng)力缸，缸分成兩個(gè)工作壓力室。儲油罐通過(guò)吸管連接葉輪泵，通過(guò)回油管連接控制閥。壓力管從控制閥通往葉輪泵。
不轉向時(shí)，控制閥保持開(kāi)啟狀態(tài)，動(dòng)力缸活塞兩邊的工作腔與低壓回油管相通而不起作用。葉輪泵輸出的油液經(jīng)控制閥流回儲油罐。因轉向壓力和流量限制閥的節流阻力很小，故葉輪泵輸出油的壓力也很低，葉輪泵實(shí)際上處于空轉狀態(tài)。
轉向時(shí)，駕駛員轉動(dòng)轉向盤(pán)，帶動(dòng)轉向軸和齒輪，使分配閥處于與某一轉彎方向相應的工作位置時(shí)，轉向動(dòng)力缸中相應的工作腔與回油管路斷開(kāi)，與葉輪泵輸出管路相通，另一腔仍通回油管路。地面轉向阻力經(jīng)橫拉桿傳到制有齒條的活塞桿上，形成比轉向控制閥節流阻力高得多的管路阻力。于是葉輪泵輸出壓力急劇升高。高壓液體通過(guò)控制閥進(jìn)入動(dòng)力缸活塞的一邊，推動(dòng)活塞，進(jìn)而推動(dòng)齒條起加力作用。
轉向角度愈大，轉向力愈大，活塞移動(dòng)行程就愈長(cháng)，產(chǎn)生的壓力也就愈高，由此產(chǎn)生的轉向加力也愈大。轉向盤(pán)停止轉動(dòng)時(shí)，控制閥隨即回復到中間位置，使動(dòng)力缸停止工作，也就是具有隨動(dòng)作用。
性能測試
測試設備
轉向器性能試驗臺，可對齒條齒輪式（左置和右置）轉向器進(jìn)行比例負荷試驗、正逆轉試驗、閥特性試驗、噪音試驗（總成噪音和閥噪音）、內部泄露（總成內泄和閥內泄）等相關(guān)綜合性能試驗。測量精度可達0.5%（F·S）。
轉向器性能試驗臺
測試項目
QC/T29096-92《汽車(chē)轉向器總成臺架試驗方法》規定的汽車(chē)動(dòng)力轉向器汽車(chē)動(dòng)力轉向器的試驗方法。轉向器試驗主要包括性能試驗和可靠性試驗，其中性能試驗主要驗證的是轉向器的基本性能的好壞，可靠性試驗主要是驗證轉向器在使用一段時(shí)間后的疲勞性能。
轉向器性能試驗包括轉向器圈數、空載轉動(dòng)力矩、自由間隙、功能試驗、轉向力特性、內泄漏、外泄露、回正能力和轉向器靈敏性。轉向器可靠性試驗主要包括疲勞試驗、磨損試驗、強制轉向試驗、逆向超載試驗和超壓試驗。
參考資料
[1]
全面解讀汽車(chē)轉向系[引用日期2016-06-23]
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