[科普中国]-机械式液压动力转向系统

概述

机械式的液压动力转向系统是一经济型助力转向系统，它一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以，也在一定程度上浪费了资源。又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。

还有，机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高，这也是耗资源的一个原因所在。1

动力转向器按结构形式可分为齿轮齿条转向器、蜗杆曲柄销式转向器和循环球式转向器等。对转向器结构形式的选择,主要是根据汽车的类型、前轴负载、使用条件等决定的,齿轮齿条转向器一般用于轻型汽车,而循环球式转向器一般多用于重型车辆2。

齿轮齿条转向器式液压助力转向系统齿轮齿条式转向器中作为传动副主动件的转向齿轮支装在壳体中，与水平置的转向齿条啮合。弹簧通过压块将齿条压靠在转间齿轮上，以保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺钉调整。工作时，转向齿条的中部与转问拉杆托架联接，转向左、右横拉杆与转向节臂相连。当转动转向盘时，转向齿轮转动，使与之啮合的转向齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动左右转向节转动，使转向轮偏转，实现车辆转向。

转向油泵1安装在发动机上，由曲铀通过皮带驱动并向外输出液压油。

储油罐1有进、出油管接头，通过油管分别与转向油泵和转向控制阀4联

接。转向控制阀用以改变油路。机械转向器和缸体形成左右两个工作腔，它们分别通过油道和转向控制阀联接。

当汽车直线行驶时，转向控制阀2将转向油泵1泵出来的工作液与油罐相通，转向油泵处于卸荷状态，动力转向器不起助力作用。当汽车需要向右转向时，驾驶员向右转动转向盘，转向控制阀将转向油泵泵出来的工作液与右腔接通，将左腔与油罐接通，在油压的作用下，活塞向下移动，通过传动结构使左右轮向右偏转，从而实现右转向3。

蜗杆曲柄销式转向器式液压助力转向系统蜗杆曲柄销式转向器，是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销（可用单销或双销）用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴作圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上4。

循环球转向器式液压助力转向系统工作原理：

本次设计选用的是六槽式转阀，阀芯的油槽上开3个相互成120°的油道与阀芯的内孔相接而肖接和螺杆的中心孔相接，而螺杆的中心孔与其中一个油腔是连通的；而阀套上开有9个槽，3个接油箱为出油口，3个为油箱进油口，还有三个按另一个油腔。方向盘转动时，输入轴转动，闹芯克服扭杆的弹性作用产生一个相对于阀套的小的角位移，即转阀中只有一侧油腔的油道口是全开的．只一侧全闭．这样油沿着打开的油道进入其中一侧的油腔．使得这一侧油腔的油压不断增大．另一侧的油腔油道封闭．油压不变．内于油是几乎不能被压缩的．这样两侧的油腔就会产生压力差，充满油的一侧油会推动活塞往另一侧移动，起到助力的作用，这样驾驶就不需要太大的力气就可以轻松操纵方向盘。

当驾驶员转动方向盘,汽车转向时,转向管柱带动螺杆做轴向移动,螺杆带动滑阀转动。由于车轮受到地面的转向阻力距,迫使螺杆带动阀芯在转动的同时作轴向运动,此时滑阀阀口打开,液压油进入滑阀,液压缸两侧产生压力差,液压缸推动转向梯形使车轮转向。车轮发生偏转后,车轮通过纵拉杆带动循环球式转向器中的螺母相反向运动,从而螺杆随螺母一起作反向的轴向运动,使得滑阀的开口逐渐减小,直到阀芯回到原来位置5。