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转向器的分类和特点

来源:都爱车 时间:2018年11月19日

现在的汽车种类繁多,转向器在汽车上也采用多种结构形式的转向器,目前有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球一 齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等形式,而蜗杆滚轮式则少见,下面只介绍有代表性的齿轮齿条式和循环球式、蜗杆曲柄指销式转向器的构造给大家了解。

齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器特点

齿轮齿条式转向器结构简单、制造容易、传动杆件少、维修方便、操纵灵敏,并且滑动和转动阻力小,转矩传递性能较好,在车上便于安装布置,特别适于与烛式和麦弗逊式悬架配用的汽车上。

目前广泛应用于前轮独立悬架的微型汽车和中、高级轿车上,如桑塔纳、一汽奥迪、天津TJ7100等。

齿轮齿条式转向器构造

齿轮齿条式转向器是完成由旋转运动到直线运动或近似直线运动的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。 如图13.1所示为桑塔纳齿轮齿条式机械转向器结构图,它由主动齿轮1和齿条3 啮合,将主动齿轮1的转动变成齿条3的 直线运动。主动齿轮1装在外壳2中,补偿弹簧6通过压块7将齿条3压靠在齿轮1上,保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可 通过调整螺栓4和锁紧螺母5调整。


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驾驶员通过转向操纵机构,转向主动齿轮1传动,从而使转向齿条3移动, 转向齿条通过转向直拉杆,转向摆杆和左右转向横拉杆,使两车轮绕主销偏转。

齿轮齿条式转向器的正效率与逆效率都很高,属于可逆式转向器,自动回正能力强。但由于这种形式转向器反冲较大,因此,一般在主动齿轮与转向轴 间加装软性万向节或在前桥中设置横向减振器,从而达到吸收冲击能量的作用,减轻对驾驶员的伤害。

转向器检修后或自由行程过大,必须调整齿轮齿条间隙。调整方法是:将车轮着地并处于直线行驶位置,松开锁紧螺母,向里拧动调整螺栓,直至调整螺栓与压块接触为止。 检查转向盘应处于间隙啮合状态,转动灵活。调好后,拧紧锁紧螺母。

循环球式转向器

循环球式转向器由于操纵轻便,使用寿命长,是目前国内外应用最广泛的结构型式之一。

但其逆效率也大,易将地面对转向轮的冲击力传给转向盘。若是经常在良好道路上行 驶的汽车,上述缺点影响不大。

国产汽车如解放CA1040、解放CA1092、北京BJ1041、 黄河JN1181C13等型汽车都采用这种转向器。

循环球式转向器一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级是齿条齿扇传动或滑传动 。

图13. 2所示为解放CA1040系列轻型载货汽车的循环球一齿条齿扇式转向器。

转向螺杆3的轴颈支承在两个推力角接触球轴承2上。轴承紧度可用调整垫片9调整。转向螺母4外侧的下平面上加工成齿条,与齿扇轴即摇臂轴20上的齿扇啮合。它有两级传动副! 第一级是与转向轴连接的螺杆和转向螺母,第二级是齿轮齿扇传动副。转向螺母既是第一 级传动副的从动件,也是第二级传动副自卩齿条齿扇传动副的主动件。


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为了减少转向螺杆转向螺母之间的摩擦,二者的螺纹并不直接接触,其间装有多个钢 球,以实现滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为不同心圆弧组成的近似半圆 的螺旋槽,二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道。螺母侧面有两对通 孔,可将钢球从此孔塞人螺旋形通道内。转向螺母外有两根钢球导管,每根导管的两端分 别插人螺母侧面的一对通孔中,导管内也装满了钢球。这样,两根导管和螺母内的螺旋管 状通道组合成两条各自独立的封闭钢球“流道”。

当转动转向盘时,转向螺杆也随之转动,通过钢球将作用力传给螺母,螺母即产生轴 向移动。由于摩擦力的作用,所有钢球在螺杆与螺母之间滚动,形成“球流”。钢球在螺 母内绕行两周后,“流出”螺母进人导管,再由导管“流回”螺母。随着螺母沿螺杆做轴向移动,其齿条带动齿扇运动,齿扇带动摇臂轴转动,从而使转向摇臂产生摆动,通过转向传动机构使转向轮偏转,完成汽车转向。

需要调整时,齿条与齿扇的啮合必须处在中间位置才能进行,否则间隙不准确。一般 是利用调整螺钉来进行调整摇臂轴轴向位移。调整螺钉旋进,啮合间隙减小,反之增大。当齿扇在中间位置时,不允许有间隙但应转动自如,无轻重不均匀感觉或卡滞现象,最后拧紧锁紧螺母。

循环球式转向器的正效率很高,最高可达90%〜95%,因此操纵轻便,因滚动摩擦而使用寿命长。

蜗杆曲柄指销式转向器

蜗杆曲柄指销式转向器有工作寿命较长、摇臂轴转角大的优点,但结构较复杂,并对蜗杆的加工精度要求也较高!只在东风EQ1090型系列汽车上应用"

东风EQ1090E型汽车使用的蜗杆曲柄双指销式转向器结构如图13. 3所示。


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蜗杆曲柄 指销式转向器的传动副以转向蜗杆3为主动件!而装在摇臂轴11上曲柄端部的指销13为从动件。具有梯形截面螺纹的转向蜗杆3支承于转向器壳体两端的两个角接触推力球轴承2 和9上,转向器盖上装有调整螺塞7,用以调整上述两轴承的紧度!调整后用螺母8锁紧。

蜗杆与两个锥形的指销13相啮合,两个指销均用双列圆锥滚子轴承14支于摇臂轴11 内端的曲柄上,其中靠指销头部的一列无内座圈滚子直接与指销轴颈接触,这样,所受剪 切载荷最大的那段轴颈的直径可做得大一些,以保证指销有足够的强度。指销装在滚动轴 承上可以减轻蜗杆和指销的磨损,并提高传动效率。螺母15用以调整轴承14的紧度,以 使指销能自由转动,且无明显的轴向间隙为宜。

摇臂轴用粉末冶金衬套19和20支承在壳体中。指销与蜗杆的啮合间隙用侧盖16上 的调整螺钉17调整,调整后用螺母18锁紧。

汽车转向时,通过转向盘和转向轴使蜗杆转动,嵌于螺杆螺旋槽的锥形指销一边自 转,使曲柄销绕摇臂轴作圆弧运动,同时带动摇臂轴转动,并通过转向传动机构,使汽车转向轮偏转,实现汽车转向。

需要调整时,应使摇臂轴主销与蜗杆处在中间啮合位置上进行。首先松开摇臂轴调整 螺钉的锁紧螺母,用手握住蜗杆轴输人端,使蜗杆行程到中间位置,来回转动蜗杆,同时 用螺钉旋具顺时针方向转动调整螺钉,当感到有摩擦阻力时停止旋转螺钉;再检测蜗杆输 人端的扭矩,到合适为止,拧紧锁紧螺母。

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