转向系统的工作原理
转向系统的作用是将驾驶员的转向意愿传递到轮胎,从而使汽车改变方向。一般轿车的两个前轮为转向轮。
驾驶员直接操纵的部件称为转向盘,它的旋转运动通过转向轴传递至转向器,变为往复运动,这个往复运动再通过转向横拉杆和转向器传递至轮胎。
如今大部分汽车都装有助力转向系统,用来控制汽车的转向。助力转向系统由液压式和电动式两种类型,液压式通过向转向器施加液压的方式来辅助驾驶员的转向操作;而电动式则不需要使用发动机的动力,更加节省燃料,因此近年来采用电动助力转向系统的汽车较多。电动式转向系统的电动机根据车型的不同,其转向轴、转向器等部件的安装位置不同。
电子控制单元:接受来自传感器的信号,根据这些信号来控制电动机。
转向盘:驾驶员直接操纵的部件,其大小、把手、辐条形状都是根据操纵等性能进行设计的,转向盘的中间部分装有安全气囊。
转向轴:将转向盘的旋转运动传递至转向器,有的汽车还装有改变转向轴工作角度和转向轴高度的机构。
传感器:检测转向轴旋转的装置,并将信号传递给ECU。
电动机:按照ECU的指示,将辅助动力传递至转向轴,使驾驶员操作更方便。
减速器:把电动机的高转速降低后,传递至转向轴。
转向横拉杆:前端与转向节相连,使轮胎转动。
转向器:将旋转运动转变为往复运动后,传递至转向横拉杆,有些转向系统会将电动机安装在转向器中(齿轮齿条式电动助力转向系统)。
转向器
转向器是将转向轴的旋转运动通过齿轮和齿条转变为横向往复活动的机构,转向器中,齿轮外侧的轮齿和齿条的棒状轮齿进行啮合。齿条的前端通过球头销与转向横拉杆连接在一起。球头销上有防尘罩,主要是为了防止润滑油泄漏或有异物掉进球头销内。
转向横拉杆
转向横拉杆的一端是齿条,另一端通过球头销与转向节相连。转向横拉杆做横向运动,带动转向节转动,使转向轮偏转。由于路面不平,轮胎和转向节会产生跳动,因此在拉杆和万向节之间安装球头销,即使两者之间存在角度,也能顺利实现力的传递。为了设置轮胎的转动角度,拉杆的长度可以任意调节(即前束角的调整)。
线控转向系统
线控转向系统中,转向盘和转向轮之间不需要机械连接,系统中的传感器能够感知转向盘的旋转角度,通过电子控制单元(ECU)控制电动机,使转向轮完成转向。线控转向系统作为新一代备受瞩目的转向系统,具有很多优点。
①系统通过电子控制单元(ECU)进行控制,因此可无延迟地实现驾驶员的意愿,顺畅驾驶。
②系统可根据汽车的行驶目的,自由地设计操作特性,供驾驶员选择。
③在撞车事故中,避免了转向轴突出对驾驶员的伤害,提高了汽车的安全性。
接下来将会持续更新汽车底盘各个部件,欢迎收藏+