齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛?cè)说囊庠缚刂破嚨男旭偡较颉｝X輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（圖 19-1） 是現(xiàn)代轎車采用最多的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（轉(zhuǎn)向機(jī)） 通過殼體兩端的螺栓固定在副車架上。其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。借助橫拉桿推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)，使前輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理

轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向柱相連，因此當(dāng)駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向柱便跟著轉(zhuǎn)動(dòng)。通過轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向中間軸，轉(zhuǎn)向力矩傳遞至轉(zhuǎn)向器的輸入軸。輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)或拉動(dòng)轉(zhuǎn)向桿系及轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向輪（前輪） 偏轉(zhuǎn)一定角度。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理如圖 19-2 所示。轉(zhuǎn)向器是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)（或近似直線運(yùn)動(dòng)） 的一組齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)起到減速增矩作用。

轉(zhuǎn)向管柱

轉(zhuǎn)向柱總成的結(jié)構(gòu)如圖 19-3 所示。可調(diào)式轉(zhuǎn)向柱能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向柱的傾斜度和伸縮量（即轉(zhuǎn)向盤高度），方便駕駛?cè)苏{(diào)節(jié)至合適的駕駛姿勢(shì)。一旦發(fā)生撞擊，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱和防撞管會(huì)一起偏向儀表板。此時(shí)，防撞管會(huì)擠壓是轉(zhuǎn)向管柱，并通過潰縮機(jī)構(gòu)吸收碰撞能量，保護(hù)駕駛?cè)恕?/p>

如圖 19-4 所示，轉(zhuǎn)向柱的支架靠?jī)蓚€(gè)螺栓固定在模塊橫梁上，而轉(zhuǎn)向柱安裝支架用螺栓安裝在模塊橫梁上，同時(shí)轉(zhuǎn)向柱的支架也用螺栓固定在安裝支架上。因此，轉(zhuǎn)向柱的兩個(gè)安裝點(diǎn)相距較遠(yuǎn)，具有較寬的基部空間，有利于保持轉(zhuǎn)向柱的穩(wěn)定。

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操縱更加靈活、輕便，而且能吸收來自不平路面的沖擊。齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 19-5 所示。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)在于通過發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)帶或電氣方式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向助力泵。從轉(zhuǎn)向助力泵輸出的轉(zhuǎn)向油流向轉(zhuǎn)向閥，轉(zhuǎn)向閥控制油壓并改變流向。轉(zhuǎn)向油被引向轉(zhuǎn)向機(jī)相應(yīng)一側(cè)的液壓缸，并在此產(chǎn)生齒輪齒條驅(qū)動(dòng)進(jìn)力。

電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPHS） 的組成如圖 19-6 所示。該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)，它所采用的轉(zhuǎn)向助力泵不再靠發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)，而是采用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角速度來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向油流量，使轉(zhuǎn)向助力力矩連續(xù)可調(diào)，從而滿足高、低速時(shí)的轉(zhuǎn)向助力力矩要求。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（圖 19-7） 通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)向助力力矩，并將力矩施加到轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向器上。因此該系統(tǒng)通常還需要附加的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來連接電動(dòng)機(jī)和現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向組件。汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤的力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，將這些信號(hào)輸送到電控單元。電控單元根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車速等數(shù)據(jù)向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)大小及方向的力矩以產(chǎn)生轉(zhuǎn)向輔助力。

奧迪 A3 轎車的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖 19-8 所示。駕駛?cè)宿D(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)矩通過轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向齒輪傳遞到轉(zhuǎn)向桿系。轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)由助力轉(zhuǎn)向控制單元來控制。該控制單元控制電動(dòng)機(jī)通過減速齒輪在轉(zhuǎn)向齒條上施加軸向力。動(dòng)力輔助的水平取決于施加到轉(zhuǎn)向盤上的力矩、車輛速度和轉(zhuǎn)向盤角度。配備自動(dòng)駐車系統(tǒng)的車輛，借助轉(zhuǎn)向助力電動(dòng)機(jī)可進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)向。