【正文】 循環(huán)球式轉向器是目前國內(nèi)外應用最廣泛的結構型式之一， 一般有兩級傳動副，第一級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。(4)循環(huán)球式轉向器的特點正向傳動效率很高（最高可達90～95%），故操縱輕便，使用壽命長。調(diào)整螺釘?shù)膱A頭嵌在搖臂軸的端部的T形槽內(nèi)，其螺紋部分擰在側蓋上，并用螺母鎖緊。螺母的軸向移動，通過齒條和齒扇，帶動搖臂軸轉動。同時由于摩擦力的作用，所有鋼球在螺桿和螺母內(nèi)的滾道流動，形成“球流”。(2)工作原理循環(huán)器式轉向器由螺桿、螺母、鋼球和導管、齒條、齒扇構成。 2．循環(huán)球式轉向器 (1)組成循環(huán)球式轉向器主要由螺桿、螺母、轉向器殼體以及許多小鋼球等部件組成，所謂的循環(huán)球指的就是這些小鋼球，它們被放置于螺母與螺桿之間的密閉管路內(nèi)，起到將螺母螺桿之間的滑動摩擦轉變?yōu)樽枇^小的滾動摩擦的作用，當與方向盤轉向管柱固定到一起的螺桿轉動起來后，螺桿推動螺母上下運動，螺母在通過齒輪來驅動轉向搖臂往復搖動從而實現(xiàn)轉向。中間輸出的齒輪齒條式轉向器如圖所示，其結構及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉向器基本相同，不同之處在于它在轉向齒條的中部用螺栓與左右轉向橫拉桿相連。彈簧的預緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。與轉向齒輪嚙合的轉向齒條水平布置，兩端通過球頭座與轉向橫拉桿相連。 1．齒輪齒條式轉向器 齒輪齒條式轉向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。 目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。轉向操縱機構轉向操縱機構由方向盤、轉向軸、轉向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉動轉向盤的操縱力傳給轉向器。經(jīng)轉向器放大后的力矩和減速后的運動傳到轉向橫拉桿6，再傳給固定于轉向節(jié)3上的轉向節(jié)臂5，使轉向節(jié)和它所支承的轉向輪偏轉，從而改變了汽車的行駛方向。從轉向盤到轉向傳動軸這一系列零件即屬于轉向操縱機構。 概述機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能 上圖是一種機械式轉向系統(tǒng)。第2章 機械轉向系統(tǒng) 概述機械轉向系以駕駛員的體力作為轉向能源，其中所有傳力件都是機械的。18t汽車，半分置式多用于前橋負荷6t以上到超重型汽車。動力轉向有3種形式：整體式、半分置式及聯(lián)閥式動力轉向結構。次要是從減小因在高速行駛中前輪突然爆胎而造成的事故出發(fā)。動力轉向是發(fā)展方向動力轉向系統(tǒng)的應用日益廣泛，不僅在重型汽車上必須裝備，在高級轎車上應用的也較多，在中型汽車上的應用也逐漸推廣。AN公司都是比較有名的專業(yè)廠家，都有很大的產(chǎn)量和銷售面。還有一些比較大的轉向器生產(chǎn)廠，如美國德爾福公司SAGINAW分部。德國ZF公司也作為一個大型轉向器專業(yè)廠著稱于世。轉向器生產(chǎn)專業(yè)化循環(huán)球式轉向器在國外實現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)，同時以專業(yè)廠為主、大力進行試驗和研究，大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前解放、東風也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉向器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉向器。我國的轉向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿0?？烧{(diào)。變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使用次數(shù)少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力?？梢詫崿F(xiàn)變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。易于傳遞駕駛員操縱信號。布置方便。而大型車輛則以循環(huán)球式轉向器為主要結構。西歐則重點發(fā)展齒輪齒條式轉向器，比率超過50%，法國已高達95%。蝸桿式轉向器和蝸桿肖式轉向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。綜合上述對有關轉向器品種的使用分析，得出以下結論：循環(huán)球式轉向器和齒輪齒條式轉向器，已成為當今世界汽車上主要的兩種轉向器。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉向器有很大的發(fā)展。據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉向器占45%左右，齒條齒輪式轉向器占40%左右，蝸桿滾輪式轉向器占10%左右，其它型式的轉向器占5%。汽車轉向器的結構很多，從目前使用的普遍程度來看，主要的轉向器類型有4種：有蝸桿肖式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)、循環(huán)球式(BS型)、齒條齒輪式(RP型)。汽車轉向器裝置的電腦化汽車的轉向器裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)隨著國際經(jīng)濟形勢的惡化，石油危機造成經(jīng)濟衰退，汽車生產(chǎn)愈來愈重視經(jīng)濟性，因此，要設計低成本、低油耗的汽車和低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實現(xiàn)大批量專業(yè)化生產(chǎn)。充分考慮安全性、輕便性隨著汽車車速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國內(nèi)外在許多汽車上已普遍增設能量吸收裝置，如防碰撞安全轉向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。1．現(xiàn)代汽車轉向裝置的設計趨勢適應汽車高速行駛的需要從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用變速比轉向器、高剛性轉向器。作為汽車關鍵部件之一的轉向系統(tǒng)也得到了相應的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。為了使汽車具有良好的機動性能，必須使轉向輪有盡可能大的轉角，其最小轉彎半徑能達到汽車軸距的2~。，正確選擇轉向器的形式，可以保證汽車具有良好的自動回正能力。10．轉向盤轉動方向與汽車行駛方向的改變相一致。8．轉向器和轉向傳動機構中應有間隙調(diào)整機構。6．操縱輕便。4．轉向傳動機構和懸架導向裝置產(chǎn)生的運動不協(xié)調(diào)，應使車輪產(chǎn)生的擺動最小。2．轉向輪具有自動回正能力。所以，我們需要在驅動橋內(nèi)裝置具有差速作用的部件——差速器，使左右兩驅動輪可以以不同的角速度旋轉。4．差速作用當汽車轉彎行駛時，左右車輪在同一時間內(nèi)滾過的距離不同，如果兩側驅動輪僅用以根剛性軸驅動，則二者角速度必然相同，因而在汽車轉彎時必然產(chǎn)生車輪相對于地面滑動的現(xiàn)象。 同時，再汽車長時間停駐時，以及在發(fā)動機不停止運轉情況下，使汽車暫時停駐，傳動系應能較長時間中斷傳動狀態(tài)。此外，在變換傳動系傳動比檔位（換檔）以及對汽車進行制動之前，都有必要暫時中斷動力傳遞。發(fā)動機進入正常怠速運轉后，再逐漸地恢復傳動系的傳動能力，即從零開始逐漸對發(fā)動機曲軸加載，同時加大節(jié)氣門開度，以保證發(fā)動機不致熄滅，且汽車能平穩(wěn)起步。一般結構措施是在變速器內(nèi)加設倒檔（具有中間齒輪的減速齒輪副）。 2．實現(xiàn)汽車倒駛  汽車在某些情況下，需要倒向行駛。對活塞式內(nèi)燃機來說，在其整個轉速范圍內(nèi)，扭距的變化范圍不大，而功率的及燃油消耗率的變化卻很大，因而保證發(fā)動機功率較大而燃油消耗率較低的曲軸轉速范圍，即有利轉速范圍很窄。 汽車的使用條件，諸如汽車的實際裝載量、道路坡度、路面狀況，以及道路寬度和曲率、交通情況所允許的車速等等，都在很大范圍內(nèi)不斷變化。這樣高的車速既不實用，也不可能實現(xiàn)（因為相應的牽引力太小，汽車根本無法啟動）。另一方面，6100Q－。假設將這以扭距直接如數(shù)傳給驅動輪，則驅動輪可能得到的牽引力僅為784N。若要求滿載汽車能在坡度為30％的道路上勻速上坡行駛，則所要克服的上坡阻力即達2734N。由實驗得知，即使汽車在平直得瀝青路面上以低速勻速行駛，％汽車總重力得滾動阻力。一般高檔轎車使用這樣的助力轉向系統(tǒng)的比較多。由于電動電動助力轉向的工作特性，你會感覺到開這樣的車，方向感更好，高速時更穩(wěn)，俗話說方向不發(fā)飄。 　　 　　 　 　　(2)主要工作原理：汽車在轉向時，轉矩(轉向)傳感器會“感覺”到轉向盤的力矩和擬轉動的方向，這些信號會通過數(shù)據(jù)總線發(fā)給電子控制單元，電控單元會根據(jù)傳動力矩、擬轉的方向等數(shù)據(jù)信號，向電動機控制器發(fā)出動作指令，從而電動機就會根據(jù)具體的需要輸出相應大小的轉動力矩，從而產(chǎn)生了助力轉向。EPS的構成，不同的車盡管結構部件不一樣，但大體是雷同。簡單地說，在低速大轉向時，電子控制單元驅動電子液壓泵以高速運轉輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅動電子液壓泵以較低的速度運轉，在不至于影響高速打轉向的需要同時，節(jié)省一部分發(fā)動機功率。(2)工作原理：電子液壓轉向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉向助力系統(tǒng)的缺點。一般經(jīng)濟型轎車使用機械液壓助力系統(tǒng)的比較多。又由于液壓泵的壓力很大，也比較容易損害助力系統(tǒng)。所以，也在一定程度上浪費了資源。1. 液壓動力轉向系統(tǒng)液壓動力轉向系統(tǒng)一般由液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、V型傳動皮帶、儲油罐等部件構成。動力轉向系統(tǒng)又可分為液壓動力轉向系統(tǒng)和電動助力動力轉向系統(tǒng)。完全靠駕駛員手力操縱的轉向系統(tǒng)稱為機械轉向系統(tǒng)。類型：按轉向能源的不同，轉向系統(tǒng)可分為機械轉向系統(tǒng)和動力轉向系統(tǒng)兩大類。轉向器一般固定在汽車車架或車身上，轉向操縱力通過轉向器后一般還會改變傳動方向。 基本組成： (1)轉向操縱機構 主要由轉向盤、轉向軸、轉向管柱等組成。 轉向系統(tǒng)的概述汽車轉向系統(tǒng)是指汽車上用來改變或恢復其行駛方向的專設機構稱為汽車轉向系統(tǒng)。隨著未來技術的不斷發(fā)展和進步，這一問題將會得到解決。根據(jù)汽車車型的不同，使用電動助力系統(tǒng)能夠降低燃油費用達5%～10%。即使是保守的估計，到2006年歐洲市場中電動轉向器和電液轉向器的份額會達到56%。 目前應用廣泛的助力轉向器是傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)、電液助力系統(tǒng)和電動助力系統(tǒng)。 7． 對將來的好處：提供轉向的舒適性，路況作為評估系統(tǒng)，只有有用的信息才提供給駕駛員；方向盤的回饋力矩和轉向傳動比能通過軟件不斷的調(diào)整，因此，可以使轉向系統(tǒng)對任何目標和環(huán)境進行調(diào)整，而不需要對系統(tǒng)進行重新設計；沒有轉向柱減少了駕駛員在事故中受傷的危險；轉向行為(減速、加速、自動轉向)都被軟件記錄，為再以后的繼續(xù)完善提供了第一手的資料。 6． 對汽車生產(chǎn)商的好處。因此，駕駛員通過提供到方向盤的力矩知道正確的方向，并通過進一步的引導控制系統(tǒng)來進行評估。要對汽車轉向的動力性進行調(diào)整，必須使用一個轉角傳感器，這并不影響方向盤對車輪的快速調(diào)整。 3． 電子轉向系統(tǒng)在實現(xiàn)上述操作性能上的突破的同時也帶來了可觀的經(jīng)濟性和環(huán)境效益。同時由于減少了機構部件數(shù)量，而減少了從執(zhí)行機構到轉向車輪之間的傳遞過程，使系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)摩擦和傳動部件之間的總間隙都得以降低，從而使系統(tǒng)的響應速度和響應的準確性得以提高。電子轉向系統(tǒng)SBW(SteerByWire)是汽車轉向方面最為先進和前沿的技術之一，具有很多優(yōu)點： 1. 取消了方向盤和轉向車輪之間的機械連接，通過軟件協(xié)調(diào)它們之間的運動關系，因而取消了它們之間的機械約束和干涉，使之可以相對獨立運動，因而可以實現(xiàn)傳動比的任意設置，可以根據(jù)車速和駕駛員喜好由程序根據(jù)汽車的行駛工況實時設置傳動比。 電動助力轉向目前已成為世界汽車技術發(fā)展的研究熱點之一。 6. EPS不存在滲油問題，消除了液壓助力中液壓油泄漏問題，可大大降低保修成本，減小對環(huán)境的污染，改善了環(huán)保性。 4. EPS取消了油泵、皮帶、皮帶輪、液壓軟管、液壓油及密封件等，其零件比HPS大大減少，因而其質(zhì)量更輕、結構更緊湊，在安裝位置選擇方面也更容易，并且能降低噪聲。 2. EPS只在轉向時電動機才提供助力(不像HPS，即使在不轉向時，油泵也一直運轉)，因而能減少燃料消耗。其優(yōu)點有： 1. EPS能在各種行駛工況下提供最佳助力，減小由路面不平所引起的對轉向系統(tǒng)的擾動，改善汽車的轉向特性，減輕汽車低速行駛時的轉向操縱力，提高汽車高速行駛時的轉向穩(wěn)定性，進而提高汽車的主動安全性。根據(jù)助力位置不同分為三種形式：. 由于EPS改由電機提供助力，助力大小由電控單元ECU實時調(diào)節(jié)與控制，可以較好解決汽車操縱時輕與靈的矛盾。作用在方向盤上的力矩曲線由一個電動馬達來分配。 電動助力轉向系統(tǒng) 電動轉向系統(tǒng)EPS(Electric Power Steering)把一個機械的系統(tǒng)和一個電控的電動馬達結合在一起形成的一個動力轉向系統(tǒng)。EHPS相比傳統(tǒng)HPS降低了能源損耗。 機械式轉向器的設計目標是保證汽車在各種行駛條件下將轉向盤上的手力保持在駕駛員能接受的合理范圍內(nèi)，同時保證適當?shù)霓D向靈敏度。 為了保證轉向輕便性，要求增大轉向器的傳動比。電液助力轉向系統(tǒng)的助力特性可根據(jù)轉向速率、車速等參數(shù)設計為可變助力特性，使駕駛員能夠更輕松便捷的操縱汽車。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，其特點是原來有發(fā)動機帶動的液壓助力泵改由電機驅動，取代了由發(fā)動機驅動的方式，節(jié)省了燃油消耗。相應的就出現(xiàn)了電液助力轉向系統(tǒng)。這就變相地增加了駕駛員的操縱負擔，使汽車轉向行駛存在很大的不安全隱患；③液壓助力轉向系統(tǒng)經(jīng)濟性差，~；另外，存在液壓油泄漏問題，對環(huán)境造成污染，在環(huán)保性能被日益強調(diào)的今天，無疑是一個明顯的劣勢。這個助力