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关于汽车转向系统的那些事

日期:2018-10-06类型:新闻动态
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平时我们开车,控制好方向盘就能让车向前行驶或向后倒退方向,让它为我们想要的方向行驶,很少会探究方向盘是怎样使车轮转向的。也经常听到“液压助力转向”、“电动助力转向”、“主动转向”这些名词,那么他们和我们又有什么关系?下面我们一起来了解一下吧。

首先带大家先来认识一下液压助力

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液压助力转向系统还有一个好处,就是提升舒适性和安全性,车轮的剧烈跳动和遇到坑洼路面导致轮胎出现非自主的转向时,通过液压对活塞的作用能够很好的缓冲和吸收震动,使传递到方向盘上的震动大大减少。同时这种结构还提升了安全性,比如使用传统齿轮齿条机构的车辆在转向时轮胎遇到坑洼突然变向,齿条会带动齿轮使方向盘反转,出现“打手”的情况,很容易使驾驶者的手部受到伤害,在液压助力的车辆上就不会有这样的问题。

接下来这就是电动助力转向

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电动助力转向系统(Electric power steering 简称EPS or EPAS) )也是上世纪90年代后期开始才逐渐应用到量产车上的转向技术,电动助力和液压助力系统一样,还是基于齿轮齿条式转向机构而来的,只不过助力机构由复杂的液压机构变成了靠电动机产生助力的系统。

从示意图上我们可以看出,电动助力转向系统的结构非常简单,没有了液压泵、储液罐、液压管路和转向柱阀体结构,而是由传感器、控制单元和助力电机构成。在转向柱位置安装了转矩传感器,当方向盘转动时,转矩传感器探测到转动力矩,并将之转化成电信号传给控制器,车速传感器也同时信号传给控制器,控制器运算后向电机输出适当的电流,驱动电机转动,电动机通过减速机构将扭矩放大推动转向柱或转向拉杆运动,实现助力。优点是根据速度可变助力的特性能够让方向盘在低速时更轻盈,而在高速时更稳定。

这两种分别是电动助力转向会因为对转向柱和转向拉杆施加助力的两种结构。

 

 

 

我们所熟悉的宝马、奥迪、大众、通用等品牌使用的都是这种直接作用于转向拉杆的电动助力转向系统

这就是电子液压转向

  

电子液压助力从上世纪90年代后期开始逐渐普及,福特大众丰田本田马自达标致雪铁龙等品牌均有使用电子液压助力系统的车型。我们熟悉的马自达3凯旋等车型使用的都是这样的系统。

所谓的电子液压助力,Electro-hydraulic power steering,简称EHPS,其助力原理与机械式液压助力完全相同,而与机械式液压助力最大的区别就是不再使用由发动机通过皮带驱动的液压泵,而是换成了电力驱动的电子泵。电子助力能耗低,灵敏,电子单元控制,节省发动机功率,助力发挥比较理想。

最后来了解机械液压转向

   

机械液压的特点是整套系统均为机械结构,从由皮带驱动的机械式液压泵到转向柱上的液压机械阀体,没有任何电子系统,技术成熟稳定、可靠性高、适用范围很广,即使车辆的液压系统出现故障,失去助力,还是能够依靠传统的齿轮齿条机构进行转向。缺点是构造较复杂,占用空间较大,制造成本较高,保养维护的难度和成本都比较高。并且由于液压泵靠发动机皮带驱动,所以会消耗发动机的一部分动力,影响燃油经济性和车辆的动力性,尤其是对于动力本身就相对弱的小排量车型的影响比较明显。另外,单纯的机械式液压助力系统助力力度不可调节,很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不同需求。使用中容易出现的问题主要有转向沉重、跑偏、发摆和转向时有异响噪声等。多是由于连接机构松旷,前轮定位不当或是轮胎的差异引起的。能耗较高,尤其时低速转弯的时候,觉得方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。

汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要.转向拉杆则是转向机构中重要的零件它直接影响汽车操纵的稳定性和轮胎的使用寿命。转向拉杆分两类,一转向直拉杆、二转向横拉杆。

 

转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(或转向节臂)。它所受的力既有拉力、也有压力,因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的,直拉杆的典型结构如图,在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时,转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是空间运动,为了不发生运动干涉,上述三者间的连接都采用球销。

                        1.螺母 2.球头销 3.橡胶防尘垫 4.螺塞 5.球头座 6.压缩弹簧    7.弹簧座 8.油嘴 9.直拉杆体 10.转向摇臂球头销

汽车行驶中,驾驶员向左、右转动转向盘时,感到沉重费力,无回正感;汽车低速转弯行驶和调头时,转动转向盘感到非常沉重,甚至打不动。

转向沉重

转向沉重的根本原因是转向轮气压不足或定位不准,转向系传动链中出现配合过紧或卡滞而引起摩擦阻力增大。具体原因主要有:

①转向轮轮胎气压不足,应按规定充气。

②转向轮本身定位不准或车轴、车架变形造成转向轮定位失准,应校正车轴和车架,并重新调整转向轮定位。

③转向器主动部分轴承调整过紧或从动部分与衬套配合太紧,应予调整。

④转向器主、从动部分的啮合间隙调整过小,应予调整。

⑤转向器缺油或无油,应按规定添加润滑油。

⑥转向器壳体变形,应予校正。

⑦转向管柱转向轴弯曲或套管凹瘪造成互相碰擦,应予修理。

⑧转向纵、横拉杆球头连接处调整过紧或缺油,应予调整或添加润滑脂。

⑨转向节主销与转向节衬套配合过紧或缺油,或转向节止推轴承缺油,应予调整或添加润滑脂等。

转向不灵敏

转向盘自由行程过大又可称为转向不灵敏。

汽车保持直线行驶位置静止不动时,转向盘左右转动的游动角度太大。具体表现为汽车转向时感觉转向盘松旷量很大,需用较大的幅度转动转向盘,方能控制汽车的行驶方向;而在汽车直线行驶时又感到行驶方向不稳定。

转向盘自由行程过大的根本原因是转向系传动链中—处或多处的配合因装配不当、磨损等原因造成松旷。具体原因主要有:

①转向器主、从动啮合部位间隙过大或主、从动部位轴承松旷,应予调整或更换。

②转向盘与转向轴连接部位松旷,应予调整。

③转向垂臂与转向垂臂轴连接松旷,应予调整。

④纵、横拉杆球头连接部位松旷,应予调整或更换。

⑤纵、横拉杆臂与转向节连接松旷,应予调整或更换。

⑥转向节主销与衬套磨损后松旷,应予更换。

⑦车轮轮毂轴承间隙过大,应予更换等。

转向轮抖动

汽车在某低速范围内或某高速范围内行驶时,出现转向轮各自围绕自身主销进行角振动的现象。尤其是高速时,转向轮摆振严重,握转向盘的手有麻木感,甚至在驾驶室可看到汽车车头晃动。

转向轮抖动的根本原因是转向轮定位不准,转向系连接部件之间出现松旷,旋转部件动不平衡。具体原因主要有:

①转向轮旋转质量不平衡或转向轮轮毂轴承松旷,应予校正动平衡或更换轴承。

②转向轮使用翻新轮胎,应予更换。

③两转向轮的定位不正确,应予调整或更换部件。

④转向系与悬挂的运动发生干涉,应予更换部件。

⑤转向器主、从动部分啮合间隙或轴承间隙太大,应予调整或更换轴承。

⑥转向器垂臂与其轴配合松旷或纵、横拉杆球头连接松旷,应予调整或更换。

⑦转向器在车架上的连接松动,应予紧固。

⑧转向轮所在车轴的悬挂减振器失效或左右两边减振器效能不一,应予更换。

⑨转向轮所在车轴的钢板弹簧U形螺栓松动或钢板销与衬套配合松旷,应予紧固或调整。

⑩转向轮所在车轴的左右两悬挂的高度或刚度不一,应予更换等。

转向直拉杆是方向机拉臂和转向节左臂连接的一个杆,把方向机动力传给转向节后就可以控制车轮了。而这个经常会被车主忘记保养。

转向拉杆松旷是一个严重的安全隐患,因此,在例行保养时,一定要仔细检查这一部位。做法很简单:握住拉杆,用力摇晃,如果没有晃动,就说明一切正常,否则,就应更换球头或拉杆总成。