威格士轉(zhuǎn)向器的作用是把來自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q(主要是減速增矩),再輸出給轉(zhuǎn)向拉桿機(jī)構(gòu),從而使汽車轉(zhuǎn)向,所以轉(zhuǎn)向器本質(zhì)上就是減速傳動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)向器有多種類型,如齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式,動(dòng)力轉(zhuǎn)向器等。 威格士分類及優(yōu)缺點(diǎn) 歷*曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)向器,但是很多已經(jīng)被淘汰。按照助力形式分類,轉(zhuǎn)向器可以分為機(jī)械式(無助力)和動(dòng)力式(有助力)。 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器按照結(jié)構(gòu)形式的不同,又可以分為齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。常用的是齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是一種zui簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,剛度大,成本低廉,轉(zhuǎn)向靈敏,正、逆襲率都高,便于布置,而且特別適合于與燭式懸架和麥弗遜懸架配用,還可以直接帶動(dòng)橫拉桿,簡化轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此在轎車和微、輕型貨車上得到廣泛應(yīng)用。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器正、逆襲率都很高,故操縱輕便,壽命長,工作穩(wěn)定可靠;但是由于逆襲率很高,導(dǎo)致容易將路面沖擊力傳到方向盤上。 動(dòng)力式轉(zhuǎn)向器其實(shí)就是機(jī)械式轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向加力裝置組合到一起形成的。按傳能介質(zhì)的不同,動(dòng)力轉(zhuǎn)向器有氣壓式和液壓式兩種。其中的液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器根據(jù)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者在轉(zhuǎn)向裝置中的布置和聯(lián)接關(guān)系的不同,又可以分為整體式(機(jī)械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者設(shè)計(jì)為一體)、半整體式(把機(jī)械式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計(jì)在一起,轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸獨(dú)立)和分離式(機(jī)械式轉(zhuǎn)向器獨(dú)立,把轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸設(shè)計(jì)為一體)三種結(jié)構(gòu)型式。 值得注意的是,裝載質(zhì)量特大的貨車不宜采用氣壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器,因?yàn)闅鈮合到y(tǒng)的工作壓力 較低(一般不高于0.7MPa),用于重型汽車上時(shí),其部件尺寸將過于龐大。液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作壓力可高達(dá)10MPa以上,故其部件尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作時(shí)無噪聲,工作滯后時(shí)間短,而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。 威格士轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)與原理 威格士轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 它是一種zui常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對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)。有時(shí),靠齒條來直接帶動(dòng)橫拉桿,就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向,如圖1所示。 為了衰減轉(zhuǎn)向輪擺振,往往在帶有齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增設(shè)轉(zhuǎn)向減振器。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器也是目前國內(nèi)外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級傳動(dòng)副,*級是螺桿螺母傳動(dòng)副,第二級是齒輪齒條傳動(dòng)副或滑塊曲柄銷傳動(dòng)副,如下圖所示。 為了減少轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦,兩者之間的螺紋被沿螺旋槽滾動(dòng)的許多鋼球取代,以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。 轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過鋼球?qū)⒘鹘o螺母, 螺母即沿軸線移動(dòng),螺母再與扇形齒輪嚙合,直線運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使連桿臂搖動(dòng),連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線運(yùn)動(dòng),改變車輪的方向。同時(shí),在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下,所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng),形成“球流”。 蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器 蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副(如下圖)以轉(zhuǎn)向蝸桿3為主動(dòng)件,其從動(dòng)件是裝在搖臂軸1曲柄端部的指銷2。轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)。再通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。 液壓式整體動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 目前,國產(chǎn)轎車上幾乎毫無例外的采用了轉(zhuǎn)閥式的整體動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。下圖所示為捷達(dá)轎車上采用的帶整體式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖。齒輪齒條式機(jī)械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸和控制閥設(shè)計(jì)成一體,組成整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。 轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸活塞與機(jī)械轉(zhuǎn)向器制成一體?;钊麑⑥D(zhuǎn)向動(dòng)力缸分成左右兩腔。轉(zhuǎn)向控制閥組裝在機(jī)械轉(zhuǎn)向器的下端,轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)控制轉(zhuǎn)向控制閥的工作狀態(tài),其轉(zhuǎn)向控制閥為滑閥或轉(zhuǎn)閥。 葉輪泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),轉(zhuǎn)向控制閥裝在轉(zhuǎn)向柱下端,齒條右端裝有動(dòng)力缸,缸分成兩個(gè)工作壓力室。儲(chǔ)油罐通過吸管連接葉輪泵,通過回油管連接控制閥。壓力管從控制閥通往葉輪泵。 不轉(zhuǎn)向時(shí),控制閥保持開啟狀態(tài),動(dòng)力缸活塞兩邊的工作腔與低壓回油管相通而不起作用。葉輪泵輸出的油液經(jīng)控制閥流回儲(chǔ)油罐。因轉(zhuǎn)向壓力和流量限制閥的節(jié)流阻力很小,故葉輪泵輸出油的壓力也很低,葉輪泵實(shí)際上處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。 轉(zhuǎn)向時(shí),駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤,帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸和齒輪,使分配閥處于與某一轉(zhuǎn)彎方向相應(yīng)的工作位置時(shí),轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸中相應(yīng)的工作腔與回油管路斷開,與葉輪泵輸出管路相通,另一腔仍通回油管路。地面轉(zhuǎn)向阻力經(jīng)橫拉桿傳到制有齒條的活塞桿上,形成比轉(zhuǎn)向控制閥節(jié)流阻力高得多的管路阻力。于是葉輪泵輸出壓力急劇升高。高壓液體通過控制閥進(jìn)入動(dòng)力缸活塞的一邊,推動(dòng)活塞,進(jìn)而推動(dòng)齒條起加力作用。 轉(zhuǎn)向角度愈大,轉(zhuǎn)向力愈大,活塞移動(dòng)行程就愈長,產(chǎn)生的壓力也就愈高,由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向加力也愈大。轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),控制閥隨即回復(fù)到中間位置,使動(dòng)力缸停止工作,也就是具有隨動(dòng)作用。 轉(zhuǎn)向器性能測試 測試設(shè)備 轉(zhuǎn)向器性能試驗(yàn)臺(tái),可對齒條齒輪式(左置和右置)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行比例負(fù)荷試驗(yàn)、正逆轉(zhuǎn)試驗(yàn)、閥特性試驗(yàn)、噪音試驗(yàn)(總成噪音和閥噪音)、內(nèi)部泄露(總成內(nèi)泄和閥內(nèi)泄)等相關(guān)綜合性能試驗(yàn)。測量精度可達(dá)0.5%(F·S)。 測試項(xiàng)目 QC/T29096-92《汽車轉(zhuǎn)向器總成臺(tái)架試驗(yàn)方法》規(guī)定的汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向器汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的試驗(yàn)方法。轉(zhuǎn)向器試驗(yàn)主要包括性能試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn),其中性能試驗(yàn)主要驗(yàn)證的是轉(zhuǎn)向器的基本性能的好壞,可靠性試驗(yàn)主要是驗(yàn)證轉(zhuǎn)向器在使用一段時(shí)間后的疲勞性能。 轉(zhuǎn)向器性能試驗(yàn)包括轉(zhuǎn)向器圈數(shù)、空載轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、自由間隙、功能試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向力特性、內(nèi)泄漏、外泄露、回正能力和轉(zhuǎn)向器靈敏性。轉(zhuǎn)向器可靠性試驗(yàn)主要包括疲勞試驗(yàn)、磨損試驗(yàn)、強(qiáng)制轉(zhuǎn)向試驗(yàn)、逆向超載試驗(yàn)和超壓試驗(yàn)。 |