汽车转向系的工作原理及故障分析

汽车转向系的工作原理及故障分析

刘月

天津一汽丰田汽车有限公司天津300457

摘要：汽车的转向系包含机械转向系统和动力转向系统两大类别。对于汽车而言，转向系统的通畅运行具有非常重要的意义，无论是机械转向系统还是动力转向系统，它们都在汽车行驶过程中起着不可替代的作用。作为车辆的重要组成部分，汽车转向系统维持着汽车在各种路面情况下的平稳行驶，在很大程度上保证了驾驶员的驾驶安全，降低了交通事故发生的概率。本文专门针对汽车转向系统的工作原理和与此相关的故障进行分析，以此对改变汽车行驶方向的这一专门的装置有一个大致的了解。

关键字：汽车转向系；工作原理；故障分析

引言

行车方面的安全是人们一直都普遍关注的，它关系着每个人的生命和财产安全，因此在汽车行驶方面多一些了解和知识储备是必要的。汽车在路面上行驶时，其内部需要完善的机械设备支撑，以保证汽车行驶的平稳。正如大多数人知道的那样，汽车的两种转向系统在操作上有一定的区别，因此，对两种转向系统的工作原理和与它们相关的故障进行一些分析，对汽车平稳的转向来说是非常重要的。接下来，将详细讨论分析机械转向系统和动力转向系统的两大系统的工作原理及其故障分析。

1汽车转向系统的工作原理

1.1汽车机械转向系统的工作原理

汽车机械转向系统是由驾驶员在不依靠外部动力的情况下操作的装置。目前，汽车机械转向系统主要包括以下几个部分：方向盘、转向轴、转向万向节、转向传动轴、转向器、转向摇臂、转向节臂、转向直拉杆、左转向节、右转向节、梯形臂、转向横拉杆。转向减振器、机械转向器、安全转向轴等。驾驶人员通过向汽车的方向盘施加转向力矩，转向力矩通过安全转向轴输入到机械转向器中。其中，转向操纵机构是机械式转向系中的重要组成部分，它包括方向盘、转向轴、转向管柱等三个主要部件。在汽车的行驶过程中，它可以将驾驶人员施加给转向盘的力传递给转向器，而转向减振器又是减少汽车的振摆和轮胎的磨损，提升汽车行驶的舒适性和稳定性的必备装置。以上这些零件相互联系，共同完成汽车的转向工作。作为完全凭借人力的机械转向系统，在行驶过程中，装置的每个部分都需要有一定的把握，让人力和机械的作用都得到应有的发挥，帮助维持汽车的稳定性和灵活性。

1.2汽车动力转向系统的工作原理

与汽车机械转向系统的操作不同，汽车动力转向系统并不完全依靠人力来完成操纵。在汽车行驶过程中，其需要借助机械装置的助力，以改变或恢复汽车的转向。与此同时，相对于机械式转向系统的组成部分，亦存在一定差别。其包括转向控制机构、转向器、转向传动机构等，这当中，转向器包括齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。与循环球式转向器相比，齿轮齿条式转向器的操作和组成相对简单，耐用。而循环球式转向器的结构较为复杂，它包括两级传动副，即第一螺旋螺母传动副和第二级齿条齿扇传动副。如上所述，转向操纵机构将驾驶员施加在方向盘上的力传递给转向器。另外，在动力转向系统中，转向器和转向传动机构的工作原理分别是，增大方向盘向转向节传递的力，同时改变了该力的传递方向。在减震器这一器械上，分为双向作用筒式减振器和单向作用筒式减振器。其功能是加速车辆振动的衰减，保持车辆在行驶中的平衡，维持车辆的稳定性。

2汽车转向系统的故障分析

在汽车行驶时，汽车本身会因为使用的时间较长和路况的不同对汽车的车身和转向系统造成一定的损伤。所以，对汽车转向系统出现的一些故障进行分析是十分必要的。常见的汽车转向系统故障有：转向沉重，包括单边转向沉重和双边转向沉重、转向机和助力泵漏油等。例如，汽车有时候出现转向沉重的情况，原因通常是活塞和缸筒等受到损伤，或者还是构成活塞这一装置的密封圈被损伤，使得助力不能顺利传递，完成辅助汽车转向的工作。此外，助力泵发生故障也是汽车转向沉重的重要原因，一般来说，助力泵的故障与流量控制阀、安全阀弹簧安全阀钢球、阀座等装置有关。以转向机和助力泵漏油的这一故障中为例，如果发生这种状况，则是助力泵的后端盖漏油、助力泵驱动轴端的油封漏油或者是转向油罐里的油没有得到补充和转向机的转向轴拐臂、侧端盖、上盖和的连接处发生密封圈损坏的情况。以上是汽车转向系统常常发生的情况，大部分情况下，需要对某些设备的损坏部位进行维修，此外缺油也是汽车转向系统发生故障的重要原因，因此，在对造成汽车转向系统故障的各个部分进行检修和更换时，也不能忽略对油的补充。对于汽车动力转向系统的故障进行分析，有助于更好地对汽车的性能和装置进行保护，在一定程度上减少汽车的磨损和消耗。

3现代汽车转向装置的设计趋势

3.1适应汽车高速行驶的需要

为了保证驾驶安全、操纵的轻便和稳定，在汽车生产制造中，广泛采用了更先进的技术工艺，如变速比转向器和高刚度转向器。“变速比和高刚度”是全球范围内未来转向器结构的发展趋势。

3.2充分考虑安全性、轻便性

伴随车速的不断提高，驾驶员和乘客的安全显得尤为重要。当前，防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等吸能缓冲装置，已广泛安装在国内外许多汽车上，并普遍得到推广。考虑到操纵的方便性，已经逐步采用可调整转向管柱和动力转向系统。

3.3低成本、低能耗、大规模专业化生产

目前，国际经济形势的衰退和石油能源危机，经济性在汽车生产中显得尤为重要。因此，需要设计成本和能耗更低的汽车以及成本更低、更合理的生产线，尽可能实现大规模的专业化生产。其中，零部件的制造，尤其是转向器的制造的重要性十分凸显。

3.4汽车转向器装置的电脑化

当今世界，电脑和网络发展迅速，机械与电脑的交互是未来发展的一大趋势。

那么，汽车转向装置的电脑化应当得到新的探索。

4现代汽车转向装置的发展趋势

4.1现代汽车转向装置的使用动态

伴随汽车行业的飞速发展，转向系统的结构也有在不断更新变化。汽车转向器的结构种类众多，当前使用的最普遍的转向器主要有4种：齿条齿轮式、循环球式、蜗杆肖式、蜗杆滚轮式。目前汽车上使用的普遍是以上4种转向器。

4.2转向器生产专业化

在国外，循环球式转向器已经实现了生产的专业化。在以专业厂为主体、大力进行试验和研究，实现了产品质量和产量的飞跃。专业化生产势必成为一种优势，只有发展专业化生产，才能生产出低成本、产量高、质量好的产品，提升市场竞争力。

结语

随着国民经济的飞速发展和生活质量的日益提高，汽车的普及率日渐升高。因此提高对汽车转向系统等机械方面的认知是十分必要的。未来的汽车行业，汽车转向系统会面临新的技术挑战与变革。新技术、新工艺将广泛地使用在汽车相关的各领域中。然而，与使用和制造有关的一切技术，都是原来基础上的变化和革新。因此，熟悉汽车相关装置的工作原理并对一些故障进行分析，熟悉汽车的运作的维修，有利于更好的应对未来汽车领域的发展。本文对汽车的机械转向系统和动力转向系统的工作原理和相关的故障进行了简单的分析与介绍，希望能借此机会对人们对了解汽车方面的相关知识有所帮助。

参考文献

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