汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的剖析

陳名德

（湖南省長(zhǎng)郡梅溪湖中學(xué) 410205）

汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的剖析

陳名德

（湖南省長(zhǎng)郡梅溪湖中學(xué) 410205）

本文主要從機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)幾個(gè)方面綜述了汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的應(yīng)用，并總結(jié)幾種轉(zhuǎn)向技術(shù)的特點(diǎn)。

汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)；類型；應(yīng)用

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車重要的組成部件，其部件系統(tǒng)性能的靈活性直接影響著汽車操縱系統(tǒng)的靈敏性。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)更加完善，推陳出新的速度也更加快，現(xiàn)已經(jīng)由傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，發(fā)展到機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。本文擬從汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行剖析，力爭(zhēng)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展提供一點(diǎn)借鑒。

1 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指將操作者的身體力量作用于機(jī)械的轉(zhuǎn)向部件，從而使汽車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要應(yīng)用在早期發(fā)明的汽車或是現(xiàn)代使用的簡(jiǎn)易車輛上，歷經(jīng)100多年的發(fā)展，其產(chǎn)品更加安全、穩(wěn)定性更強(qiáng)、操作更簡(jiǎn)單。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有以下三種基本形式。

齒條形轉(zhuǎn)向器第一次應(yīng)用在“本茨”汽車上。這種轉(zhuǎn)向器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、重量輕、硬度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在一些輕型的汽車上。比如：CA7220型號(hào)紅旗牌汽車。

循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是國(guó)內(nèi)汽車制造廠經(jīng)常使用的類型。它由于材質(zhì)剛性強(qiáng)、轉(zhuǎn)向靈活、穩(wěn)定性好以及傳動(dòng)速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于各種汽車上。比如：北京BJ1041型號(hào)汽車。

蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器主要應(yīng)用在較大型的貨車或者拖拉機(jī)上。比如：東風(fēng)EQ1090E大型貨車。

2 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖然有制造成本較低、機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但由于是機(jī)械操作，所以從靈敏性以及輕便性上相對(duì)不足，需要耗費(fèi)較多的體力。為了解決機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自身存在的不足，科技工作者研制出了機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

2.1 機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是操作者通過(guò)液壓作為傳力的介質(zhì)，達(dá)到車輛轉(zhuǎn)向的目的。它比傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操作比較更加方便，更加靈活，因?yàn)榻柚簤恨D(zhuǎn)向所以沒(méi)有磨損，保養(yǎng)更加簡(jiǎn)單。

機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在國(guó)外應(yīng)用的更加普遍。按其應(yīng)用車輛的不同而分為不同類型，主要有串聯(lián)式、并聯(lián)式和分置式三種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

2.2 電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，這個(gè)系統(tǒng)借助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的功能。

電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在20世紀(jì)90年廣泛應(yīng)用到汽車中，比如：豐田、大眾、雪鐵龍、福特、馬自達(dá)等車型使用這種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電機(jī)可以調(diào)整轉(zhuǎn)速，可以隨時(shí)開關(guān)，能有效的提高功效。但是與機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較起來(lái)，電液助力的成本較高、安裝維護(hù)不便、檢測(cè)相對(duì)復(fù)雜以及操作性上靈敏度不高等等問(wèn)題有待進(jìn)一步的解決。這也是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不能完全取代機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原因所在。

2.3 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了電子控制裝置、信號(hào)傳感器裝置以及轉(zhuǎn)向助力裝置等。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)向作用的位置和機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同分為三類：齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、小齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向以及管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)首次應(yīng)用在日本鈴木公司制造的Cervo型號(hào)汽車上，隨后三菱、本田等汽車上也裝配了這一系統(tǒng)。因?yàn)殡妱?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比較前兩種助力系統(tǒng)，具有安裝檢測(cè)方便、自動(dòng)化程度較高、噪音低、環(huán)境污染小、性能穩(wěn)定、操作靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用到輕型車輛上。隨著社會(huì)的發(fā)展，直流電機(jī)性能得到進(jìn)一步的提高，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛。

3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是集機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)于一身，這一系統(tǒng)就是通過(guò)傳感器將操作者的動(dòng)作轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后將電信號(hào)通過(guò)電纜傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一種系統(tǒng)。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是轉(zhuǎn)動(dòng)效率高、發(fā)動(dòng)時(shí)間短，并能根據(jù)牽引力和車速時(shí)時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)向比率，安全性能好、操作性能強(qiáng)，但是到目前為止，這種技術(shù)還沒(méi)有廣泛應(yīng)用到所有車輛，而主要是用在概念車的開發(fā)上。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最早是由德國(guó)奔馳公司在1990年研制開發(fā)，并把這一系統(tǒng)應(yīng)用到F400Carving這一型號(hào)的概念車上，隨后Daimler-Chrysler推出被稱為“2000年汽車十大新技術(shù)之一”的概念車R129。隨后，美國(guó)通用公司開發(fā)研制出了全世界第一輛可駕駛的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動(dòng)車Hy-Wire概念車。通用在2005年推出了Sequel概念車，這一車型是利用氫燃料電池和線控技術(shù)開發(fā)研制而出成。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及電子配件成本的降低，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，應(yīng)用到越來(lái)越廣的范圍去。

[1]趙又群，許健雄，劉英杰，汪偉.基于灰色關(guān)聯(lián)度法的汽車轉(zhuǎn)向操縱動(dòng)態(tài)特性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)機(jī)械工程，2014（04）.

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1004-7344（2016）35-0275-01

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