新型能源汽车关键零部件研发汽车转向器的设计摘要传递到方向盘上的反向冲击小些，则转向器的逆效率值不能太高。而对转向系统的最后两条要求可以通过合理地选择结构和其结构布置来满足。第章转向系的主要性能参数.转向系的效率转向器正效率是指通过转向轴输入的功率经过传动所得到的输出的效率，反之则为逆效率，其中功率正效率逆效率分别用表示。正效率公式逆效率公式上式中，是作用于转向轴上的功率是转向器中的磨擦功率是作用在转向摇臂轴上的功率。正效率高，则转向轻。但是转向器也应该具有定逆效率，来确保转向轮和转向盘的自动回正。而为了减轻传至转向盘上的冲击力，避免打手现象的发生，又要求逆效率尽可能低。转向器的类型和结构以及参数是影响转向器效率的主要因素。转向器的正效率转向器的类型结构对转向器效率的影响般而言，在最常用的四种转向器中，正效率较高的是循环球式转向器齿轮齿条式，而蜗杆指销式转向器的正效率较低。在转向器类型相同的前提下，不样的结构会有不同效率。例如蜗杆滚轮式转向器的滚轮轴，若选用滚针轴承时，由于滚轮和滚针之间以及和垫片间的摩擦，消耗了部分能量，导致这种轴向器的正效率仅有。而用圆锥滚子轴承该转向器效率达到。转向摇臂轴的轴承选择滚针轴承比选择滑动轴承逆效率能提高约。转向器的结构参数对转向器效率的影响如果只单纯的考虑啮合的摩擦损失，不考虑轴承的摩擦损耗，对于蜗杆类的转向器，转向器正效率值用下式表示其中，是螺杆的螺线导程角是摩擦角是磨擦因数。转向器的逆效率可逆式极限可逆式和不可逆式是目前三种最常见的转向。它们的主要区别就在于逆效率的大小。地面反力通过车轮转向器转向轴可以大部分地传到转向盘的这种逆效率较高的转向器则为可逆式。它符合汽车转弯后自动回正的要求，它大大减轻了驾驶员驾驶汽车的劳动强度，从而也间接地提高了行车安全性。但是，它也有些不好的地方就是当汽车行驶在凹凸不平的路面时，方向盘传给驾驶员的反力较大，给驾驶员驾驶带来了定的疲劳，也影响到驾驶车辆的舒适性。齿轮齿条式转向器和循环球式的转向器都属于可逆式的转向器。定义地面给车轮的冲击力不会通过转向器传到转向盘的转向器称为不可逆式的转向器。这些冲击力都由转向传动机构的零件来承受，所以这些零件非常易损坏。而且它既不能满足汽车转弯后自动回正的要求，而且给驾驶员反馈的路感不强，因此，现在的汽车般放弃了不可逆式的转向器。地面给车轮的反力则介于可逆式与不可逆式转向器两者之间的这种转向器就是极限可逆式转向器。这种转向器有定的路感，但是又不是很清晰，有定的转向盘反力，这个力也不小，因此，这类转向器般不怎么使用。如果这里我们只考虑啮合的摩擦，不考虑轴承的磨损，逆效率可以表示为结合上面的式和式，我们可以得出下面的结论如果其他参数不变，增大导程角，正逆效率都会增大，这样会使得汽车的性能降低，所以导程角不应取得过大。但是如导程角小于或等于磨擦角时，会导致其逆效率为负值或者为零，这就使得该转向器变成了不可逆式转向器。因此，就要求导程角大于磨擦角。.转向器角传动比的选择转向器角传动比可以是减小增大或保持不变的。影响转向角的选取的主要因素有两点是转向轴负载的大小，二是设计者对汽车性能的要求。般情况，转向轴的载荷很小的汽车以及有助力转向的汽车是不会有转向重的情况的，这个时候，我们在选取转向器角传动比的时候可以考虑个较小的值，来提高汽车的性能。相反，在遇到轴荷很大的汽车，为了满足低速转弯时操纵轻便，这个时候我们选取转向器的角传动比就应该大些，从而减轻驾驶员的劳动强度，增加驾驶便利。当汽车低速转向行驶，由于车轮和地面的摩擦较大，这个时候为了减轻驾驶劳动强度，我们要考虑把转向器的转向比设计的不能过大。相反，当汽车高速行驶转弯时，由于速度快，转弯时会产生过转的假像，这个时候，为了让转向更容易控制，我们需要吧转向器的角传动比设计的不能太小，从而让驾驶员路感更好，驾驶更安全。如果说汽车转向系统有助力转向机构，这个时候上述所说的两种情况均不存在了，因此，为了车辆具有更好的灵活性，我们就可以把转向器的角传动比设计得小些，从而减少转向盘总的圈数。由汽车理论查得，转向器角传动比特性曲线，如图所示。由图我们可以看出，曲线呈现出中间小两边大的形状，因此我们设计时应该把方向盘处于中间位置是的角传动比设计的小些，随着方向盘逐渐离开中间位置时，转向器的角传动比也随之设计的大些。图转向器角传动比变化特性曲线.转向器传动副的传动间隙传动间隙是指转向器中齿轮齿条间的间隙。随着转向盘转角的变化，该间隙也会变化大小不同而不同，我们把这种变化特性称为转向器传动副传动间隙特性图。根据特性图我们可以看出，转向盘在正中及其左右附近位置的时候，传动间隙几乎为零，最好做到没有间隙。当转向器啮合副存在较大的间隙的时候，车轮会受到个侧向力，使得车轮出现偏离行驶方向，这就影响到汽车的稳定性和行车安全。我们都知道，方向盘在中间以及其左右附近位置的使用频率是最高的，所以齿轮齿条中间位置的啮合最多，该处的磨损也就最大，当这个地方出现较大的间隙，我们就需要调整齿轮副的间隙了。图转向器传动副传动间隙特性在分析上面的图的曲线我们可以看出，新的转向器的间隙变化趋势，曲线我们可以看出磨损后的间隙变化，中间位置明显有了较大的间隙，再看曲线我们可以看到调整过后的间隙变化趋势，中间位置间隙有几乎为零了。.转向器传动副的间隙调整转向器的主动件是转向小齿轮。水平布置的转向齿条通过斜齿与其啮合，并且在转向齿条的背面装有具有定预紧力的压簧和垫块。在该弹簧的弹力作用之下，该齿条被压簧和垫块紧紧的压在转向小齿轮上，从而确保齿轮齿条间的间隙满足要求。而调整螺塞可以直接调整压簧的预紧力。该压簧的主要作用有三点是使得齿轮齿条间的间隙满足了要求二是它还是个弹性的支承，这样当齿轮齿条运动时，产生的振动就会被吸收掉，从而减缓冲击三是当转向器用了段时间磨损后，齿轮齿条间会出现间隙，这个弹簧压块组成的机构就可以来调整这个啮合间隙，重新达到要求，