动力转向系统

11.5.1 概述

动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能(或电能)，并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅助作用力，使转向轮偏摆，以实现汽车转向的一系列装置。采用动力转向系统可以减轻驾驶员的转向操纵力。

动力转向系统由机械转向器和转向助力装置组成。根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动机助力三种类型。其中液压助力转向系统应用较为普遍，以下重点介绍其类型及典型零部件。

1.液压助力转向系统

1)常压式液压助力转向系统

常压式液压助力转向系统的特点是无论转向盘处于中立位置还是转向位置，也无论转向盘保持静止还是运动状态，系统工作管路中总是保持高压。该系统示意图如图11-30所示。

图11-30 常压式液压助力转向加力装置示意图

2)常流式液压助力转向系统

常流式液压助力转向系统的特点是转向油泵始终处于工作状态，但液压助力系统不工作时，基本处于空转状态。该系统示意图如图11-31所示。多数汽车都采用常流式液压助力转向系统。

图11-31 常流式液压助力转向加力装置示意图

2.液压助力转向系统的转向控制阀

1)滑阀式转向控制阀

阀体沿轴向移动来控制油液流量的转向控制阀，称为滑阀式转向控制阀，简称滑阀，其结构如图11-32所示。

图11-32 滑阀的结构和工作原理

(a)常流式滑阀;(b)常压式滑阀

2)转阀式转向控制阀

阀体绕其轴线转动来控制油液流量的转向控制阀，称为转阀式转向控制阀，简称转阀，其结构如图11-33所示。

图11-33 转阀的结构和工作原理

3.常流式液压助力转向系统的结构布置方案

一种方案是将机械转向器和转向动力缸设计成一体，并与转向控制阀组装在一起，这种三合一的部件称为整体式动力转向器，如图11-34(a)所示。另一种方案是只将转向控制阀同机械转向器组合成一个部件，该部件称为半整体式动力转向器，转向动力缸则做成独立部件，如图11-34(b)所示。第三种方案是将机械转向器作为独立部件，而将转向控制阀和转向动力缸组合成一个部件，称为转向加力器，如图11-34(c)所示。

图11-34 常压式液压助力转向系统结构布置方案示意图

(a)整体式动力转向器;(b)半整体式动力转向器;(c)转向加力器

11.5.2 整体式动力转向器

桑塔纳2000轿车采用的是整体式动力转向器，如图11-35和图11-36所示。由转阀、齿轮齿条式转向器和转向动力缸组成的整体式动力转向器如图11-37所示，转向动力缸的助力直接作用在齿条上，齿条的动力由一端输出。

图11-35 桑塔纳2000轿车整体式动力转向器

图11-36 桑塔纳2000轿车整体式动力转向器零件分解图

图11-37 桑塔纳2000轿车动力转向器油路简图

11.5.3 转向油罐与转向油泵

转向油罐和转向油泵是实现动力转向的必备部件，桑塔纳2000轿车动力转向系统布置如图11-38所示。

图11-38 桑塔纳2000轿车动力转向系统布置

1.转向油罐

转向油罐(图11-39)的作用是储存、滤清并冷却液压助力转向系统的工作油液。

图11-39 转向油罐

2.转向油泵

转向油泵是液压助力转向系统的供能装置，其作用是将输入的机械能转换为液压能输出。转向油泵的结构形式有齿轮式、叶片式、转子式、柱塞式等，其中外啮合齿轮式转向油泵(图11-40)应用最多。

图11-40 外啮合齿轮式转向油泵

1—量孔;2—流量控制阀柱塞;3—安全阀弹簧;4—安全阀弹簧座;5，19—螺塞;6—安全阀球阀门;7—安全阀座;8—流量控制阀弹簧;9—流量控制阀体;10—泵体;11—轴套;12，15—浮动轴套;13—从动齿轮;14—主动齿轮;16—油封;17—弹簧片;18—泵盖;20—单向阀弹簧;21—单向阀球阀门

图11-41 凌志LS400轿车电控液压助力转向系统示意图

1—轴向油泵;2—储油罐;3—转向器壳体;4—转阀阀体;5—转阀阀芯;6—扭杆;7—转向动力缸;8—液压反力活塞;9—控制杆;10—液压反力腔;11—转向器齿轮;12—转向器齿条;13—节流孔;14—液流分配阀柱塞;15—液流分配阀弹簧;16—电磁阀线圈;17—电磁阀滑阀;18—电磁阀弹簧;19—动力转向ECU;20—车速传感器

11.5.4 电控液压助力转向系统

在传统液压助力转向系统的基础上加装电控系统，使辅助转向力的大小不仅与转向盘的转角增量(或角速度)有关，还与车速有关，这就形成了电控液压助力转向系统，如图11-41所示。与传统液压助力转向系统相比，增加了液压反应装置和液流分配阀，而加设的电控系统则包括动力转向ECU、电磁阀和车速传感器等。电控液压助力转向系统利用电控单元根据车速调节作用在转向盘上的阻力，通过控制转向控制阀的开启程度以改变液压助力系统辅助力的大小，从而实现辅助转向力随车速而变化的助力特性。