Steering system
The purpose of the steering system is to turn the front wheels. The wheels constantly change the direction of while switching lanes, rounding sharp turns, and when avoiding roadway obstacles. Few older vehicles had some sort of power assist steering. The point is important, in most cases, the power assist systems work with manual steering systems. Therefore, it is important to look at manual systems and then power assist systems to understand how todayrsquo;s steering systems work.
Manual steering system
The steering system is composed of three major sub systems: the steering linkage, steering gear, and steering column and wheel. As steering wheel is turned by the driver, the steering gear transfers this motion to the steering linkage. The steering linkage turns the wheels to control the vehiclersquo;s direction. Although there are many variations to this system, these three major assemblies are in all steering systems.
Steering Linkage
The term steering linkage is applied to the system of pivots and connecting parts placed between the steering gear and the steering arms that are attached to the front or rear wheels that control the direction of the vehicle travel. The steering linkage transfers the motion of the steering gear output shaft to the steering arms, turning the wheels to maneuver the vehicle.
The type of front wheel suspension (independent wheel suspension as compared with a solid front axle) greatly influences steering geometry. Most passenger cars and many light tracks and recreational vehicles have independent front wheel suspension systems. Therefore, a steering linkage arrangement that tolerates relatively large wheel movement must be used.
Parallelogram Steering Linkage
A parallelogram type of steering linkage arrangement was at one time the most common type used on passenger cars. Now it is found mostly on larger cars, pickups, and larger SUVs. It is used with the recirculating ball steering gear and can be classified into two distinct configurations: parallelogram steering linkage placed behind the front wheel suspension and parallelogram steering linkage placed ahead of front wheel suspension. This type of steering linkage is most often used where motor and chassis components would interfere with normal operation of the steering linkage.
These designs are the basic steering systems used in conjunction with independent front wheel suspensions. This type of linkage also provides good steering and suspension geometry. Road vibration and impact forces are transmitted to the linkage from the tires, causing wear and looseness in the system, which permits intermittent changes in the toe setting of the front wheels, allowing further tire wear.
In a parallelogram steering linkage, the tie rods have ball socket assemblies at each end. One end is attached to the wheelrsquo;s steering arm and the other end to the center link.
The components in a parallelogram steering linkage arrangement are the pitman arm, idler arm, links, and tie rods.
Pitman Arm
The pitman arm connects the linkage to the steering column through a steering gear located at the base of the column. It transmits the motion it receives from the gear to the linkage, causing the linkage to move left or right to turn the wheels in the appropriate direction. It also serves to maintain the height of the height of the center link. This ensures that the tie rods are able to be parallel to the control arm movement and avoid unsteady toe setting or bump steer. Toe, a critical alignment factor, is a term that defines how well the tires point to the direction of the vehicle.
Idler Arm
The idler arm or idler arm assembly is normally attached, on the opposite side of the center link, from the pitman arm to the car frame, supporting the center link at the correct height. A pivot built into the arm or the assembly permits sideways movement of the linkage. On some linkage, such as those on a few light duty trucks, two idler arms are used.
Idler arms normally wear more than pitman arms because of the pivot function, with wear usually showing up at the swivel point of the arm or assembly. Worm bushings or stud assemblies on idler arms permit excessive vertical movement in the idler arm.
Links
Links, depending on the design application, can be referred to as center links or steering links. Their purpose is to control sideways linkage movement, which changes the wheelrsquo;s direction. Because they usually are also mounting locations for tie rods, they are very important for maintaining correct toe settings. If they are not mounted at the correct height, toe is unstable and a condition known as the toe change or bump steer is produced. Center links and drag links can be either alone or in conjunction with each other, depending on the particular steering design.
Center links with stud or bushing ends are likely become unserviceble from the effect of normal operation and should be inspected periodically. Links with open tapers usually need to be replaced only if they had been damaged in an accident or through excessive tolerance at the mounting position of the idler or pitman arms.
Tie Rods
Tie rods and tie rod assemblies make the final connections between the steering linkage and steering knuckles. In a parallelogram steering linkage, the tie rods have ball socket assemblies at each end. One end is attached to the steering arm and the other end to the center link. Tie rod assemblies consist of inner tie rod ends, which are connected to the opposite sides of the center link; outer tie rod ends, which connected with the steering knuckles; and adjusting sleeves or bolts, which join the inner and outer tie rod ends, permitting the tie rod length to be adjusted for correct toe settings.
Tie rods are subject to wear and damage, particularly if the rubber or plastic dust boots covering the
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转向系统
转向系统的作用是转动前轮。 使得车轮不断地改变方向，切换车道，四周转弯，避开巷道和障碍。 以前的车辆很少具有动力辅助转向。 现在的车，在大多数情况下，动力辅助系统与手动转向系统一起工作。 因此，本文的重点在于观察手动转向系统，同时涉猎动力辅助系统，以了解当今的转向系统如何工作。
手动转向系统
转向系统由三个主要子系统组成：转向联动，转向齿轮，转向柱和方向盘。 当驾驶员转动方向盘时，转向齿轮将该动作转移到转向连杆。 转向连杆转动车轮以控制车辆的方向。 虽然转向系统有很多种，但是这三个主要组件都会存在。
转向联动
术语转向联动装置是指：摆放在转向齿轮和转向臂之间转动和连接部件的系统，该系统连接到控制车辆行驶方向的前轮或者后轮。 转向连杆将转向齿轮输出轴的运动传递到转向臂，转动车轮以操纵车辆。
前轮悬挂的类型（与实心前轴相比，独立的车轮悬架）极大地影响转向几何。 大多数乘用车和许多轻轨和休闲车辆都有独立的前轮悬挂系统。 因此，必须使用能够容许相对大的车轮移动的转向连杆装置。
平行四边形转向连杆
平行四边形类型的转向联动装置是乘用车最常用的类型。 现在主要发现在大型汽车，皮卡和较大的SUV上。 它与循环球转向齿轮一起使用，可以分为两种不同的配置：平行四边形转向连杆位于前轮悬架后面，平行四边形转向连杆位于前轮悬挂前方。 这种类型的转向联动装置最常用于电机和底盘部件会干扰转向连杆机构的正常操作的情况。
这些设计是与独立前轮悬架结合使用的基本转向系统。 这种类型的连杆也提供了良好的转向和悬挂几何。 道路振动和冲击力从轮胎传递到联动装置，引起系统的磨损和松动，这允许前轮前束的间歇性变化，允许轮胎进一步磨损。
在平行四边形转向连杆机构中，拉杆在每端具有球窝组件。 一端连接到车轮的转向臂，另一端连接到中心连杆。
平行四边形转向联动装置中的部件是转向臂，惰轮臂，连杆和拉杆。
转向臂
转向臂通过位于转向直拉杆底部的转向齿轮将连杆与转向柱连接。 它将其从齿轮接收的运动传递到联动装置，使联动装置向左或向右移动以沿正确的方向转动车轮。 它还用于保持中心连杆的高度， 这确保了拉杆能够平行于控制臂运动，并避免不稳定的前束装置或者转向不稳定。 前束是关键对准因子，它是一个术语，用于定义轮胎对车辆方向的指向。
惰轮臂
惰轮臂或惰轮臂组件通常安装在在中心连杆的相反侧，在转向臂到车架之间，以一定的高度支撑中心连杆。 内置在手臂或组件中的枢轴允许连杆的侧向移动。 在一些轻型卡车的联动装置中，通常使用两个惰轮。
由于具有枢轴的功能，惰轮臂通常比转向臂更容易磨损，磨损通常出现在惰轮臂或惰轮臂组件的旋转点。 惰轮臂上的蜗轮衬套或螺柱组件允许在惰轮中存在过度的垂直运动。
连接装置
根据设计应用，连接装置可分为中心连接和转向连接。 他们的目的是控制侧向联动运动，改变车轮的方向。 因为它们通常也是拉杆的安装位置，所以对于保持正确的前束设置非常重要。 如果它们没有安装在正确的高度，前束是不稳定的，并且产生前束变化或转向不稳的工况。 取决于特定的转向设计，中心链接和拖动链接可以单独使用或者彼此结合使用。
与螺栓或衬套端部的中心连接有时难免会失效，应定期检查。 转向梯形通常只有在事故中被损坏或者在惰轮臂或转向臂的安装位置处过载状态时才需要更换。
拉杆
牵引杆和拉杆组件使得转向连杆和转向节之间的最终连接。 在平行四边形转向连杆机构中，拉杆在每端具有球窝组件。 一端连接到转向臂，另一端连接到中心连杆。 拉杆组件由内拉杆端部组成，其连接到中心连杆的相对侧; 外拉杆端，与转向节相连; 以及调节套筒或螺栓，其连接内部和外部拉杆端部，允许调整拉杆长度以进行正确的前束设置。
拉杆容易受到磨损和损坏，特别是如果覆盖球柱螺栓的橡胶或塑料防尘套已损坏或丢失。比如污垢和湿气等污染物可能进入并导致部件迅速失效。 有一个特殊的保护球杆，没有使用防尘套，可用于某些轻型二轮驱动和四轮驱动卡车。 一个弹性体衬套被钉在螺柱球上，在小型车辆中具有较强的减震和转向回程功能。
交叉转向和Haltnberger连杆
具有实心前轴，前活动轴或双I梁悬架的车辆通常使用交叉转向或Haltnberger连杆。 这些联动装置使用长的拉杆，通常称为牵引连杆，而不是平行四边形的连杆。 这些连接件允许前悬架的运动而不引起转向不稳。
齿轮齿条式转向联动
齿轮齿条式转向联动的重量更轻，并且具有比平行四边形转向更少的部件。 在两个系统上使用连杆都是相同的，但相似之处也仅限于此，力矩从安装在转向柱上的小齿轮输入。该齿轮带动连接到拉杆上的齿条。
在齿轮齿条转向装置中，没有连臂，惰轮组件或中心连杆。机架只执行中心联接的任务。它的运动可以推动或者拉动拉杆来改变车轮的方向。拉杆是用于齿轮齿条系统的唯一转向联动部件。
大多数齿轮齿条组件都包含可以使齿条滑动的通道。齿条是带有齿轮的，其一端的螺旋与螺旋相切割。 另一端安装有两个球，分隔的轨道杆的端部连接到两个球。齿条与转向柱末端的小齿轮的齿啮合。 连接到齿条上的两个内部拉杆端部被橡胶波纹管套裹住，保护机架免受污染。 内拉杆连接到连接到转向臂的外拉杆端。 齿条和小齿轮壳体以两点或三点固定在车辆上。 和平行四边形联动类似，它可以安装在悬架的前面或后面。
在某些情况下，一体式汽车上的齿条齿轮转向装置直接用螺栓固定在车身面板上，如整流罩。 当这样做时，车身面板必须将转向齿轮保持在正确的位置。 一体式结构必须保持转向和悬挂部件之间的正确关系。 由于其具有减小重量和空间的特征，在大多数前轮驱动车中，具有与其他优点相结合的齿条转向系统与麦弗逊式悬架系统相配合。司机通过齿条和小齿轮对路面获得了更强烈的感觉，原因是减少了摩擦点。 这意味着车主有更高的驾驶投诉概率。 较少的摩擦点会降低系统的隔离和阻尼振动的总体能力。
齿条
齿条包藏在金属外壳之中。 齿条保持转向部件的正确高度，使得拉杆运动能够平行控制臂的运动。
齿条的作用和平行四边形中心连杆相似，因为其在外壳中的侧向运动是拉或推拉杆来改变车轮方向。
齿轮
小齿轮是安装在转向柱组件底部的齿轮或蜗轮，方向盘移动，小齿轮与齿条中的齿啮合，使得齿条响应于小齿轮的转动而侧向推进。
轭调整
齿条对齿条的间隙或预载荷会影响转向粗糙度，响应和噪音。 它是根据制造商的规格设定的。 调节螺钉，插头或垫片组件位于外壳的外侧，小齿轮和齿条的连接处，以纠正或设置轭鞭。
拉杆
齿轮齿条系统中的拉杆非常类似于平行四边形系统中使用的杆。 它们由内外端和调整套或螺栓组成。 内侧拉杆末端在齿条和齿轮单元上通常是弹簧加载的球形插座，螺丝固定在机架端部上。 它们被预加载并被橡胶波纹管或套子防止污染物进入。
手动转向车
转向齿轮的作用是将方向盘的旋转运动改变为往复运动以移动转向连杆。目前有三种形式：循环球式，涡轮蜗杆式，以及齿轮齿条式。后一个齿轮组件将已经描述的齿条和小齿轮联动系统和转向齿轮作为单个单元结合在一起。
循环球通常在较大的汽车中使用。利用一个滚珠螺母，其具有通过两者之间的连续行或球轴承与蜗杆的螺纹配合的螺纹。球轴承通过两个外圈循环，称为回球导管。滚珠螺母在一个面上具有与齿轮齿啮合的扇形齿。当方向盘旋转时，蜗杆轴转动，使滚珠螺母向上或向下移动蜗杆轴。由于滚珠螺母上的齿轮齿与扇形轴上的齿轮齿啮合，因此螺母的运动导致扇形轴旋转并摆动连杆。
球的两个独立回路的设计导致滚珠螺母和蜗杆几乎无摩擦的操作。 当方向盘转动时，滚珠轴承在蜗杆轴和滚珠螺母的滚珠丝槽中滚动。 当球轴承到达各自回路的末端时，它们进入导管并返回到回路的另一端。
扇形轴和滚珠螺母上的齿被设计成当前轮直线前进时两者之间存在过盈配合。 这种过盈配合可以消除齿轮轮齿在正向行驶时的噪音。 通过使轴向轴向移动的调节螺钉获得扇形部分和滚珠螺母之间的适当啮合。
蜗轮推力轴承调节器可以转动，以提供适当的预加载的蜗轮推力轴承。 蜗轮轴承预载消除了蜗杆端的运动和车辆漂移。
转向变量
即转向齿轮箱比的输出转弯次数。方向盘可以具有恒定或可变比率。恒定比例单元中的扇形齿在尺寸和形状上是相同的，而可变比单元的扇区具有较大的中心齿。 这使得转向比直线方向转向更快。 变比通常仅用于动力转向装置。
涡轮蜗杆
涡轮蜗杆齿轮箱类似于循环球，除了单个滚轮代替球和滚珠螺母。 这引起内部摩擦，使其成为小型汽车的理想选择。 与蜗轮和滚子齿轮箱一起使用的转向联动装置通常包括倾斜臂，中心连杆，惰轮和两个拉杆组件。 这些部件的功能与本章前面所述的平行四边形转向连接相同。
在操作中，转向轴使蜗轮旋转。 反过来，它接合辊子，导致辊轴转动。 轴向左或向右移动拉杆以引导车辆。
必须注意的是，转向装置不会使车辆拉到一侧，也不会造成车轮振动。
方向盘和转向轴
方向盘和转向轴的目的是产生转动转向齿轮所需的力。 方向盘和转向轴的确切类型取决于年份和汽车制造商。 转向轴（也称为转向柱）将转向盘的运动传递到转向装置。
方向盘和转向轴的主要部分如图所示。方向盘用于产生转向力。下盖和上盖隐藏部分。 万向接头以角度旋转。 支撑支架用于将转向柱固定到位。使用各种螺丝，螺母，螺栓销和密封件使方向盘和支柱正确运行。自1968年以来，所有的转向柱都具有可折叠的特征，允许柱子在冲击下折叠。此功能可防止驾驶员受伤。
在配备驾驶员侧气囊的大多数车辆中，气囊组件被容纳在方向盘的中心部分。 在拆卸方向盘之前，必须对该组件进行撤防和拆卸。
方向盘和转向轴设计的差异包括固定柱，伸缩柱，倾斜柱，手动变速箱，地板位移和自动变速箱换档。 倾斜列具有至少五个驱动位置（两个向上，两个向下和一个中心位置）。 固定和倾斜柱可以容纳紧急警告闪光灯控制，转向信号开关，点火钥匙，灯（高/低光束），喇叭，挡风玻璃刮水器和垫圈以及锁定转向系统的防盗装置。 在配备自动变速箱的车辆上，传动联动锁也可。
用于将轴锁定到管的方法包括分离的塑料胶囊或保持在塑料保持器中的一系列插入件或钢球，其允许轴在管内向前滚动。还有可折叠的钢网或打褶设备在压力下放下。 车辆发生事故后，应检查转向柱是否有崩溃迹象。虽然可以用被拉回的折叠柱转向汽车，但必须更换收缩部分。所有的服务手册都会提供明确的说明。
方向盘通常通过螺栓或螺母保持在转向柱上的适当位置。
转向阻尼器
转向阻尼器的作用仅仅是减少通过转向柱传递的道路冲击的量。 转向阻尼器主要发现在4WD，特别是那些轮胎较大的车。阻尼器具有与减震器相同的功能，但是水平地安装在转向连杆机构上，一端到中心，另一端连接到车架上。
动力转向系统
动力转向单元设计成减少转向方向盘所需的力量。 它还可以减少长时间驾驶员的驾驶员疲劳，并使驾驶车辆以较慢的行驶速度变得更容易，特别是在停车期间。
动力转向可以分为两种设计方案：常规和非常规或电子控制。 在常规布置中，使用液压动力来辅助驾驶员。 在非常规安排中，电动机和电子控制器在转向中提供动力辅助。
在乘用车和轻型卡车上使用的动力转向系统有几种。 最常见的是一体式活塞和动力辅助齿条齿轮系统。
整体式活塞系统
整体式活塞系统是目前使用的最常用的常规动力转向系统。 它由动力转向泵和油箱，动力转向压力和回流软管以及舵机组成。动力缸和控制阀位于与舵机相同的外壳中。
在一些最近的模型车和轻型卡车上，代替常规的真空辅助制动助力器，来自动力转向泵的液压流体也用于致动制动助力器。该制动系统称为水力增压系统。
齿轮齿条式动力辅助系统
齿轮齿条式动力辅助系统类似于整体系统，因为动力油缸和控制阀在同一个壳体中。 齿条外壳用作气缸，动力活塞是齿条的一部分。 控制阀的位置在小齿轮壳体中。 转动方向盘移动阀门，将压力引导到后活塞的任一端。 该系统使用从泵到控制阀壳体的压力软管和到泵储存器的返回管线。 这种类型的转向系统在前轮驱动车辆中是常见的。
组成零件
传统的动力转向系统使用了本章前面所述的几个手动转向部件，例如转向连杆。 为动力转向添加的部件提供驱动系统的液压动力。 它们是动力转向泵，流量控制和减压阀，储油罐，滑阀和动力活塞，液压软管管路，以及齿轮箱或辅助组件上的联动装置。
动力转向泵
动力转向泵用于开发液压流量，以提供操作转向齿轮所需的力。泵是从发动机曲轴驱动的皮带，随时随地发动机运转。它通常安装在发动机前部附近。泵组件包括储存器和内部流量控制阀。 驱动皮带轮通常按压在泵的轴上。
有四种一般类型的动力转向泵：滚子，叶片，拖鞋和齿轮。功能上，所有泵都以相同的基本方式运行。用于动力转向泵的液压油储存在油箱中。流体通过软管和管路连接到泵和从泵送出。泄压阀控制过大的压力。
动力转向泵驱动带
许多动力转向泵由将曲轴皮带轮连接到动力转向泵滑轮的皮带驱动。 几乎所有的后期车型都使用蛇纹带。 该皮带可用于驱动所有皮带驱动部件。大多数蛇形皮带都有一个弹簧加载的自动皮带张紧器，可以消除皮带张力的周期性调整。驱动皮带的光滑背面也可用于驱动一些部件。旧车用于驱动部件。 较旧的车辆使用V带驱动配件，包括动力转向泵。不管皮带的类型如何，皮带张力是至关重要的。如果皮带打滑，动力转向泵将不会产生全压。
电力辅助
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