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汽车转向，悬架，定位

转向柱和齿轮

方向盘

方向盘由一个刚性轮辋和连接轮辋到中心轮毂的多个辐条组成，连接到其中心的转向轴顶部。大多数方向盘轮毂都有内部花键，安装在转向轴上的外花键上。轮毂中心的螺栓或螺母将车轮固定在轴上。方向盘还可以包含巡航控制和音频控制的控制，以及驾驶员一侧的安全气囊。

喇叭操作

喇叭电路是在串联电路中，当这条电路接通时，电流只有一条可以流过的路径。电路中通常打开的开关位于喇叭按钮的内侧.当驾驶员按下喇叭按钮时，开关上的触点接合，允许电流通过电路从而操作喇叭。见图7-1。继电器电路是一种更常见的连接喇叭的方法。在继电器电路中，接合小电流串联电路中的开关以驱动给喇叭供电的大电流电路。

图7-1喇叭按钮是一个正常不接通的开关。当按下按钮时，开关接合，使从电池流出的电流至喇叭从而使喇叭发声。大多数喇叭电路使用继电器去传导喇叭电流。

图7-2在前部碰撞时，安全气囊在驾驶员向方向盘移动的同时充气，并补充安全带的保护。

安全气囊

安全气囊是一种用尼龙布制成的装置，尼龙布上面覆盖着氯丁橡胶。安全气囊折叠并储存在方向盘的前部中心。在前端碰撞中，安全气囊在一秒内膨胀，以提供驾驶员与方向盘和仪表板之间的缓冲。见图7-2。方向盘上储存安全气囊的部分称为充气模块。该模块还包含一个点火器、一个易燃气体罐和一些叠氮化钠颗粒。叠氮化钠颗粒燃烧迅速，燃烧时迅速释放氮气。氮气充满安全气囊。当它膨胀时，气囊顶开模块盖，在方向盘、挡风板和仪表板上展开。整个过程，从传感器反应到充满安全气囊的部署，需要30到65毫秒。在充气后的一秒内，当氮气通过气囊一侧的排气口排出时，袋会部分地放气。一旦部署，安全气囊就不能再使用了。

模块安装在把方向盘固定在转向轴上的螺母前面。在方向盘后部的螺栓将安全气囊模块紧固到方向盘上。通过螺旋电缆(也称为线圈或时钟弹簧)向安全气囊提供电流。螺旋电缆用两根导线连接到安全气囊模块。螺旋电缆是一个紧密缠绕的金属条，允许方向盘旋转，同时保持电流连续性。见图7-3

注意：无论何时在转向柱上的工作，请参阅建议的安全气囊禁用程序的维修信息。

图7-3所述安全气囊模块连接到所述方向盘上，并作为一个总成拆卸以用于维修方向盘和柱。

驾驶杆

转向轴将旋转运动从方向盘传送到转向器，而套柱则确保转向轴连接到车体并且为一些开关和机械装置提供固定的安装点。见图7-4

转向轴

转向轴从方向盘延伸到转向器。螺栓或螺母将轴固定在方向盘上，然后一个弹性联轴器将其连接到转向器输入轴。联轴器可以是一个简单的橡胶或织物嵌件，一个万向节，或一个滑块式万向节。除了允许轴的方向改变之外，滑块式万向节还允许一定量的突进运动。见图7-5

万向节

万向节，由两个钢的十字连接在一起的轭组成。见图7-6。万向节允许两个旋转轴之间的角度变化。在转向轴中，即使转向轴与转向器相遇，万向节也能在方向盘和转向器之间进行旋转运动传递。以一个角度输入轴。在某些模型中，转向轴本身就是由万向节连接的部分组装而成的。这允许转向轴在方向盘和转向器之间的障碍物周围弯曲。

弹性联轴器

柔性联轴器是一种简单的设备，由橡胶或用织物加固的橡胶制成，放置在两个轴之间，以使它们之间的角度发生变化。见图7-7。

转向轴弹性联轴器中的橡胶吸收振动，并有助于放置方向盘振动。转向轴与转向器输入轴之间的自动防故障连接使两个轴在橡胶联轴器磨损或断裂时保持连接。这允许司机能保持转向控制，尽管当这种情况发生时，转向感觉松散。

柱盖

为了使安装在表面开关的配线能隐藏不被看见，转向柱延伸到乘客舱的部分被柱盖所覆盖。见图7-8。柱盖通常至少有两个独立的部分，顶部和底部。安装在转向柱下方的膝垫是一个防止司机在碰撞时向前滑动的安全设计。膝垫是被动约束系统中的一部分，需要在某些特定车辆上达到美国联邦安全标准。

图7-4转向轴将方向盘连接到转向器上，而围绕部分轴的柱套则持有支撑支架和开关。该转向轴在主部分和转向器之间有一个很小的中间部分。

图7-5滑块式万向节是一种弹性的联轴器用于连接两个轴，允许突进运动。

图7-6一种典型的中间转向轴总成，展示了万向节和相关部件。

图7-7采用弹性联轴器将道路噪声和振动与转向轴隔离开来。

图7-8转向柱盖通常是内部装饰的一部分。

可折叠柱

联邦法律要求在美国出售的所有车辆都有在迎头碰撞中可折叠的转向柱和轴，以吸收碰撞的部分能量，减少司机受伤的危险。见图7-9。一种早期的方法是使用一段由网格构成的转向柱，在碰撞过程中很容易折叠。另一种方法是使用两部分的柱子。柱的一个部分有一个较小的直径，所以它能安装在另一部分里面，并且承载在滚子轴承上。在碰撞过程中，较小的部分滑入较大的区域，像望远镜一样折叠。

技术秘诀

不要敲打方向柱

在维修转向柱时，一定要使用方向盘拉杆和/或汽车制造商推荐的特殊工具。如果在转向轴上使用锤子试图拆卸方向盘，则转向轴可能会自动失效，需要更换整个转向柱总成。

可折叠转向柱

图7-9可折叠转向柱包括一个易于挤压的网格设计，一种允许柱的一段滑入另一段的轴承支承设计，以及一种分离装置，在发生前端碰撞时，将转向柱与车辆车身分离。

倾斜机构和伸缩柱

许多转向柱有倾斜机构，允许驾驶员调整方向盘相对于转向柱的角度。在典型的倾斜轮转向柱中，转向轴的顶部有一个短的部分用万向节或者齿轮连接到转向轴的其余部分。大多数倾斜机构是某种棘轮装置，使司机能够举起方向盘和轴的顶部部分，并将他们放在理想的位置。见图7-10。.通常，弹簧张力将方向盘锁紧在棘轮上，然后释放杠杆压缩弹簧以允许倾斜调整。

一些方向柱被设计成望远镜一样可伸缩。这意味着转向轴顶部和轴套可以被拉向驾驶员，或者被推入仪表板，然后被锁定到新的位置。

图7-10倾斜机构随着设计和车辆制造商变化，但大多数使用棘轮定位转向柱的顶部部分。

导向柱结构

转向轴位于转向柱的中心。见图7-11和7-12。转向轴的顶端花键连接方向盘的中心，一个大螺母把方向盘固定在轴上。包含点火锁芯的锁壳，将转向轴的顶部包裹起来。转向柱套覆盖点火锁壳下的轴，选档杆壳体安装在柱外套的一部分上。

万向节将转向轴的下端连接到一个小的叫做短轴的中间轴。因为这个转向柱包括一个选档杆，柱的下端还包含连接换档管和变速杆的附着点。中间轴通过地板上的一个孔延伸，并通过该孔用万向节连接到转向器输入轴。

一个脚板螺栓连接到乘客舱的地板上，以覆盖轴口，并保护内部不受噪音、气流和污垢的影响。见图7-13。脚趾板具有用于中间轴的管路，以及安装在管路顶部的海陆消声器。

在转向柱的上端有两个部分，即柱式控制装置。见图7-14。在柱套顶部的锁壳是最上面的部分，包含转弯信号杆、危险灯控制和点火锁。选档杆及其外壳就在锁壳下面，并且这个锁壳包裹了转向柱套的顶部。锁壳包括点火锁芯、几个电气开关和一个转向轴轴承。这些开关有一些能被驾驶员在锁壳外面控制。多功能开关操作转向信号灯、挡风玻璃雨刮和洗涤开关，以及调光开关。

大多数转向轴至少使用两个轴承，一个靠近轴的顶部，另一个靠近轴的底部，允许轴自由旋转，而不影响转向柱的其他部分。见图7-15。轴承壳体中心的止动环位于转向轴上的凹槽中以确保轴承的安全，而转向轴上的O形环保持轴承中的润滑剂润滑。在轴承和外壳下面是一个锁板和线圈弹簧，当司机取下点火钥匙时，将转向轴锁定在适当位置。见图7-16。点火锁芯在锁板下，移动钟形曲柄，而钟形曲柄又操作与点火开关驱动杆相连的弹簧和杠杆组件。

图7-11典型的转向柱展示从方向盘到转向器的所有部件。

图7-12转向轴花键连接到方向盘上。

图7-13脚板将通过转向轴的孔密封起来，并有助于密封噪音和水分。

图7-14转向柱的上部包括锁壳和开关。

图7-15转向柱的上部包含转向轴轴承。

图7-16当熄火时，锁板接合点火锁爪，使方向盘保持在一个位置。

常规转向器

所有转向器都有一个输入装置，将旋转运动从方向盘传送到转向器，还有一个输出装置使转向连杆横向移动。方向盘的旋转运动通过转向器和连杆转移到前轮。中间轴通过花键连接到常规转向器内的蜗杆。蜗杆的外部是一个带齿的螺母，它与扇形齿轮上的部分齿啮合。扇形齿轮是连接杆轴的一部分，也称为扇形轴，如图7-17所示。

滚珠、滚子或滚针轴承支持扇形轴和蜗杆齿轮轴，这取决于齿轮总成的制造和型号。

当转向盘转动时，运动通过转向器传送到附在连接杆轴底部的摇臂上，这个摇臂叫做转向垂臂。每当转向方向盘时，转向垂臂就会移动。

转向传动比

当方向盘转动时，前轮按其转向轴转动。如果方向盘旋转20°，导致前轮旋转1°，那么转向传动比就是20:1，读作(20比1)。见图7-18。前轮通常能旋转60°至80°。因此，方向盘必须旋转20倍车轮转动的角度。

20 x 60 °= 1200°,或方向盘大约转三转(360=1转)。

20times;80°=1600°,或方向盘转超过四转。

一辆从全左转到全右转三圈的汽车，被叫做有三圈“锁”。

高的传动比，比如22：1，意味着方向盘必须转22°，前轮才能转动1°。这一高传动比意味着方向盘比低传动比比(如14：1)更容易转动。14：1的传动比被认为比22：1的传动比“更快”。这一快速的传动比允许前轮在方向盘转动较少的情况下转动，然而，可能需要更多的力量来转动方向盘，这被一些人认为是更“运动型”。

大多数转向器和一些齿条和小齿轮转向器具有可变的传动比。当方向盘从中心位置转动时，这一特性会导致传动比降低。高的中心传动比(如16：1)在高速公路上提供良好的转向感觉，而较小的偏离中心传动比(13：1)在转弯和停车时提供较少的方向盘转动。该可变传动比是通过改变扇形齿轮上的齿轮齿长来实现的。如图7-19是一个不变传动比扇形齿轮轮齿的例子。

图7-20是一个可变传动比扇形齿轮轮齿的例子。

扇形齿轮与转向器内的球螺母啮合，如图7-21所示。

图7-17当方向盘转动时，螺母在蜗杆的螺纹上上下移动，并且螺母的齿与扇形齿轮轮齿啮合。（约翰·比恩公司提供的服务。）

图7-18转向器传动比是指方向盘旋转次数与前轮转动次数之比。

图7-19不变传动比转向器扇形轴。注意到三个轮齿均为相同尺寸。

图7-20 可变传动比转向器扇形轴。注意到中间齿更长。

图7-21扇形齿轮与球螺母上的齿轮齿啮合。

蜗杆滚轮式转向器

转向器输入轴连接在转向柱或转向轴底部的万向节上，以提供转向器的旋转运动。输入轴可以称为“蜗杆”，因为蜗杆齿轮和输入轴是一个总成。这种类型的转向器通常用于重型卡车的应用。见图7-22。油封防止润滑油在轴进入壳体的地方泄漏。蜗杆齿轮是沙漏形的，用以在滚筒和外部件转动时，保持它和滚筒的啮合。但蜗轮螺纹的深度沿蜗轮的整个长度保持不变。

两个推力轴承减少蜗轮与转向器外壳之间的摩擦，上轴承位于蜗轮锥顶与壳体内部之间，下轴承位于蜗杆齿轮的锥形底部和端板之间。

除了减少摩擦外，蜗轮与壳体之间推力轴承的紧密配合使蜗轮无法在壳体内上下运动。换句话说，推力轴承有助于控制轴向运动，轴向运动与轴的轴向一致。轴向运动在轴端测量的地方通常称为端面。

端板将轴承、蜗轮和轴固定在转向器外壳中。四个螺栓将端板固定在外壳上，它们之间的垫圈提供密封作用以防止润滑油泄漏。见图7-23。

图7-22一种典型的蜗杆滚轮式转向器，主要用于重型卡车的应用。

图7-23在中型卡车上使用的蜗杆

资料编号：[4932]