威格士轉(zhuǎn)向器的作用是把來自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)向角進行適當(dāng)?shù)淖儞Q（主要是減速增矩），再輸出給轉(zhuǎn)向拉桿機構(gòu)，從而使汽車轉(zhuǎn)向，所以轉(zhuǎn)向器本質(zhì)上就是減速傳動裝置。轉(zhuǎn)向器有多種類型，如齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式，動力轉(zhuǎn)向器等。
威格士分類及優(yōu)缺點
歷*曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)向器，但是很多已經(jīng)被淘汰。按照助力形式分類，轉(zhuǎn)向器可以分為機械式（無助力）和動力式（有助力）。
機械式轉(zhuǎn)向器按照結(jié)構(gòu)形式的不同，又可以分為齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。常用的是齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是一種zui簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，剛度大，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，正、逆襲率都高，便于布置，而且特別適合于與燭式懸架和麥弗遜懸架配用，還可以直接帶動橫拉桿，簡化轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。因此在轎車和微、輕型貨車上得到廣泛應(yīng)用。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器正、逆襲率都很高，故操縱輕便，壽命長，工作穩(wěn)定可靠；但是由于逆襲率很高，導(dǎo)致容易將路面沖擊力傳到方向盤上。
動力式轉(zhuǎn)向器其實就是機械式轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向加力裝置組合到一起形成的。按傳能介質(zhì)的不同，動力轉(zhuǎn)向器有氣壓式和液壓式兩種。其中的液壓式動力轉(zhuǎn)向器根據(jù)機械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者在轉(zhuǎn)向裝置中的布置和聯(lián)接關(guān)系的不同，又可以分為整體式（機械式轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和轉(zhuǎn)向控制閥三者設(shè)計為一體）、半整體式（把機械式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向控制閥設(shè)計在一起，轉(zhuǎn)向動力缸獨立）和分離式（機械式轉(zhuǎn)向器獨立，把轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動力缸設(shè)計為一體）三種結(jié)構(gòu)型式。
值得注意的是，裝載質(zhì)量特大的貨車不宜采用氣壓動力轉(zhuǎn)向器，因為氣壓系統(tǒng)的工作壓力 較低（一般不高于0.7MPa），用于重型汽車上時，其部件尺寸將過于龐大。液壓動力轉(zhuǎn)向器的工作壓力可高達10MPa以上，故其部件尺寸很小。液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。因此，液壓動力轉(zhuǎn)向器已在各類各級汽車上獲得廣泛應(yīng)用。
威格士轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)與原理
威格士轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
它是一種zui常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，如圖1所示。
為了衰減轉(zhuǎn)向輪擺振，往往在帶有齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中增設(shè)轉(zhuǎn)向減振器。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器也是目前國內(nèi)外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級傳動副，*級是螺桿螺母傳動副，第二級是齒輪齒條傳動副或滑塊曲柄銷傳動副，如下圖所示。
為了減少轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，兩者之間的螺紋被沿螺旋槽滾動的許多鋼球取代，以實現(xiàn)滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。
轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o螺母， 螺母即沿軸線移動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。同時，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成“球流”。
蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器
蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的傳動副（如下圖）以轉(zhuǎn)向蝸桿3為主動件，其從動件是裝在搖臂軸1曲柄端部的指銷2。轉(zhuǎn)向蝸桿轉(zhuǎn)動時，與之嚙合的指銷即繞搖臂軸軸線沿圓弧運動，并帶動搖臂轉(zhuǎn)動。再通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。
液壓式整體動力轉(zhuǎn)向器
目前，國產(chǎn)轎車上幾乎毫無例外的采用了轉(zhuǎn)閥式的整體動力轉(zhuǎn)向器。下圖所示為捷達轎車上采用的帶整體式的動力轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖。齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向動力缸和控制閥設(shè)計成一體，組成整體式動力轉(zhuǎn)向器。
轉(zhuǎn)向動力缸活塞與機械轉(zhuǎn)向器制成一體。活塞將轉(zhuǎn)向動力缸分成左右兩腔。轉(zhuǎn)向控制閥組裝在機械轉(zhuǎn)向器的下端，轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動控制轉(zhuǎn)向控制閥的工作狀態(tài)，其轉(zhuǎn)向控制閥為滑閥或轉(zhuǎn)閥。
葉輪泵由發(fā)動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)向控制閥裝在轉(zhuǎn)向柱下端，齒條右端裝有動力缸，缸分成兩個工作壓力室。儲油罐通過吸管連接葉輪泵，通過回油管連接控制閥。壓力管從控制閥通往葉輪泵。
不轉(zhuǎn)向時，控制閥保持開啟狀態(tài)，動力缸活塞兩邊的工作腔與低壓回油管相通而不起作用。葉輪泵輸出的油液經(jīng)控制閥流回儲油罐。因轉(zhuǎn)向壓力和流量限制閥的節(jié)流阻力很小，故葉輪泵輸出油的壓力也很低，葉輪泵實際上處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。
轉(zhuǎn)向時，駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，帶動轉(zhuǎn)向軸和齒輪，使分配閥處于與某一轉(zhuǎn)彎方向相應(yīng)的工作位置時，轉(zhuǎn)向動力缸中相應(yīng)的工作腔與回油管路斷開，與葉輪泵輸出管路相通，另一腔仍通回油管路。地面轉(zhuǎn)向阻力經(jīng)橫拉桿傳到制有齒條的活塞桿上，形成比轉(zhuǎn)向控制閥節(jié)流阻力高得多的管路阻力。于是葉輪泵輸出壓力急劇升高。高壓液體通過控制閥進入動力缸活塞的一邊，推動活塞，進而推動齒條起加力作用。
轉(zhuǎn)向角度愈大，轉(zhuǎn)向力愈大，活塞移動行程就愈長，產(chǎn)生的壓力也就愈高，由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向加力也愈大。轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動時，控制閥隨即回復(fù)到中間位置，使動力缸停止工作，也就是具有隨動作用。
轉(zhuǎn)向器性能測試
測試設(shè)備
轉(zhuǎn)向器性能試驗臺，可對齒條齒輪式（左置和右置）轉(zhuǎn)向器進行比例負荷試驗、正逆轉(zhuǎn)試驗、閥特性試驗、噪音試驗（總成噪音和閥噪音）、內(nèi)部泄露（總成內(nèi)泄和閥內(nèi)泄）等相關(guān)綜合性能試驗。測量精度可達0.5%（F·S）。
測試項目
QC/T29096-92《汽車轉(zhuǎn)向器總成臺架試驗方法》規(guī)定的汽車動力轉(zhuǎn)向器汽車動力轉(zhuǎn)向器的試驗方法。轉(zhuǎn)向器試驗主要包括性能試驗和可靠性試驗，其中性能試驗主要驗證的是轉(zhuǎn)向器的基本性能的好壞，可靠性試驗主要是驗證轉(zhuǎn)向器在使用一段時間后的疲勞性能。
轉(zhuǎn)向器性能試驗包括轉(zhuǎn)向器圈數(shù)、空載轉(zhuǎn)動力矩、自由間隙、功能試驗、轉(zhuǎn)向力特性、內(nèi)泄漏、外泄露、回正能力和轉(zhuǎn)向器靈敏性。轉(zhuǎn)向器可靠性試驗主要包括疲勞試驗、磨損試驗、強制轉(zhuǎn)向試驗、逆向超載試驗和超壓試驗。 |
