液壓助力轉向齒條的工作原理
動力轉向齒條的工作原理是基於泵浦產生的壓力對汽缸的短期作用，使齒條向所需方向移動，幫助駕駛控制汽車。 因此，配備動力轉向系統的汽車要舒適得多，特別是在低速操縱或在困難條件下行駛時，因為這樣的齒條承擔了轉動車輪所需的大部分負載，駕駛員只需向它發出命令，而不會失去來自道路的回饋。
客運產業中的轉向齒條由於其技術特點，早已取代了其他類型的類似裝置，這就是我們在這裡談到的（轉向齒條的工作原理）。 但是，儘管設計簡單，但大多數車主仍然不清楚動力轉向齒條（即液壓輔助器）的工作原理。
指導發展 - 簡要概述
自從第一批汽車問世以來，轉向的基礎一直是具有大齒輪比的齒輪減速器，以不同的方式轉動車輛的前輪。 最初它是一個底部裝有兩腳架的立柱，因此需要使用複雜的結構（梯形）將位移力傳遞到用螺栓固定前輪的轉向節。 然後他們發明了一種齒條，也是一種變速箱，無需額外的結構即可將轉向力傳遞到前懸架，很快這種轉向機構就到處取代了轉向柱。
但該裝置的工作原理所產生的主要缺點無法克服。 增加傳動比可以使方向盤（也稱為方向盤）輕鬆轉動，但需要更多的轉動才能將轉向節從最右位置移動到最左位置，反之亦然。 縮小傳動比使轉向更加靈敏，因為即使方向盤輕微移動，汽車的反應也更加強烈，但駕駛這樣的汽車需要很大的體力和耐力。
自二十世紀初以來，人們一直在嘗試解決這個問題，其中一些與液壓有關。 「水力學」一詞本身來自拉丁文“Hydro”，意思是水或某種流動性與水相當的液體物質。 然而，直到上世紀50年代初，一切都僅限於實驗樣品，無法投入大量生產。 突破出現在 1951 年，當時克萊斯勒推出了第一款量產的動力轉向系統（動力轉向系統），與轉向柱配合使用。 從那時起，液壓轉向齒條或轉向柱的一般操作原理就保持不變。
第一個動力轉向系統有嚴重的缺點，它：
- 引擎負載過重；
- 僅在中速或高速時增加轉向旋轉；
- 當引擎高速運轉時，它會產生過大的壓力（壓力），導致駕駛者與路面失去接觸。
因此，正常工作的液壓助力器直到XNUMX世紀初才出現，當時齒條已成為主要的轉向機構。
液壓助力器如何運作？
要了解液壓轉向齒條的工作原理，有必要考慮其中包含的元件及其執行的功能：
- 泵;
- 減壓閥;
- 膨脹水箱和過濾器；
- 油缸（液壓缸）；
- 經銷商。
每個元件都是液壓助力器的一部分，因此只有當所有部件都明確執行其任務時，動力轉向裝置才能正確運作。 該影片展示了此類系統的一般操作原理。
泵
該機構的任務是使流體（液壓油、ATF或ATF）不斷循環通過動力轉向系統，以產生足以轉動車輪的一定壓力。 動力轉向幫浦透過皮帶連接到曲軸皮帶輪，但如果汽車配備電動液壓輔助器，則其操作由單獨的電動馬達保證。 泵浦性能的選擇使得即使在怠速時也能確保汽車的旋轉，並且速度增加時出現的過壓由減壓閥補償。
動力方向機幫浦有兩種類型：
- 層狀；
- 齒輪。
動力方向機幫浦
在配備液壓懸吊的汽車上，一個幫浦可確保兩個系統（動力轉向系統和懸吊）的運行，但工作原理相同。 它與普通的不同之處僅在於增加了功率。
減壓閥
這部分液壓增壓器的工作原理是旁通閥，由鎖定球和彈簧組成。 在工作過程中，動力轉向幫浦會產生一定壓力的流體循環，因為其性能高於軟管和其他元件的吞吐量。 隨著引擎轉速的增加，動力轉向系統中的壓力增加，透過球作用在彈簧上。 選擇彈簧的剛度，以便閥門在一定壓力下打開，並且通道的直徑限制其吞吐量，因此操作不會導致壓力急劇下降。 當閥門打開時，部分油繞過系統，從而將壓力穩定在所需的水平。
動力轉向減壓閥
儘管減壓閥安裝在泵浦內，但它是液壓增壓器的重要元件，因此與其他機構具有同等地位。 它的故障或不正確的操作不僅會危及動力轉向系統，而且會危及道路上的交通安全；如果由於液壓過高而導致供給管路破裂或出現洩漏，汽車對轉動方向盤的反應就會發生變化，從而導致車輛的轉向系統發生故障。沒有經驗的人駕駛風險無法應對控制。 因此，動力轉向齒條的設計意味著整個結構和每個單獨元件的最大可靠性。
膨脹水箱和過濾器
在動力轉向操作過程中，液壓油被迫透過液壓增壓系統循環，並受到泵浦產生的壓力的影響，導致油加熱和膨脹。 膨脹罐吸收多餘的這種材料，因此其在系統中的體積始終相同，從而消除了熱膨脹引起的壓力波動。 ATP 的加熱和摩擦元件的磨損會導致油中出現金屬粉塵和其他污染物。 這些碎片進入線軸（也稱為分配器）後會堵塞孔，擾亂動力轉向系統的操作，從而對汽車的操控產生負面影響。 為了避免這種情況的發生，動力轉向裝置中內建了一個過濾器，可以清除循環液壓油中的各種碎片。
汽缸
液壓式助力器的這一部分是一根管子，管子裡面有一部分齒條，上面安裝有液壓活塞。 沿著管道邊緣安裝密封件，以防止壓力升高時 ATP 洩漏。 當油液通過油管進入油缸相應部位時，活塞向相反方向移動，推動齒條，並透過齒條作用於轉向桿和轉向節。
動力方向機油缸
由於這種動力轉向設計，轉向節甚至在驅動齒輪移動齒條之前就開始移動。
經銷商
動力轉向齒條的工作原理是在方向盤轉動時短暫供應液壓油，因此，甚至在駕駛員向齒條施加強力之前，齒條就開始移動。 這種短期供應以及從液壓缸排出多餘的流體是由分配器（通常稱為閥芯）提供的。
要了解此液壓裝置的工作原理，不僅需要對其進行橫斷面檢查，還需要更全面地分析其與其餘動力轉向元件的相互作用。 只要方向盤和轉向節的位置相互對應，分配器（也稱為閥芯）就會阻止流體從兩側流入氣缸，因此兩個腔內的壓力相同，並且不會以任何方式影響輪圈的旋轉方向。 當駕駛者轉動方向盤時，轉向齒條的小傳動比不允許他在不費很大力氣的情況下快速轉動車輪。
動力轉向分配器
動力轉向分配器的任務是只有當方向盤的位置與車輪的位置不對應時，即當駕駛員轉動方向盤時，分配器首先動作並強制氣缸作用於懸吊的轉向節。 這種影響應該是短期的，並且取決於駕駛員轉動方向盤的程度。 也就是說，首先液壓缸必須轉動車輪，然後是駕駛者；這個順序可以讓您用最小的力氣轉動，但同時「感受路面」。
的操作原理
對分配器進行這種操作的需要是阻礙液壓助力器批量生產的問題之一，因為通常在汽車中，方向盤和轉向器通過剛性軸連接，該剛性軸不僅將力傳遞到轉向節，還為汽車駕駛員提供道路回饋。 為了解決這個問題，需要徹底改變連接轉向盤和轉向機構驅動齒輪的軸的結構。 它們之間安裝了分配器，其基礎是扭杆的原理，即能夠扭轉的彈性桿。
當駕駛轉動方向盤時，扭力桿首先輕微扭轉，導致方向盤與前輪的位置不匹配。 在出現這種不對中的時刻，分配器閥芯打開，液壓油進入油缸，使轉向齒條向所需方向移動，從而消除不對中。 但是，分配器閥芯的吞吐量較低，因此液壓系統並不能完全取代駕駛員的努力，這意味著您需要轉動的速度越快，駕駛員轉動方向盤的力度就越大，從而提供反饋並允許您感受汽車在路上的感覺
該裝置
為了完成這樣的工作，即將 ATP 添加到液壓缸中並在消除不匹配後停止供應，有必要創建一個相當複雜的液壓機構，該機構按照新的原理工作，包括：
- 連接到驅動齒輪的扭力桿，在轉動方向盤時提供錯位；
- 線軸的內部；
- 線軸的外部。
線軸的內部和外部緊密地結合在一起，以至於它們之間沒有一滴液體洩漏，此外，它們還鑽有孔，用於 ATP 的供應和返回。 此設計的工作原理是精確計量供應至油缸的液壓油。 當方向盤和齒條的位置協調時，供液孔和回液孔相對移動，液體不會通過它們流入氣缸或從氣缸流出，因此後者不斷被充滿，不存在威脅的播出。 當汽車駕駛轉動方向盤時，扭力桿首先扭轉，閥芯的外部和內部相對移動，因此一側的供油孔和另一側的排水孔對齊。
進入液壓缸，油對活塞施加壓力，將其移動到邊緣，後者將其推到齒條上，甚至在驅動齒輪作用於其上之前它就開始移動。 隨著齒條的移動，閥芯內外不匹配，供油逐漸停止，當車輪位置與方向盤位置達到平衡時，供油和輸出逐漸停止。ATF 被完全封鎖。 在這種狀態下，兩部分都充滿油並形成兩個封閉系統的氣缸起到穩定作用，因此，當遇到不平坦的地方時，到達方向盤的衝擊力明顯較小，方向盤不會撕裂。從司機的手中。
結論
動力轉向齒條的工作原理是基於泵浦產生的壓力對汽缸的短期作用，使齒條向所需方向移動，幫助駕駛控制汽車。 因此，配備動力轉向系統的汽車要舒適得多，特別是在低速操縱或在困難條件下行駛時，因為這樣的齒條承擔了轉動車輪所需的大部分負載，駕駛員只需向它發出命令，而不會失去來自道路的回饋。
