汽车转向系统工作原理

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汽车转向系统工作原理

我们知道，当转动汽车方向盘时，车轮就会转向。为了使车轮转向，方向盘和轮胎之间发生了许多复杂的运动。最常见的汽车转向系统的工作原理包括： 齿条齿轮式转向系统和循环球式转向系统。

当汽车转向时，两个前轮并不指向同一个方向。

要让汽车顺利转向，每个车轮都必须按不同的圆圈运动。 由于内车轮所经过的圆圈半径较小，因此它的转向角度比外车轮要大。 如果对每个车轮都画一条垂直于它们的直线，那么线的交点便是转向的中心点。 转向拉杆具有独特的几何结构，可使内车轮的转向角度大于外车轮。转向器分为几种类型。 今天讲述的的是齿条齿轮式转向。

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齿条齿轮式转向系统已迅速成为汽车、小型货车及SUV上普遍使用的转向系统类型。 其工作机制非常简单。 齿条齿轮式齿轮组被包在一个金属管中，齿条的各个齿端都突出在金属管外， 并用横拉杆连在一起。

小齿轮连在转向轴上。 转动方向盘时，齿轮就会旋转，从而带动齿条运动。 齿条各齿端的横拉杆连接在转向轴的转向臂上（参见上图）。 齿条齿轮式齿轮组有两个作用：

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将方向盘的旋转运动转换成车轮转动所需的线性运动。 提供齿轮减速功能，从而使车轮转向更加方便。

在大多数汽车中，一般要将方向盘旋转三到四周，才能让车轮从一个锁止位转到另一个锁止位（从最左侧转到最右侧）。

转向传动比是指方向盘转向程度与车轮转向程度之比。 例如，如果将方向盘旋转一周（360度）会导致车轮转向20度，则转向传动比就等于360除以20，即18:1。比率越高，就意味着要使车轮转向达到指定距离，方向盘所需要的旋转幅度就越大。 但是，由于传动比较高，旋转方向盘所需要的力便会降低。

一般而言，轻便车和运动型汽车的转向传动比要小于大型车和货车。 比率越低，转向反应就越快，您只需小幅度旋转方向盘即可使车轮转向达到指定距离。这正是运动型汽车梦寐以求的特性。 由于这些小型汽车很轻，因此比率较低，转动方向盘也不会太费力。

有些汽车使用可变传动比转向系统，在此系统中，齿条齿轮式齿轮组的中心与外侧具有不同的齿距（每厘米的齿数）。 这不仅能提高汽车转向时的响应速度（齿条靠近中心位置），还能减少车轮在接近转向极限时的作用力。

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