整体式动力转向器结构与工作原理

由于整体式动力转向器结构紧凑、管路短、接头少、性能较好，所以应用较广（但其 本身负荷较大、制造精度要求较高，一般适用于汽车和转向桥负荷在150kN以下的越野 汽车。国产汽车大都采用整体式动力转向器，一汽生产的奥迪、捷达、红旗汽车，上汽的 桑塔纳汽车、北京切诺基吉普车、二汽的富康等都采用此种结构形式。下面简要介绍京切诺基吉普车典型整体式动力转向器结构与工作原理。

北京切诺基吉普车动力转向器结构
北京切诺基吉普车动力转向器结构如图14. 5所示。这个动力转向器可以分为3部分。
中间部分是循环球一齿条齿扇式转向器；
第二部分是在转向器右侧的转阀式转向控制阀’ 循环球一齿条齿扇式转向器的转向螺母和齿条被制成圆柱形，称为齿条一活塞；
第三部分是动力缸，安装在转向器壳体的油压缸孔内，形成左、右各一个密封的腔室，两腔室分别 与转向控制阀相通，形成左、右转向动力腔。

短轴3、扭杆轴4、下端轴盖14和转阀与短轴的锁销钉30、2组成短轴组件。短轴3 为空心管形轴件，其上端外表面制有三角形花键，与转向轴下端十字万向节相连，并通过 贯穿的销钉2与扭杆轴4上端固定；扭杆轴的下端通过三角形花键与下端轴盖14固定（ 下端轴盖为圆盘形零件，其外圆与阀体下端止口滑配合并卡在阀体销钉29上，此圆盘形 零件的辐板上开有两个对称的腰形槽孔（转向螺杆17上端法兰盘的外圆滑配在阀体的下 端止口中，法兰盘上端的叉形凸块就卡人下端轴盖的腰形槽孔中，但此两者间隙较大，允许有一定的相对角位置移动量，以保证和限制转向时扭杆轴的扭转。

在齿条一活塞19的下部圆柱形表面上有一环槽，环槽内套有橡胶0形圈，在0形圈 的外面还套有聚四氟乙烯的活塞环20，以保证活塞装人动力缸以后的密封和耐磨。在齿 条一活塞上，由压紧板24卡装着循环球导管23，在其中交替地一个黑色球一个银色球地 装有共18粒钢球，它们将充满螺杆和齿条一活塞之间的滚道。
在转向器壳体的转向控制阀部位开有与动力转向泵相通的两个油管接口，分别为进油口32和出油口33。在进油口内还装有止回阀31。
通过拧在转向器侧盖上、并卡在转向摇臂轴上端槽中的调整螺钉27来调整转向摇臂 轴的轴向位置，从而调整齿条和齿扇的啮合间隙，调整后用锁紧螺母26锁紧。
在汽车直行时，齿条和齿扇间无间隙。转向时，齿条一活塞一方面受到由转向螺杆17经钢球传给的轴向力，另一方面因转向控制阀的作用，使动力转向泵输人的高压油进人需要加压的动 力缸的一侧动力腔，这样就使齿条一活塞同时还受到液压轴向力的联合作用，就使作用到转向摇臂轴上的转向力大大增加，形成了转向的助力作用。

转向控制阀体13滑装在壳体22上部孔中，制成圆柱形，其外圆与阀体滑动配合间隙很小，配合精度很高，与阀体组成组件，不可单独更换，在其外圆柱面上制有三道较宽深 的槽和三道较窄浅的槽（宽深的槽是环形油槽，其底部开有与内壁相通的油孔，中间油环 槽的4个油？L直径较大，是进油通道，两侧油环槽各有4个直径较小的油孔，是通往动力 缸的油道（浅窄的槽是用于安装密封圈组件的，圆柱形的下边缘开有矩形缺口，此缺口与转向螺杆与阀体的锁定销螺杆16相卡，形成阀体驱动螺杆的传力连接。在阀体的中部固定有定位销29，此销的外端埋在外圆表面以下，内端伸出少许，与扭杆轴组件下端轴盖 14外圆上的缺口相卡，互相不能发生相对转动。阀体的内表面制有8条不贯通的纵槽，形 成八道槽肩，与转阀的纵槽和槽肩配合形成液体流动的间隙。
调整螺塞6拧在转向器壳体上端的螺纹孔中，其内部和前端装有滚针轴承34和9，它 支承着短轴并从轴向对阀体定位，使阀体的锁定销29和16与下端轴盖和转向螺杆法兰轴 向靠紧（调整螺塞下部装有弹簧，以压紧转阀，阻止转阀轴向移动并使之与短轴下端的定 位销30轴向靠紧。在转向螺杆上端的法兰盘下面装有轴向止推滚针轴承28，以保证螺杆 和转阀组件转动灵活和轴向定位。
动力转向器壳体上开有两条贯通的油道孔，一条的上端与阀体的下油环槽相通，下端 与动力缸的上腔室即左转向动力腔相通（阀体的中间油环槽与转向器壳体上的进油孔相 通，在进油口中装有止回阀31;壳体上的出油孔通到阀体组件和调整螺塞之间的空隙处（ 阀体的上油环槽过转向器壳体上的另一条油道与动力缸的下腔室即右转向动力腔相通。

北京切诺基吉普车动力转向器工作原理
当汽车直线行驶时，转阀处于中间位置，如图14. 6所示，来自动力转向泵的高压油从转向器壳体的进油口流到阀体中的中油环槽，经过其槽底的通孔进入阀体和转阀之间，此时因转阀处于中间位置，所以进人的油液就分别通过阀体和转阀纵槽槽肩形成的、两边 相同的间隙，再通过转阀的纵槽和阀体的纵槽以及它们槽底的孔通向阀体外圆的下油环槽和上油环槽，然后通过壳体的两条油道与转向器齿条一活塞的上、下腔相通，使上、下腔 油压相同。此时齿条一活塞即没有受到转向螺杆转动所造成的轴向移动力，又没有受到两 侧动力腔因压差所造成的轴向力，处于中间位置，转向助力作用不存在。流人阀体内腔的 油液在通过转阀纵槽和两边相同的纵槽侧隙后，通过转阀上的径向通孔流到转阀与短轴组 件之间的空隙，再流到阀体组件和调整螺塞之间的空隙处，最后经壳体回油口流回转向油 泵的储油罐，形成常流式的油液循环。
向左转向时，短轴在转向轴的驱动下按逆时针方向转动，如图14.7所示。短轴一方 面通过其下端的销钉30拨动转阀同步转动，另一方面又通过其上端的销钉2拨动扭杆轴 上端同步转动；这个转向力通过扭杆轴传给其下端经三角形花键固定着的下端轴盖14，下 端轴盖又通过其圆周边缘上的缺口传给固定在阀体上的销钉29，进而拨动阀体转动。阀体 的转动就应通过其下端缺口经销钉16再直接传给转向螺杆，但由于转向阻力的关系，要 拨动转向螺杆必须有足够的转动力矩，这个力矩使扭杆轴发生弹性扭转，造成阀体转动角 度小于转阀转动的角度，使阀体和转阀发生了角位置的错移，从而使阀体和转阀的纵槽错 移，出现一侧间隙减小，而另一侧间隙加大的情况，这样就使流人阀体的压力油流向间隙 增大的一边，并通过转阀的纵槽、阀体上的油孔和阀体外圆的下油环槽，流过转向器壳体 油道进人齿条一活塞的上油腔，使油腔内油压增高。与此同时，由于转阀和阀体的相对角 位置错移，同样造成的另一组纵槽的错移，使得与阀体的上油环槽相通的一侧油道间隙增 大，这样就使齿条一活塞下油腔的油液经过转向器壳体油道、上油环槽及槽底油孔进人阀 体和转阀的另一组纵槽，并通过增大的间隙和转阀的油孔流到阀体组件和调整螺塞之间的空隙，再经壳体的回油口流回转向油泵的储油罐。由于齿条一活塞的上腔压力增高，而下 腔油液能自由流回储油罐，压力很低，这种压差就造成了对齿条一活塞向下移动的推力， 这个推力和转向时通过扭杆轴下端盖、阀体下部传给转向螺杆的转向力是相同方向的，因 此就起了明显的助力作用。
右转向时的整个情况与左转向时基本相似，不同的是由于转向方向相反，造成的阀体 和转阀的角位置错移相反，以至于进人转阀的油液经过阀体和转阀的纵槽和间隙之后，流 到转阀的上油环槽，进而流到动力缸的下腔（而动力缸上腔的油液经过阀体的下油环槽进 人阀内之后，经过阀体和转阀的间隙仍然流到阀体组件与调整螺塞之间的空隙，再通过出 油口流回转向油泵的储油罐，这样就造成了齿条一活塞的下腔压力增高而上腔油液自由回 流、压力低的情况，这个压力差对齿条一活塞的向上推力与转向时通过扭杆轴传来的转动 力方向一致，因此同样起到了助力作用。