新型转向机构提升灵活性

博主：adminadmin 2024-12-19 45 0条评论

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　　图1 看起来好像是损坏了的齿形保证了在中间位置时的间接传动

　　戴姆勒公司最新研发的转向机构仅依靠其特殊几何形状的齿条就能够单独地实现传动比的改变。采用这种方式可使直接转向机构更加灵活，同时其零部件和生产成本几乎保持不变。

　　机械实现直接可变转向比

　　在梅赛德斯SL和SLK型轿车中，我们可以看到一种新型的、纯粹依靠机械实现可变转向比的转向机构。梅赛德斯公司认为，直接转向的最大优点是不会发生电气故障，另外，其生产制造费用也不会增加太多：除齿条以外，其他所有的零部件都与原来的转向系统相同，包括转向蜗轮。这一新型转向系统的提供商是德国蒂森克虏伯集团，而转向系统的专利归梅赛德斯公司所有。

　　新的转向机构基于澳大利亚1973年的Arthur Bishop专利和一根中间部位齿形“怪异”的齿条。中间部位的齿形如同被“啃去”一般，但这些齿形都经过了准确的计算，并保证了蜗轮轮齿始终与其接触，从而实现动力的传递，并保证具有最小的齿侧间隙。

　　这一转向机构的转向比曲线揭示了这种特殊齿形的作用（见图1）：在中间位置，通过方向盘可以毫不费力地实现直线行驶；中间位置左、右各100°后，直接转向作用增大。在向“正常齿形”过渡的过程中，转向比保持不变。

　　这种结构具有很多优点，最典型的就是方向盘从右到左的转向限位减少了25％。也就是说，驾驶员在弯道行驶时方向盘的旋转幅度更小，在车辆驻车时同样如此。这一结构使得在转向技术中处于领先地位的梅赛德斯公司又领先了一步，使得梅赛德斯轿车的转向手感更好。整个转向过程比原来的转向系统更加趋于直接转向，同时，驾驶员几乎感觉不到转向比的存在。

　　

　　图2 大众Tiguan轿车的电动转向助力系统经滚珠丝杠系统传递转向辅助动力

　　这一转向系统设计的梅赛德斯工程师Michael Rapp先生在大批量生产前请用户对该转向系统进行了评判和试用，他们没有对直接转向提出异议。方向盘直接转向的角度可达130°，而非直接转向的为165°。试用的结果是：在日常的交通状况下，驾驶员几乎不必过多地旋转方向盘而保持车辆的弯道行驶状态。Michael Rapp先生指出，这一方案可以把赛车方向盘和普通轿车方向盘之间的差异完全消除，极有可能在具备一些赛车性质的轿车中也得以应用。

　　在梅赛德斯SLK型轿车中，用户只需多支付150即可配备这种转向机构；在SL型轿车中，这种转向系统已成为标准配置。据预测，将会有少量的带有这种转向机构的车辆出现在高速公路上。在这种转向机构大批量配备轿车之前，Michael Rapp先生和他的团队还将密切观察其实际使用状况。

　　在其他车型中的应用

　　大众公司在其新型SUV途欢（Tiguan）中也采用了与舍弗勒合作研发的滚珠丝杠传动的电动伺服转向系统（见图2）。电动伺服转向助力机构经丝杠螺母与滚珠丝杠实现了无间隙的配合，在需要时，伺服电动机可以由很短的皮带驱动滚珠丝杠传动装置。在弯道中人们不必反复地修正方向，即使在越野中也同样如此，这在同级别SUV中绝对是一个亮点。

　　为了减少螺母与丝杠之间的摩擦，专家们设计了新型的滚珠丝杠螺母，在滚珠相互移动的同时实现了无间隙的滚动摩擦传动。

　　滚珠轴承的设计是这一方案中的关键所在，因为在工业领域中无间隙的和几乎无摩擦（也没有空隙的）的线性运动是人们多年来一直在努力攻克的难关。

　　当汽车的速度提高、驾驶员不易再按照直接转向的方式掌控车辆时，第一套转向机构适时而生了，距今已经有100多年的历史，它采用的是蜗轮蜗杆结构。到1905年时，转向机构出现了许多不同的变型。崎岖不平的道路、大而薄的车轮以及坚硬的轮胎等，迫使转向杆上也安装了不能直接转向的“减振器”。尽管这样，轮齿的磨损或者蜗轮传动比都很高，还经常出现断齿、缺齿现象。

　　有趣的是，直到1930年才出现齿轮齿条转向机构，而且开始的时候还只适合于轻型车辆。这种情况一直保持到1960年出现转向助力系统才结束；同时，这种转向助力系统也结束了纯齿轮齿条转向机构的时代。这种复合式的转向系统可以在今天各种各样的轿车中看到，同样，在赛车中我们也可以看到它的身影。

The End

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