转向齿条的装置、类型和工作原理
转向齿条是车辆转向的基础，驾驶员通过该齿条将汽车的车轮导向所需的方向。 即使您不打算自己修理汽车，那么了解转向齿条的工作原理以及该机构的工作原理也会很有用，因为了解了它的优点和缺点，您将能够更小心地驾驶乘用车或吉普车，扩展其使用寿命可达维修。
发动机是汽车的心脏，但决定其前进方向的是转向系统。 因此，每个驾驶员至少应该大致了解他的汽车的转向齿条是如何布置的，它的用途是什么。
从桨到齿条——转向的演变
在古代，当人类刚刚开始探索陆地和水域，但车轮还没有成为他行动的基础时，木筏和小船成为远距离（超过一天的路程）搬运货物的主要手段。 这些车辆保持在水面上，在各种力的作用下移动，为了控制它们，他们使用了第一个转向装置 - 一个降入水中的桨，它位于木筏或船的后部。 这种机制的有效性略高于零，并且需要显着的体力和耐力才能将工艺引导到正确的方向。
随着船舶的尺寸和排量的增加，使用舵桨需要越来越多的体力，因此它被一个通过滑轮系统转动舵叶的方向盘所取代，即它是第一个转向机构历史。 轮子的发明和分布带动了陆路运输的发展，但它的主要驱动力是动物（马或牛），所以没有控制机制，而是使用了训练，即动物在某些情况下转向正确的方向司机的动作。
蒸汽设备和内燃机的发明使得摆脱驮畜并真正实现陆地车辆的机械化成为可能，之后他们立即不得不为它们发明一种以不同原理工作的转向系统。 最初，他们使用最简单的设备，这就是为什么最初的汽车的控制需要巨大的体力，然后他们逐渐切换到各种变速箱，这增加了车轮转向力的功率，但迫使方向盘转动更多密集地。
必须克服的转向机构的另一个问题是需要以不同的角度转动车轮。 相对于侧面的转弯，位于内侧的车轮的轨迹沿较小的半径通过，这意味着它必须比外侧的车轮更猛烈地转动。 在第一辆汽车上，情况并非如此，这就是为什么前轮比后轮磨损得更快的原因。 然后了解了前束角，此外，可以使用车轮彼此初始偏差的原理来提供它。 在直线行驶时，这对橡胶几乎没有影响，而在转弯时，它增加了汽车的稳定性和可控性，同时也减少了轮胎胎面磨损。
总体布局
以下是构成转向齿条布局基础的主要细节：
- 驱动齿轮；
- 轨;
- 强调（夹紧机构）；
- 框架;
- 密封件、衬套和花药。
部分转向架
这种方案在任何汽车的轨道中都是固有的。 因此，“转向齿条是如何工作的”这个问题的答案总是从这个列表开始，因为它显示了单元的一般结构。 此外，互联网上已经发布了大量照片和视频，展示了该街区的外观和内部，这些都包含在列表中。
小齿轮
这部分是一个轴，上面切有斜齿或直齿，两端装有轴承。 这种配置在方向盘的任何位置提供了相对于车身和齿条的恒定位置。 斜齿轴与导轨成一定角度，因此与导轨上的直齿清晰啮合，直齿轴安装在上世纪80-90年代的机器上，这样的零件是更容易制造，但其持续时间服务要少得多。 尽管直齿轮和斜齿轮的工作原理相同，但后者更可靠，不易卡住，因此成为转向机构中的主要齿轮。
在上世纪最后十年生产的所有汽车上，只安装了螺旋轴，这减少了接触表面的负载，延长了整个机构的寿命，这对于没有配备的齿条尤其重要液压（动力转向）或电动（EUR）助力器。 直齿轮在苏联和俄罗斯联邦很流行，它被安装在前轮驱动车辆的转向齿轮的第一个版本上，但是随着时间的推移，这种选择被放弃了，转而使用斜齿轮，因为这样变速箱更可靠，转动车轮所需的力气更少。
驱动齿轮通过带有万向节的复合轴与转向柱连接，万向节是一种安全元件，其目的是在碰撞时保护驾驶员不撞到胸部的方向盘。 在撞击过程中，这样的轴会折叠并且不会将力传递到乘客舱，这在上世纪上半叶的汽车中是一个严重的问题。 因此，在右手和左手机器上，这个齿轮的位置是不同的，因为齿条在中间，而齿轮在方向盘的侧面，也就是在单元的最边缘。
板条
齿条本身是一根硬化钢圆棒，其一端有与驱动齿轮相对应的齿。 平均而言，齿轮部分的长度为 15 厘米，足以将前轮从最右侧转到最左侧位置，反之亦然。 在导轨的末端或中间，钻有螺纹孔以连接转向杆。 当驾驶员转动方向盘时，驱动齿轮使齿条向适当的方向移动，并且由于相当大的传动比，驾驶员可以将车辆的方向校正到几分之一度以内。
转向架
为了这种机构的有效运行，导轨用套筒和夹紧机构固定，可以左右移动，但不能远离驱动齿轮。
夹紧机构
在崎岖不平的地形上行驶时，转向变速箱（齿条/小齿轮对）承受的负载往往会改变两个元件之间的距离。 机架的刚性固定会导致其楔入并且无法转动方向盘，因此无法进行机动。 因此，仅允许在单元体的一侧，远离驱动齿轮的一侧进行刚性固定，而在另一侧没有刚性固定，齿条可以“游动”一点，相对于驱动齿轮移动。 这种设计不仅提供了防止机构楔入的小间隙，而且还产生了更强的反馈，让驾驶员的手更好地感受道路。
夹紧机构的工作原理如下 - 具有一定力的弹簧将齿条压在齿轮上，确保齿的紧密啮合。 从车轮传递的力将齿条压到齿轮上，这两个部件很容易传递，因为它们是由硬化钢制成的。 但是指向另一个方向的力，即使两个元件相互远离，由弹簧的刚度补偿，因此齿条稍微远离齿轮，但这并不影响两个部件的啮合。
Корпус
该单元的主体由铝合金制成，并且还配备了加强件，因此可以在不损失强度和刚度的情况下尽可能地减轻重量。 车身的强度足以确保驾驶时发生的负载，即使在不平坦的地形上，也不会损坏它。 同时，车身内部空间的方案保证了整个转向机构的高效运转。 此外，车身有用于固定到车身的孔，因此它将所有转向元件收集在一起，确保它们的协调工作。
密封件、衬套和花药
安装在车身和导轨之间的衬套具有很高的耐磨性，并且还提供了杆在车身内的轻松移动。 油封保护机构的润滑区域，即驱动齿轮周围的空间，防止润滑剂流失，同时也将其与灰尘和污垢隔离开来。 花药保护转向杆穿过的身体的开放区域。 根据机器的型号，它们连接到导轨的末端或中间，无论如何，花药可以保护身体的开放区域免受灰尘和污垢的影响。
修改和类型
尽管在其出现之初，耙子是最好的转向机构，但技术的发展促使制造商进一步修改该设备。 由于该装置自出现以来的主要机制以及其操作的设计和方案没有改变，制造商已通过安装各种放大装置来努力提高效率。
第一个是液压助力器，其主要优点是设计简单，对正确操作有极高的要求，因为带有动力转向的转向齿条不允许在高发动机转速下转向最大角度。 动力转向的主要缺点是对电机的依赖，因为喷油泵与电机相连。 该装置的工作原理是，当方向盘转动时，液压分配器向两个腔室之一供液，当车轮达到相应的转弯时，停止供液。 由于采用了这种方案，转动车轮所需的力量在不损失反馈的情况下减少了，也就是说，驾驶员可以有效地转向和感受道路。
下一步是开发电动转向齿条（EUR），但是，这些设备的第一批型号引起了很多批评，因为经常发生错误警报，因此汽车在行驶时会自发转向。 毕竟，分配器的角色是由电位器扮演的，由于各种原因，它并不总是能给出正确的信息。 随着时间的推移，这个缺陷几乎被完全消除，因此 EUR 控制的可靠性丝毫不逊于动力转向。 一些汽车制造商已经在使用电动助力转向，它结合了电动和液压装置的优点，同时又消除了它们的缺点。
因此，今天采用了以下转向齿条类型的划分：
- 简单（机械） - 由于效率低并且需要付出很大的努力才能将车轮转动到位，因此几乎从未使用过；
- 带液压助力器（液压） - 由于其简单的设计和高可维护性，是最受欢迎的之一，但在发动机关闭时助力器不工作；
- 带电动助力器（电动） - 它们也是最受欢迎的装置之一，逐渐用动力转向取代单元，因为它们即使在发动机关闭时也能工作，尽管随机操作的问题尚未完全消除；
- 带有电动液压助力器，它结合了前两种类型的优点，也就是说，即使在发动机关闭时它们也能工作，并且不会“取悦”驾驶员的随意行程。
带欧元的转向架
这种分类原则允许乘用车的车主或潜在购买者立即评估特定车型转向的所有优点和缺点。
互换性
汽车制造商几乎从不生产齿轮齿条转向机构，AvtoVAZ 是个例外，但即使在那里，这项工作也被转移给了合作伙伴，因此，如果该装置存在严重缺陷，当维修无利可图时，不仅要选择型号，也是这种机制的制造商。 这个市场的领导者之一是采埃孚，它专门生产从自动变速器到转向机构的各种单元。 您可以使用便宜的中国类似物代替 ZF 导轨，因为它们的电路和尺寸相同，但与原始设备不同，它不会持续很长时间。 通常，车龄超过 10 年的汽车都配备了其他制造商的导轨，这可以通过互联网上发布的其标记照片得到证实。
通常，车库工匠将外国汽车（例如各种丰田车型）的转向架安装在国内汽车上。 这种更换需要对发动机舱的后壁进行部分改动，但该车采用了更可靠的单元，在所有方面都超过了 AvtoVAZ 产品。 如果来自同一个“丰田”的轨道也配备了电动或液压助力器，那么即使是旧的“九”也会突然在舒适性方面急剧接近同期的外国汽车。
主要故障
转向齿条的装置使得该机构是汽车中最可靠的机构之一，并且大多数故障与消耗品的磨损（损坏）或与交通事故有关，即事故或事故。 大多数情况下，维修人员必须更换花药和密封件，以及磨损的齿条和驱动齿轮，其行驶里程超过数十万公里。 由于转向机构的方案，您还必须定期拧紧夹紧机构，但此动作不需要更换任何零件。 更少见的是，由于事故而破裂的该装置的主体需要更换，在这种情况下，可维修的导轨、齿轮和夹紧机构被转移到供体上。
修复此节点的常见原因是：
- 转向游戏；
- 开车或转弯时敲门；
- 转向过轻或过紧。
这些缺陷与构成转向齿条的主要部件的磨损有关，因此也可归因于易损件。
在哪里
要了解转向齿条的位置和外观，请将汽车放在升降机或立交桥上，然后打开引擎盖并向任意方向转动车轮，直到它们停止。 然后沿着转向杆通向的位置，这是该机构所在的位置，类似于带肋的铝管，转向轴的万向轴安装在该位置上。 如果你没有汽车维修经验，也不知道这个节点在哪里，那么看看作者展示他们汽车中铁轨位置的照片和视频，以及最方便的访问方式：这将使您避免许多错误，包括导致受伤的数字。
无论型号和制造年份如何，该机构始终位于发动机舱后壁，因此可以从倒置车轮的侧面看到。 对于维修或更换，从上方打开引擎盖或从下方移除发动机保护装置更方便，接入点的选择取决于汽车的型号和配置。
结论
转向齿条是车辆转向的基础，驾驶员通过该齿条将汽车的车轮导向所需的方向。 即使您不打算自己修理汽车，那么了解转向齿条的工作原理以及该机构的工作原理也会很有用，因为了解了它的优点和缺点，您将能够更小心地驾驶乘用车或吉普车，扩展其使用寿命可达维修。
