图1-1 动力转向方案布置图 1；分配阀2；转向器3；动力缸
在分析比较上述几种不同动力转向机构布置方案时，常从结构上是否紧凑；转向器主要零件是否承受由动力缸建立起来的载荷；拆装转向器是否容易；管路，特别是软管的管路长短；转向轮在侧向力作用下是否容易引起转向轮摆振；能不能采用典型转向器等方面来做比较。例如整体式动力转向器，由于分配阀、转向器、动力缸三者装在一起，因而结构紧凑，管路也短。在转向轮受到侧向力作用时或者发动机的振动不会影响分配阀的振动，因而不能引起转向轮摆振。它的缺点是转向摇臂轴、摇臂等转向器主要零件，都要承受由动力缸所建立起来的载荷，因此必须加大它们的尺寸和质量，这对布置它们带来不利的影响。同时还不能采用典型转向器，拆装转向器时要比分置式的困难。除此之外，由于对转向器的密封性能要求高，这对转向器的设计，特别是重型汽车的转向器设计带来困难。整体式动力转向器多用于轿车和中型货车。
2．分配阀的结构方案
分配阀有两种结构方案：分配阀中的阀与阀体以轴向移动方式来控制油路的称为滑阀式，以旋转运动来控制油路的称为转阀式。
滑阀式分配阀结构简单，生产工艺性较好，易于布置，使用性能较好，曾得到广泛应用。
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转阀式与滑阀式比较，灵敏度高，密封件少，结构较为先进。由于转阀式是利用扭杆弹簧使转阀回位，所以结构复杂。转阀式分配阀在国内、外均得到广泛应用。
三、动力转向机构的计算 1．动力缸尺寸的计算
动力缸的主要尺寸有动力缸内径、活塞行程、活塞杆直径和动力缸壳体壁厚。 动力缸的布置若如图1—2所示，则在计算前，应先行确定作用在直拉杆上的力Fl。
动力缸应产生的推力F用下式计算
图1-2 动力缸布置图
F?F1L1式中，L1为转向摇臂长度；L为转向摇臂轴到动力缸活塞之间的距离。推L力F与工作油液压力P和动力缸截面面积S之间有如下关系
F?ps
所以
s?F1L1 (1—1) pL因为动力缸活塞两侧的工作面积不同，应按较小一侧的工作面积来计算，即
?2s?(D2?dp) (1—2)
4式中，D为动力缸内径；dp为活塞杆直径，一般初选时可取dp=0．35D。
联立式(1—1)和式(1—2)后得到
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D?4F1L12 (1—3) ?dp?pL
式中，压力p一般在6～10MPa，最高可取16．5～18．0MPa.
活塞行程是车轮转至最大转角时，由直拉杆的移动量换算到活塞杆处的移动量得到的。
如图1—3所示，活塞移到两端极限位置，还要留有一定间隙。活塞移到左侧极限位置时，其端面到动力缸之间，应当留有10mm间隙。活塞移到右侧极限位置时，其端面到缸盖之间应留有e=(0．5～0．6)D的间隙，以利于活塞导向作用。
活塞厚度可取为B=0．3D。动力缸的最大长度s用下式计算确定
s?10?(0.5??0.6)D?0.3D?s1 (1—4)
式中，s1为活塞最大位移量。
动力缸壳体壁厚t，根据计算轴向平面拉应力σz来确定
?D2??T (1—5) ?z?p??2??4(Dt?t)?n式中，p为油液压力；D为动力缸内径；t为动力缸壳体壁厚；n为安全系数，取n=3．5～5．0；σT为壳体材料的屈服点。
壳体材料有球墨铸铁和铸造铝合金两种。球墨铸铁采用QT500—05，抗拉强度为500MPa，屈服点为350MPai铸造铝合金多采用ZLl05，抗拉强度为160～240MPa。
活塞杆用40或45钢制造。为提高可靠性和寿命，要求其表面镀铬并磨光。
图1-3 预开隙e1
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第二节 液压转向的结构及工作原理
一、液压转向的组成
图1-4 转向结构图
1-转向盘；2-转向轴；3-转向控制阀；4-转向螺杆；5-齿条—活塞；6-扇齿；7-摇臂；8-转向主拉杆；9-转向节；10-转向横拉杆；11-转向梯形臂；12-转向油罐；13-转向油泵；R-右转向动力
腔；L-左转向动力腔
齿条齿轮式转向系统和循环球式转向系统。 随后，我们将介绍动力转向，并了解一些有趣的转向系统发展趋势，这些趋势大多源于人们对汽车省油功能的需求。不过，让我们先看一下让汽车转向所必须执行的操作。 这并不像您想像的那么简单！
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图1-4。 齿条齿轮式齿轮组有两个作用：
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ａ、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。
ｂ、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。
当在动力转向系统中应用齿条齿轮时，齿条的设计会略有不同。部分齿条包含一个中心有活塞的圆筒。 活塞连接在齿条上。 圆筒上有两个油孔，分别位于活塞的两侧。当向活塞的一侧注入高压液体时，将迫使活塞向另一侧运动，进而带动齿条运动，这样便提供了辅助动力。
我们将在随后介绍提供高压液体的组件，它同时也能决定向齿条的哪一侧供应这些高压液体。 首先，让我们来了解另一种转向系统。
目前，众多货车和SUV上都在使用循环球式转向系统。 其转动车轮的拉杆与齿条齿轮式转向系统稍有不同。
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