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甚麼是汽車轉向部件

用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置稱為汽車轉向系統(steering system)。汽車轉向系統的功能就是按照駕駛員的意願控制汽車的行駛方向。
甚麼是汽車轉向部件 汽車在行駛的過程中,需要改變行駛方向,這就是所謂的轉向,而完成司機意志使汽車轉向的構件,就是轉向部件。轉向部件將司機轉動方向盤的動作轉變為車輪的偏轉動作。

轉向系統必須協助輪胎適當的與路面接觸。為了讓輪胎壽命最大化,轉向系統在駕駛轉彎和直線前進之間,應維持輪胎之間適當的角度。轉向系統還必須讓駕駛擁有一些路感(通過方向盤反饋路面狀況的信息)。
 

轉向系統的種類


所有轉向系統都包含幾個通用部件。每一個轉向系統,無論是哪種類型,都會有一個方向盤,轉向軸和方向盤柱、萬向節、轉向臂和球頭。

圖一:轉向系統的常見部件


汽車轉向系統依照轉向動力來源的不同分為機械轉向和動力轉向兩大類。若依照助力分類,可分為機械式(無助力),和動力式(有助力)兩種,其中動力轉向又可以分為液壓輔助轉向(Hydraulic Power Steering, HPS)系統、電動液壓輔助轉向(Electro-Hydraulic Power Steering,EHPS)系統與電動輔助轉向(Electric Power Steering,EPS)系統等種類。

簡單來說,機械轉向系統以駕駛員的體力作為轉向能源,其中所有傳力件都是機械的。而動力轉向系統是兼用駕駛員體力和發動機(或電機)的動力為轉向能源的轉向系統,它是在機械轉向系統的基礎上加設一套轉向加力裝置而形成的。

若以轉動系統的模式來分,現代汽車和輕型卡車通常使用兩種主要類型的轉向系統:分別是齒輪齒條系統(Rack-and-Pinion Steering)和傳統(Conventional Steering)(或平行四邊形連桿,Parallelogram linkage)轉向系統。
 

齒輪齒條系統(Rack-and-Pinion Steering)


齒輪齒條式轉向系統是一個簡單的系統,直接將方向盤的轉動轉換為車輪上的直線運動。轉向齒輪的功能是將方向盤的旋轉運動轉變成橫向直線運動,進而推動第三組機構-轉向連桿組(steering linkage),帶動前輪作左右轉向的動作。

 

圖二:一種齒輪齒條系統總成的示意圖

 

圖三:齒輪齒條系統總成透過羊角連結到車輪
圖中外拉桿(outer tie rod ends)端部,主要透過球接頭(ball joint)連接到羊角(steering knuckle)上。
 

平行四邊形連桿轉向系統(Parallelogram linkage)






不論轉向系統的型態為何,汽車轉向都需要透過轉向連桿等構件連結到車輪,以完成汽車轉向。這些構件的連結通常透過球接頭結構、襯套等零件,同時達成自由轉動、減震的需求。良好的汽車轉向系統必須穩定,車輪的震動及擺動不致於傳至方向盤上、操作輕巧靈活、方向復原性恰到好處,回轉半徑小,整個轉向系統穩動性佳等特點。這些特點除了設計之外,在零部件的製造優良與否影響甚大,這也是宥富累積數十年的製造經驗與技術。

透過好的材質、精準的加工與正確組裝,才能確保每個零部件發揮功能,讓車輛穩定而正確的轉向,提供駕駛順暢的操縱感。

 
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