汽车转向系统的类型和组成（汽车转向系统的类型和组成）

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汽车转向系统的类型和组成

到目前为止，汽车转向系统经历了传统机械转向系统、液压助力转向系统、电液助力转向系统和电动助力转向系统四个阶段，未来可能会向线控转向系统发展。目前，汽车转向系统正处于从液压助力转向系统、电液助力转向系统到电动助力转向系统的过渡阶段。

机械转向系统机械转向系统以驾驶员的体力为转向能量，所有传递力的部件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。

传统的机械转向系统主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。

转向机构是驾驶员操纵转向器的机构，包括从方向盘到转向器输入的部件。转向器是一种增力装置，将来自方向盘的扭矩按照一定的传动比放大输出。转向器中最早采用蜗轮蜗杆式，后来陆续出现了螺母式、齿轮齿条式、循环球式等形式。

转向机构是将转向器输出的扭矩传递给方向盘的机构，包括从转向摇臂到方向盘的部件。当汽车需要改变行驶方向时，驾驶员转动方向盘，转向力矩通过转向轴、转向器、直拉杆、横拉杆、梯形臂等部件使转向节偏转，从而改变汽车的方向。传统的机械转向系统结构简单、运行可靠、生产成本低。它的缺点也非常明显：(1)随着车速和车辆质量的提高，转向的难度越来越大，转向越来越费力。(2)传动比是固定的，即不能改变角传动特性，导致汽车转向响应特性不可控，在转向过程中传动比不能随车速、侧向加速度等参数的变化而得到补偿。驾驶员必须在转向前对汽车的转向响应特性进行某种操作性补偿，这无形中增加了驾驶员的精神和身体负担。

前轮为独立悬架时，机械转向系统的组成和布置与红旗CA7220相似。

前轮为非独立悬架时，机械转向系统的组成和布置如下图所示。由于方向盘与转向器距离较远，所以方向盘与转向器由万向节和传动轴组成的万向传动装置连接。

动力转向系统动力转向系统是一种既利用驾驶员的体力又利用发动机(或电动机)功率作为转向能量的转向系统。动力转向系统是在机械转向系统的基础上增加一套转向助力器而形成的。

液压助力转向系统液压助力转向系统(HPS)是在传统机械转向系统的基础上增加的液压助力转向系统，一般由机油泵、V型皮带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀组成。它以液压油为动力，由液压泵产生的动力驱动机械转向器工作。由于利用系统的液压力推动传统机械转向机构的转向运动，减轻了驾驶员的劳动强度，在一定程度上解决了传统机械转向系统传动比固定带来的“轻”与“灵敏”转向的矛盾。而这种动力转向系统是依靠方向盘带动扭杆直接改变液压系统油路的通道面积来提供可变助力的。即助力的大小与车速无关，只与转向角度有关。方向盘角度越大，液压系统提供的助力就越大。同时该系统有以下缺点：(1)无论汽车是否转弯，只要发动机工作，液压助力泵就会在发动机的带动下工作，会消耗发动机的能量。(2)转向助力特性不可调，高速和低速助力特性相同。低速转向需要大功率时，往往因为发动机转速低，助力效果差，而高速转向需要小功率时，因为发动机转速高，助力效果大，导致转向过于灵敏，车辆操纵稳定性差。(3)液压系统固有的液压油泄漏和转向噪音，大大降低了转向舒适性，污染了环境。液压助力转向系统因其工作可靠、技术成熟，可以提供较大的转向功率而得到广泛应用。

电动液压助力转向系统电动液压助力转向系统的转向助力特性在操作过程中会发生变化。主要有两种类型：电子液压动力转向系统(ECHPS)和电动液压动力转向系统(EHPS)。目前，电动液压助力转向系统广泛应用于汽车上。

(1)电控液压助力转向系统电控液压助力转向系统(ECHPS)是在液压助力转向系统的基础上，增加了电磁阀、扭矩传感器、车速传感器、转向控制单元等部件。理想情况下，汽车原地转向时，要求转向尽量轻。当汽车以不同的速度行驶时，它可以实时提供相应的转向辅助，以克服该行驶速度下的转向阻力，使驾驶员不仅能轻巧地操纵方向盘，而且有足够的路感。在转向过程中，由于油泵的连续运行，ECHPS具有过多的能量消耗，

整个液压系统占用空间大，容易泄漏，噪音大等等，还增加了车速检测控制装置。而且控制阀的结构比h。

（2）电动液压助力转向系统 电动液压助力转向系统（EHPS）也是在液压助力转向系统基础上发展起来的。其特点是将原来由发动机驱动的液压助力泵改由电动机驱动，并且增加了车速传感器、转向角速度传感器以及转向控制单元等电控装置。该系统的液压储油罐、油泵、电动机和转向控制单元都集成在电动机油泵组内。工作时转向控制单元根据汽车的行驶速度和方向盘转向角度等输入信号计算出理想的输出信号，控制电动机输出适当的功率，驱动液压助力泵工作。通过液压油为转向器提供助力。 与液压助力转向系统相比，它节省了发动机的燃油消耗，提高了经济性。 电液助力转向系统尽管在液压助力转向系统基础上有了较大的技术改进，但液压装置的存在使得该系统仍有难以克服的缺点，如存在渗油、不便于安装维修等。虽然实现了变助力特性，但该系统在液压助力系统基础上又增加了电子控制装置，使得系统结构复杂，成本增加。由于电液助力转向系统技术较为成熟，可以实现整车电控系统的一体化，作为传统液压助力转向系统向电动助力转向系统过渡的中间技术，在一定时间内还将继续得到应用和发展。

电动助力转向系统（EPAS或EPS）电动助力转向系统是在传统机械转向系统的基础上，增加了传感器装置、电子控制装置和转向助力机构等。其特点是使用电动执行机构在不同的驾驶条件下为驾驶员提供合适的助力。系统主要由电子控制单元ECU、扭矩传感器、车速传感器、电动机、离合器和转向柱总成等组成。 EPS与HPS相比，除节省能源外，由于取消了液压系统而提高了环保性能，很好地解决了液压传动带来的种种弊端。整套系统由生产厂家一起提供给整车生产厂，可以直接安装。对不同车型、不同工况以及不同驾驶员所需的不同转向助力特性，可通过软件修改，方便快捷。完整的EPS系统还包括故障诊断与安全保护系统。当发生故障时，能停止助力，自动恢复到手动控制方式并发出警报信号，同时显示所记忆的异常内容如扭矩传感器本身异常、车速传感器异常以及电动机工作异常、蓄电池异常等等。 电动助力转向系统已成为目前汽车转向系统技术发展的主流，但是该系统也有其局限性，由于电动机的发电功率和提供的转向助力也很有限，如果车身较重，转向系统需要有较大的驱动力量，电动助力转向系统就显得力不从心了。所以该系统多用于小型汽车上，目前已大量装备到中高级汽车上，并逐渐向普通型汽车和小型商用汽车发展。

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