汽車轉向係統的類型和組成

至今，汽車轉向係統經曆了傳(chuan) 統機械轉向係統、液壓助力轉向係統、電液助力轉向係統和電動助力轉向係統4個(ge) 發展階段，未來則可能向線控動力轉向係統發展。目前汽車轉向係統正處在液壓助力轉向係統、電液助力轉向係統向電動助力轉向係統發展的過渡階段。

機械轉向係統
機械轉向係統以駕駛員的體(ti) 力作為(wei) 轉向能源，所有傳(chuan) 遞力的構件都是機械的，主要由轉向操縱機構 、轉向器和轉向傳(chuan) 動機構 三大部分組成。

傳(chuan) 統機械轉向係統（MS）主要由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳(chuan) 動機構3部分組成。

轉向操縱機構是駕駛員操縱轉向器工作的機構，包括從(cong) 方向盤到轉向器輸入端的零部件。轉向器是把方向盤傳(chuan) 來的轉矩按一定傳(chuan) 動比放大並輸出的增力裝置,轉向器最早采用的是蝸輪蝸杆式，以後陸續出現了螺杆螺母式、齒輪齒條式、循環球式等形式。

轉向傳(chuan) 動機構是把轉向器輸出的力矩傳(chuan) 遞給轉向車輪的機構，包括從(cong) 轉向搖臂到轉向車輪的零部件。當汽車需要改變行駛方向時，駕駛員通過轉動方向盤，轉向力矩經由轉向軸、轉向器、直拉杆、橫拉杆和梯形臂等機件使轉向節偏轉，實現汽車方向的改變。
傳(chuan) 統機械轉向係統的優(you) 點是結構簡單、工作可靠、生產(chan) 成本低。其缺點也非常明顯：
（1）隨著汽車速度的提高和汽車質量的增大，轉向操縱難度增大，轉向越來越費力。
（2）是其傳(chuan) 動比是固定的，即角傳(chuan) 遞特性無法改變，導致汽車的轉向響應特性無法控製，傳(chuan) 動比無法隨汽車轉向過程中的車速、側(ce) 向加速度等參數的變化而進行補償(chang) ，駕駛員必須在轉向之前就對汽車的轉向響應特性進行一定的操作補償(chang) ，這樣無形中增加了駕駛員的精神和體(ti) 力負擔。

當前輪為(wei) 獨立懸架時，機械轉向係統的組成及布置與(yu) 紅旗CA7220型轎車相似。

當前輪為(wei) 非獨立懸架時，機械轉向係統的組成及布置如下圖所示。由於(yu) 轉向盤距離轉向器較遠，二者之間用萬(wan) 向節和傳(chuan) 動軸構成的萬(wan) 向傳(chuan) 動裝置相連。

動力轉向係統
動力轉向係統是兼用駕駛員體(ti) 力和發動機 （或電動機）的動力作為(wei) 轉向能源的轉向係統。動力轉向係統是在機械轉向係統的基礎上加設一套轉向加力裝置而形成的。

液壓助力轉向係統
液壓助力轉向係統（HPS）是在傳(chuan) 統機械轉向係統基礎上額外加裝了一套液壓助力係統，一般由油泵、V形帶輪、油管、供油裝置、助力裝置和控製閥等組成。它以液壓油為(wei) 動力，通過液壓泵產(chan) 生的動力來推動機械轉向器工作。
由於(yu) 該係統通過液壓力作用來推動傳(chuan) 統機械轉向機構的轉向運動，從(cong) 而減輕了駕駛員的勞動強度，在一定程度上解決(jue) 了傳(chuan) 統機械轉向係統由於(yu) 傳(chuan) 動比固定而造成的轉向“輕便”與(yu) “靈敏”之間的矛盾。但是，這類動力轉向係統是靠方向盤轉動時帶動扭杆直接改變液壓係統油路的通道麵積來提供可變的助力。即助力大小與(yu) 車速的高低沒有關(guan) 係，隻與(yu) 轉向角度有關(guan) 。轉向盤轉過的角度越大，液壓係統提供的助力也越大。同時，該係統存在著以下缺點：
（1）不管汽車轉不轉向，隻要發動機工作，液壓助力泵就會(hui) 在發動機帶動下工作，額外消耗發動機的能量。
（2）轉向助力特性不可調，高速和低速時助力特性相同。在低速轉向需要較大助力時，往往因發動機轉速低而助力效果差，而在高速轉向需要較小助力時，會(hui) 因發動機轉速高而助力作用大，導致轉向過於(yu) 靈敏，使汽車的操縱穩定性變差。
（3）液壓係統本身所固有的液壓油泄漏問題和轉向噪聲使得轉向舒適性大大下降，同時對環境造成汙染。由於(yu) 液壓助力轉向係統工作可靠、技術成熟，能提供大的轉向助力，目前被廣泛應用。

電液助力轉向係統
電液助力轉向係統的轉向助力特性在工作時可以改變。它主要有2種類型：電控液壓助力轉向係統(ECHPS)和電動液壓助力轉向係統(EHPS)。目前汽車上應用最多的是電動液壓助力轉自係統。

（1）電子控製式液壓動力轉向係統
電控液壓助力轉向係統（ECHPS）是在液壓助力轉向係統基礎上增加了控製液體(ti) 流量的電磁閥、轉矩傳(chuan) 感器、車速傳(chuan) 感器以及轉向控製單元等元件。理想情況下，汽車在原地轉向時要求轉向盡量輕便，在汽車以不同的速度運行時，能實時提供相應的轉向助力以克服該運行速度下的轉向阻力，使駕駛員既能輕便地操縱方向盤，又有足夠的路感。
在轉向過程中， ECHPS存在著由於(yu) 油泵的持續工作所造成的多餘(yu) 能量消耗，

整個(ge) 液壓係統占用空間大、容易泄漏、噪聲大等缺點，而且增加了車速檢測控製裝置。而且控製閥的結構較HPS複雜且成本較高，目前主要應用於(yu) 高級轎車及運動型乘用車上。

（2）電動液壓助力轉向係統
電動液壓助力轉向係統（EHPS）也是在液壓助力轉向係統基礎上發展起來的。其特點是將原來由發動機驅動的液壓助力泵改由電動機驅動，並且增加了車速傳(chuan) 感器、轉向角速度傳(chuan) 感器以及轉向控製單元等電控裝置。該係統的液壓儲(chu) 油罐、油泵、電動機和轉向控製單元都集成在電動機油泵組內(nei) 。工作時轉向控製單元根據汽車的行駛速度和方向盤轉向角度等輸入信號計算出理想的輸出信號，控製電動機輸出適當的功率，驅動液壓助力泵工作。通過液壓油為(wei) 轉向器提供助力。 與(yu) 液壓助力轉向係統相比，它節省了發動機的燃油消耗，提高了經濟性。
電液助力轉向係統盡管在液壓助力轉向係統基礎上有了較大的技術改進，但液壓裝置的存在使得該係統仍有難以克服的缺點，如存在滲油、不便於(yu) 安裝維修等。雖然實現了變助力特性，但該係統在液壓助力係統基礎上又增加了電子控製裝置，使得係統結構複雜，成本增加。由於(yu) 電液助力轉向係統技術較為(wei) 成熟，可以實現整車電控係統的一體(ti) 化，作為(wei) 傳(chuan) 統液壓助力轉向係統向電動助力轉向係統過渡的中間技術，在一定時間內(nei) 還將繼續得到應用和發展。

電動助力轉向係統（EPAS或EPS）
電動助力轉向係統是在傳(chuan) 統機械轉向係統的基礎上，增加了傳(chuan) 感器裝置、電子控製裝置和轉向助力機構等。其特點是使用電動執行機構在不同的駕駛條件下為(wei) 駕駛員提供合適的助力。係統主要由電子控製單元ECU、扭矩傳(chuan) 感器、車速傳(chuan) 感器、電動機、離合器和轉向柱總成等組成。
EPS與(yu) HPS相比，除節省能源外，由於(yu) 取消了液壓係統而提高了環保性能，很好地解決(jue) 了液壓傳(chuan) 動帶來的種種弊端。整套係統由生產(chan) 廠家一起提供給整車生產(chan) 廠，可以直接安裝。對不同車型、不同工況以及不同駕駛員所需的不同轉向助力特性，可通過軟件修改，方便快捷。完整的EPS係統還包括故障診斷與(yu) 安全保護係統。當發生故障時，能停止助力，自動恢複到手動控製方式並發出警報信號，同時顯示所記憶的異常內(nei) 容如扭矩傳(chuan) 感器本身異常、車速傳(chuan) 感器異常以及電動機工作異常、蓄電池異常等等。
電動助力轉向係統已成為(wei) 目前汽車轉向係統技術發展的主流，但是該係統也有其局限性，由於(yu) 電動機的發電功率和提供的轉向助力也很有限，如果車身較重，轉向係統需要有較大的驅動力量，電動助力轉向係統就顯得力不從(cong) 心了。所以該係統多用於(yu) 小型汽車上，目前已大量裝備到中高級轎車上，並逐漸向普通型轎車和小型商用汽車發展。