「汽车助力转向系统」汽车电动助力转向系统

今天我们来看一下汽车助力转向系统,以下6个关于汽车助力转向系统的观点希望能帮助到您找到想要的百科知识。

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什么是助力系统？

助力转向系统，顾名思义，就是协助驾驶员对汽车的方向进行调整，降低了驾驶员打方向盘的用力强度，当然，助力转向系统在汽车驾驶安全、经济方面也有一定的作用。目前，汽车助力转向系统大致可分为三类：

1、机械式的液压动力转向系统。一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动带、储油罐等部件组成；

2、电子液压助力转向系统。主要部件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中动力转向控制单元和电动泵是一个整体结构；

3、电动助力转向系统（EPS）。主要工作原理：当汽车转向时，扭矩（转向）传感器将“感觉”到方向盘的扭矩和旋转方向，这些信号将通过数据总线发送到电子控制单元，电子控制单元将根据功率矩的传输，提出的方向转动等数据信号，向电机控制器发出动作指令，这样，电机将根据具体需要输出相应大小的转动扭矩，从而产生助力转向。

助力转向系统的分类

就目前汽车上配置的助力 转向系统 ，大致可以分为三类， (1)第一类机械式液压动力转向系统; 1.机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。 2.无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以，也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下：开这样的车，尤其时低速转弯的时候，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大，也比较容易损害助力系统。还有，机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成，为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，能耗较高，这也是耗资源的一个原因所在。一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。 (2)第二类是电子液压助力转向系统; 1.主要构件：储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。 2.工作原理：电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力;汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。是使用较为普遍的助力转向系统。蒙迪欧正是采用了电子液压助力转向系统。 (3)第三类电动助力转向系统 1.英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及蓄电池电源所构成。 2.主要工作原理：汽车在转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。雷克萨斯RX全系配备电动助力转向。 3.有一些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的 纯电动 的助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油。传统的液压动力转向系统的油泵由发动机驱动。为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，油泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。而汽车行驶中大部分时间处于高于怠速的速度和直线行驶状态，只能将油泵输出的油液大部分经控制阀回流到储油罐，造成很大的“寄生损失”。为了减少此类损失采用了电动机驱动油泵，当汽车直线行驶时电动机低速运转，汽车转向时电动机高速运转，通过控制电动机的转速调节油泵的流量和压力，减少“寄生损失”。

汽车转向系统的组成

汽车转向系统主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。转向器：将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转源向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或2113车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。转向传动机构：将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。按转向能源的不同，转向系统可分为机5261械转向系统和动力转向系统两大类。就目前汽车上配置的助力转向系统和我能4102看到的资料，大致可以分为三类，一种是机械式液压动力转向系统；二种是电子液压助力转向系统；另外一种电动1653助力转向系统。

说说汽车的转向系统——转向为什么需要助力呢？没有助力行不行？

大家在开车时，手扶方向盘轻轻一转，庞大而沉重的 汽车 就按照我们的意愿，向给定的方向稳定行驶了。很多人都知道，这是 汽车 的转向系统的功劳，就是它让 汽车 具有了转向的能力，如果没有它，我们直接扳动车轮转向，是根本不可能的。可是，大家有没有想过， 汽车 的转向为什么如此的轻盈呢？究竟是什么力量帮助我们转动了车轮？下面我们就来说说 汽车 的转向系统，以及 汽车 为什么需要转向助力。 汽车 在路上行驶，不可能是一条笔直的大道直达目的地，必然要随时改变行驶方向，因此 汽车 上必须要有转向系统，使 汽车 能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。所以从 汽车 诞生的那一天起，就有了转向系统，只不过那时的转向系统比较简单，基本上就是用方向盘通过几个齿轮或拉杆直接驱动转向车轮。不过这也是一种简单的助力系统，是通过杠杆来增加在转向车轮上的作用力的，驾驶员加在方向盘上的操纵力，要比转向车轮所受到的阻力小很多。所以，绝对没有助力的转向系统是不存在的，只是由于动力源的不同，区分为机械助力转向系统和动力助力转向系统。 如果 汽车 没有转向系统、直接由驾驶员驱动车轮转向会怎样？大家肯定会说这是不可能的，世界上哪有这样的二傻子？事实上这样的 汽车 是存在的，我们常见的正三轮把式转向 汽车 ，它就是由驾驶员直接驱动车轮转向的。只是这样的 汽车 车重较轻，转向轮负荷较小，可以用人力直接驱动，说白了就跟我们骑的自行车、摩托车是一样的。而现在的 汽车 ，即使是最小的家庭轿车车重也在一吨以上。假设转向轮负重500公斤，车轮与地面摩擦系数0.8，那么使车轮转动的力就需要400公斤，显然这就不是人力所及的了，更别说那些动辄几十上百吨的大卡车了，转向车轮负重几千公斤，使转向轮转动的力需要上万牛，这种情况下如果没有助力系统， 汽车 是无法使用的。 所以，随着 汽车 的发展进步， 汽车 转向车轮的负重越来越大， 汽车 的转向系统也就越来越复杂、越来越重要了。在 汽车 上用来改变 汽车 行驶方向的专设机构总称为 汽车 转向系统，它的作用是保证 汽车 能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶，根据转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统，主要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构组成。 从转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构，它主要由转向盘、转向轴、转向柱管及其吸能装置组成。转向盘又称方向盘，是由转向盘由轮缘、轮辐和轮毂组成。转向盘轮毂的细牙内花键与转向轴连接。现代 汽车 的转向盘非常复杂，装有喇叭按钮、安全气囊等。在多功能方向盘上还集中安装了音响操纵按钮、定速巡航按钮、换挡拨片等装置。转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，转向柱管固定在车身上，转向轴从转向柱管中穿过，支承在柱管内的轴承和衬套上。 需要注意的是，现在的 汽车 非常注重安全性能。而 汽车 的方向盘在 汽车 发生严重碰撞时，会直接伤害驾驶员。数据表明：车辆碰撞时，人体受到的伤害大约有35%是由方向盘造成的，并且方向盘大多会撞向人体的胸腹部，往往会造成致命的伤害。所以，研究安全的方向盘及转向操纵机构是 汽车 安全的一个重要课题，所以现在的 汽车 上使用的基本都是吸能式方向盘和吸能式转向柱管。吸能式方向盘在撞车时，转向盘骨架会产生变形以吸收能量，减轻驾驶员受伤的程度，转向盘柔软的外表面也有缓冲保护作用。吸能式转向柱管是指在 汽车 发生严重碰撞时，转向轴会从中间自动断开或压缩吸能，吸收冲击能量，从而缓和转向盘对驾驶员的冲击，减轻驾驶员所受到伤害。 转向器又名转向机、方向机，是转向系统中的减速增扭传动装置，它的作用是增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。它是 汽车 转向系中最重要的部件，按结构型式可以分为齿轮齿条式、蜗杆滚轮式、蜗杆曲柄销式和循环球式等几种。其中齿轮齿条式轿车、微型货车和轻型货车最常使用的转向器，它的基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条，当转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。它结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆，可以与独立悬架系统配套使用。而其它的几种基本都是应用在卡车上，其中以循环球式转向器应用最为广泛，它是在螺杆和齿条螺母之间装有可循环滚动的钢球，使滑动摩擦变为滚动摩擦，从而提高了传动效率，具有操纵轻便，磨损小，寿命长等优点。 从转向器到转向轮之间的所有传动杆件总称为转向传动机构。它的功用是使左右转向车轮按一定规律进行偏转，实现 汽车 转向。主要由由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂和转向梯形等零部件组成。一般 汽车 在转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。这种运动关系的建立主要就是由转向梯形机构来保证的，一般内侧转向轮的转向角度要比外侧转向轮的角度更大一点，这样才能保证车身转弯的平顺，此时两侧转向轮偏转角之间的函数关系称为理想关系式。在车轮向内侧打死的情况下，外侧轮和内侧轮的转向角度不一致产生的夹角，称作阿克曼角。有些车型在转向打死时转向车轮与地面之间滑动、异响，就是这个阿克曼角设计不合理导致的。 一般转向车轮的偏转角度在35~38°之间，但是方向盘却可以转3~6圈，这就涉及到一个概念：转向系统传动比。表述的参数有转向器角传动比（i₁）、转向传动机构角传动比（i₂）、转向系统角传动比（i₃），它们的关系是i₃=i₁·i₂。转向系统角传动比i₃越大，转向系统对驾驶员操纵力的放大倍数越大，转向就越轻，但转向灵敏度会下降，转向盘的圈数会增加。所以，在设计转向系统角传动比时，要兼顾省力与操纵灵敏两方面的要求。一般货车的转向系统角传动比为16~32之间，轿车的转向系统角传动比为12~20之间。这个数值也可以看做是机械助力转向系统的转向力放大倍数，比如说在转向盘上施加10公斤力，转向系统角传动比为20，那么最终作用在转向车轮上的作用力就是200公斤力。 但是现在的 汽车 越来越追求操作轻便性和灵敏度。一般要求转向盘的总圈数不应该超过5圈，驾驶员施加在转向盘上的作用力不超过3公斤力，极限数值不得超过25公斤力。但是现在越来越多的 汽车 使用前轮驱动，使前轴的负荷越来愈大，并且广泛使用低压轮胎，使转向阻力矩越来越大。这种情况下，机械助力转向系统就很难满足需求了，甚至根本不可能了，因此使用其它动力来驱动转向车轮偏转的动力转向系统就应运而生了。 动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能（或电能），并在驾驶员控制下，对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅助作用力，使转向轮偏摆，以实现 汽车 转向的一系列装置。动力转向系统最大的优点是可以减轻驾驶员的劳动强度，并且使 汽车 操纵灵敏，所以现在的 汽车 基本都安装了动力转向系统。它主要由机械转向器和转向加力装置组成，根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动机助力三种类型。其中液压助力转向系统和电动助力转向系统应用较为普遍，气压助力现在极少使用。 机械液压助力是我们最常见的一种助力方式，英文简称为HPS，它是将一部分发动机动力输出转化成转向泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使转向车轮实现转向。它的主要组成部分有转向泵、油管、压力流体控制阀（转向器）、V型传动皮带、储油罐等等。根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力，现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。它的工作原理是：当方向盘未转动时，活塞两侧腔室内压力一致，处于平衡状态。方向盘转动时，连接在转向柱上的机械控制阀就会相应的打开或关闭，一侧油液不再经过液压缸而直接回流至储油罐，另一侧油液继续注入液压缸内，活塞两侧产生压差，便会在液力的作用下被推动，进而产生辅助力，此时我们便会感受到转动方向盘不那么费力了。 机械液压助力转向系统的优点是转向动力充沛、操控精准、路感直接、技术成熟、可靠性高、平均制造成本低；缺点是需要消耗发动机的动力、增加油耗、系统结构复杂、后期维护保养成本较高，并且不能随车速改变而改变助力的大小。因此，现在机械液压助力转向系统更多的应用在卡车、越野车等对转向助力要求较大的车型上，在轿车上应用的越来越少了。 电子液压助力转向系统英文简称为EHPS，它的基本结构与机械液压助力转向系统类似，最大的区别是这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在此基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关，实现了随速转向。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。 电子液压助力转向系统拥有机械液压助力转向系统全部的优点，并且还降低了能耗，转向操控更加灵敏，转向助力的大小能根据转角、车速等参数自行调节，使 汽车 操控性更好，初步实现了低速操控轻便、高速沉重稳定的随速转向目的；它的缺点是由于引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式的可靠，后期仍需进行定期维护。这种转向助力系统应用的不多，属于一种过渡性的系统，在轿车上只有福克斯还在使用。 电动助力转向系统英文简称EPS，它是由助力电机直接驱动转向传动装置提供转向助力，从而使转向轻便。该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。它的工作原理是：微电脑控制单元根据转向传感装置和车速传感器传出的信号，确定转向助力的大小和方向，并驱动电机辅助转向操作。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。 汽车 不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。 电动助力转向系统的优点很多，比如结构简单、质量小、效率高、能耗低、反应灵敏、滞后小、驾驶员的“路感”好、调整简单、装配灵活等，还有非常重要的一点是系统的扩展性好，可以在此基础上实现车道保持、车道偏离预警、甚至是自动驾驶等功能；它的主要缺点是转向辅助动力较小、难以用于大型车辆，同时大量的电气部件会增加故障点，使系统可靠性降低，另外还有过热保护、系统死机等现象。不过瑕不掩瑜，它的优点是远大于缺点的，所以电动助力转向系统在轿车上应用的越来越广泛，它是 汽车 转向系统的发展方向。 还有一种特殊的转向系统，称为线控转向系统。它的特点是在转向盘与转向器之间没有刚性连接，转向盘事实上就是一个信号输出端，它把驾驶员的驾驶意图和车辆的行驶状态用传感器记录下来，然后通过数据线将信号传递给车载电脑，电脑据此做出判断并控制转向助力电机提供相应的转向力，使转向轮偏转相应角度实现转向。这种转向系统可靠性和安全性还没有得到广泛的认可，也不被广大车主接受，应用的较少，目前只有因菲尼迪Q50轿车采用了这种线控转向系统。 综上所述，现在的 汽车 基本都使用了动力转向系统，不使用动力转向助力是不可想象的。很多老司机都开过以前的解放141、东风140等 汽车 ，这些车就没有动力转向，只是机械助力，开起来简直累死个人，原地打方向力气小的根本打不动。所以，无论是从减轻驾驶员劳动强度的角度出发，还是从 汽车 操纵灵敏度的角度出发，都应该使用助力转向。

助力转向系统的作用？

汽车已经成为我们生活中不可或缺的部分，方向盘+换挡杆+踏板的组合似乎已经成为天经地义的汽车控制方式，但是它们各自的作用机理却鲜有人明了。就以我们手中的方向盘为例，广大车友对于常见的各类转向系统概念仍旧模糊，比如“电动助力和液压助力的差别”，“可变助力是怎么回事”等等问题都是大家所好奇的，下面，我们就要为大家系统的介绍各类常见的转向系统，为大家解答这些问题，并与大家一起讨论各种转向系统的玄机和奥秘。

由于篇幅较长，所以我们本文介绍的是我们现在最常见的助力转向系统，解读“助力从何而来”并介绍助力转向系统的分类。

助力转向，顾名思义，就是通过增加外力来抵抗转向阻力，让驾驶者只需更少的力就能够完成转向，也称动力转向，英文为power

steering，最初是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松的操作，但是现在已经非常普及，它让驾驶变得更加简单和轻松，并且让车辆反应更加敏捷，一定程度上提高了安全性。助力转向按照助力的来源不同，可以分为两大类---液压助力和电动助力。

● 机械液压助力

液压动力转向的由来最早要追溯到1902年的2月，英国的Frederick

W. Lanchester发明了“cause the steering mechanism to be actuated by

hydraulic power”即液力驱动转向机构。之后类似的发明分别有美国和加拿大的发明家相继注册专利。而在汽车生产厂商中，克莱斯勒率先实现了液压助力转向系统的商业化生产，将其命名为Hydraguide油压转向系统，并于1951年将其搭载在克莱斯勒的第六代Imperial（译为帝王）车型上。随着技术的发展，出现了以电子泵代替机械泵的电子液压助力转向系统，所以目前液压助力的主要分为机械式液压助力和电子液压助力两类，另外，在机械式液压助力的基础上还派生出了电子伺服的液压助力转向系统。

什么是汽车转向系统？

转向系统的基本组成

(1)转向操纵机构 主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。

(2)转向器 将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。转向器一般固定在汽车车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。

(3)转向传动机构 将转向器输出的力和运动传给车轮(转向节)，并使左右车轮按一定关系进行偏转的机构。

按转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系统和动力转向系统两大类。

就目前汽车上配置的助力转向系统和我能看到的资料，大致可以分为三类，(1)一种是 机械式液压动力转向系统；(2)一种是电子液压助力转向系统；(3)另外一种电动助力转向系统。

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