大家在開車時，手扶方向盤輕輕一轉，龐大而沉重的汽車就按照我們的意願，向給定的方向穩定行駛了。很多人都知道，這是汽車的轉向系統的功勞，就是它讓汽車具有了轉向的能力，如果沒有它，我們直接扳動車輪轉向，是根本不可能的。可是，大家有沒有想過，汽車的轉向為什麼如此的輕盈呢？究竟是什麼力量幫助我們轉動了車輪？下面我們就來說說汽車的轉向系統，以及汽車為什麼需要轉向助力。

汽車在路上行駛，不可能是一條筆直的大道直達目的地，必然要随時改變行駛方向，因此汽車上必須要有轉向系統，使汽車能按駕駛員的意願進行直線或轉向行駛。所以從汽車誕生的那一天起，就有了轉向系統，隻不過那時的轉向系統比較簡單，基本上就是用方向盤通過幾個齒輪或拉杆直接驅動轉向車輪。不過這也是一種簡單的助力系統，是通過杠杆來增加在轉向車輪上的作用力的，駕駛員加在方向盤上的操縱力，要比轉向車輪所受到的阻力小很多。所以，絕對沒有助力的轉向系統是不存在的，隻是由于動力源的不同，區分為機械助力轉向系統和動力助力轉向系統。

如果汽車沒有轉向系統、直接由駕駛員驅動車輪轉向會怎樣？大家肯定會說這是不可能的，世界上哪有這樣的二傻子？事實上這樣的汽車是存在的，我們常見的正三輪把式轉向汽車，它就是由駕駛員直接驅動車輪轉向的。隻是這樣的汽車車重較輕，轉向輪負荷較小，可以用人力直接驅動，說白了就跟我們騎的自行車、摩托車是一樣的。而現在的汽車，即使是最小的家庭轎車車重也在一噸以上。假設轉向輪負重500公斤，車輪與地面摩擦系數0.8，那麼使車輪轉動的力就需要400公斤，顯然這就不是人力所及的了，更别說那些動辄幾十上百噸的大卡車了，轉向車輪負重幾千公斤，使轉向輪轉動的力需要上萬牛，這種情況下如果沒有助力系統，汽車是無法使用的。

所以，随着汽車的發展進步，汽車轉向車輪的負重越來越大，汽車的轉向系統也就越來越複雜、越來越重要了。在汽車上用來改變汽車行駛方向的專設機構總稱為汽車轉向系統，它的作用是保證汽車能按駕駛員的意願進行直線或轉向行駛，根據轉向能源的不同分為機械轉向系統和動力轉向系統，主要由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構組成。

從轉向盤到轉向器之間的所有零部件總稱為轉向操縱機構，它主要由轉向盤、轉向軸、轉向柱管及其吸能裝置組成。轉向盤又稱方向盤，是由轉向盤由輪緣、輪輻和輪毂組成。轉向盤輪毂的細牙内花鍵與轉向軸連接。現代汽車的轉向盤非常複雜，裝有喇叭按鈕、安全氣囊等。在多功能方向盤上還集中安裝了音響操縱按鈕、定速巡航按鈕、換擋撥片等裝置。轉向軸是連接轉向盤和轉向器的傳動件，轉向柱管固定在車身上，轉向軸從轉向柱管中穿過，支承在柱管内的軸承和襯套上。

需要注意的是，現在的汽車非常注重安全性能。而汽車的方向盤在汽車發生嚴重碰撞時，會直接傷害駕駛員。數據表明：車輛碰撞時，人體受到的傷害大約有35%是由方向盤造成的，并且方向盤大多會撞向人體的胸腹部，往往會造成緻命的傷害。所以，研究安全的方向盤及轉向操縱機構是汽車安全的一個重要課題，所以現在的汽車上使用的基本都是吸能式方向盤和吸能式轉向柱管。吸能式方向盤在撞車時，轉向盤骨架會産生變形以吸收能量，減輕駕駛員受傷的程度，轉向盤柔軟的外表面也有緩沖保護作用。吸能式轉向柱管是指在 汽車發生嚴重碰撞時，轉向軸會從中間自動斷開或壓縮吸能，吸收沖擊能量，從而緩和轉向盤對駕駛員的沖擊，減輕駕駛員所受到傷害。

轉向器又名轉向機、方向機，是轉向系統中的減速增扭傳動裝置，它的作用是增大轉向盤傳到轉向傳動機構的力和改變力的傳遞方向。它是汽車轉向系中最重要的部件，按結構型式可以分為齒輪齒條式、蝸杆滾輪式、蝸杆曲柄銷式和循環球式等幾種。其中齒輪齒條式轎車、微型貨車和輕型貨車最常使用的轉向器，它的基本結構是一對相互齧合的小齒輪和齒條，當轉向軸帶動小齒輪旋轉時，齒條便做直線運動。它結構簡單，成本低廉，轉向靈敏，體積小，可以直接帶動橫拉杆，可以與獨立懸架系統配套使用。而其它的幾種基本都是應用在卡車上，其中以循環球式轉向器應用最為廣泛，它是在螺杆和齒條螺母之間裝有可循環滾動的鋼球，使滑動摩擦變為滾動摩擦，從而提高了傳動效率，具有操縱輕便，磨損小，壽命長等優點。

從轉向器到轉向輪之間的所有傳動杆件總稱為轉向傳動機構。它的功用是使左右轉向車輪按一定規律進行偏轉，實現汽車轉向。主要由由轉向搖臂、轉向直拉杆、轉向節臂和轉向梯形等零部件組成。一般汽車在轉向行駛時，為了避免車輪相對地面滑動而産生附加阻力，減輕輪胎磨損，要求轉向系統能保證所有車輪均作純滾動，即所有車輪軸線的延長線都要相交于一點。這種運動關系的建立主要就是由轉向梯形機構來保證的，一般内側轉向輪的轉向角度要比外側轉向輪的角度更大一點，這樣才能保證車身轉彎的平順，此時兩側轉向輪偏轉角之間的函數關系稱為理想關系式。在車輪向内側打死的情況下，外側輪和内側輪的轉向角度不一緻産生的夾角，稱作阿克曼角。有些車型在轉向打死時轉向車輪與地面之間滑動、異響，就是這個阿克曼角設計不合理導緻的。

一般轉向車輪的偏轉角度在35~38°之間，但是方向盤卻可以轉3~6圈，這就涉及到一個概念：轉向系統傳動比。表述的參數有轉向器角傳動比（i₁）、轉向傳動機構角傳動比（i₂）、轉向系統角傳動比（i₃），它們的關系是i₃=i₁·i₂。轉向系統角傳動比i₃越大，轉向系統對駕駛員操縱力的放大倍數越大，轉向就越輕，但轉向靈敏度會下降，轉向盤的圈數會增加。所以，在設計轉向系統角傳動比時，要兼顧省力與操縱靈敏兩方面的要求。一般貨車的轉向系統角傳動比為16~32之間，轎車的轉向系統角傳動比為12~20之間。這個數值也可以看做是機械助力轉向系統的轉向力放大倍數，比如說在轉向盤上施加10公斤力，轉向系統角傳動比為20，那麼最終作用在轉向車輪上的作用力就是200公斤力。

但是現在的汽車越來越追求操作輕便性和靈敏度。一般要求轉向盤的總圈數不應該超過5圈，駕駛員施加在轉向盤上的作用力不超過3公斤力，極限數值不得超過25公斤力。但是現在越來越多的汽車使用前輪驅動，使前軸的負荷越來愈大，并且廣泛使用低壓輪胎，使轉向阻力矩越來越大。這種情況下，機械助力轉向系統就很難滿足需求了，甚至根本不可能了，因此使用其它動力來驅動轉向車輪偏轉的動力轉向系統就應運而生了。

動力轉向系統是将發動機輸出的部分機械能轉化為壓力能（或電能），并在駕駛員控制下，對轉向傳動機構或轉向器中某一傳動件施加輔助作用力，使轉向輪偏擺，以實現汽車轉向的一系列裝置。動力轉向系統最大的優點是可以減輕駕駛員的勞動強度，并且使汽車操縱靈敏，所以現在的汽車基本都安裝了動力轉向系統。它主要由機械轉向器和轉向加力裝置組成，根據助力能源形式的不同可以分為液壓助力、氣壓助力和電動機助力三種類型。其中液壓助力轉向系統和電動助力轉向系統應用較為普遍，氣壓助力現在極少使用。

機械液壓助力是我們最常見的一種助力方式，英文簡稱為HPS，它是将一部分發動機動力輸出轉化成轉向泵壓力，對轉向系統施加輔助作用力，從而使轉向車輪實現轉向。它的主要組成部分有轉向泵、油管、壓力流體控制閥（轉向器）、V型傳動皮帶、儲油罐等等。根據系統内液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力，現在大多數液壓轉向助力系統都采用常流式。它的工作原理是：當方向盤未轉動時，活塞兩側腔室内壓力一緻，處于平衡狀态。方向盤轉動時，連接在轉向柱上的機械控制閥就會相應的打開或關閉，一側油液不再經過液壓缸而直接回流至儲油罐，另一側油液繼續注入液壓缸内，活塞兩側産生壓差，便會在液力的作用下被推動，進而産生輔助力，此時我們便會感受到轉動方向盤不那麼費力了。

機械液壓助力轉向系統的優點是轉向動力充沛、操控精準、路感直接、技術成熟、可靠性高、平均制造成本低；缺點是需要消耗發動機的動力、增加油耗、系統結構複雜、後期維護保養成本較高，并且不能随車速改變而改變助力的大小。因此，現在機械液壓助力轉向系統更多的應用在卡車、越野車等對轉向助力要求較大的車型上，在轎車上應用的越來越少了。

電子液壓助力轉向系統英文簡稱為EHPS，它的基本結構與機械液壓助力轉向系統類似，最大的區别是這套系統的轉向油泵不再由發動機直接驅動，而是由電動機來驅動，并且在此基礎上加裝了電控系統，使得轉向輔助力的大小不光與轉向角度有關，還與車速相關，實現了随速轉向。車速傳感器監控車速，電控單元獲取數據後通過控制轉向控制閥的開啟程度改變油液壓力，從而實現轉向助力力度的大小調節。機械結構上增加了液壓反應裝置和液流分配閥，新增的電控系統包括車速傳感器、電磁閥、轉向ECU等。

電子液壓助力轉向系統擁有機械液壓助力轉向系統全部的優點，并且還降低了能耗，轉向操控更加靈敏，轉向助力的大小能根據轉角、車速等參數自行調節，使汽車操控性更好，初步實現了低速操控輕便、高速沉重穩定的随速轉向目的；它的缺點是由于引入了很多電子單元，其制造、維修成本也會相應增加，使用穩定性也不如機械液壓式的可靠，後期仍需進行定期維護。這種轉向助力系統應用的不多，屬于一種過渡性的系統，在轎車上隻有福克斯還在使用。

電動助力轉向系統英文簡稱EPS，它是由助力電機直接驅動轉向傳動裝置提供轉向助力，從而使轉向輕便。該系統由轉向傳感裝置、車速傳感器、助力機械裝置、提供轉向助力電機及微電腦控制單元組成。它的工作原理是：微電腦控制單元根據轉向傳感裝置和車速傳感器傳出的信号，确定轉向助力的大小和方向，并驅動電機輔助轉向操作。駕駛員在操縱方向盤進行轉向時，轉矩傳感器檢測到轉向盤的轉向以及轉矩的大小，将電壓信号輸送到電子控制單元，電子控制單元根據轉矩傳感器檢測到的轉距電壓信号、轉動方向和車速信号等，向電動機控制器發出指令，使電動機輸出相應大小和方向的轉向助力轉矩，從而産生輔助動力。汽車不轉向時，電子控制單元不向電動機控制器發出指令，電動機不工作。

電動助力轉向系統的優點很多，比如結構簡單、質量小、效率高、能耗低、反應靈敏、滞後小、駕駛員的“路感”好、調整簡單、裝配靈活等，還有非常重要的一點是系統的擴展性好，可以在此基礎上實現車道保持、車道偏離預警、甚至是自動駕駛等功能；它的主要缺點是轉向輔助動力較小、難以用于大型車輛，同時大量的電氣部件會增加故障點，使系統可靠性降低，另外還有過熱保護、系統死機等現象。不過瑕不掩瑜，它的優點是遠大于缺點的，所以電動助力轉向系統在轎車上應用的越來越廣泛，它是汽車轉向系統的發展方向。

還有一種特殊的轉向系統，稱為線控轉向系統。它的特點是在轉向盤與轉向器之間沒有剛性連接，轉向盤事實上就是一個信号輸出端，它把駕駛員的駕駛意圖和車輛的行駛狀态用傳感器記錄下來，然後通過數據線将信号傳遞給車載電腦，電腦據此做出判斷并控制轉向助力電機提供相應的轉向力，使轉向輪偏轉相應角度實現轉向。這種轉向系統可靠性和安全性還沒有得到廣泛的認可，也不被廣大車主接受，應用的較少，目前隻有因菲尼迪Q50轎車采用了這種線控轉向系統。

綜上所述，現在的汽車基本都使用了動力轉向系統，不使用動力轉向助力是不可想象的。很多老司機都開過以前的解放141、東風140等汽車，這些車就沒有動力轉向，隻是機械助力，開起來簡直累死個人，原地打方向力氣小的根本打不動。所以，無論是從減輕駕駛員勞動強度的角度出發，還是從汽車操縱靈敏度的角度出發，都應該使用助力轉向。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!