汽车动力转向系统

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系统简介

来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。

系统概述

汽车在行驶的过程中，需按驾驶员的意志改变其行驶方向。就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是, 驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵横线偏转一定角度。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构?即称为汽车转向系统。

动力转向系统是利用发动机的动力来帮助司机进行转向操纵的装置?它把发动机的能量转换成液压能、电能或气压能、再把液压能、电能或气压能、转换成机械能作用在转向轮上帮助司机进行转向，故应称之为动力助力转向系统。它最初主要是为了减小司机施加到方向盘上的转向力而应用到汽车上的。从本世纪30年代开始在汽车上应用动力转向系统。当时主要是在重型汽车上安装，采用的动力源包括气压和液压。到目前为止气压动力转向已被淘汰，最广泛的应用的是液压动力转向?另外还有刚开始推广应用的电动动力转向。

目前在国内外不但重型车装用动力转向系统,而且在轻型车和轿车上也极普遍的应用。从50年代起,各汽车工业发达国家就竞相发展动力转向装置。出现了许多生产动力转向器和转向油泵的专业厂家,并且已将产品系列化。

系统优点

(1)减轻方向盘上的转向力，特别是在原地转向和低速大转角转向时减小转向力；

(2)提高了转向灵敏性。从汽车转向系统设计的两个主要要求即转向轻便与转向灵敏这一矛盾出发，现在动力转向解决了转向轻便问题，从而使得转向器设计可以根据整车布置的不同要求，选择更为合适的转向器速比以提高转向系统的灵敏性，也即是可以更合理地选择方向盘的圈数。这一点对于经常在山区多弯(尤其是多急弯)公路上行驶的汽车，效果更为明显；

(3)减小了地面反冲对方向盘的影响；

(4)在某个车轮爆破的情况下，可以更好地阻止车轮的突然转向，从而改善安全性；

(5)转向车轮的允许负荷较大，可以增加总布置的自由度。

系统分类

汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。

完全靠驾驶员手力操纵的转向系统称为机械转向系统。

借助动力来操纵的转向系统称为动力转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。

工作原理

驾驶员转动方向盘通过转向轴转动转向器的输入轴，再由转向器的输出轴使转向臂绕其轴线摆动，然后经直拉杆使转向车轮绕主销轴线转动，从而宴现汽车转向。转向器是将来自方向盘的旋转力矩和旋转位移作适当变换后传给车轮而使汽车转向的核心部件。

汽车动力转向依次经历了机械式转向、液压式动力转向、电控液压式动力转向和当前正处于研究热点的电动助力转向等阶段。最早应用的机械转向系统转向动力来源于驾驶员转向盘输入扭矩，它不提供助力，仅通过机械传动减轻转向扭矩，很有限地辅助转向。为减轻转向扭矩，液压动力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS）应运而生，并于1928年首次装配在重型汽车上，经过十几年的应用和改进后，美国克莱斯勒( CHRYSLER)公司于1951年最先在轿车上装配HPS，此后，HPS在轿车上迅速得到普及。为改善HPS助力特性和其他缺陷，设计者将电子控制技术引入到动力转向系统，设计根据转向盘输入扭矩和车速等信号实时智能助力的速度感应型助力转向，即电控液压助力转向（Electric Hydraulic Power Steering，EHPS）。摒弃了液压油泵的电动助力转向（Electric Power Steering．EPS或Electric Assisted Steering，EAS）是20世纪80年代中期提出来的；1988年2月日本铃木公司首先在其Cervo车上装备EPS，随后又应用在Alto车上；1993年本田汽车公司在爱克NSX跑车上装备EPS并取得了良好的市场效果，不久美国的Delphi公司生产的EPS被菲亚特轿车作为标准装备予以使用。至上世纪90年代初，日本铃木、本田、三菱、美国Delphi、TRW、德国ZF等公司相继推出EPS。近年来，随着汽车向智能化、电子化、网络化、舒适化和安全化方向发展，源于飞机制造的线控概念被引入到汽车领域，国际上又悄然兴起了线控转向（Steer- By- Wire，SBW）；目前线控转向仅装配在汽车开发商展出的概念车上。