转向系统的结构

汽车转向系统的工作原理是汽车在转向时，转矩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，电动机会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩。转向系统主要由转向管、转向盘、转向轴和柱等构成。转向系统是汽车上用来改变车辆行驶方向的一个操纵机构，其功能就是按照驾驶人员的意愿控制行驶方向。汽车上配置的助力转向系统大致可以分为三类，机械式液压动力转向系统、电子液压助力转向系统以及电动助力转向系统。

转向系统的作用是驾驶员通过转动转向盘操纵转向系统，根据需要改变汽车行驶的方向，以控制车辆行驶方向。在驾驶员的操纵下改变或保持汽车行驶的方向。转向工作是由转向盘、转向柱、转向器和转向传动杆等完成。转向柱将转向盘的转向力传送至转向器，转向器则将转向盘的旋转力增大，然后将增大的扭矩传至转向传动杆系，最后由转向传动杆系将转向机的运动传至前轮，达到车轮转向的目的。汽车转向系统作用是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向。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。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）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。汽车动力转向系统提高了转向灵敏性。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，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，可以更合理地选择方向盘的圈数。

转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，驾驶员的体力作为转向能源。转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。转向系统的要求有：有自动回正的能力、操作要轻便灵敏、转动方向和汽车行驶。汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，使汽车恢复原来的行驶方向。

转向系统警告灯亮起黄色，说明转向系统出现部分失灵，转动方向盘需要更大的力气；如果转向系统警告灯亮起红色，说明转向系统完全失灵，转动方向盘需要非常大的力气。转向助力是协助驾驶员作汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘的用力强度，当然，转向助力在汽车行驶的安全性、经济性上也一定的作用。助力转向故障灯在车辆行驶时转向助力系统故障灯亮起，表明转向助力系统故障，此时的转向助力可能被削弱或彻底失效，转动方向盘的阻力会比平时大好几倍，而此故障也无法自行检查或维修，所以最好的办法就是行驶到最近的维修服务站进行维修或拨打道路救援电话进行求助。但由于此系统出现故障时失去助力的方向盘转向阻力很大，所以车辆行驶非常不灵活，驾驶中要格外小心，减速慢行。

转向系统的故障有转向时有异响、转向机漏油和方向回位较困难。具体的内容如下转向时有异响：转向时有异响一般是机械部分，例如主销与衬套损伤、立柱止推轴承损坏等造成。检查时可以左、右打方向，观察响声的部位进行拆检。转向机漏油：转向机向外漏油不外乎是几个位置：转向机上盖、侧端盖和转向轴拐臂联接处。这三个部位都有密封圈，更换新的油封和密封圈就可解决。如果其它部位漏油就很可能是转向机壳体沙眼或裂痕。细小的裂痕和沙眼可以用乐泰290高渗透性密封胶来堵漏。方向回位较困难：一般车辆都有转向自动回位的功能。液压助力的汽车，由于液压阻尼的作用，自动回位的功能有所减弱，但还应保持一定的自动回位的能力。如果回位时，也要象转向时那样施力，就说明回位功能有故障。这种故障一般都发生在转向机械部分。例如转向节主销与衬套缺油而烧损、转向横、直拉杆接头缺油而锈蚀、方向盘与转向机联接的操纵轴万向节缺油或别劲以及转向机的转向轴扇齿与活塞直齿啮合太紧等等，都会造成这种故障。

转向系统的构成是操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。以下是转向系统的相关资料：分类：机械转向系统和动力转向系统。简介：用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。功能：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。

用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。以下是汽车转向系统相关资料：技术特点：汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。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）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。设计要求：汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。转向轮具有自动回正能力。在行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应使车轮产生的摆动最小。转向灵敏，最小转弯直径小。操纵轻便。转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小。

转向系统的结构是：操纵机构、转向器和转向传动机构，其是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置。转向系统故障的原因有：1、转向时异响；2、转向机漏油；3、方向回位困难；4、助力泵漏油；5、转向沉重。转向系统故障解决的方法是：1、检查转向器、转向泵控制阀、油杯滤网、转向油，清洗整个动力转向系统；2、检查轮胎气压，如果缺气及时补充；3、检查油管的各连接部位，紧固各连接螺栓；4、更换油管、动力转向泵或动力转向器。

转向系统的常见故障有转向沉重、前轮摆振、左右转向轻重不同、汽车向一边跑偏、转向装置有异响、方向盘回位困难。转向系统是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置，其功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车在行驶过程中需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。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）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。

转向系的作用是用于更改或维持汽车行车或倒退方向。汽车转向系统的功能就是依照驾驶者的想法操纵汽车的行车方向。汽车转向系统对汽车的行车安全尤为重要，所以汽车转向系统的零部件都称之为保安件。汽车转向系统和制动系统全是汽车安全必须要重视的2个系统。汽车在行车过程中，需按驾驶者的意志常常更改其行车方向，即所说汽车转向。就轮式汽车来讲，实现汽车转向的办法是，驾驶者通过1套专设的机构，使汽车转向桥（通常是前桥）上的车轮（转向轮）相比于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，通常转向轮也会遭到路面侧向影响力的作用，自动偏转而更改行车方向。这时，驾驶者也能够运用这套机构使转向轮向相反方向偏转，进而使汽车恢复原来的行车方向。这1套用于更改或恢复汽车行车方向的专设机构，即称之为汽车转向系统（通称汽车转向系）。所以，汽车转向系的功用是，确保汽车能按驾驶者的意志而完成转向行车。

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。

汽车转向系统动力转向系统比较好：1、汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统；2、机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的，机械转向系统要用的力比较多；3、动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系，汽车转向所需要的力量，只有一小部分由驾驶员提供，大部分是由发动机通过动力转向装置提供的。比较省力，适合女性司机。

转向系的作用是用来改变或保持汽车行驶或倒退方向：1、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；2、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）相对于汽车纵轴线偏转一定角度；3、在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。

主动转向系统工作原理：1、转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转向操纵机构。转向系统的可以大致分为三个部分：转向操纵机构，转向器，转向传动机构；2、转向器是整个转向系统中的核心部件，作用是放大驾驶员传递的力并同时改变力的传递方向，常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等；3、转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、杆件的总称，作用是把转向器输出的力传递到转向节上，从而实现转向轮的转向，同时让转向轮之间的转角遵循一定的规律，保证轮胎和地面之间的相对滑动控制在最低程度；4、总体而言，在原理上，机械转向系统的结构是用纯人力驱动各种机械结构的组合，通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动，这种系统的特点是：结构简单，可靠性强，但使用相当费力，稳定性、精确性、安全性无法保证。

主动转向系统的优：1、传统的转向系统有它自身的优点，如转向可靠、故障率低等，同时也存在着一定的弊病，那就是转向传动比如果较大，则车辆在低速下转向比较轻便，但在高速状态下转向则显得过于灵敏，转向稳定性变差；2、相反，如果转向传动比较小，车辆在高速时转向会显得稳重，但在低速状态下转向会比较吃力。在传统的转向系统上装配EpS（电子助力转向系统）后，上述问题就好转了许多；3、车辆在EpS的帮助下，在低速下可以获得较大的助力，以使转向轻便；而在高速行驶中，转向助力减小，从而增加了车辆的转向稳定性。不过，由于车速、路面状况的影响，往往会使车辆在转弯时产生转向不足或者转向过度的问题，从而造成很大的危险。对于有经验的驾驶者来说，可以通过修正转向角度来避免危险；而对于一般的驾驶者而言，则有些力不从心了。

汽车上配置的助力转向系统大致可以分为三类，机械式液压动力转向系统、电子液压助力转向系统以及电动助力转向系统。转向助力工作原理是协助驾驶员作汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘的用力强度。转向助力系统具体工作原理如下：1、机械式液压动力转向系统，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。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、电子液压助力转向系统，由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力，所以人们在机械液压助力的基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。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，并且在之前的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。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；3、电动助力转向系统（EPS），电动助力转向系统（ElectronicPowerSteering，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。

以下是转向系统的分类以及原理：1、齿轮齿条转向器：它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条；转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向；2、蜗杆曲柄销式转向器：它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器；转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂转动。再通过转向传动机构使转向轮偏转；3、循环球式转向器：循环球助力转向系统，主要结构由两大部分组成：机械部分与液压部分。转向螺杆转动时，通过钢球将力传给螺母，螺母即沿轴线移动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。

电子转向系统原理如下：1、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。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，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；2、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；3、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。

汽车在行驶中，经常需要改变行驶方向，并且当汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向，此时，驾驶员需利用一套机构使转向轮向相反方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向，这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构即称为转向系统。▲转向系统转向系统的功用是保证汽车按照驾驶员的需要改变行驶方向，而且还可以克服路面侧向干扰力使车轮自行产生转向，恢复汽车原来的行驶方向。转向器构造图解转向器是转向系统中减速及增力传动装置，其功用是增大方向盘传到转向节的力并改变力的传递方向。目前应用广泛的有齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。齿轮齿条式转向器：齿轮齿条式转向器由小齿轮、转向齿条、转向横拉杆等组成。小齿轮安装在壳体上，并与壳体内部水平安装的转向齿条啮合。转向齿条两端安装有转向横拉杆。当方向盘转动时，小齿轮转动并带动与之啮合的转向齿条沿轴线移动，从而使左右转向横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，实现汽车转向。▲ 齿轮齿条转向器循环球式转向器：循环球式转向器由带有蜗杆的转向轴、钢球、导轨、球螺母、齿扇轴等组成。当带有蜗杆的转向轴在方向盘和转向柱的带动下转动时，钢球将力传递给球螺母，球螺母即沿轴向移动。同时在蜗杆与球螺母两者和钢球的摩擦力作用下，所有钢球在螺纹状管道中滚动，形成球流。转向螺母带动齿扇轴运动，齿扇轴再带动转向拉杆实现车轮转向。▲ 循环球式转向器转向操纵机构构造转向操纵机构由方向盘和转向柱等组成，它的作用是将驾驶员转动方向盘的操纵力传给转向器。 转向传动机构构造转向传动机构的组成和布置因转向器位置及转向桥悬架类型不同而异。与非独立悬架配用的转向传动机构如下图所示。与独立悬架配用的转向传动机构如下图所示。液压动力转向系统构造动力转向是指在转向时，动力来源只有一小部分来自驾驶员，其余大部分由液压系统或电动机提供。液压式齿轮齿条动力转向系统由动力转向泵、储液罐、液压管路、齿轮-齿条式转向器等组成，如下图所示。▲ 液压式齿轮齿条动力转向系统1.液压动力转向工作原理动力转向系统使用发动机的动力来驱动产生液压力的叶轮泵。当方向盘转动时，在控制阀上转换油路。当把油压力施加到动力油缸里的动力活塞上时，需要操纵方向盘的动力就减小了，如下图所示。 2.液压动力转向泵动力转向泵是液压动力转向系统的动力源，其功用是将发动机的机械能转变为驱动转向动力缸工作的液压能并传给转向动力缸。液压动力转向泵通常安装在发动机的前端。液压动力转向泵形式有滚柱式、叶片式、转子式和齿轮式4种。叶片式液压动力转向泵结构简单、工作可靠，得到了广泛应用，如下图所示。电子助力转向系统构造原理电子助力转向系统（electronicpowersteeringsystem，eps）（下图）是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的电动助力转向系统。此系统利用微机控制电动机电流的方向和幅值，不需要复杂的控制机构，电动机、减速机构、转向柱和转向齿轮可以制成一个整体。▲ 电子控制助力转向系统1.转向器结构带有双小齿轮的电子控制助力转向系统转向器结构如下图所示。两个小齿轮平行排列，分别与齿条啮合。第一小齿轮由方向盘通过转向柱及传动装置驱动。由助力转向电动机通过传动机构带动第二小齿轮为转向系统助力。▲ 带有双小齿轮的电子控制助力转向系统转向器结构2.电子控制转向系统原理电子控制转向系统原理如下图所示。▲ 转向过程的作用1—转动方向盘，转向助力开始；2—扭矩传感器探测扭杆的转动，并将检测的扭矩传递给电子控制单元；3—转向角度传感器将当前转向角度和速度传递给电子控制单元；4—电子控制单元根据转向扭矩、车速、发动机转速、转向角度、转向速度传感器信号，计算支持扭矩，启动助力电动机；5—助力电动机通过涡轮传动装置和第二小齿轮将支持力传递到转向器的齿条上；6—方向盘扭矩和助力电动机的支持扭矩综合就是转向器上的有效扭矩，由该扭矩来传动齿条▲ 车轮主动回位作用1—弯道行驶时，驾驶员降低了转向扭矩，扭矩传感器通知电子控制单元；2—电子控制单元根据转向扭矩、转向角度和速度计算出复位扭矩；3—转向车轮上产生的复位力不足以使车轮回正；4—电子控制单元根据转向扭矩、车速、发动机转速、转向角度、转向速度传感器信号，计算支持扭矩，启动助力电动机；5—控制单元启动助力电动机，使车轮回正▲  市区低速行驶时的助力过程1—市区低速行驶时转动方向盘，转向助力开始；2—扭矩传感器探测扭杆的转动，告知电子控制单元方向盘上有一个中等的转向扭矩；3—转向角度传感器将当前转向角度和速度传递给电子控制单元；4—电子控制单元根据中等的转向扭矩、车速、发动机转速、中等的转向角度、转向速度传感器信号，计算中等的支持扭矩，启动助力电动机；5—由第二小齿轮将支持力传递到转向器的齿条上；6—方向盘扭矩和中等支持扭矩总和就是转向器上的有效扭矩，由该扭矩来传动齿条▲ 高速公路高速行驶时的助力过程1—在高速公路上变换车道，驾驶员轻微转动方向盘；2—扭矩传感器探测扭杆的转动，告知电子控制单元方向盘上有一个小的扭矩；3—转向角度传感器将小的转向角度和速度传递给电子控制单元；4—电子控制单元根据中等的转向扭矩、车速、发动机转速、小的转向角度、转向速度传感器信号，计算一个小的支持扭矩或无需支持扭矩，启动助力电动机；5—由第二小齿轮将支持力传递到转向器的齿条上；6—方向盘扭矩加上最小支持扭矩就是有效扭矩，该扭矩传动齿条四轮转向系统构造图解四轮转向系统是指除了前轮转向机构外，还在后桥上安装了一套转向系统。它能够使驾驶员在操纵方向盘时转动汽车前后四个车轮，不仅提高了高速时的稳定性和可控制，而且提高了低速时的机动性。在高速行驶时，使后轮与前轮同相位转向，以减小车辆转向时的旋转运动，改善高速行驶的稳定性；而在低速行驶时，使后轮与前轮逆相位转向，以改善车辆中低速行驶的操纵性，提高快速转向性。四轮转向系统组成如下图所示。四轮转向系统运行策略：车速＜60km/h时，后轮转向角度与前轮转向角度相反。这样可提高车辆的转弯性能，如下图（a）所示。车速≥60km/h时，后轮转向角度与前轮转向角度相同。这样可使车辆保持直线行驶，如下图（b）所示。▲ 前后轮转向角度快速更换车道或转弯时，所有车辆都有明显的横摆趋势且可能导致过度转向。动态稳定控制系统（dsc）识别出驾驶员指令与车辆响应间存在偏差时，就会进行后轮转向干预并稳定车辆，如下图所示。 更多汽车构造原理知识，推荐阅读 ▼

转向系统由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成，驾驶员的体力作为转向能源。转向系统现在来看有两种：机械转向系统，转向能源为驾驶员的体力；动力转向系统的转向能源包括驾驶员体力和发动机动力，一般在重量超过50吨以上的车辆中。转向系统的要求有：有自动回正的能力、操作要轻便灵敏、转动方向和汽车行驶的改变要一致、传给转向盘的反冲力要尽可能小、行驶状态下不得产生自振等。对于正确设计转向的梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时车轮绕顺时转向中心旋转。从现在来看，较为成熟的技术类型有蜗杆肖式（WP型）、蜗杆滚轮式（WR型）、循环球式（BS型）、齿条齿轮式（RP型），这些已经广泛应用到汽车中。从数据来看，循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其它型式的转向器占5%。从发展趋势来看，循环球式稳步发展，尤其在公共汽车上的使用，已经达到了100%。转向系统常见的故障有方向跑偏、方向摆头、转向沉重、转弯不足等。根据动力转向的优势来看，动力转向系统将会成为趋势，将不仅仅应用在大型车辆之中，因为动力转向系统不仅改善了汽车的操纵性，还提高了行驶的安全性。