汽车转向系统的组成和工作原理（图解）

汽车转向系统的功能就是按照驾驶人的意愿控制汽车的行驶方向。齿轮齿条式转向系统（图 19-1） 是现代轿车采用最多的转向系统。齿轮齿条式转向器（转向机） 通过壳体两端的螺栓固定在副车架上。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。借助横拉杆推动或拉动转向节，使前轮实现转向。

转向系统的工作原理

转向盘与转向柱相连，因此当驾驶人转动转向盘时，转向柱便跟着转动。通过转向节和转向中间轴，转向力矩传递至转向器的输入轴。输入轴的转动被齿轮齿条式转向器转换为往复运动或直线运动，推动或拉动转向杆系及转向节，使转向轮（前轮） 偏转一定角度。齿轮齿条式转向系统的工作原理如图 19-2 所示。转向器是将旋转运动转化为直线运动（或近似直线运动） 的一组齿轮齿条传动机构，同时起到减速增矩作用。

转向柱总成的结构如图 19-3 所示。可调式转向柱能调节转向柱的倾斜度和伸缩量（即转向盘高度），方便驾驶人调节至合适的驾驶姿势。一旦发生撞击，转向盘、转向管柱和防撞管会一起偏向仪表板。此时，防撞管会挤压是转向管柱，并通过溃缩机构吸收碰撞能量，保护驾驶人。

如图 19-4 所示，转向柱的支架靠两个螺栓固定在模块横梁上，而转向柱安装支架用螺栓安装在模块横梁上，同时转向柱的支架也用螺栓固定在安装支架上。因此，转向柱的两个安装点相距较远，具有较宽的基部空间，有利于保持转向柱的稳定。

液压助力转向系统使转向操纵更加灵活、轻便，而且能吸收来自不平路面的冲击。齿轮齿条式液压助力转向系统的结构如图 19-5 所示。液压助力转向系统的特点在于通过发动机的传动带或电气方式驱动转向助力泵。从转向助力泵输出的转向油流向转向阀，转向阀控制油压并改变流向。转向油被引向转向机相应一侧的液压缸，并在此产生齿轮齿条驱动进力。

电控液压助力转向系统（EPHS） 的组成如图 19-6 所示。该系统克服了传统液压助力转向系统的缺点，它所采用的转向助力泵不再靠发动机传动带驱动，而是采用电动机来驱动。电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角速度来调节电动机的转速和由此产生的转向油流量，使转向助力力矩连续可调，从而满足高、低速时的转向助力力矩要求。

电动助力转向系统（EPS）介绍

电动助力转向系统（图 19-7） 通过电动机产生转向助力力矩，并将力矩施加到转向柱或转向器上。因此该系统通常还需要附加的齿轮传动机构来连接电动机和现有的转向组件。汽车转向时，转矩传感器检测转向盘的力矩和转动方向，将这些信号输送到电控单元。电控单元根据转向盘的力矩、转动方向和车速等数据向电动机发出指令信号，使电动机输出相应大小及方向的力矩以产生转向辅助力。

奥迪 A3 轿车的电动助力转向系统如图 19-8 所示。驾驶人转动转向盘，转矩通过转向柱和转向齿轮传递到转向杆系。转向助力电动机由助力转向控制单元来控制。该控制单元控制电动机通过减速齿轮在转向齿条上施加轴向力。动力辅助的水平取决于施加到转向盘上的力矩、车辆速度和转向盘角度。配备自动驻车系统的车辆，借助转向助力电动机可进行自动转向。