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第六章第六章汽车电控转向系统汽车电控转向系统概述概述汽车转向系统汽车转向系统：
汽车上由驾驶员操纵、控制：
汽车上由驾驶员操纵、控制车轮车轮偏转偏转和和回正回正的一整套装置。
的一整套装置。
转向系的功用转向系的功用：
根据需要：
根据需要改变改变和和保持保持汽车的汽车的行驶方向。
行驶方向。
转向系的分类转向系的分类：
按照转向动力源的不同分为：
按照转向动力源的不同分为：
l传统机械转向系传统机械转向系l液压助力转向系液压助力转向系l电控动力（助力）转向系电控动力（助力）转向系l电控四轮转向系电控四轮转向系
（一）汽车传统（非动力）转向系
（一）汽车传统（非动力）转向系1、组成：
、组成：
转向操纵机构转向操纵机构转向器转向器转向传动机构转向传动机构转向盘转向盘转向柱转向柱：
目前目前多设计成可多设计成可“坍塌坍塌”式（或式（或可伸缩式）可伸缩式）转向传动轴转向传动轴转向万向节转向万向节
（1）转向操纵机构转向操纵机构种类种类：
l循环球循环球-齿条齿扇式齿条齿扇式l循环球循环球-曲柄指销式曲柄指销式l齿轮齿条式齿轮齿条式l涡杆曲柄指销式涡杆曲柄指销式作用作用：
为：
为12级减速增扭传动组件，将转向盘级减速增扭传动组件，将转向盘的回转运动转换为转向传动机构的往复运动。
的回转运动转换为转向传动机构的往复运动。
并将驾驶员作用于转向盘的转向力矩放大、减并将驾驶员作用于转向盘的转向力矩放大、减速。
速。
（2）转向器转向器（3）转向传动机构转向传动机构组成组成：
转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、左转转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、左转向节、梯形臂、转向横拉杆、右转向节向节、梯形臂、转向横拉杆、右转向节功用功用：
将转向器输出的力和运动传递到转向桥将转向器输出的力和运动传递到转向桥两转向节，使两侧车轮偏转，且使两车两转向节，使两侧车轮偏转，且使两车轮偏转角按一定关系变化，保证转向时轮偏转角按一定关系变化，保证转向时车轮对地面的相对滑动尽可能小。
车轮对地面的相对滑动尽可能小。
汽车转向条件汽车转向条件汽车转向时，为了汽车转向时，为了避免车轮沿路面边滚避免车轮沿路面边滚动边滑动，致使转向动边滑动，致使转向时的行驶阻力增大，时的行驶阻力增大，轮胎磨损增加，要求轮胎磨损增加，要求转向系保证所有车轮转向系保证所有车轮均作纯滚动。
均作纯滚动。
这只有在转向时，这只有在转向时，所有车轮的轴线都交所有车轮的轴线都交于一点时方能实现。
于一点时方能实现。
此交点此交点O称为称为转向中转向中心心此时，内侧车轮和外侧车轮滚过此时，内侧车轮和外侧车轮滚过的距离是不相等的。
的距离是不相等的。
一般，后桥左右两一般，后桥左右两侧的驱动轮由于差侧的驱动轮由于差速器的作用，能够速器的作用，能够以不同的转速滚过以不同的转速滚过不同的距离。
不同的距离。
而前桥左右两侧的而前桥左右两侧的转向轮，则要求内转向轮，则要求内侧转向轮偏转角侧转向轮偏转角大于外侧转向轮偏大于外侧转向轮偏转角转角，这一关系由转向梯这一关系由转向梯形机构保证形机构保证
（1）传统机械转向系统的特点）传统机械转向系统的特点由于传统机械式转向系统的转向力全部由由于传统机械式转向系统的转向力全部由驾驶员施加，驾驶员的操纵力较大。
驾驶员施加，驾驶员的操纵力较大。
而且：
而且：
l停车和车速很低时：
转向盘的操纵很费停车和车速很低时：
转向盘的操纵很费力力l中速时：
操纵较轻快中速时：
操纵较轻快l高速时：
转向操纵很轻高速时：
转向操纵很轻（发飘）（发飘）
（二）动力（助力）转向系统
（二）动力（助力）转向系统助力（动力）转向系统是兼用助力（动力）转向系统是兼用驾驶员体驾驶员体力力和和发动机发动机或或蓄电池动力蓄电池动力为转向能源的为转向能源的转向系。
转向系。
即用伺服助力机构进行动力放大，来减轻即用伺服助力机构进行动力放大，来减轻转动方向盘所需要的操纵力（特别是车转动方向盘所需要的操纵力（特别是车速较低时）。
速较低时）。
是在原有转向系统基础上加设一套转向是在原有转向系统基础上加设一套转向助力装置而成。
助力装置而成。
在转向助力装置失效时，还可由驾驶员在转向助力装置失效时，还可由驾驶员独立承担汽车转向任务。
独立承担汽车转向任务。
动力转向系统最早于动力转向系统最早于1974年出现在丰田年出现在丰田的皇冠轿车上。
的皇冠轿车上。
发展：
发展：
机械液压式机械液压式电控式电控式普通型普通型速度响应型速度响应型电控前轮（电控前轮（2WS）电控四轮（电控四轮（4WS）电控助力转向电控助力转向电控主动转向（线控转电控主动转向（线控转向）向）1）分类）分类按动力源分按动力源分液压动力（普通型）转向系统液压动力（普通型）转向系统：
具有具有固定的放大倍数。
目前的主要形式，固定的放大倍数。
目前的主要形式，电控动力转向系统（速度响应型）电控动力转向系统（速度响应型）：
可提供可变助力。
采用电子技术，可提供可变助力。
采用电子技术，低速行驶时减轻转向操纵力，高速时低速行驶时减轻转向操纵力，高速时具有相当的转向操纵力，提高转向操具有相当的转向操纵力，提高转向操纵稳定性。
纵稳定性。
电子控制动力转向系统电子控制动力转向系统EPSEPS-ElectronicControlPowerSteering）根据）根据动力源又分为：
动力源又分为：
液压式电子控制动力转向系统（液压式液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS）：
在液压动力转向系统基础上增设控制液体流量的电磁阀、在液压动力转向系统基础上增设控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电控单元根据车速信号，车速传感器和电子控制单元等，电控单元根据车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。
满足高、低速时的转向助力要求。
电动式电子控制动力转向系统（电动式电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）：
用直流电动机作为动力源，电控单元根据转向参数和车用直流电动机作为动力源，电控单元根据转向参数和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。
电动机扭矩速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。
电动机扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后加在汽车转向机由电磁离合器通过减速机构减速增扭后加在汽车转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
EPS根据控制的车轮数分为：
根据控制的车轮数分为：
电控前轮转向电控前轮转向电控四轮转向电控四轮转向2）汽车转向操纵力与车速的关系）汽车转向操纵力与车速的关系
（1）液压（普通型）动力转向）液压（普通型）动力转向具有固定的放大倍数。
具有固定的放大倍数。
若以减少停车时的转向操纵力为设计目标若以减少停车时的转向操纵力为设计目标则高速时转向操纵太轻松则高速时转向操纵太轻松不稳定。
不稳定。
若以高速时获得相当若以高速时获得相当的转向操纵力为设计的转向操纵力为设计目标目标则停车或低则停车或低速行驶时，转向操纵速行驶时，转向操纵力太大。
力太大。
折中折中
（2）电控（速度响应型）动力转向）电控（速度响应型）动力转向在车速大小不同时，通过控制，可实现在两种在车速大小不同时，通过控制，可实现在两种不同的特性线之间转换。
不同的特性线之间转换。
低速时低速时，提供较大的，提供较大的转向助力，使驾驶员转向助力，使驾驶员操纵力减小。
操纵力减小。
高速时高速时，增加转向阻，增加转向阻力，使驾驶员的操纵力，使驾驶员的操纵力加大，不再感觉飘。
力加大，不再感觉飘。
使转向操纵轻便，并使转向操纵轻便，并提高了操纵稳定性。
提高了操纵稳定性。
一、一、液压助力（动力）转向系液压助力（动力）转向系液压助力转向系统液压助力转向系统：
利：
利用发动机驱动用发动机驱动转向液压转向液压泵泵作为转向动力源，转作为转向动力源，转向时，转向盘的转动控向时，转向盘的转动控制制转向控制阀转向控制阀使使转向液转向液压缸压缸作用，产生较大地作用，产生较大地转向力，可减轻驾驶员转向力，可减轻驾驶员的转向操作力。
的转向操作力。
液压助力转向系统又分液压助力转向系统又分为为常压式常压式和和常流式常流式两种。
两种。
常流式应用广泛。
常流式应用广泛。
1）液压常流式按布置结构分为）液压常流式按布置结构分为整体式整体式：
机械转向器与转：
机械转向器与转向动力缸组合成一体，并向动力缸组合成一体，并与转向控制阀组装在一起与转向控制阀组装在一起半整体式半整体式：
转向控制阀同：
转向控制阀同机械转向器组合成一体，机械转向器组合成一体，转向动力缸为独立部件。
转向动力缸为独立部件。
（齿轮齿条式）（齿轮齿条式）分置式分置式：
机械转向器为独：
机械转向器为独立的，转向控制阀和转向立的，转向控制阀和转向动力缸组合成转向加力器。
动力缸组合成转向加力器。
2）液压动）液压动力转向系统的结构及原理力转向系统的结构及原理
（1）普通常流液压式）普通常流液压式组成：
组成：
（在原有转向系（在原有转向系基础上增加：
）基础上增加：
）l转向油罐转向油罐l转向油泵转向油泵l转向控制阀转向控制阀l转向动力缸转向动力缸驾驶员逆时针转动转向盘驾驶员逆时针转动转向盘1-转向摇臂转向摇臂4-推动转向直拉推动转向直拉杆杆5后移后移-依次作用于转向依次作用于转向节臂节臂6、梯形臂、梯形臂7和转向横和转向横拉杆拉杆8，使之右移。
，使之右移。
同时，转向直拉杆同时，转向直拉杆5还带动还带动转向控制阀转向控制阀11中的滑阀，中的滑阀，使转向动力缸使转向动力缸12的右腔接的右腔接通转向油泵通转向油泵10的出口，左的出口，左腔接通压力为零的转向油腔接通压力为零的转向油罐。
这样，转向动力缸罐。
这样，转向动力缸12的活塞所受向右的液压力的活塞所受向右的液压力便经推杆加在横拉杆便经推杆加在横拉杆8上，上，驾驶员的转向操纵力可大驾驶员的转向操纵力可大大减少。
大减少。
工作原理工作原理二、电子控制动力转向系统二、电子控制动力转向系统EPSEPS-ElectronicControlPowerSteering）EPS可以在低速时减轻转向力，在高速时则可以在低速时减轻转向力，在高速时则可适当加重转向力，以提高转向系统的操纵可适当加重转向力，以提高转向系统的操纵稳定性。
稳定性。
EPS分类分类液压式电子控制动力转向系统（电液控制式液压式电子控制动力转向系统（电液控制式EPS）：
是在传统的液压动力转向系统基础上增设电是在传统的液压动力转向系统基础上增设电子控制装置而构成的。
又分为：
子控制装置而构成的。
又分为：
l液压式液压式EPS:
液压泵由发动机驱动。
液压泵由发动机驱动。
l混合式混合式EPS：
采用电机驱动液压助力泵，实现流量控：
采用电机驱动液压助力泵，实现流量控制，从而控制转向操纵力。
因液压泵不需发动机控制，制，从而控制转向操纵力。
因液压泵不需发动机控制，所以系统布置方便，且高速时残余功率损失少。
所以系统布置方便，且高速时残余功率损失少。
电动式电子控制动力转向系统（电动式电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）：
也称也称全电式全电式EPS。
用直流电动机作为动力源，电控单用直流电动机作为动力源，电控单元根据转向角度和车速等信号，控制电动机扭矩的大小元根据转向角度和车速等信号，控制电动机扭矩的大小和方向。
电动机扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增和方向。
电动机扭矩由电磁离合器通过减速机构减速增扭后加在汽车转向机构上，使之得到一个与工况相适应扭后加在汽车转向机构上，使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
的转向作用力。
液压式EPS混合式EPS电动式EPS各种电控动力转向系统的特点各种电控动力转向系统的特点分类：
分类：
l电液控制式电液控制式EPS：
又分为：
液压式：
又分为：
液压式EPS和混和混合式合式EPSl电控电动机式电控电动机式EPS：
电动式：
电动式EPS汽车转向系统的发展转向转向系统系统传统机械转向系统传统机械转向系统液压助力液压助力转向系统转向系统电控助力电控助力转向系统转向系统（EPS）机械机械+助力转助力转向系统向系统线控转向系统线控转向系统（Steeringbywire）电液式电液式EPS电动式电动式EPS或全电式或全电式EPS液压式液压式EPS混合式混合式EPS1.电控液压
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