摘 要：汽车自诞生以来，就成为生活中不可缺少的一种基本工具，汽车的功能和质量也对我们的生活便捷度和人身安全带来了巨大的影响，因此加强对汽车的研究是非常重要的。本文对汽车转向系统的结构与工作原理进行了探讨。文章从阐述汽车转向系统概况入手，进一步分析了几种系统的具体结构及工作原理。
关键词：汽车转向系统；结构；工作原理；概况
中图分类号：U463 文献标志码：A
0 前言
传统的商品、物资、人员输送过程中，大多是用人力、动物完成，这些长短途运输往往会造成劳民伤财的严重问题，汽车的出现，颠覆了这一现象，并且在很大程度上起到了提高社会工作效率的作用。而汽车本身及其内部系统也在长期以来经历了各种变迁，就汽车内的转向系统来说，就已经出现了几代不同的产品，本文对其进行论述。
1 汽车转向系统概述
汽车转向系统的基本职能就是根据驾驶员的指令对汽车的前进方向加以控制，它已经不只是汽车中一个基础的组成结构，更是保证汽车整体安全的重要装置，转向系统的设计是否科学、质量是否达标，和汽车的操作便捷度和行车安全有着息息相关的联系，从汽车被研发出来的时候至今，已经实现了从传统机械、液压助力、电液助力到电动助力转向系统的重大发展和转变，在以后的时间里，还可能走向线控动力转向系统的趋势。
2 传统机械转向系统的构成及工作原理
传统的机械转向系统内，重要的结构包括了转向操纵机构、转向器和转向传动机构。其中转向操纵机构是行车人员操纵转向器的重要工具，转向器则起着将方向盘传到的转矩以特定传动比放大并输出的作用。最后，转向传动机构指的是将转向器输出的力矩传达到转向车轮的机构中。在汽车行进的过程中，为了改变其前进的方位，行车人需要利用方向盘进行适当的调节，以此达到转向的目的。
这种转向系统所依靠的是机械力量，因此必须利用直径较大的方向盘才能使其达到一个比较大的转向扭矩，需要占据一定的驾驶室空间，而且这种结构在运行时操作比较迟缓、笨拙，给行车人带来了比较大的工作负担，尤其是重型汽车，因为其转向阻力相对偏大，所以只是依靠驾驶员的转向力是难以达到预设效果的，因此机械式转向系统的利用范围受到了一定的限制。只有在部分较小型的车辆中，因为机械转向系统的构成简易、安全可靠、经济成本低，所以会对其有所利用。
3 液压助力转向系统结构及工作原理
液压助力转向系统是在纯机械式作用前提下增加一个液压助力系统，液压油是主要的动力输送工具，促进机械转向器正常运行，实现转向。采用这种系统，可以节约一部分驾驶室空间，装置更简单，也减少了转向操纵的力度，增强转向的灵活程度，在一些乘用车、商用车中运用比较广。但是这种系统还存在一些密封性、耗能、磨损与噪声方面的缺陷。
4 电液助力转向系统结构及工作原理
4.1 电控液压助力转向系统
电控液压助力转向系统是一种建立在液压助力转向系统上的系统，它新增了电磁阀、车速传感器以及转向控制单元等部件。在利用该系统进行转向时，可以利用感应器件把转向的速度等传达给控制单元，经过其分解计算后，液体流量随车速的不同而发生变动，进而让驾驶员的转向手力可以随车速等情况做出一定的改变，比如在保持低速行进或者需要转弯降速时，可以用较小的转向手力加以控制，反之则采取更重的转向手力加以调节。
4.2 电动液压助力转向系统
电动液压助力转向系统的特征在于它可以由电动机驱动，并且新增车速传感器、转向控制单元等电控设备。系统在工作时，控制单元会结合汽车当前进速度和方向盘转向大小等信息，录入资料并由系统自行计算出对应的相对科学的输出信号，从而确定出电动机功率，使得液压助力泵开始运转，并且将液压油作为助力使转向器发挥作用。在汽车保持较低的前进速度的情况下，控制单元可以将电动机输出的功率调整到更大的值，让司机能够无压力转动方向盘；反之，则可以设定一个相对较小的输出功率，使得方向盘的操作更加稳定。因为电动机的转速是可以随时调整的，并且能随时在打开后进行关闭，因此它起到了很明显的节约发动机的燃油消耗量的作用，保证了汽车燃油的低成本。
5 电动助力转向系统结构及工作原理
电动助力转向系统的出现，得力于机械转向系统的改进，它的内部构造包括了传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等等。因此，其控制单元的组成并不复杂，只需结合电动机电流高低及方向就可以对转向助力进行有效的自动控制。在汽车刚刚启动或速度尚且比较低的情况下，转动方向盘，转矩传感器就能将车主转动的信息及当前的车速信息传导到电子控制单元内，交给处理器做进一步的分析，从而得出关于具体的大小和方向的结论，达到为驾驶员提供辅助转向力的作用。而且，如果车速已经高出了其安全范围或是发生意外事故，为了确保汽车在高速前进时依然能对其进行稳定操作，电动助力转向系统会自动调整到手动转向模式，不转向则电动机不运转。
这种转向系统可以让汽车在处于低速状態时实现灵便地转向，在高速行驶时保证转向的稳定安全性，而且它只有在正式转向时才会需要电动机工作，所以避免了出现不必要的能耗问题，加上这种系统淘汰了液压设备，所以内部结构更紧密，质量轻便，避免出现液压油泄漏等现象，因此减少了维修工作带来的麻烦和经济支出。当然，因为这种系统的电动机发电功率有限，不适用于车身太重的车辆类型，因此更多的是运用于小型汽车领域。
6 线控动力转向系统结构及工作原理
线控动力转向系统通过电线传递信号控制执行机构动作，助力矩由主控制器在完成相关参数的计算后向系统内的电动机下发指令，由转向助力电动机提供。在该转向系统的运作过程中，可以通过传感器完成驾驶员转向需求及相关数据的判断及接收，并且借助数据总线把信号上传到车上的ECU，并且在转向控制机构中获取相关的反馈指令。这种转向控制系统在运作过程中，可以从转向操纵机构中得到行车人发出的命令，在转向系统内获取车轮的运作状况，最终对转向系统的工作进行操纵。
线控动力转向系统已经成为汽车在未来发展中可能会大力推广的一种系统，它有助于提升汽车的安全程度，在行车途中，杜绝了在发生撞车事故时，行车人受到转向柱的伤害，而ECU还可以结合车辆的运作情况来评估行车人的驾驶行为是否科学，从而进行一定的调节和指正。此外，这种系统可以有效地优化驾驶性能，比如在高速行进的过程中，会因为转向比率变大的原因，为行车人创造更佳的直线行驶条件。不仅如此，这种系统还能优化行车人员的路感，因为方向盘和转向车轮间并没有用机械进行衔接，行车人的“路感”可以经过模拟的方式生成。因此能够在信号中提取出能体现汽车现下行驶情况和路面的情况的内容，使其成为方向盘回正力矩的控制变量，并且传达给驾驶员，使其进一步感受到更逼真的“路感”。
结语
综上所述，加强对汽车转向系统的结构与工作原理问题的探讨，意义重大。我们可以在明确汽车转向系统概况的基础上，回溯其发展历程，从传统机械转向系统，到液压助力转向系统、电液助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动液压助力转向系统、电动助力转向系统以及线控动力转向系统，其内部结构及工作原理不断发生变化，为人们的出行带来了更良好的体验。
参考文献
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