转向柱总成作为车辆的重要部件，是车辆运转的关键，安全性能如何

文|江卿曻

编辑|江卿曻

前言

转向柱总成是现代车辆的重要部件，它将方向盘连接到车辆的转向系统，它作为一个关键环节，负责将驾驶员的输入传输到车轮，从而精确控制车辆的方向。随着汽车技术的进步，传统的转向柱已经发展到包含附加功能，例如制动机构，以增强安全性和驾驶体验。转向柱的发展可以追溯到汽车工业的早期。

简单的手动转向系统使用轴和齿轮将运动从方向盘传递到前轮，随着科技的进步，逐渐引入了可调节和可折叠的转向柱，提高了碰撞时乘员的安全性。近年来，电子动力转向(EPS)系统由于其改进的燃料效率和与高级驾驶员辅助系统(ADAS)的容易集成而受到欢迎。带有制动机构的典型转向柱总成由几个部件组成。在上端，它包括固定在转向轴上的方向盘。

转向柱总成作为车辆的重要部件，是车辆运转的关键，对安全性能有何贡献？

基本介绍

该轴通过转向柱向下延伸，并连接到变速箱，变速箱进一步将运动传递到车轮，制动机构集成在转向柱结构中，并与转向系统同步运行，以在紧急情况下提供更好的控制。集成制动机构的主要功能是在紧急制动情况下帮助驾驶员。当驾驶员在制动踏板上施加很大的力时，制动机构会检测到突然减速，并与转向系统协调，以优化车辆稳定性。

这种集成确保了车轮在紧急制动时保持与路面的适当牵引力，降低了打滑或失控的风险，将制动机构结合到转向柱组件中带来了额外的安全益处。在液压制动系统出现故障的情况下，转向柱的制动机构可以作为备用系统，使驾驶员能够保持对车辆减速的部分控制。这种冗余对于防止事故和提高车辆整体安全性至关重要。

除了安全优势之外，转向柱总成中制动机构的存在增强了整体驾驶体验，通过优化转向和制动之间的协调，车辆对驾驶员的输入做出更可预测的响应，使其更容易应对具有挑战性的路况或突发障碍。将制动机构集成到转向柱组件中给汽车工程师带来了一定的挑战。一个关键的考虑是制动机构和车辆的液压或电子制动系统之间的精确同步。

通信中的任何延迟或不匹配都可能导致不可预测的车辆行为并危及安全，确保带有集成制动机构的转向柱总成的可靠性对于车辆的长期性能至关重要。定期维护检查对于及时发现和解决任何潜在问题是必要的。在系统中集成自诊断功能可以提高可靠性并降低故障风险。随着汽车行业的不断发展，带有集成制动机制的转向柱总成可能会有进一步的创新。

主要功能

转向柱总成的主要功能是将驾驶员的转向输入从方向盘传递到车轮，当驾驶员向左或向右转动方向盘时，转向柱将这种旋转运动传递给转向齿轮箱。这个变速箱进一步将旋转运动转化为横向运动，使车轮相应地转动。这种直接连接确保了快速准确的反应，使驾驶员能够毫不费力地控制车辆的方向。

将制动机构集成到转向柱组件中显著有助于车辆稳定性，尤其是在紧急操纵或突然变道期间。在这种情况下，当驾驶员需要避开障碍物或快速修正车辆轨迹时，制动机制就会发挥作用。通过与转向系统协调，制动机制将适当的力施加到各个车轮，优化车辆的稳定性，防止潜在的打滑或失控。

紧急制动需要快速准确的减速以防止碰撞，带有集成制动机构的转向柱总成通过增强车辆的制动性能来满足这一需求。当驾驶员对制动踏板施加相当大的力时，制动机构检测到突然减速，并与制动系统配合以优化制动力分配。这种综合努力使车辆能够更有效地实现受控停车，从而降低事故风险。

集成转向柱制动系统的关键功能之一是转向和制动之间的协调，在正常驾驶过程中，该系统确保制动力不会干扰转向响应，从而提供平稳且可预测的驾驶体验。在紧急情况下，两个系统之间的协调对于保持车辆稳定性和控制变得至关重要。这些功能的集成优化了车辆对驾驶员输入的响应，确保了更安全、更可靠的驾驶体验。

转向柱总成内转向和制动功能的结合有助于减少车辆的制动距离，当驾驶员开始紧急制动时，系统会将制动力最佳地分配给所有车轮，防止打滑并减少制动距离。制动距离的缩短对于避免碰撞至关重要，尤其是在危险路况或不可预测的交通状况下。除了安全方面的好处之外，将制动机构集成到转向柱总成中也增强了整体驾驶体验。

转向和制动之间的无缝协调允许更平滑的变道，更精确的转弯，并增加驾驶员的信心，增强的驾驶体验不仅提高了舒适性，而且有助于提高燃油效率，因为驾驶变得更加高效和可控。带有集成制动机构的转向柱总成是支持高级驾驶员辅助系统(ADAS)的基本部件。ADAS依靠来自各种传感器的实时数据来帮助驾驶员做出更安全的决策。

产品种类

具有液压制动机构的机械转向柱是已经在车辆中使用多年的传统类型之一，在这种类型的系统中，转向柱由连接方向盘和转向齿轮箱的实心轴组成。液压制动机构独立于转向柱工作，利用液压油将制动力从制动踏板传递到车轮。由于其显著的安全优势，可折叠转向柱已经成为现代车辆的标准特征。

在发生正面碰撞时，可折叠的转向柱吸收撞击能量，降低了驾驶员受伤的风险，一些现代车辆将可折叠转向柱与集成制动系统结合在一起。这种组合增强了碰撞过程中乘员的安全性，同时提供了改进的制动性能。电动助力转向(EPS)系统由于其效率和多功能性，近年来越来越受欢迎。EPS转向柱总成使用电动马达帮助驾驶员转动车轮，取代了传统的液压系统。

一些EPS系统还具有再生制动功能，可以在制动过程中回收能量，并将其储存在车辆的电池中。这种再生制动系统提高了整体能效，减少了对机械制动的依赖。电动液压转向柱总成结合了液压和电子系统的元件。它采用了一个电动马达来辅助转向，提供电动助力转向的优势，同时还利用液压元件进行制动辅助。

这种混合方法在效率和坚固性之间取得了平衡，即使在充满挑战的驾驶条件下也能确保可靠的制动性能。电子线控制动转向柱代表了一种更先进的完全电子化的转向和制动解决方案。在该系统中，驾驶员的转向输入通过电子方式传输至车轮，无需机械连接。制动机构也是电子控制的，允许精确调节各个车轮的制动力分配。

这种电子集成提高了安全性，并实现了高级驾驶员辅助功能，线控转向(SBW)是一项尖端技术，它消除了方向盘和车轮之间的任何物理连接，代之以电子控制。带制动集成的SBW转向柱总成提供了无与伦比的灵活性和适应性。通过采用各种传感器和致动器，该系统可以定制转向和制动响应，以匹配不同的驾驶条件和驾驶员偏好。

没有机械联动装置也允许定制的转向输入和改进的驾驶人体工程学，在带有集成制动机构的转向柱总成中，安全性是一个关键的考虑因素。为了确保冗余和容错，一些先进的系统采用双转向柱和备用制动器。在一个转向柱或制动机构出现故障的情况下，冗余系统会接管，为驾驶员提供对转向和制动的部分控制，直到可以执行安全停车。

主要用途

带有集成制动机构的转向柱总成的主要用途是控制车辆的方向，当驾驶员转动方向盘时，总成通过转向齿轮箱将转向输入传递给车轮，使车辆左转或右转。这种对车辆方向的精确而灵敏的控制使驾驶员能够平稳而准确地行驶在道路和弯道上，提高了整体驾驶信心和舒适度。转向柱组件内制动机构的集成极大地有助于车辆的稳定性。

在紧急机动或突然变道时，制动机构与转向系统配合，以优化车辆稳定性，通过向各个车轮施加适当的力，该系统可以防止打滑和失控，确保车辆保持稳定并对驾驶员的输入做出响应，即使在充满挑战的驾驶条件下也是如此。在紧急情况下，快速有效的制动对于防止事故和碰撞至关重要。

带有集成制动机构的转向柱总成通过与车辆制动系统协调来提高紧急制动性能，当驾驶员大力踩下制动踏板时，制动机构会检测到突然减速，并帮助优化制动力分配，使车辆能够更有效地实现受控停车。高级驾驶员辅助系统(ADAS)依靠各种传感器和执行器来帮助驾驶员做出更安全的决策。

带有集成制动机构的转向柱总成在支持ADAS功能方面起着至关重要的作用，通过提供关于转向输入和制动状态的准确和实时数据，该系统增强了ADAS功能的准确性和可靠性，如自适应巡航控制、车道保持辅助和防撞系统。转向柱总成内转向和制动之间的协调有助于减少车辆的制动距离。

结语

在紧急制动期间，该系统优化了所有车轮的制动力分配，防止打滑并使车辆更有效地停止，制动距离的缩短对于避免事故至关重要，尤其是在紧急情况或恶劣天气条件下。除了安全方面的好处之外，将制动机构集成到转向柱总成中也增强了整体驾驶体验。转向和制动之间的无缝协调确保了平稳和可预测的响应，从而实现更精确、更顺畅的变道和更高的驾驶舒适性。

这种增强的驾驶体验不仅使驾驶员受益，还通过优化车辆控制提高了燃油效率,带有集成制动机构的转向柱总成为车辆安全提供了冗余。在车辆主制动系统出现故障的情况下，转向柱总成内的备用制动机构允许驾驶员保持对减速和停车的部分控制。这种冗余确保了在紧急情况下更高水平的安全性和控制。