汽车方向盘助力系统历史进程（机械式液压、电子液压、电动助力）

昨天跟大家分享了一点汽车方向盘的历史知识，今天再跟大家深入分享一点方向盘的助力系统相关问题。

最原始方向盘也是没有任何助力的，普遍采用齿轮齿条式转向结构，当转动方向盘时转向齿轮会带动齿条左右移动从而实现转向。

这种转向结构虽然成本低而且非常可靠，但开起来十分费力，驾驶车辆也变成极其费力的一件事。

所以为了省力，以前汽车方向盘的直径都很大，这样转动时所用的力就会比较小。

直到后来有了液压、电子助力后，就不那么需要大直径方向盘了，逐渐开始往精致方面发展，紧跟着方向盘的幅数也有了变化。

方向盘助力是协助驾驶员减轻打方向盘的用力强度，助力转向在汽车行驶的安全性，在经济性上也有一定的作用。

在汽车的发展历程中，转向系统经历了四个发展阶段：

从最初的机械式转向系统（Manual Steering，简称MS）发展为液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，简称HPS）然后又出现了电控液压助力转向系统（Electro Hydraulic Power Steering，简称EHPS）和电动助力转向系统（Electric Power Steering，简称EPS）

现在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。

机械式液压动力转向系统：是一经济型助力转向系统，液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。

机械部分由动力转向器、转向传动副、转向摇臂、转向纵拉杆、转向横拉杆和转向节臂等组成。

液压助力装置部分由液压泵、液压缸、液压控制阀、储油箱和管路等组成。

机械式液压助力转向系统在工作过程中为了保持压力，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主要原因。

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。

电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。

车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。

电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。

不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，稳定性也不如机械液压式的牢靠，随着技术的不断成熟，这些缺点正在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很多家用车型的选择。

电动助力转向系统：是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统，与传统的液压助力转向系统相比，电动助力系统具有很多优点。

电动助力系统主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元（ECU）等组成。

相比传统液压动力转向系统，电动助力转向系统具有以下优点：

1、只在转向时电机才提供助力，可以显著降低燃油消耗

传统的液压助力转向系统由发动机带动转向油泵，不管转向或者不转向都要消耗发动机部分动力。而电动助力转向系统只是在转向时才由电机提供助力，不转向时不消耗能量。

与液压助力转向系统对比试验表明：在不转向时，电动助力转向可以降低燃油消耗2.5%；在转向时，可以降低5.5%。

2、转向助力大小可以通过软件调整，能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性，回正性能好。

在低速时，电动助力转向系统可以提供较大的转向助力，提供车辆的转向轻便性。

随着车速的提高，电动助力转向系统提供的转向助力可以逐渐减小，转向时驾驶员所需提供的转向力将逐渐增大，这样驾驶员就感受到明显的“路感”，提高了车辆稳定性。

3、结构紧凑，质量轻，生产线装配好，易于维护保养

电动助力转向系统取消了液压转向油泵、油缸、液压管路、油罐等部件，而且电机及减速机构可以和转向柱、转向器做成一个整体，使得整个转向系统结构紧凑，质量轻，在生产线上的装配性好，节省装配时间，易于维护保养。

4、通过程序的设置，电动助力转向系统容易与不同车型匹配，可以缩短生产和开发的周期。

电动助力转向系统是在机械式转向系统的基础上，加装了电机及减速机构、转矩转角传感器、车速传感器和ECU电控单元而成。

自20世纪80年代中期初提出以来，作为今后汽车转向系统的发展方向，必将取代现有的机械转向系统、液压助力转向系统和电控制液压助力转向系统。

电动助力转向系统应用"最干净"的电力作为能源，完全取缔了液压装置，不存在液压助力转向系统中液态油的泄漏问题，可以说该系统顺应了"绿色化"的时代趋势。