動力轉向系統

動力轉向系統（power steering system） 依靠駕駛員的體力和與其他動力合作作為轉向能源的轉向系統。動力轉向系統分液壓動力轉向系和電動助力轉向系兩類。

基本介紹

• 中文名：動力轉向系統
• 外文名：Power steering system
• 分    類：液壓動力轉向系和電動助力轉向系
• 作  用：改變或保持汽車行駛或倒退方向
• 位  置：汽車前部

功用

用以將發動機輸出的部分機械能轉化為壓力能（液壓能或氣壓能），並在駕駛員控制下，對轉向傳動裝置或轉向器中某一傳動件施加不同方向的液壓或氣壓作用力，以減輕駕駛員的 轉向操縱力，這一系統稱為動力轉向系。採用動力轉向系的汽車轉向所需的能量，在正常情況下，只有小部分是駕駛員提供的體能，而大部分是發動機驅動的油泵（或空氣壓縮機）所提供的液壓能（或氣壓能）。

動力轉向系統由於使轉向操縱靈活、輕便，在設計汽車時對轉向器結構形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對前輪產生的衝擊等優點，因此已在各國的汽車製造中普遍採用。但是，具有固定放大倍率的動力轉向系統的主要缺點是：如果所設計的固定放大倍率的動力轉向系統是為了減小汽車在停車或低速行駛狀態下轉動轉向盤的力，則當汽車以高速行駛時，這一固定放大倍率的動力轉向系統會使轉動轉向盤的力顯得太小，不利於對高速行駛的汽車進行方向控制；反之，如果所設計的固定放大倍率的動力轉向系統是為了增加汽車在高速行駛時的轉向力，則當汽車停駛或低速行駛時，轉動轉向盤就會顯得非常吃力。電子控制技術在汽車動力轉向系統的套用，使汽車的駕駛性能達到令人滿意的程度。電子控制動力轉向系統在低速行駛時可使轉向輕便、靈活；當汽車在中高速區域轉向時，又能保證提供最優的動力放大倍率和穩定的轉向手感，從而提高了高速行駛的操縱穩定性。

按傳能介質不同，動力轉向系有氣壓式和液壓式兩種。氣壓動力轉向系主要套用於一部分其前軸最大軸載質量為3~7t並採用 氣壓制動系的貨車和客車。裝載質量特大的貨車也不宜採用氣壓動力轉向系，因為氣壓系統的工作壓力較低，用於這種重型汽車上時，其部件尺寸將過於龐大。液壓動力轉向系的工作壓力可高達10Mpa以上，故其部件尺寸很小。 液壓系統工作時無噪聲，工作滯後時間短，而且能吸收來自不平路面的衝擊。因此，液壓動力轉向系已在各類各級汽車上獲得廣泛套用。

分類

在轉向系統中普及率較高的有液壓助力轉向（HPS）、電控液壓助力轉向（EHPS）和電動助力轉向（EPS）。其中，HPS已發展了近一個世紀，技術成熟、成本低廉，普及率也最高。但是這種助力轉向缺點也很明顯，它會消耗發動機功率，並且結構複雜，泵、管路、液壓缸都需要定期維護保養，液壓泵轉子與液壓油之間的損耗會產生很大的能量損失，而液壓泵在不轉向時也會消耗能量，因此目前在小型轎車中已開始慢慢被淘汰。電控液壓助力轉向（EHPS）雖比傳統的液壓助力轉向先進一些，引入了電控裝置，可隨速度調節助力力度，不過它的開發成本高，並且依舊靠發動機驅動，這就意味著它的能耗並未降低。

液壓助力轉向

電動助力轉向（EPS）是在上述兩種助力機構的基礎上發展起來的，它採用獨立電機直接提供助力，助力的大小由電控單元根據車速快慢進行控制。它具有節能、環保（可相應降低排放）、高安全性等特點，目前正逐步取代液壓動力轉向，像時下熱賣的雨燕、飛度、SX4、速騰等車型都採用的是這種助力機構，而它也是未來動力轉向技術的發展方向之一。
通過將裝有EPS和裝有HPS的車輛對比表明，在不轉向的情況下，EPS能降低2.5%的燃油消耗；而在使用轉向情況下，燃油消耗更是降低了5.5%。此外，EPS可根據車速自動控制轉向助力力度，有效解決一直困擾著傳統轉向系統的方向盤“輕”和“靈”的難題，提高了行駛安全性。
電動助力轉向有效地解決了車輛在操縱穩定性和方向盤轉向手感方面的問題，具有兼顧低速轉向輕便性和高速增強路感的優點.

電動助力轉向

控制系統

電動機電流控制

電子控制單元根據轉向力矩和車速信號確定並控制電動機的驅動電流方向和大小。使其在每一種車速下都可以得到最最佳化的轉向助力扭矩。

速度控制

當車速高於43-52km/h時，停止對電動機供電的同時，使電動機內的電磁離合器分離，按普通轉向控制方式工作，以確保行車安全。

臨界控制

這是為了保護系統中的電動機以及控制組件而設的控制項目。在轉向器偏轉至最大（即臨界狀態）時，由於此時電動機不能轉動，所以流入電動機的電流達最大值，為了避免持續大電流使電動機及控制組件發熱損壞，所以每當較大電流連續通過3Os後，系統就會控制電流使之逐漸減小。當臨界控制狀態解除後，控制系統就會再逐漸增大電流，一直達到正常的工作電流值為止。

自診斷和安全控制

該系統的電子控制單元具有故障自診斷功能，當電子控制單元檢測出系統存在故障時都可顯示出相應的故障代碼，以便採取相應的措施。當檢測出系統的基本部件如扭矩感測器、電動機、車速感測器等出現故障而導致系統處於嚴重故障的情況下，系統就會使電磁離合器斷開，停止轉向助力控制，力圖確保系統安全、可靠。