汽車的三種助力轉向系統

■文/于群

汽車發展至今已有百年歷史，其結構和技術都發生了翻天覆地的變化。尤其是乘用車的車身幾乎都已由非承載式進化成了承載式，化油器發動機發展成了多點電噴甚至直噴式，安全配置有了安全氣囊、ABS、ESP等主被動保護措施。盡管轉向系統的機械結構沒有什么大變化，尤其是乘用車仍然是齒輪齒條式，但是其輔助方式已經發展出了液壓、電子液壓和電子三種類型。

駕車上路，握在手中的方向盤好比一個控制器，指揮著汽車的行進路線，而方向盤的輕重則直接影響著我們駕車時的心情以及體力的付出程度。當然助力轉向系統除了有輕重之別外，還有更多你不了解的方面，比如能耗、成本等等，接下來我們將對前面提到的三種助力轉向系統進行分別介紹。

助力轉向系統集成在機械結構之上

早期的汽車使用機械式轉向系統，在實現轉向時都是靠駕駛員的體力作為轉向動力。而在近幾十年人們熱衷的動力轉向系統則是在機械轉向結構上加設的一套轉向加力裝置。

轉向加力裝置減輕了駕駛員操縱方向盤的強度，有些助力力度大的，甚至只需一根手指頭就可以轉動方向盤，比如韓國車以及現在本土化的德國車，發動機（或電動機）作為輔助動力源幫了駕駛員不小的忙。

在正常情況下，汽車轉向所需的能量只有一部分由駕駛員提供，而另一部分是通過轉向助力裝置提供的。不過當轉向助力失效時，駕駛員還是需要付出相當大的體力來承擔汽車轉向任務，這在熄火后可以有深刻的體會。

助力轉向系統的工作原理大致如下：當駕駛員轉動方向盤時，力矩通過蝸桿齒輪帶動齒條移動，而齒條的兩端連接著轉向橫拉桿，它可以帶動轉向節臂使前輪偏轉，從而改變汽車的行駛方向。由于在轉向機構中集成了助力系統，因此在轉向機構中還有收集轉向信號的傳感器，它負責給電動機或者助力油缸傳遞信號。正因為有輔助動力機構的介入，所以我們只需用比機械式轉向系統小一半以上的轉向力矩就能使前輪發生偏轉。

液壓助力轉向系統

目前，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，并且結構復雜，泵、管路、液壓缸都需要定期維護保養，尤其是需要定期更換助力油液，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被淘汰。

電子液壓助力轉向系統

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，不過它的成本稍高，并且依舊靠發動機驅動，這就意味著它的能耗并未降低。這種系統另一個明顯的缺陷，就是電子控制模塊容易損壞，一旦損壞就需要更換全套助力模塊總成，因此在普通的轎車中這種轉向系統并不常見。

電子助力轉向系統

電子助力轉向（EPS）是在上述兩種助力機構的基礎上發展起來的，它采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、拓展性好等特點，更重要的是配合雷達和控制模塊，它還能支持自動泊車，這是未來動力轉向技術的發展方向之一，目前正逐步取代液壓和電子液壓動力轉向。像時下熱賣的雨燕、飛度、SX4、速騰等車型都采用的是這種助力機構，它的普及率已經非常高了，成本也因此得到降低，

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和EHPS一樣，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，但這涉及到各個廠商的不同車型定位，而在轉向調校上的不同也會導致轉向手感的不同，所以才有了韓國車的輕和德國車的柔，以及法國車的重。