转向助力器(汽车转向助力泵是如何工作？)

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1、汽车转向助力泵是如何工作？

现在虽然大部分的汽车使用电动助力的转向系统，但是还是有部分的车运用了液压助力转向系统。使用动力转向系统的目的是减轻驾驶员操作转向时的力度，通过改善相应的转向特性，使转向操纵轻便，但是转向时的动作仍然由驾驶员完成。

转向助力泵是转向系统助力的来源，通过液压油作为能量转换的介质（液压能转化为机械能）。在发动机工作时，转向助力泵通过皮带由曲轴皮带轮驱动运转进行助力。

如下图所示，液压助力转向系统的液压助力部分主要由转向助力泵、高压油管、回油管、转向器、油量调节阀和动力气缸等组成。机械部分由转向节、转向横拉杆和纵拉杆等组成。因为助力泵使用V型皮带驱动，为了保证系统存在一定的压力，只要发动机启动，助力系统就会工作，不管我们是否在进行转向。由于成本材料问题，液压助力系统使用在经济型的轿车上用得多一点。

助力泵的作用是在转向系统内产生高压，高压油管负责把从助力泵的压力传递到转向器内的油量调节阀内。油量调节阀安装在转向器外壳上，末端有小齿轮，用于与转向器内的齿条配合使用。动力气缸安装在转向器内，在平常时刻充满液压油，气缸中间有活塞隔开，把气缸分为左右两个体积的小气缸。

助力器有齿轮齿条式、循环球式和蜗杆直销式这三类，轿车使用齿轮齿条式最多，可以说是100%，因为轿车不需要很大的转距传递，循环球式使用在小型的货车上。

转向助力泵主要由叶片、定子、转子、安全阀（压力阀）密封件、轴承前盖和后盖组成，如下图所示。在发动机工作时，转子的外端转速与发动机转速同步，这样转子就被带动运转。叶片安装在定子上，在转子运转时叶片由于离心力会向外散开并密封壳体，以此组成一个密闭的空间。由于转子转动过程中，密闭的空间经历了由大到下和由小变大的空间变化，这样作用在左右动力缸上的压力就会产生压力差。

助力泵的工作原理如下图所示，当我们向左打方向盘时，助力油先在助力泵内产生压力后流出，主要的压油过程是当吸油口的容积变大，产生真空作用吸油；当出游口空间变小，液压油被压缩后出油。液压油在流量调整阀的调整下产生与当前车速匹配的助力然后输送到转向控制阀内。转向控制阀是一个三位四通阀，用来切换助力缸内的油路变化。

通过相同的思路分析，可以知道向右打方向盘时助力泵的工作过程了。如果是不打方向盘时，因为助力缸内左、右两边的压力是一样的，所以对转向器的助力为零（不起作用）。

正是因为这样的助力方式，使得发动机在低转速、怠速或倒车时，得到的助力很多可以轻松转向；在高速是压力升高时，得到的助力减轻，给更多的路感反馈给驾驶员，确保转向时的安全操作。

助力泵常见的故障现象是转向异响、转向沉重和转向盘不复位等，这些故障现象可能是一起发生的，比如转向异响同时发生转向沉重，也会造成转向不回位的问题。

在汽车底盘的几个系统组成中，转向系统是必不可少的系统之一，是决定汽车主动安全性能的关键组成。由于制作水平和结构方面的限制，液压助力转向系统会比电子转向助力系统多出很多问题，比如转向机、助力泵和油管漏油，助力泵的皮带容易打滑和发出异响等故障，所以使用该助力转向系统的车辆在平时一定要注意检查助力油的液面和质量，如果出现转向沉重、方向盘抖动等故障一定要及时维修。

2、汽车的转向助力泵什么时候工作？

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汽车的转向系统经过这半个多世纪的发展已经有了非常大的进步和改善，已由最初笨拙的机械转向发展到现在的电动转向系统。转向系统的发展也为车辆的驾驶安全性、便利性、操作精准性和汽车燃油经济性提供了有利辅助。汽车转向系统发展经历了以下四个阶段：纯机械转向系统；机械液压转向系统；电控液压转向系统和电动转向系统。纯机械转向系统早就淘汰了，机械液压转向系统在一些十几年二十年的老旧车还是会遇到，电子液压助力系统在十年左右的车型中普遍存在，电动转向系统是近几年普及使用最多的转向系统。因此，常见的有转向助力泵结构的存在于机械液压和电子液压助力转向系统车型中，最新的电动转向系统是没有助力泵的。

转向助力泵什么时候工作？机械液压转向助力泵由于需要发动机运转来提供力矩所以发动机一旦启动它就进入工作状态。电控液压转向助力系统是由电源提供能量进行助力，所以只有在车辆有转向操作时系统才会介入工作。

发动机工作，转向助力系统就开始工作

机械液压助力是发展时间最长也是技术最成熟的转向助力系统，它的优势是结构成熟、电控系统少，运行更稳定、维修保养简单便宜。缺点就是相对占用体积大，增加油耗、又由于需要依靠发动机运转传递动力所以对发动机依赖度高，一旦发动机停止运转或者故障就会导致转向系统就不能有效工作。（一般有保护设定，但失去动力源后也只能有效助力若干次）

原理如下：旋转方向盘会使转向轴产生一定的转角，转角传感器在感知角速度和角方向的变化时为感应控制单元提供感应信号然后驱使液压助力泵再有效助力辅助工作。机械液压助力系统动力来源是发动机通过皮带传输动力驱动液压泵，所以必须依赖发动机的运转；只通过转向角速度来确定液压传递和力度，所以它在车辆停止-低速-高速三个阶段提供的液压力矩可调节范围很小；虽然它相比机械助力更有效但是对精准性和安全性上还是有所欠缺。

转向助力来源于电机，发生旋转操作才会工作原理和机械液压转向大致是一样的，但它比机械液压主要多了速度传感分析单元和电子控制液压驱动单元，由电磁阀控制液体流量。也正是主要的这两个单元让转向系统更精准和可调节并且不再依赖于发动机的运转。工作状态它会根据车速和转角速度提供的信息综合分析后输出相应信号，控制单元接受信号后控制电机输出相应的功率从而驱动液力泵有效工作，液力泵助力转向工作。

电动液压助力系统现在七八年或者十来年上的车都很普遍的采用。它的优点是结构紧凑、转向力可变、转向精准并且不受发动机是否运转有所影响；缺点是液压油和油管、油路、液压装置的耐用性、稳定性以及受损几率较大。电动液压助力可根据转向角和速度的变化而智能调节压力矩的释放，所以一般装有电动液压助力的车型在停车或者低速时助力泵会提供最大力矩，在高速状态释放较小力矩，这样车辆无论是在停止-低速-高速状态我们都有较为精准和舒适的方向操作感。也就是我们说的原地打方向灵活，高速方向盘很稳的感觉。

无液压助力泵，电控单元和电机控制转向电动转向助力系统拥有电控的可变和精准性又避免了液压系统的缺点，用控制单元和电机完全取代了液压控制系统的液压装置。结构主要由控制单元、扭矩传感器、角度传感器、车速传感器、电动机、离合器等主要控件组成。其动力传递依靠的是电机，控制单元接受传感器的信息进行分析后控制电机进行助力扭矩的分配从而驱动转向。由于它是一套硬件+软件组合的配套系统，在不改变硬件设施的前提下可以对软件升级、修改后又能适应更多情况，所以它也是未来的发展方向。不过由于技术含量高、电子配套稳定性和耐用性起到整个转向系统至关重要的作用，所以它也是随着汽车电气化技术的不断提升而发展。

近几年的家庭车型往往也都采用了电动助力转向系统，在国内电动助力转向系统的普及率和搭载时间先后上日、韩系优于德、美系。不过现在的轿车如果不是电动助力转向系统估计都不好意思售卖，现在也似乎都是标配了。

总结：汽车未来方向是电气化，所以很多以前车型才用的液压助力系统都会逐渐被电控系统取代。因为电气化和现在车企提倡的平台化能很好的结合起来，电气化推动技术进步而平台化又可以降低成本，未来的汽车也会是物美价廉。

3、汽车有哪几种助力转向？优缺点如何？

现在的汽车助力转向普遍分为以下两种

一：液压助力。由液压泵，储油壶，油管，皮带组成，液压泵产生油压驱动方向机。优点是实惠价格便宜。一般用于经济型车或者客车，货车上面。缺点是转向时有些偏沉特别是低速时。要定期更换油液，油管时间长了会老化。

二：电子助力。由电子感应器，助力控制电脑版等电器原件组成。根据车辆的速度和转弯角度助力控制电脑接收信号发出驱动电机力度控制方向。优点是转向轻便。精度高。维护方便。缺点是价格贵，更换成本高。

还有是电子油压的，现在的汽车都不装配了，因为那是油压助力到纯电子助力的过渡产品。