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格更昂贵，同时并没有克服液压助力式转向系统效率低、能耗大等缺点。
1.1.4 电动助力式转向系统
作为新一代转向系统，电动助力式转向系统将电子技术和车辆机械技术良好地结合起来。它采用电力取代了液压系统提供助力，系统更加简化、性能也更加优良。该系统需要扭矩传感器、转角传感器、车速传感器、电机、减速器以及电子处理单元ECU组成。电机运转及提供扭矩大小都有ECU控制。
电动助力式转向系统拥有控制简单、响应快、方便改善助力大小及转向路感；零部件少、工作可靠、容易检修调整；低温环境下工作性能优良等优点。电动助力式转向系统的一系列优点都标志着其有广阔的发展前景[1]。但是也有一些不足制约着其发展，例如：目前还缺乏该系统的成熟理论，一旦设计不合理将严重威胁到汽车安全和人生财产安全。
1.1.5 线控转向系统
在20世纪50年代，美国TRW公司对线控转向系统提出了大胆的设想，将转向盘和转向车轮之间的机械连接用控制信号取代[1]。
20世纪60年代末，德国的Kasselmann公司也设计了类似于TRW公司设想的主动转向系统。1900年，德国奔驰公司将线控转向系统运用到其概念车F400-Carving上[1]。目前已有线控转向系统上市，而Daimier-Chrysler公司开发的线控转向系统被列为2000年汽车十大创新技术之一[1]。
我国也涉足线控转向系统研究领域，清华大学、同济大学以及湖南大学都对线控转向技术进行研究。2004年同济大学研究的“春晖三号”就运用了线控转向技术。
随着转向技术的发展，转向装置也发生了很大变化。目前主流的转向器有4种：蜗杆指销式、蜗杆滚轮式、循环球式及齿轮齿条式。
目前在世界汽车市场上，循环球转向器占有45%的市场，齿轮齿条式也占有40%左右的份额，其它类型的转向器占15%。齿轮齿条式转向器在西欧小客车上获得较大发展。在日美循环球式转向器使用比重越来越大，在日本，公共汽车使用的循环球式转向器已经发展到现在的100%。大、小型货车也大多采用循环球式转向器。
现今不同类型的转向器的使用情况大致如下：
(1)齿轮齿条式转向器和循环球式转向器已成为当今汽车使用的主流转向器。其它类型的转向器正在逐渐被淘汰。
(2)在小客车上，日美主要发展循环球式转向器，其市场也超过90%；而在西欧则大力发展齿轮齿条式转向器，比重也超过50%，法国则高达95%。
(3)齿轮齿条式转向器在小型车上得到迅猛发展；而大型车则主要以循环球式转向器为主。
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[1]
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1.2 转向系发展趋势
未来汽车以低排量、绿色能源为主体，这给电动助力式转向系统和线控转向系统提供了广阔的发展前景[1]。
目前，电动助力式转向系统已经在部分车型上得到应用，由于价格较贵主要运用在高档车上，但是技术还是比较成熟。
转向系的不断发展成熟，转向装置也在不断更新变化以适应未来汽车转向需求，现代汽车转向装置向以下趋势发展：
1.能满足汽车高速行驶的需求 2.需要足够的轻便性和行驶安全性 3.低油耗，低成本，能够大批量生产 4.转向装置电脑化
随着科学技术的发展，社会经济形式的变化以及能源危机的到来，汽车工业作为社会经济的一支重要组成部分必然会受到冲击，其发展方向定会产生巨大变化。转向系统作为汽车的关键部件之一，无论从设计还是制造都会发生变化。转向系变化的主要表现形式在能耗和转向轻便性方面，这对于我国汽车工业既是挑战更是机遇。它将会使我国汽车工业得到进一步的发展。
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第2章 转向系统的组成与要求
2.1 转向系的组成
转向系是改变汽车行驶方向和保持汽车的直线行驶，保证汽车按照驾驶员的意志进行转向[2]。
车辆转向的方式不同，转向系的组成与原理也是不相同的。
2.1.1 机械转向系统
机械转向系统由转向操纵机构、转向传动机构和转向器组成。驾驶员直接操纵的部分叫做转向操纵结构，它包括转向盘、转向轴以及带万向节的传动轴。机械转向器是一个用来解决转向阻力矩很大，但是驾驶员操纵手力小的矛盾的一个降速增扭的机构。转向传动机构是传递转向器输出力与运动的机构，使转向轮偏转。它由转向摇臂、纵拉杆、转向节臂、横拉杆和转向梯形组成。
1-转向盘 2-转向轴 3-转向万向节 4-转向传动轴 5-转向器 6-转向摇臂 7-转向直拉杆 8-转向节臂 9-左转向节 10、12-梯形臂 11-转向横拉杆 13-右转向节
图2.1 机械转向系示意图
2.1.2 动力转向系统
动力转向系统是在机械转向系统的基础上发展起来的。它是利用液压或者控制电机等辅助动力使转向系时更加轻便。正常情况下，转向所需的能量大部分由辅助动力提供，极大的减小了驾驶员的操作强度。但是在辅助动力失效时，仍然可以由驾驶员独立操纵转向系统，提高行驶安全性。
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2.2转向系的基本要求
转向系直接影响着车辆行驶安全性和稳定性，根据转向系的工作特点，对转向系有以下要求：
(1)转向轮转角和驾驶员转动方向盘的转角应保持一定的比例关系。
(2)动力转向系统失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。一切辅助动力系统都不能保证不出现故障，为保证行驶的稳定性和安全性，仍需要安全性能更高的机械系统来操纵车轮转向。
(3)减轻驾驶员作用在转向盘上的手力，同时还应有路感，并随转向阻力增加而增大。在行驶过程中有一定的路感能使驾驶员知道行驶路面的情况，提高行驶安全性。
(4)方向盘应能平稳回位，保证汽车的直线行驶能力。 (5)转向系统应能在车辆转弯时灵活平稳地将扭力传到前轮。 (6)不允许路面不平引起的振动造成方向盘回跳或方向失控。
(7)形成统一的转向中心。车辆在转向时都必须有一个转向中心保证车轮做纯滚动，不然不仅消耗功率，而且还加大轮胎的磨损。为达到以上要求，所有车轮的轴线都要交与一点O，这个交点O就是转向中心[2]。
图2.2 汽车转向轮内外轮转角关系图
由图2.2所示的几何关系可知，车辆转向时外轮偏角大于内轮偏角偏转角的理想关系式为：
。内外轮
(2.1)
式中 K——两侧主销轴线延长线与地面交点间的距离 L——车辆轴距
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目前所有车辆的转向梯形都在车轮的偏转角范围内。
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