第一節(jié) 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)界定

用來改變或保持汽車行駛方向的機構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(steering system)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。

第二節(jié) 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域 分析

隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，世界汽車工業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。人們對汽車操穩(wěn)性、安全性、舒適性的追求，推動了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的快速發(fā)展．汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是駕駛員用來控制汽車運動方向的系統(tǒng)，它直接影響到汽車行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛的舒適性。

第三節(jié) 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

汽車發(fā)展了一百多年，到今天，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也歷經(jīng)了長時間的演進，很大程度上也促進了汽車的發(fā)展。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展至今，出現(xiàn)了機械式、液壓助力式、電控液壓動力式、電動助力式和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

1、傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機械系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向運動是由駕駛員操縱方向盤，通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實現(xiàn)的。普通的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)建立在機械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，通常根據(jù)機械式轉(zhuǎn)向器形式可以分為：齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。常用的有兩種是齒輪齒條式和循環(huán)球式(用于需要較大的轉(zhuǎn)向力時)。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是我們最常見的，目前大部分低端轎車采用的就是齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

從上世紀四十年代起，為減輕駕駛員體力負擔，在機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了液壓助力系統(tǒng)HPS(hydraulic power steering)，它是建立在機械系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上的，額外增加了一個液壓系統(tǒng)，一般有油泵、V形帶輪、油管、供油裝置、助力裝置和控制閥。由于其工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在實際中應(yīng)用的最多，根據(jù)控制閥形式有轉(zhuǎn)閥式和滑閥式之分。這個助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最重要的新功能是液力支持轉(zhuǎn)向的運動，因此可以減少駕駛員作用在方向盤上的力。

雖然傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作最可靠，但是也存在很多固有的缺點，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于方向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間的機械連接而產(chǎn)生一些自身無法避免的缺陷：①汽車的轉(zhuǎn)向特性受駕駛員駕駛技術(shù)的影響嚴重；②轉(zhuǎn)向傳動比固定，使汽車轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性隨車速、側(cè)向加速度等變化而變化，駕駛員必須提前針對汽車轉(zhuǎn)向特性幅值和相位的變化進行一定的操作補償，從而控制汽車按其意愿行駛。這就變相地增加了駕駛員的操縱負擔，使汽車轉(zhuǎn)向行駛存在很大的不安全隱患；③液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)濟性差，一般轎車每行駛一百公里要多消耗0.3~0.4升的燃料；另外，存在液壓油泄漏問題，對環(huán)境造成污染，在環(huán)保性能被日益強調(diào)的今天，無疑是一個明顯的劣勢。

2、電液動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

近年來，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中愈來愈多的采用電子器件。相應(yīng)的就出現(xiàn)了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電液助力轉(zhuǎn)向可以分為兩大類：電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS(electro-hydraulic power steering)、電控液壓助力轉(zhuǎn)向ECHPS(electronically controlled hydraulic power steering)。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其特點是原來有發(fā)動機帶動的液壓助力泵改由電機驅(qū)動，取代了由發(fā)動機驅(qū)動的方式，節(jié)省了燃油消耗。ECHPS是在傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了電控裝置構(gòu)成的。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性可根據(jù)轉(zhuǎn)向速率、車速等參數(shù)設(shè)計為可變助力特性，使駕駛員能夠更輕松便捷的操縱汽車。

現(xiàn)代電液動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要通過車速傳感器將車速傳遞給電子元件，或微型計算機系統(tǒng)，控制電液轉(zhuǎn)換裝置改變動力轉(zhuǎn)向的助力特性，使駕駛員的轉(zhuǎn)向手力根據(jù)車速和行駛條件變化而改變，即在低速行駛或轉(zhuǎn)急彎時能以很小的轉(zhuǎn)向手力進行操作，在高速行駛時能以稍重的轉(zhuǎn)向手力進行穩(wěn)定操作，使操縱輕便性和穩(wěn)定性達到最合適的平衡狀態(tài)。

為了保證轉(zhuǎn)向輕便性，要求增大轉(zhuǎn)向器的傳動比。但是，增大角傳動比雖然可以減小轉(zhuǎn)向盤上的手力，但同時也造成汽車對操縱的反應(yīng)減慢，甚至有可能導致駕駛員沒有能力來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤進行緊急避障等轉(zhuǎn)向操作，即不夠“靈”。 機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計目標是保證汽車在各種行駛條件下將轉(zhuǎn)向盤上的手力保持在駕駛員能接受的合理范圍內(nèi)，同時保證適當?shù)霓D(zhuǎn)向靈敏度。但是機械式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)特點注定“輕”與“靈”矛盾的存在(包括變傳動比機械轉(zhuǎn)向器)， 而電液助力轉(zhuǎn)向系在一定程度上解決了這一矛盾。EHPS相比傳統(tǒng)HPS降低了能源損耗。但電液動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，不論ECHPS還是EHPS都與傳統(tǒng)的HPS一樣存在液壓油泄漏問題。

3、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS(Electric Power Steering)把一個機械的系統(tǒng)和一個電控的電動馬達結(jié)合在一起形成的一個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。與液壓系統(tǒng)不同的是，助力改由電機提供，因此，要有一個力矩傳感器來測量作用在方向盤上的力矩，由電子控制單元來計算所需要的力矩。作用在方向盤上的力矩曲線由一個電動馬達來分配。通過電動馬達提供轉(zhuǎn)向所必須要的力，它通過一個減速器作用在轉(zhuǎn)向柱上，在循環(huán)球式的傳動裝置中，直接作用在齒扇上的力太大，因此大多選用齒輪齒條轉(zhuǎn)向器。根據(jù)助力位置不同分為三種形式：1、轉(zhuǎn)向柱助力式.2、小齒輪助力式.3、齒條助力式.

由于EPS改由電機提供助力，助力大小由電控單元ECU實時調(diào)節(jié)與控制，可以較好解決汽車操縱時輕與靈的矛盾。電動助力轉(zhuǎn)向最早應(yīng)用在微型汽車上，1988年2月日本鈴木公司首次在其Cervo車上裝備，目前電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要應(yīng)用在轎車上，并逐漸從微型轎車向更大型轎車和商務(wù)車發(fā)展。電動助力轉(zhuǎn)向目前已成為世界汽車技術(shù)發(fā)展的 研究 熱點之一。

4、電子轉(zhuǎn)向

電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接，改而由方向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器ECU三個主要部分以及自動防故障系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)SBW(Steer-By-Wire)是汽車轉(zhuǎn)向方面最為先進和前沿的技術(shù)之一。

SBW可以追溯到二十世紀六十年代末，當時德國Kasselmann等試圖將轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向車輪之間通過導線連接，由于電子和控制技術(shù)的制約，一直無法在實車上實現(xiàn)，到1990年左右，世界上各大汽車廠商、研發(fā)機構(gòu)等先后對SBW深入 研究 ，到目前為止，在一些概念車上安裝了改系統(tǒng)，SBW預示著未來汽車的一個發(fā)展方向。

目前應(yīng)用廣泛的助力轉(zhuǎn)向器是傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)、電液助力系統(tǒng)和電動助力系統(tǒng)。數(shù)據(jù)表明，在世界范圍內(nèi)，電動轉(zhuǎn)向器和電液轉(zhuǎn)向器的使用會增加很快，2001年大約26.7%的安裝在新車中的轉(zhuǎn)向器是這種節(jié)能型的。即使是保守的估計，到2006年歐洲市場中電動轉(zhuǎn)向器和電液轉(zhuǎn)向器的份額會達到56%。

由于電動助力系統(tǒng)不僅可以提供汽車在高速下的操縱穩(wěn)定性，還能減小轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的質(zhì)量并節(jié)省能源，因而迎合了下一代汽車對環(huán)保的要求。根據(jù)汽車車型的不同，使用電動助力系統(tǒng)能夠降低燃油費用達5%～10%。但是由于目前汽車電源和電機本身的一些原因，限制了電動助力在大型汽車上的應(yīng)用。隨著未來技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，這一問題將會得到解決。未來轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將會是以電動助力為主導，其他形式為輔。

第四節(jié) 全球汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 市場發(fā)展 及預測

一、全球汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

汽車助力轉(zhuǎn)向依次經(jīng)歷了機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電控液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等階段，國際上已有一些大的汽車公司在探討開發(fā)的下一代線控電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在國外，各大汽車公司對汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering - EPS，或稱Electric Assisted Steering - EAS)的 研究 有20多年的歷史。隨著近年來電子控制技術(shù)的成熟和成本的降低，EPS越來越受到人們的重視，并以其具有傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)點，迅速邁向了應(yīng)用領(lǐng)域，部分取代了傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Hydraulic Power Steering，簡稱HPS)。

自1953年美國通用汽車公司在別克轎車上使用液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以來，HPS給汽車帶來了巨大的變化，幾十年來的技術(shù)革新使液壓動力轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展異常迅速，出現(xiàn)了電控式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Hydraulic Power Steering，簡稱EHPS)。1988年2月日本鈴木公司首先在其Cervo車上裝備EPSTM，隨后又應(yīng)用在Alto汽車上；1993年本田汽車公司在愛克NSX跑車上裝備EPS并取得了良好的市場效果；1999年奔馳和西門子公司開始投巨資開發(fā)EPS。上世紀九十年代初期，日本鈴本、本田，三菱、美國Delphi汽車公司、德國ZF等公司相繼推出了自己的EPS，TRW公司繼推出 EHPS后也迅速推出了技術(shù)上比較成熟的帶傳動 EPS和轉(zhuǎn)向柱助力式EPSTM，并裝配在Ford Fiesta和Mazda 323F等車上，此后EPS技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。

在國外，EPS已進入批量生產(chǎn)階段，并成為汽車零部件高新技術(shù)產(chǎn)品，而我國動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前絕大部分采用機械轉(zhuǎn)向或液壓助力轉(zhuǎn)向，EPS的 研究 開發(fā)處于起步階段。

二、全球汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢預測

汽車工業(yè)正在面臨著轉(zhuǎn)向技術(shù)的革命。多年來，動力轉(zhuǎn)向技術(shù)主要集中在液壓系統(tǒng)上，但是由于具有燃油消耗和物流方面的優(yōu)勢，如今市場需求偏向于電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。根據(jù)德爾福公司的預期，到2003年全世界售出的車輛中有10%裝配電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，日本精工株式會社（Koyo Seiko）也期望電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能有成指數(shù)倍的增長。據(jù)預測，到2005年，30%以上的新車（約2000萬輛）將裝配電子動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。展望未來，TRW公司預言，到2010年，全世界50%以上的轎車將把電子輔助與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相結(jié)合。

第五節(jié) 主要國家地區(qū)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及預測

1、日本

日本汽車工業(yè)從1955年迅速發(fā)展，到1980年達到年產(chǎn)1104.2萬輛，超過美國成為世界第一大汽車生產(chǎn)國，并保持14年之久。日本汽車工業(yè)以相對小的企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)出大量優(yōu)質(zhì)的汽車，這與其獨具特色的零部件 行業(yè) 組織結(jié)構(gòu)模式有很大的關(guān)系，正是基于此日本汽車工業(yè)創(chuàng)造了精益生產(chǎn)方式、準時生產(chǎn)制、零庫存以及看板管理等具有神話般的管理奇跡。日本精工是日本乃至世界上生產(chǎn)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的代表公司之一。

2、歐洲

受國際金融危機的影響，2008年歐盟28國新車銷售同比下降25.8%。2008年11月，歐盟28國新車銷售總計932,537輛，同比下降了25.8%。1-11月累計銷售1,379萬輛，比去年同期下降了7.1%。

德國是歐洲汽車制造業(yè)的領(lǐng)頭羊，在汽車零配件制造業(yè)中以德國為代表的歐洲模式，是整車企業(yè)與零部件企業(yè)之間保持相互獨立的契約關(guān)系，各自獨立自由的發(fā)展，整車企業(yè)可以用圖紙向零部件企業(yè)招標，促使零部件企業(yè)按圖紙進行生產(chǎn)；同時零部件企業(yè)也可以自主開發(fā)新產(chǎn)品供整車企業(yè)選擇，實現(xiàn)各自的發(fā)展，并在競爭中推動汽車 行業(yè) 的發(fā)展。

免責申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標準等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。