01老式汽車：什麼是轉向助力，爺沒有聽說過
下圖中，左邊是老式汽車的方向盤，右邊則是今天的汽車方向盤，你能看出它們的區別嗎？對了，老式的汽車方向盤比今天的汽車方向盤大一號。為什麼會這樣？難道是車企為了節省材料成本給方向盤減配了？當然不是啦，幾十萬的汽車即使要降成本也不會從方向盤上動手腳。
其實原理是很容易理解的。老式汽車沒有現代汽車的轉向助力系統，所以把汽車方向盤做得特別大，是為了省力。如果還不懂，可以把家裡神獸的初中物理書借來看看，相信你能在《簡單機械》這一章找到一句話“輪軸的輪越大越省力”。
這就是為什麼以前的汽車都有特別大號的方向盤，為了節省駕駛員轉動方向盤的體力消耗。不過即使有了大一號的方向盤，那種汽車轉向操作仍舊十分費勁，雖然不需要麒麟臂但是也絕不輕鬆。這也是過去女駕駛員數量比較少的原因，畢竟女性在體力上比男性要弱很多。
駕駛這種超大方向盤的汽車在轉動方向盤時姿勢可是超級帥的，兩條手臂掄起來就像打太極拳，再加上當年交通基礎設施建設遠不如今天，一趟幾十公里的搓板路下來，就像蒸了桑拿。哦，偷偷告訴你，那樣的汽車基本上也是沒有空調的。
這種沒有轉向助力的汽車，方向盤與轉向系統的連接是機械的剛性連接。這樣的好處是，路感隨時隨地都會不折不扣的傳到你手上，就算車輪壓過一個小石子，你都能知道，絕對提神醒腦。缺點麼，手麻的感覺瞭解下，還有更慘的就是握持方向盤的位置不對，被方向盤反彈回來打手的慘案時有發生。
02 機械液壓轉向：灑家才是轉向助力系統的老江湖
如今，汽車駕駛從職業技能轉變為生活技能，越來越多的人（包括很多弱小女子）都成為有車一族，液壓轉向的發明絕對功不可沒。畢竟，沒有多少人願意駕駛無助力的汽車出去浪。
如今馬路上的大多數汽車都在使用液壓轉向助力系統。它通過汽車發動機來帶動一個油泵，裡面的液壓油會進入轉向器中，推動轉向器工作。
那麼系統是怎麼知道駕駛員要向左轉還是向右轉以及轉動的角度呢？這個原理就複雜了，不過作為一篇科普文章，破哥只要告訴你，在液壓轉型系統中有一個設計非常巧妙的閥門，當轉動方向盤的時候，閥門會改變轉向油的流動方向，讓轉向系統按照駕駛員的意圖工作。
怎麼知道自己的汽車是液壓轉向助力呢？我們可以打開引擎蓋，如果看到發動機艙裡有一個油壺上標有方向盤標誌就是了。
液壓轉向助力的動力來自發動機，發動機的皮帶輪拖動著轉向助力泵（除此以外，這條皮帶還拖動著發電機、空調壓縮機等）。所以，液壓轉向助力一定會消耗發動機的動力，而且即使在不轉向的時候，發動機依然驅動著轉向油泵，一定程度上增加了額外的油耗。
不過這種轉向助力裝置結構簡單，成本低廉，維修保養也方便，還能為駕駛員提供一定的路感。
相信很多人聽說過，動力轉向的汽車不能打死方向。其實這種說法主要指的是液壓轉向助力，因為液壓轉向助力機構打死方向後，液壓油的通路被堵，油壓增加就會損壞轉向機構。不過也不必太擔心，因為轉向助力泵有洩壓保護裝置，只要不是長時間原地打死方向，一般沒有那麼容易壞。
機械液壓轉向助力示意圖
03 電動液壓轉向：機械液壓轉向的升級版
如果把機械液壓轉向的助力泵改成由電動機驅動就成了電動液壓轉向。這一改動的最大好處是減輕了轉向系統的體積和複雜程度，並且可以節省燃油。因為機械液壓轉向助力的轉向油泵始終和發動機連接，而電動液壓轉向的電動機不需要發動機提供動力，在沒有轉向操作的時候它可以好好休息。
電動液壓轉向助力裝置的另一個好處是減少了故障率。越複雜的機構故障率越高，電動液壓裝置沒有複雜的閥體，結構簡單，也就不容易壞。就算出點小毛病，也更容易查找故障，維修管理都相對簡單。同時，這種轉向系統也基本不存在打死方向會損壞機件的問題了。
目前，裝配電動液壓轉向助力的車也不少。
電動液壓轉向系統示意圖
04 電子轉向助力：汽車轉向系統的一股清流
雖然與電動液壓轉向助力只相差了幾個字，但是電子轉向和電動液壓轉向完全不同。電子轉向系統沒有液壓油泵，它直接靠電動機驅動轉向機件，而不是靠液壓油。
既然是電子轉向，那就必須有一個聰明的大腦——轉向ECU，說白了就是控制轉向電動機何時啟動、向哪個方向轉動以及轉動角度的計算機。人光有聰明的腦袋，沒有千里眼和順風耳也啥事辦不了。那麼轉向ECU的千里眼和順風耳是什麼呢？是各種各樣的傳感器，它們收集各種數據幫助電腦察言觀色，判斷駕駛員的意圖，向轉向電動機發出正確的指令。
從理論上講，電子轉向系統是沒有路感的。因為方向盤與車輪沒有直接的剛性聯繫。那為什麼在駕駛有電子轉向系統的車輛時，我們還是能獲得路感呢？比如在原地打方向的時候方向盤很輕，而高速時方向盤會有點沉重。
其實這種感覺是聰明的計算機模擬出來的。在原地打方向時，需要克服很大的轉向阻力，計算機就讓電動機產生更多的力矩幫助駕駛員轉向，所以駕駛員會感到打方向很輕鬆；而高速時需要穩定性，計算機會讓轉向電動機發揮較小的功率，駕駛員會感到打方向有些沉重。
電子轉向系統進一步簡化了轉向系統的結構，縮減了系統的重量和體積，可謂轉向系統的一股清流。當然這一進步離不開計算機軟件和硬件的開發。
目前，越來越多的中高端車裝備了電子轉向助力。
電子轉向助力系統示意圖
05 全輪轉向：轉向系統的王者
汽車的前輪是用來轉向的，這地球人都知道。但是，您是否聽說，有的汽車所有車輪都可以轉向，比如奧迪Q8就是四輪轉向。在低速轉向時，前輪和後輪向相反的方向轉動，可以讓轉彎半徑更小。
轉彎半徑越小，車就越靈活，想想狹窄路段掉頭就知道了。但是，四輪轉向的車，在高速轉向的時候，前後輪是向同一個方向轉動的，這樣可以獲得更好的穩定性。其中的力學原理太燒腦，咱就不科普了。
要控制前輪轉向的時機和角度不是易事，四輪轉向還要同時控制後輪的轉向那簡直是逆天的難度，但是計算機和傳感器技術讓這一切成為了可能。整個過程中，大多數駕駛員是無法看見和理解的，不過沒關係，你只管開車就行。
不過真正轉向系統的王者還不是4輪轉向，而是下圖中的10輪轉向。應用在重型卡車上的黑科技。當然，這裡說的重型卡車可不是家門前工地上進進出出的渣土車，也不是在無錫外環路上把高架橋都給幹掉的百噸王，那是一般人只能從圖片中遠觀的車。
10輪轉向
06 電傳轉向：來自戰鬥機的黑科技
航空工業永遠是汽車工業的導師。今天汽車上的很多科技成就都曾在飛機（尤其是軍用飛機）上搭載過。一項新科技誕生之後，那些軍用戰鬥機經常成為“小白鼠”。等到技術成熟、成本降低時就開始在汽車上應用。比如，在汽車上並無實用價值的“抬頭顯示”就是戰鬥機的標配。
電傳控制也已經在很多飛機上應用。最早的飛機是直接機械傳動，飛行員通過鋼絲拉動尾翼、方向舵等操縱面，體力消耗極大。後來發明了液壓傳動，節省了飛行員的體力，但是液壓管路的佈置佔用了飛機裡寸土寸金的空間，讓設計師很不爽。電傳控制中，計算機收集傳感器的信號，然後把指令通過電纜發送給執行機構，成為今天戰鬥機的標配。
電傳轉向也是如此。在搭載了電傳轉向的汽車裡，方向盤把駕駛員的指令告訴電腦 ，電腦根據指令和傳感器收集到的信息向轉向電機發出命令。
這個系統中，方向盤與轉型系統沒有任何聯繫，方向盤更像是一個遊戲手柄，你的路感全是電腦模擬出來的。如果你擁有一輛電傳轉向的汽車，那恭喜你一定是有錢人，因為這車不便宜。
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