汽車方向機的工作原理是將扭矩傳遞給齒輪齒條機構(gòu)，從而推動車輪向左或者向右，最終實現(xiàn)轉(zhuǎn)向或掉頭操作。

常見的汽車方向機有以下幾種類型及工作原理：

1. 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器：這是最常見的一種，由一對相互嚙合的小齒輪和齒條構(gòu)成。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)，齒條做直線運動，有時靠齒條直接帶動橫拉桿，使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、轉(zhuǎn)向靈敏、體積小，廣泛應(yīng)用于汽車。

2. 蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器：以蝸桿為主動件，曲柄銷為從動件。轉(zhuǎn)向時，通過方向盤轉(zhuǎn)動蝸桿，嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運動，帶動曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動，再通過傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。通常用于轉(zhuǎn)向力較大的載貨汽車。

3. 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器：由機械部分與液壓部分組成。機械部分包括殼體、側(cè)蓋、上蓋、下蓋、循環(huán)球螺桿、齒條螺母、轉(zhuǎn)閥閥芯、扇齒軸等。其中有兩對傳動副，即螺桿、螺母和齒條、齒扇或扇齒軸。在螺桿和齒條螺母之間裝有可循環(huán)滾動的鋼球，使滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高傳動效率。優(yōu)點是操縱輕便、磨損小、壽命長，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式。

方向盤的工作原理是通過轉(zhuǎn)向機構(gòu)將圓周運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，再通過轉(zhuǎn)向拉桿推動車輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。單說方向盤，可以理解為杠桿，方向盤半徑是力臂長度，越大越省力。

如今汽車多采用方向盤助力，通過檢測駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的方向及車速，由助力轉(zhuǎn)向馬達控制施加轉(zhuǎn)向力矩大小來完成轉(zhuǎn)向。當(dāng)汽車直線行駛時，轉(zhuǎn)向控制閥將轉(zhuǎn)向油泵泵出的工作液與油罐相通，轉(zhuǎn)向油泵處于卸荷狀態(tài)，動力轉(zhuǎn)向器不起助力作用。當(dāng)汽車需要向右轉(zhuǎn)向時，駕駛員向右轉(zhuǎn)動方向盤，轉(zhuǎn)向控制閥將工作液與 R 腔接通，將 L 腔與油罐接通，在油壓作用下，活塞向下移動，通過傳動結(jié)構(gòu)使左、右輪向右偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)右轉(zhuǎn)向。