[汽車之家 技術(shù)] 相信大家對于方向盤都不陌生,,不過對于這么一個看似習(xí)以為常的事物,您真的了解嗎,?它為什么轉(zhuǎn)動起來如此輕松,?為何車輛熄火狀態(tài)“打方向”很沉?配置單上寫著的機械液壓助力與電子液壓助力是一回事嗎,?電子液壓助力又和電動助力是一個概念嗎,?這些看似有些糾結(jié)的問題交給這期《帶您看懂參數(shù)配置表文章之助力轉(zhuǎn)向篇》解決吧。
教材上給助力轉(zhuǎn)向的定義是通過增加外力來抵抗轉(zhuǎn)向阻力,其實說白了它就是一項讓我們駕車時輕松完成轉(zhuǎn)向的配置,。我們在駕校學(xué)車時感覺方向盤很沉,,自家愛車方向盤很輕以及看似可愛的MINI開起來卻猶如健身一般的感受都源于助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不同。下面,,就讓我們分類看看這些在配置表中經(jīng)常出現(xiàn)的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)吧,。
■ 轉(zhuǎn)向基本靠手的“無助力”
機械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要動力源,簡單說便是力量大部分來自使用者肩膀,、手臂的力氣,,所有傳力的部件則是機械,目前,,它已幾乎在乘用車領(lǐng)域絕跡,,只在微面車型上服役。
雖然其結(jié)構(gòu)簡單,、成本較低,,但是由于其助力力度極為有限,因此目前其幾乎已在乘用車上絕跡,,只在微面車型上偶有現(xiàn)身,。當(dāng)然了,如果您想感受這種“原始的機械感”,,也可以去卡丁車館體驗,。
■ “老三樣專用”機械液壓助力
雖然機械助力轉(zhuǎn)向已經(jīng)具有一定助力效果,但是人們顯然不會滿足于那種堪比健身的助力感,,因此,助力效果更明顯的機械液壓助力誕生了,。它在保留機械助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的同時,,增加了液壓泵這個助力源,多年前的“老三樣”富康,、捷達,、桑塔納就普遍使用機械液壓助力
從原理上說,其與我們前面提到的純機械式助力十分相似,,只不過其轉(zhuǎn)向能量來源除駕駛員本人外,,還加上了來自發(fā)動機的動力。形象的說就是由一個和尚挑水吃,,變?yōu)榱藘蓚和尚擔(dān)水吃,,所以我們駕駛機械液壓助力轉(zhuǎn)向的車型便會覺得比使用前面說到的純機械助力轉(zhuǎn)向的車型更“輕”。
當(dāng)方向盤未轉(zhuǎn)動時,,活塞兩側(cè)腔室內(nèi)壓力一致,,處于平衡狀態(tài)。方向盤轉(zhuǎn)動時,連接在轉(zhuǎn)向柱上的機械控制閥就會相應(yīng)的打開或關(guān)閉,,一側(cè)油液不再經(jīng)過液壓缸而直接回流至儲油罐,,另一側(cè)油液繼續(xù)注入液壓缸內(nèi),活塞兩側(cè)產(chǎn)生壓差,,便會在液力的作用下被推動,,進而產(chǎn)生輔助力,此時我們便會感受到轉(zhuǎn)動方向盤不那么費力了,。
由于其整套系統(tǒng)大部分為機械結(jié)構(gòu),,電子系統(tǒng)較少,因此其特點也是成熟穩(wěn)定,、可靠性高,、適用范圍廣。此外,,即使車輛的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障失去助力,,還是能夠依靠傳統(tǒng)的齒輪齒條機構(gòu)進行轉(zhuǎn)向。
優(yōu)點:電子系統(tǒng)少,,技術(shù)成熟穩(wěn)定,、可靠性高,即使車輛液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障失去助力,,還能依靠傳統(tǒng)的齒輪齒條機構(gòu)進行轉(zhuǎn)向,。
缺點:占用空間大、消耗發(fā)動機動力輸出,、為保證助力效果,,管路中時刻需要保持高壓,后期可能存在漏油隱患,。
■ 家用車常見的電子液壓助力
電子液壓助力英文多被稱為Electro-hydraulic power steering,,其與機械液壓助力最大的區(qū)別就是助力源不再直接消耗發(fā)動機動力,而是由電機提供,。
這套系統(tǒng)中的助力泵啟動和關(guān)閉全部由電控系統(tǒng)控制,,在不做轉(zhuǎn)向動作的時候,助力泵關(guān)閉,,不像機械液壓助力泵那樣始終與發(fā)動機聯(lián)動,,因此它對于發(fā)動機動力的消耗更小。
除了消耗發(fā)動機動力更少以外,,電子液壓助力轉(zhuǎn)向更大的優(yōu)勢在于其可以根據(jù)車速傳感器,、橫向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向角度等傳感器收集的信息,,分析后實時改變助力泵助力力度,,改變轉(zhuǎn)向助力力度大小,,也就是車輛在低速行駛、挪車時方向盤更輕,,車輛高速時,,方向盤更沉,給駕駛員信心的隨速可變助力功能,。
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)相比機械液壓助力更為簡單,、較少消耗發(fā)動機動力、容易拓展出隨速助力轉(zhuǎn)向功能,。
缺點:后期仍需進行維護,。
■ EPS、ESP傻傻分不清楚的電動助力轉(zhuǎn)向
相比于機械液壓助力與電子液壓助力,,電動助力轉(zhuǎn)向裝備量產(chǎn)時間最短,,它在上世紀90年代以后才逐漸應(yīng)用到量產(chǎn)車上。它的特點是拋棄了復(fù)雜的液壓機構(gòu),,純粹依靠電機產(chǎn)生助力,。
此外,當(dāng)我們操作方向盤轉(zhuǎn)動時,,布置在轉(zhuǎn)向柱上的轉(zhuǎn)矩傳感器探測到轉(zhuǎn)動力矩,,將之轉(zhuǎn)化成電信號傳給控制器,車速傳感器也同時信號傳給控制器,,隨后其控制執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)助力,。也就是說,其相比前面提到的液壓轉(zhuǎn)向助力而言,,理論上助力力度更“真實”,。
使用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠電機非常精確的控制車輛的轉(zhuǎn)向角度,因此,,可以實現(xiàn)自動泊車的功能和車道保持系統(tǒng)自動糾正方向的功能,。
優(yōu)點:相比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更、簡單緊湊,、后期的維護和保養(yǎng)也更加簡單。同時,,其更便于布置,,系統(tǒng)損耗與運行噪音低、拓展性強,。
缺點:激烈駕駛情況下,,助力電機容易出現(xiàn)過載,影響助力系統(tǒng)工作,。此外,,受電機功率影響,,對于轉(zhuǎn)向負荷較大的大型車輛來說,電動助力仍然有些力不從心,。
● 只有電動助力可以實現(xiàn)隨速轉(zhuǎn)向,?
了解了上面的內(nèi)容后,您不難發(fā)現(xiàn),,電動助力轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)隨速轉(zhuǎn)向功能更為容易,,那么前面提到的兩種液壓助力轉(zhuǎn)向難道就沒法做到隨速轉(zhuǎn)向嗎?
不僅僅是奔馳,,代號E90的寶馬3系也曾經(jīng)使用液壓助力轉(zhuǎn)向加電子閥的形式實現(xiàn)了隨速轉(zhuǎn)向功能,,并且從配置表上看,它們都被命名為電動助力轉(zhuǎn)向,,實際上其只是基于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開發(fā)而來,。
■ “尖端科技”線傳控制轉(zhuǎn)向
在我們平時駕車路過坑洼路段時,方向盤可能會隨著路面的起伏而“打手”,,那么有沒有一種技術(shù)可以改變這種現(xiàn)象呢,?這種名為線傳控制轉(zhuǎn)向的技術(shù)便可解決上述問題,如果您到4S店購車,,銷售人員往往還會告訴您這是來自航空航天領(lǐng)域世界上最先進的技術(shù),。
線傳控制轉(zhuǎn)向在正常情況下拋棄了機械結(jié)構(gòu),電信號的傳遞速度要遠快與機械,、液壓結(jié)構(gòu),,因此它擁有極快的反應(yīng)速度。不過,,出于安全考慮,,現(xiàn)階段其還不能完全脫離機械結(jié)構(gòu)。
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■ 可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
了解完了常見的幾類助力轉(zhuǎn)向,,下面讓我們來看看在配置表中經(jīng)常會出現(xiàn)的名為可變轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)。人們不僅希望在平時用車的過程中,,將車輛停進路邊車位時,,方向盤轉(zhuǎn)動可以更輕快一些;在車輛高速行駛時,,方向盤更沉帶來更安心的感覺,。我們還會貪婪的希望在激烈駕駛時,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能更會意的在我們轉(zhuǎn)動方向盤角度相同的情況下,,根據(jù)車輛時速不同,,控制車輪轉(zhuǎn)動不同角度。因此,,可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)運而生,。
除寶馬,、豐田以外,奧迪也有名為動態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Audi Dynamic Steering)的可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng),,原理上來講依然是運用了疊加的方式,,盡管其結(jié)構(gòu)與寶馬和豐田的系統(tǒng)有著天壤之別,不過其目標都是通過改變齒比而實現(xiàn)可變轉(zhuǎn)向功能,。此前,,我們已經(jīng)對這部分內(nèi)容進行過詳細解讀,對這部分感興趣的朋友不妨點擊《方向盤下的玄機(二)詳解可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)》閱讀,。
全文總結(jié):
這一次,,我們主要介紹了和助力轉(zhuǎn)向有關(guān)的內(nèi)容。較為傳統(tǒng)的純機械助力在助力力度以及拓展性上已經(jīng)毫無優(yōu)勢,,只在微面市場上偶有現(xiàn)身,;電子系統(tǒng)較少,技術(shù)成熟穩(wěn)定,、可靠性高的機械液壓助力目前廣泛出現(xiàn)在乘用車市場,;將液壓泵替換為電子泵的電子助力轉(zhuǎn)向消耗更低、可拓展出隨速轉(zhuǎn)向,;電動助力轉(zhuǎn)向更為安靜,、結(jié)構(gòu)更簡單、能量損耗更小,、拓展性更強,,目前已有普及的趨勢;線傳控制則作為新興技術(shù)出現(xiàn)在部分高端車型上,。(文/圖 汽車之家 唐朝)
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方向盤下的玄機(一):助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解讀
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