[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(gè)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(jī)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(gè)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(shí)說白了它就是一項(xiàng)讓我們駕車時(shí)輕松完成轉(zhuǎn)向的配置,。我們在駕校學(xué)車時(shí)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(jī)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(jī)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(jī)械感”,,也可以去卡丁車館體驗(yàn)。
■ “老三樣專用”機(jī)械液壓助力
雖然機(jī)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(jī)械液壓助力誕生了。它在保留機(jī)械助力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的同時(shí),,增加了液壓泵這個(gè)助力源,,多年前的“老三樣”富康、捷達(dá),、桑塔納就普遍使用機(jī)械液壓助力
從原理上說,,其與我們前面提到的純機(jī)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(jī)的動力,。形象的說就是由一個(gè)和尚挑水吃,變?yōu)榱藘蓚(gè)和尚擔(dān)水吃,,所以我們駕駛機(jī)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(jī)械助力轉(zhuǎn)向的車型更“輕”,。
當(dāng)方向盤未轉(zhuǎn)動時(shí),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(shí),連接在轉(zhuǎn)向柱上的機(jī)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(jìn)而產(chǎn)生輔助力,此時(shí)我們便會感受到轉(zhuǎn)動方向盤不那么費(fèi)力了,。
由于其整套系統(tǒng)大部分為機(jī)械結(jié)構(gòu),,電子系統(tǒng)較少,因此其特點(diǎn)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(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
優(yōu)點(diǎn):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(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。
缺點(diǎn):占用空間大,、消耗發(fā)動機(jī)動力輸出,、為保證助力效果,,管路中時(shí)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(jī)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(jī)動力,而是由電機(jī)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(shí)候,助力泵關(guān)閉,,不像機(jī)械液壓助力泵那樣始終與發(fā)動機(jī)聯(lián)動,,因此它對于發(fā)動機(jī)動力的消耗更小。
除了消耗發(fā)動機(jī)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(shí)時(shí)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(shí)方向盤更輕,,車輛高速時(shí),方向盤更沉,,給駕駛員信心的隨速可變助力功能,。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)相比機(jī)械液壓助力更為簡單、較少消耗發(fā)動機(jī)動力,、容易拓展出隨速助力轉(zhuǎn)向功能,。
缺點(diǎn):后期仍需進(jìn)行維護(hù)。
■ EPS,、ESP傻傻分不清楚的電動助力轉(zhuǎn)向
相比于機(jī)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(shí)間最短,它在上世紀(jì)90年代以后才逐漸應(yīng)用到量產(chǎn)車上,。它的特點(diǎn)是拋棄了復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu),,純粹依靠電機(jī)產(chǎn)生助力。
此外,,當(dāng)我們操作方向盤轉(zhuǎn)動時(shí),,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(shí)信號傳給控制器,,隨后其控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)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(shí)”,。
使用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠電機(jī)非常精確的控制車輛的轉(zhuǎn)向角度,因此,,可以實(shí)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(diǎn):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(hù)和保養(yǎng)也更加簡單,。同時(shí),其更便于布置,,系統(tǒng)損耗與運(yùn)行噪音低,、拓展性強(qiáng)。
缺點(diǎn):激烈駕駛情況下,,助力電機(jī)容易出現(xiàn)過載,,影響助力系統(tǒng)工作。此外,,受電機(jī)功率影響,,對于轉(zhuǎn)向負(fù)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)駕車路過坑洼路段時(shí),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(jìn)的技術(shù),。
線傳控制轉(zhuǎn)向在正常情況下拋棄了機(jī)械結(jié)構(gòu),電信號的傳遞速度要遠(yuǎn)快與機(jī)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(jī)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(shí)用車的過程中,,將車輛停進(jìn)路邊車位時(shí),,方向盤轉(zhuǎn)動可以更輕快一些;在車輛高速行駛時(shí),,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(shí),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(shí)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(yùn)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(yùn)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(biāo)都是通過改變齒比而實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)向功能,。此前,我們已經(jīng)對這部分內(nèi)容進(jìn)行過詳細(xì)解讀,,對這部分感興趣的朋友不妨點(diǎn)擊《方向盤下的玄機(jī)(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(jī)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(jī)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(qiáng),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(jī)(一):助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)解讀
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