[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(biāo)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
http://frontenacatvclub.com/tech/201209/397427.html
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