让你转的更轻松——转向助力系统解读

  上一期简单介绍了汽车转向系统的基本结构与工作原理,介绍了转向系统的型式,知道转向系统分为机械转向系统和动力助力转向系统,但是机械转向系统现在已经很少使用,大部分的车辆使用的都是动力助力转向系统。那么助力转向系统是如何工作的呢?今天就简单介绍一下。

  首先来看一张图,转向系统的分类。

  

  动力转向系统是将发动机输出的部分机械能转化为压力能(或电能),并在驾驶员控制下,对转向传动机构或转向器中某一传动件施加辅助作用力,使转向轮偏摆,以实现汽车转向的一系列装置。采用动力转向系统可以减轻驾驶员的转向操纵力。

  动力转向系统由机械转向器和转向加力装置组成。

  根据助力能源形式的不同可以分为液压助力、气压助力和电动机助力三种类型。其中液压助力转向系统应用较为普遍,气压助力现在极少使用,电动助力发展越来越快,在乘用车上有取代液压助力的趋势。

  机械液压助力(HPS)

  机械液压助力是我们最常见的一种助力方式,英文简称为HPS,由于技术成熟可靠,而且成本低廉,得以被广泛普及。

  

这几种车型是我们最早接触的机械液压助力转向的汽车。

  

中大型货车常用的液压助力转向系统

  

轿车常用的液压助力转向系统

  机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力,对转向系统施加辅助作用力,从而使轮胎转向。

  当方向盘未转动时,活塞两侧腔室内压力一致,处于平衡状态。方向盘转动时,连接在转向柱上的机械控制阀就会相应的打开或关闭,一侧油液不再经过液压缸而直接回流至储油罐,另一侧油液继续注入液压缸内,活塞两侧产生压差,便会在液力的作用下被推动,进而产生辅助力,此时我们便会感受到转动方向盘不那么费力了。

  

  

  

  根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力。现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。

  机械液压助力的优点:

  1

  机械液压助力的方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接,操控精准,路感直接,信息反馈丰富;

  2

  液压泵由发动机驱动,转向动力充沛,大小车辆都适用;

  3

  技术成熟,可靠性高,平均制造成本低。

  机械液压助力的缺点:

1由于依靠发动机动力来驱动油泵,能耗比较高,所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分;

2液压系统的管路结构非常复杂,各种控制油液的阀门数量繁多,占用空间大,后期的保养维护需要成本;

3整套油路经常保持高压状态,使用寿命也会受到影响,这些都是机械液压助力转向系统的缺点所在

  

  电子液压助力(EHPS)

  

福特福克斯采用电子液压助力

  电子液压助力英文简称为EHPS, 这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动,而是由电动机来驱动,并且在此基础上加装了电控系统,使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关,还与车速相关。车速传感器监控车速,电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力,从而实现转向助力力度的大小调节。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀,新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。

  

  

  

  电子液压助力的优点:

  电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点,同时还降低了能耗,反应也更加灵敏,转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节,更加人性化。

  电子液压助力的缺点:

  由于引入了很多电子单元,其制造、维修成本也会相应增加,使用稳定性也不如机械液压式的牢靠,后期仍需进行维护

  电动助力转向系统

  

本田飞度轿车采用了电动助力转向系统

  电动助力转向系统英文简称EPS。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力,省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵等装置。另外,还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力等特点。

  

  主要结构

  电动助力转向系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。

  工作原理

  微电脑控制单元根据转向传感装置和车速传感器传出的信号,确定转向助力的大小和方向,并驱动电机辅助转向操作。驾驶员在操纵方向盘进行转向时,转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小,将电压信号输送到电子控制单元,电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等,向电动机控制器发出指令,使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩,从而产生辅助动力。汽车不转向时,电子控制单元不向电动机控制器发出指令,电动机不工作。

  由于使用电动助力转向系统能够依靠电机非常精确的控制车辆的转向角度,因此,可以实现自动泊车的功能和车道保持系统自动纠正方向的功能。

  

  

  

  电动助力转向系统的优点

  1

  效率高、能量消耗少;

  2

  系统内部采用刚性连接,反应灵敏,滞后小,驾驶员的“路感”好;

  3

  结构简单,质量小;

  4

  系统便于集成,整体尺寸减小;省去了油泵和辅助管路,总布置更加方便;

  5

  无液压元件,对环境污染少。

  6

  系统的扩展性好,可以在此基础上实现自动驻车及车道保持等功能。

  电动助力转向系统的缺点:

1直接助力式电动转向系统提供的辅助动力较小,难以用于大型车辆;

2减速机构、电动机等部件会影响汽车的操纵稳定性,正确匹配整车性能至关重要;

3使用电动机、减速机构和转矩传感器等部件,增加了系统的成本。

  四轮转向系统

  汽车的四轮转向(简称4WS)是指汽车在转向时,4个车轮都可相对车身主动偏转,使之起到转向作用,以改善汽车的转向机动性能。

  按照后轮转向机构控制和驱动方式的不同,四轮转向可分为机械式、液压式、电控机械式、电控液压式和电控电动式等几种类型。目前使用最广泛的4WS系统为电控液压式,主要用于前轮采用液压助力转向系统的汽车中。

  

  线控转向系统

  线控转向系统用传感器记录驾驶员的转向意图和车辆的行驶状况,通过数据线将信号传递给车载电脑,电脑据此做出判断并控制液压激励器提供相应的转向力,使转向轮偏转相应角度实现转向。

  

  

  

  

  

  目前,只有因菲尼迪Q50轿车采用了这种线控转向系统。

  老侯点评:

  今天介绍的三种助力方式是我们日常能见到的最主流的三种,它们有着各自的优点和缺点,从长远来看,电子助力似乎成为发展趋势,而机械液压助力电子液压助力由于技术成熟稳定,所以还拥有自己的市场,在一段时间内都将是百家争鸣的局面。

  老侯解车,

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