电动助力和液压助力最常见,买车首选电动助力转向系统
对于助力转向系统,目前最常见的是液压助力和电动助力。选购家用车时最适合的是电动助力转向(EPS)。因为EPS结构紧凑重量轻,比液压助力油耗低,助力输出随车速变化更理想。
1、液压助力转向的特点:
液压助力转向(HPS)的动力源是由发动机带动的助力油泵,它时时消耗发动机功率。转向机内部与方向盘机械连接的是细细的扭杆。方向盘掰着它转,下面的齿条阻碍它转,扭杆自身就发生一个微小的扭转,带动转阀打开一个小开口,液压油从开口钻进打开的油腔,然后推挤阀体输出辅助转向力。图中A/B两个油缸代表了左转/右转。
家用轿车级别的HPS最大的优点就是便宜,第二个优点是中低速工况路感好,即路面反馈感强。主要缺点是:油泵的转速、供油量随发动机转速变化,当怠速原地打方向时转向沉重,当中高速不需要太多助力时油泵却猛地转,浪费能量拉升油耗。
2、电动助力转向的特点:
电动助力转向的形式多样,但是基本原理都是一样的。系统检测方向盘转角,结合此时的车速信号,控制单元让电动机执行输出相应的力矩。能够实现低速转向轻便,高速反应灵敏。结构紧凑、省油,而且是自动泊车、车道保持和自动驾驶等先进系统必备的硬件基础。缺点是成本较高、路感较差。
有些面包车甚至老年代步车会配有电动助力,但不论是负载还是助力特性都不能满足轿车对操稳的要求。所以不能相提并论。有些越野车会选用液压助力,因为力气大、不怕电机堵转。
英菲尼迪线控主动转向(Direct Adaptive Steering —DAS)的特点:
现代战斗机的操纵杆只是一个电子摇杆,系统拾取飞行员的操作识别其意图,进而控制飞行。英菲尼迪推出了类似于飞机电传操纵系统的DAS系统,方向盘识别驾驶员的操作自行计算出转向角,就和玩游戏的方向盘一样。Q50是世界上第一款使用该技术的车,国产型号是东风日产Q50L。
这套系统的执行单元是电动机,但“助力”尽是它最低层次的功能。三个相互备份的控制单元是核心,都能单独工作,向下方的电动机输出转向指令。一个坏了还有两个,全都坏了的话电磁离合器就结合,由驾驶员直接控制。平时方向盘和传动轴是不连接的,机械传动除了安全备用,还是法规需要。
线控转向是汽车转向系统最科幻的形态,被许多概念车演示过。除了结构极大简化,占空间小布置方便外,其主要优点体现在“自动”上。由于系统拥有了更大的主动权,行驶轨迹更安全,车身姿态更稳定。车道保持、自动泊车甚至主动安全都不在话下。
技术难点:
1、 理想传动比:如何准确识别驾驶员意图,转出符合期望的角度。跑出安全、稳定、舒适的线路。除了理论研究计算,还需大量以经验和感受为基础的试验调校。如果像普通系统一样驾驶员转多少车轮就转多少,功能单一钱就白花了。
2、 可靠性和容错:方向盘象征意义越来越大,电子系统不工作甚至输出了错误指令怎么办?目前的办法是冗余设计。设置三台控制单元相互备份,相互监控,相互对比,还额外将机械传动作为后备系统。
3、 方向盘手感模拟:实际系统肯定不能像游戏方向盘那样轻飘虚无没有质感。因此在方向盘下面设置了一个电动机,专门用来模拟回正力矩和阻尼力。用电动机来模拟路面反馈制造手感,很难做到真实细腻。
1990年奔驰率先将线控转向装在概念车上,发展至今只有英菲尼迪一款车实际使用。主要受成本制约难以广泛应用;需要使用42V大容量电源;传感器精度、控制精度和总线通讯速度还需要提升。还有法规因素,如欧洲不允许方向盘和转向轮无机械连接的车上路。
所以着眼当前,选购的家用车最好是电动助力转向(EPS)的。放眼未来,线控转向是汽车转向的最终形态。电子油门踏板、电子手刹、电子换挡旋钮,最后方向盘也会电气化。如果想和未来握握手,可以去试一试东风英菲尼迪Q50L。
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