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1、助力转向系统解读汽车之家 技术汽车已经成为我们生活中不行或缺的局部，方向盘+换挡杆+踏板的组合似乎已经成为天经地义的汽车掌握方式，但是它们各自的作用机理却鲜有人明白。就以我们手中的方向盘为例，宽阔车友对于常见的各类转向系统概念照旧模糊，比方“电动 助力和液压助力的差异”，“可变助力是怎么回事”等等问题都是大家所古怪的，下面，我 们就要为大家系统的介绍各类常见的转向系统，为大家解答这些问题，并与大家一起争论各 种转向系统的玄机和奇特。由于篇幅较长，所以我们本文介绍的是我们现在最常见的助力转向系统，解读“助力从何而来”并介绍助力转向系统的分类。助力转向，顾名思义，就是通过增加外力来抵抗转向阻力，让
2、驾驶者只需更少的力就能够完成转向，也称动力转向，英文为power steering，最初是为了让一些自重较重的大型车辆能够更轻松的操作，但是现在已经格外普及，它让驾驶变得更加简洁和轻松，并且让车辆反响更加灵敏，肯定程度上提高了安全性。助力转向依据助力的来源不同，可以分为两大类-液压助力和电动助力。10 / 12液压动力转向的由来最早要追溯到1902 年的 2 月，英国的 Frederick W. Lanchester 制造了“cause the steering mechanism to be actuated by hydraulic powe”r 即液力驱动转向机构。之后类似的制造分别有美
3、国和加拿大的制造家相继注册专利。而在汽车生产厂 商中，克莱斯勒领先实现了液压助力转向系统的商业化生产，将其命名为Hydraguide 油压转向系统，并于1951 年将其搭载在克莱斯勒的第六代Imperial译为帝王车型上。随着技术的进展，消灭了以电子泵代替机械泵的电子液压助力转向系统，所以目前液压助力的主 要分为机械式液压助力和电子液压助力两类，另外，在机械式液压助力的根底上还派生出了电子伺服的液压助力转向系统。 机械液压助力我们来看机械式液压助力转向的主要原理，它是基于机械式的齿轮齿条转向机构而 来，增加了一整套液力系统，包括储液罐、液压助力泵、与转向柱相连的机械阀、转向机构上的液压缸和能够
4、推动转向拉杆的活塞等等。机械式助力转向供给液压的液压泵由发动机通过皮带驱动，也就是说只有发动机运 转，转向泵才能够运转，这就是为什么发动机熄火前方向盘助力消逝的缘由。在转向机上， 有一个能够随转向柱转动的机械阀，当方向盘未左右转动时，活塞两侧腔室内压力一全都， 处于平衡状态。当方向盘转动时，连接在转向柱上的机械阀就会相应的翻开或关闭，一侧油液不再经过液压缸而直接回流至储油罐，另一侧油液连续注入液压缸内，活塞两侧产生压差，所谓的电子液压助力，Electro-hydraulic power steering，简称 EHPS，其助力原理与机械式液压助力完全一样，而与机械式液压助力最大的区分就是不再使
5、用由发动机通过皮带驱动的液压泵，而是换成了电力驱动的电子泵。便会在液力的作用下被推动，进而产生关心力度推动转向拉杆，让车轮转向，使我们转动方向盘所需的力度大大减小。液压助力转向系统还有一个好处，就是提升舒适性和安全性，车轮的猛烈跳动和遇 到坑洼路面导致轮胎消灭非自主的转向时，通过液压对活塞的作用能够很好的缓冲和吸取震 动，使传递到方向盘上的震惊大大削减。同时这种构造还提升了安全性，比方使用传统齿轮 齿条机构的车辆在转向时轮胎遇到坑洼突然变向，齿条会带动齿轮使方向盘反转，消灭“打 手”的状况，很简洁使驾驶者的手部受到损害，在液压助力的车辆上就不会有这样的问题。机械式液压助力特点：整套系统均为机械
6、构造，从由皮带驱动的机械式液压泵到转 向柱上的液压机械阀体，没有任何电子系统，技术成熟稳定、牢靠性高、适用范围很广，即使车辆的液压系统消灭故障，失去助力，还是能够依靠传统的齿轮齿条机构进展转向。缺点 是构造较简单，占用空间较大，制造本钱较高，也使得保养维护的难度和本钱都比较高。并且由于液压泵靠发动机皮带驱动，所以会消耗发动机的一局部动力，影响燃油经济性和车辆 的动力性，尤其是对于动力本身就相对孱弱的小排量车型的影响比较明显。另外，单纯的机械式液压助力系统助力力度不行调整，很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不同需求。 电子液压助力电子液压助力的优势首先表达在能耗上，首先由电能驱动的电子泵使用发
7、电机和电池输出的电能，不再消耗发动机本身的动力，电子泵的启动和关闭全部由电子系统掌握，在不做转向动作的时候，电子泵关闭，不像机械液压助力泵那样始终与发动机联动，进一步减小能耗。其次，电子液压助力转向系统的电子掌握单元，能够通过对车速传感器、横向加速度传感器、转向角度传感器等传感器的信息的处理，通过实时转变电子泵的流量来转变转向助力的力度大小，也就是随速可变助力功能。固然，并不是只有电子液压助力能够实现助力随速可变，我们将会在之后的文章中为大家具体介绍各种“可变”的助力转向系统。电子液压助力从上世纪 90 年月后期开头渐渐普及，福特、群众、丰田、本田、马自达、标致、雪铁龙等品牌均有使用电子液压助
8、力系统的车型。我们生疏的马自达3、凯旋等车型使用的都是这样的系统。凯旋、老款的福克斯等车型使用的都是电子液压助力电子液压助力为何无法取代机械液压助力？无论是从技术、功能、还是经济性方面来看，电子液压助力都较机械式液压助力更 具优势，但是，目前电子液压助力并没能够取代机械式液压助力，主要缘由有如下几方面：1. 电子液压助力本钱更高。相对机械式的液压助力系统，参加了电控系统换上电子泵后、电子液压助力的制造本钱更高，技术也更加简单，保养修理的难度和本钱也随之提高。2.牢靠性不及机械液压助力。电子液压助力除了会消灭转向机构和液压机构的故障外，还增加了电气系统消灭故障的可能性，因而牢靠性不及传统液压助力
9、系统。3. 助力力度有限。虽然使用电子泵有明显优势，但是，电子泵需要由发电机的电能驱动，而车载发电机的本身功率和蓄电池能够供给的最大电流都有限，所以电子泵的功率也受到限制，能承载的负荷也有限。所以目前使用电子液压助力的车型大多为中小型车辆。对 于需要较大助力力度的车辆而言，电子液压助力系统就有些鞭长莫及了。4. 进化的机械液压助力系统。随着技术的进展，电子液压助力的随速可变功能在进化的机械液压助力系统上也已经能够实现使用电磁阀体技术，甚至在机械式液压助力转向系统的根底上衍生出了可变速比的主动转向系统，所以牢靠性和可承载负荷都更高的机械液压助力系统照旧受到厂商的欢送。 电动助力电动助力转向系统E
10、lectric power steering 简称EPS or EPAS) 也是上世纪90 年月后期开头才渐渐应用到量产车上的转向技术，与液压助力系统一样，仍旧是基于齿轮齿条式转向机构而来，只不过助力机构由简单的液压机构变成了依靠电动机产生助力的系统。从示意图上我们可以看出，电动助力转向系统的构造格外简洁，没有了液压泵、储 液罐、液压管路和转向柱阀体构造，而是由传感器、掌握单元和助力电机构成。在转向柱位置安装了转矩传感器，当方向盘转动时，转矩传感器探测到转动力矩，并将之转化成电信号 传给掌握器，车速传感器也同时信号传给掌握器，掌握器运算够供给电机适当的电压，驱动 电机转动，电动机通过减速机构将
11、扭矩放大推动转向柱或转向拉杆运动，实现助力。其依据 速度可变助力的特性能够让方向盘在低速时更轻快，而在高速时更稳定。电动助力转向依据作用位置的不同主要有两种构造。这两种构造分别是对转向柱和转向拉杆施加助力。对转向柱施加助力的电动助力构造，是将助力电机带有减速机构，起放大扭矩作用直接接驳在转向柱上，电机输出的关心扭矩直接施加在转向柱上，相当于电 机直接帮助我们转动方向盘。另一种构造是将助力电机布置在转向机上，直接作用于转向拉杆，用助力电机带 有减速机构，起放大扭矩作用推动拉杆帮助车轮转向，这种构造更加紧凑，并且便于布置， 目前使用比较广泛。而且这种构造相对第一种构造而言，方向盘转向局部与电机关心
12、是相对 独立的，路面的信息能够很好的通过轮胎、齿轮齿条机构回馈至方向盘处，较第一种构造拥 有更加清楚的“路感”，更好的兼顾了驾驶乐趣。我们所生疏的宝马、奥迪、群众、通用等品牌使用的都是这种作用方式的助力转向系统。我们所生疏的宝马、奥迪、群众、通用等品牌使用的都是这种直接作用于转向拉杆的电动助力转向系统电动助力转向系统的优劣相比液压助力转向系统，电动助力转向有诸多优势：1.其构造简洁紧凑，制造本钱低，工艺相对简洁，后期的维护和保养也更加简洁。2.系统损耗低不会像液压助力一样有助力液损耗，运行噪音低，不会有液压泵或电子泵运转的噪音，提升舒适性3.同时，电动助力转向有着良好的经济性，纯电能驱动，较机
13、械液压助力能耗低。4.它可与其它电子系统联用，有着强大的功能扩展性。最根本的是“助力力度随速可变”，能够依据车速传感器的信息调整助力力度大小，满足车辆高速和低速行驶时对助力大小的不同需求，响应速度较液压助力系统更快更直接。在一些高端车型上，电动助力转向与其他系统共享总线数据，与可变阻尼悬挂、电子稳定系统等电子系统联动，提升车辆的操控性能和主动安全表现。同时，伺服式的电动助 力转向系统能够依靠电机格外准确的掌握车辆的转向角度，因此，自动泊车的功能和车道保持系统自动订正方向的功能还有一种依靠制动实现方向订正的方式才得以实现。之前电动助力转向系统比较大的问题是牢靠性的问题，现在电动助力转向技术已 经格外成熟。但是电子系统还是要比纯机械构造“娇气”一些。尤其是在剧烈驾驶状况下， 助力电机简洁消灭过载，影响助力系统工作，所以很多考虑剧烈驾驶工况的性能车型都
