汽車轉向助力系統-三類型「轉向機」特點解析

2020-12-15 汽車科學島

#老司機聊汽車知識#

方向助力系統類型包括:

液壓助力電子助力電子液壓助力三類助力系統哪種體驗最好,最適合家用汽車呢?這個問題的答案是沒有爭議的,因為絕大多數代步汽車都只選擇了一種,那就是「電子助力」(也稱電動助力系統),原因什麼什麼呢?想要了解電子助力的優點,首先要了解液壓助力的特點。

01液壓助力·力度變化

曾經的老舊車輛大都使用液壓助力系統,該系統的運行原理比較簡單;在方向盤處於直線行駛的中間位置時,轉向機控制閥處於關閉狀態,儲能器會完成建壓。在轉動方向盤時一體式集成機械轉向機會開始運轉,轉向機構在控制轉向閥移動,轉向助力油(液壓油)會連通動力缸的油腔,從而通過活塞連杆帶動轉向拉杆實現助力轉彎。

液壓助力轉向機曾經被認定為最簡單的結構,只需要定期更換轉向助力油就能實現使用壽命與整車相同;而且即使轉向機損壞,短時間內也還能實現助力轉向數次,安全性也是比較理想的,所以重載車型也會用這種系統,不過現階段基本被淘汰了。

缺點:液壓助力系統的力度變化並不科學,特點如下。

低速轉向-重高速轉向-輕隨著發動機轉速的提升,助力強度是會越來越大的,反之在怠速標準時的助力就會比較弱;然而高頻率轉彎的道路主要是限速比較低的低速城市道路,所以使用這一系統往往會比較累。同時高速行駛時的方向盤本應該比較重才對,因為隨著車速的提高,過大幅度的快速轉向是很容易讓車輛失控的,所以從安全駕駛的角度分析也應該淘汰液壓助力。

重點是這種轉向機的助力強度基本不能調節,或者說非常難以調節;調整的方式拆卸助力的壓力調節裝置,更換彈簧改變輸出壓力值。而且很容易出現左右轉向時力度強度的不均衡,由於助力原理和設計等諸多問題,很多新車的轉向系統落地後就有這些問題,但是電動助力卻不用擔心。

02電子助力·力度相反

電子助力的結構和原理實際比液壓助力更簡單,用電機作為助力核心一定比傳統油液式助力更理想;該系統的主要結構包括電控單元和電機,轉向時由控制器聯動ECU進行分析,按照車輛的時速和ESP系統的各個傳感器數據,決定對助力強度的調整,標準如下。

高速轉向·重低速轉向·輕這是最科學的設計了,代步駕駛需要的是降低操作強度,電子助力加大電機電流則可增加助力強度,方向盤用一根手指即可輕鬆的撥動。而隨著車速的逐漸升高,助力的強度越來越弱,越來越重的方向盤可以防止新手錯誤操作,嚴格來說電子助力都應當屬於安全配置。

重點:電子助力系統還有兩個更加突出的優缺點。

沒有轉向助力油-無需維護路感反饋極差-沒有操控樂趣用電機助力的最佳優勢就是減少了汽車保養項目,省了每隔幾萬公裡就要換油的成分,也不用擔心因助力油品質問題或更換不及時而損壞轉向機。

但是專項是通過電機控制力度和機械齒輪結構,方向盤的操作需要通過電機反饋到車輪,反之車輪與地面的相互作用力的反饋也要通過電機才能回饋到方向盤——手感會基本沒有,方向盤反饋不了路面的真實信息。

所以電子助力方向機主要是普通代步汽車與客車和卡車使用,追求駕駛樂趣的後驅和四驅轎跑車,以及特別需要路感反饋的越野車還是以液壓助力為主,不過類型有所不同。

03電子液壓·最佳標準

前兩節說明了液壓助力和電子助力的優缺點,簡單概括為:液壓系統路感清晰但操作強度高,電子助力路感模糊但操作輕便;高性能車使用第一類不適合高車速時的操控,使用第二類低速時又因助力過大而難以精準控制,那麼把兩者的優缺點中和一下是不是就行了呢?

電機加壓助力油使用傳統助力結構這套系統其實說來也很簡單,由於純機械的液壓助力強度卻絕於發動機的轉速和車速,結果是「低重高弱」;那麼把助力動力源升級為「電機+電控」,以電子助力的程序實現「低輕高重」即可達到是提升駕駛體驗和安全駕駛的目的。

剩下的則是通過傳動的活塞拉杆和轉向器,實現路面起伏通過這些機械結構的真實的手感回饋,至此即可實現代步駕駛與操控樂趣的高度集成。

不過這套系統的製造成本還是偏高了,所以只有少數中高端車使用;家用代步汽車還是建議用電子助力,因為普通司機不具備追求極限駕駛的技術儲備,車輛也沒有充足的動力儲備。在同時使用兩套助力系統的車輛的過程中,個人還是傾向於「省力」——尤其是主要在城市道路代步的司機。

編輯:天和Auto-汽車科學島

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