方向盤下的玄機:詳解可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
首先,我們要將“可變”助力大體劃分為兩個陣營:僅助力力度可變的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及速比可變的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。我們先從僅能改變助力力度的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)看起。
可變助力的優(yōu)勢:能夠隨車速改變助力力度,在泊車等低速行駛狀態(tài)下轉(zhuǎn)動方向盤更加輕盈省力,對臂力較小的女性尤為方便,而當車輛高速行駛時,則能夠減少助力,使方向盤轉(zhuǎn)動阻力增大,手感變沉,不再像低速時那樣靈敏,車輛的方向會變得更容易控制,提升車輛的高速行駛穩(wěn)定性。
“進化”的機械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥
代表車型:別克新君威
在方向盤下的玄機(1)中,我們已經(jīng)提到過,隨著技術(shù)的發(fā)展,在助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中年代最久遠的機械式液壓助力系統(tǒng)也在不斷的進化著,當今的機械式液壓助力系統(tǒng)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)可變助力的功能,做到高速時沉穩(wěn)、低速輕盈。
新君威的magnasteer系統(tǒng)示意圖,該系統(tǒng)由德爾福提供
新君威使用的“MAGNASTEER磁力可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”憑借其特立獨行的名稱讓很多消費者云里霧里琢磨不出其本質(zhì),但是其實它的原理并不復雜:與傳統(tǒng)的機械式液壓助力系統(tǒng)相比,這類系統(tǒng)多出了一套能夠讀取速度傳感器信息的電子控制單元,并與轉(zhuǎn)向柱連接的機械閥上增加了電磁閥機構(gòu)。通過電流控制電磁閥開度,可以改變助力油液的流量,使得油液推動助力活塞的力量被改變,就實現(xiàn)了助力力度的調(diào)節(jié)。控制單元根據(jù)車速傳感器的信號對電磁閥開度進行控制,便做到了助力力度隨速可變的功能。而這種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)、液壓泵等部件仍然是我們所熟悉的。
上:轉(zhuǎn)向系統(tǒng)透視圖下:安裝在轉(zhuǎn)向柱下端的電磁閥結(jié)構(gòu)
Servotronic伺服式助力轉(zhuǎn)向
而這種在機械液壓助力系統(tǒng)上增加電磁閥的方法,并非只被新君威所采用,這類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前的使用其實非常廣泛,耳熟能詳?shù)腟ervotronic伺服式可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也是這種類型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。很多人把這套系統(tǒng)稱作電子液壓助力系統(tǒng),從組成上看,它確實有電控單元不假,但是并沒有電子泵結(jié)構(gòu),系統(tǒng)的關(guān)鍵依然是加在傳統(tǒng)機械閥體之上的電磁閥結(jié)構(gòu),所以它不應當與電子液壓助力轉(zhuǎn)向相混淆,依舊是屬于“進化型”的機械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
Servotronic伺服式助力轉(zhuǎn)向
我們以汽車底盤、轉(zhuǎn)向、傳動技術(shù)的大牌--ZF(采埃孚)生產(chǎn)的Servotronic伺服式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)品為例,給大家做一簡單介紹:Servotronic轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用原理與新君威的magnasteer系統(tǒng)相同,控制單元根據(jù)車速傳感器的信號對電磁閥開度進行控制,通過改變助力液流量實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向機構(gòu)液壓缸內(nèi)的油液壓力的調(diào)節(jié),進而改變助力力度,相比使用電子泵的電子液壓助力系統(tǒng)有著更高的可靠性,并且依舊保持機械液壓助力系統(tǒng)的較高負載能力和可靠性較高等優(yōu)勢,尤其適合那些對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負載能力要求較高并且需要精準操控性的車型。
Servotronic伺服式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)簡圖
在市面上,搭載伺服式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車型不在少數(shù),大眾、奧迪、寶馬、保時捷以及沃爾沃等知名歐洲廠商的產(chǎn)品(如大眾輝騰、寶馬3系等)都曾使用或仍在使用這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
這些車型匹配的都是Servotronic伺服式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
電子液壓助力
代表車型:凱旋、海馬歡動
關(guān)于電子液壓助力的特性我們已經(jīng)介紹的很清楚了,由于電子液壓泵的運轉(zhuǎn)由控制單元一手掌握,所以其轉(zhuǎn)速高低不僅可變并且能夠隨時根據(jù)控制單元的指令進行變化,自然能夠輕松實現(xiàn)助力力度的改變。忘記電子液壓助力轉(zhuǎn)向的特點了?
在國內(nèi),電子液壓助力的使用非常廣泛,馬自達3、PSA(標致雪鐵龍)旗下的凱旋、307(部分車型)等均采用電子液壓助力,在自主品牌中,海馬歡動則是電子液壓助力系統(tǒng)的典型代表,其“SSPS轉(zhuǎn)速可變式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”的真身實際上就是電子液壓助力系統(tǒng)。
比較有意思的是標致雪鐵龍(PSA)家族的這套被稱作“GEP”的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),在正常情況下,GEP電子泵的轉(zhuǎn)速與車速成反比,車速越高,電子泵轉(zhuǎn)速越低。通常在低速時電子泵轉(zhuǎn)速為3000rpm,而高速時會降到800rpm,帶來了泊車時轉(zhuǎn)向輕盈而高速行駛時厚重沉穩(wěn)的手感。并且據(jù)稱該系統(tǒng)要比傳統(tǒng)的機械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)節(jié)省油耗0.1-0.2L/100km。
凱旋的電子液壓助力系統(tǒng)組成示意
相比一般的電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),它的特別之處在于其在結(jié)構(gòu)上多出了一個檢測方向盤轉(zhuǎn)動速度的角速度傳感器,賦予了其大多數(shù)電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所不具備的“緊急避險模式”,當駕駛者以很快的速度轉(zhuǎn)動方向盤時,控制單元會根據(jù)收到的角傳感器信息瞬間提高電子泵轉(zhuǎn)速至5000rpm,轉(zhuǎn)向助力會瞬間提升,這種設(shè)計的本意是為了幫助駕駛者能夠在遇到突發(fā)情況時盡快改變方向避險,但是實際上,這套系統(tǒng)并未像理論上那般發(fā)揮其作用,原因在于很多消費者在購車后根本就不知道自己的愛車具備這樣的功能,在遇到突發(fā)狀況時他們?nèi)匀粫哉5霓D(zhuǎn)向力度轉(zhuǎn)動方向盤,而此時方向盤卻比他們想象的要輕得多,導致方向盤轉(zhuǎn)動角度大大高于實際所需的角度,車輛會出現(xiàn)過度的轉(zhuǎn)向,在駕駛者意識到這種情況反打方向時又很容易造成糾正方向過度,反而增加了發(fā)生事故的風險。如果您一直都沒有想明白為什么自己的車子突然像個瘋子般不聽使喚,那么,這個“緊急避險模式”就是您一直在找的答案。請牢記:如果駕駛配置了GEP可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車型,緊急并線時一定要控制轉(zhuǎn)動方向盤的力度,并對轉(zhuǎn)向阻力突然大幅減小做好心里準備。
電動助力
代表車型:新奧拓、6代高爾夫、睿翼
關(guān)于電動助力轉(zhuǎn)向,我想在這里完全不需要再介紹其助力力度變化的機理了。我們知道以電子馬達提供助力的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在執(zhí)行效率和響應速度方面都是液壓助力系統(tǒng)所不能比擬的。而且,與車輛系統(tǒng)總線連接的控制單元能夠讓這套系統(tǒng)發(fā)揮更多的作用,我們熟悉的“自動泊車”功能中車輛之所以能夠自動轉(zhuǎn)向,就是依靠行車電腦與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的聯(lián)動實現(xiàn)的。
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