● 電動助力
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric power steering 簡稱EPS or EPAS) )也是上世紀(jì)90年代后期開始才逐漸應(yīng)用到量產(chǎn)車上的轉(zhuǎn)向技術(shù),與液壓助力系統(tǒng)一樣,仍然是基于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機構(gòu)而來,只不過助力機構(gòu)由復(fù)雜的液壓機構(gòu)變成了依靠電動機產(chǎn)生助力的系統(tǒng)。
從示意圖上我們可以看出,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡單,沒有了液壓泵、儲液罐、液壓管路和轉(zhuǎn)向柱閥體結(jié)構(gòu),而是由傳感器、控制單元和助力電機構(gòu)成。在轉(zhuǎn)向柱位置安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器,當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)矩傳感器探測到轉(zhuǎn)動力矩,并將之轉(zhuǎn)化成電信號傳給控制器,車速傳感器也同時信號傳給控制器,控制器運算后向電機輸出適當(dāng)?shù)碾娏,?qū)動電機轉(zhuǎn)動,電動機通過減速機構(gòu)將扭矩放大推動轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向拉桿運動,實現(xiàn)助力。其根據(jù)速度可變助力的特性能夠讓方向盤在低速時更輕盈,而在高速時更穩(wěn)定。
電動助力轉(zhuǎn)向根據(jù)作用位置的不同主要有兩種結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)分別是對轉(zhuǎn)向柱和轉(zhuǎn)向拉桿施加助力。對轉(zhuǎn)向柱施加助力的電動助力結(jié)構(gòu),是將助力電機(帶有減速機構(gòu),起放大扭矩作用)直接接駁在轉(zhuǎn)向柱上,電機輸出的輔助扭矩直接施加在轉(zhuǎn)向柱上,相當(dāng)于電機直接幫助我們轉(zhuǎn)動方向盤。
另一種結(jié)構(gòu)是將助力電機布置在轉(zhuǎn)向機上,直接作用于轉(zhuǎn)向拉桿,用助力電機(帶有減速機構(gòu),起放大扭矩作用)推動拉桿幫助車輪轉(zhuǎn)向,這種結(jié)構(gòu)更加緊湊,并且便于布置,目前使用比較廣泛。而且這種結(jié)構(gòu)相對第一種結(jié)構(gòu)而言,方向盤轉(zhuǎn)向部分與電機輔助是相對獨立的,路面的信息能夠很好的通過輪胎、齒輪齒條機構(gòu)回饋至方向盤處,較第一種結(jié)構(gòu)擁有更加清晰的“路感”,更好的兼顧了駕駛樂趣。我們所熟悉的寶馬、奧迪、大眾、通用等品牌使用的都是這種作用方式的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
『我們所熟悉的寶馬、奧迪、大眾、通用等品牌使用的都是
這種直接作用于轉(zhuǎn)向拉桿的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)』
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣
相比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電動助力轉(zhuǎn)向有諸多優(yōu)勢:
1.其結(jié)構(gòu)簡單緊湊,制造成本低,工藝相對簡單,后期的維護和保養(yǎng)也更加簡單。
2.系統(tǒng)損耗低(不會像液壓助力一樣有助力液損耗),運行噪音低,不會有液壓泵或電子泵運轉(zhuǎn)的噪音,提升舒適性
3.同時,電動助力轉(zhuǎn)向有著良好的經(jīng)濟性,純電能驅(qū)動,較機械液壓助力能耗低。
4.它可與其它電子系統(tǒng)聯(lián)用,有著強大的功能擴展性。最基本的是“助力力度隨速可變”,能夠根據(jù)車速傳感器的信息調(diào)節(jié)助力力度大小,滿足車輛高速和低速行駛時對助力大小的不同需求,響應(yīng)速度較液壓助力系統(tǒng)更快更直接。
在一些高端車型上,電動助力轉(zhuǎn)向與其他系統(tǒng)共享總線數(shù)據(jù),與可變阻尼懸掛、電子穩(wěn)定系統(tǒng)等電子系統(tǒng)聯(lián)動,提升車輛的操控性能和主動安全表現(xiàn)。同時,伺服式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠依靠電機非常精確的控制車輛的轉(zhuǎn)向角度,因此,自動泊車的功能和車道保持系統(tǒng)自動糾正方向的功能(還有一種依靠制動實現(xiàn)方向糾正的方式)才得以實現(xiàn)。
『自動泊車系統(tǒng)的基礎(chǔ)是伺服式的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)』
之前電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比較大的問題是可靠性的問題,現(xiàn)在電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但是電子系統(tǒng)還是要比純機械結(jié)構(gòu)“嬌氣”一些。尤其是在激烈駕駛情況下,助力電機容易出現(xiàn)過載,影響助力系統(tǒng)工作,所以很多考慮激烈駕駛工況的性能車型都還在使用液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
其次,就像電子液壓助力系統(tǒng)一樣,電動助力轉(zhuǎn)向遇到的仍然是功率的瓶頸問題,對于目前的大多數(shù)車輛來說,使用的都是12V的電源系統(tǒng),能夠帶動的助力電機功率有限,雖然可以通過搭配不同的減速機構(gòu)改變助力電機的承載能力,適應(yīng)范圍較電子液壓助力更廣,但是改變范圍畢竟有限,對于轉(zhuǎn)向負荷較大的大型車輛來說,電動助力仍然有些力不從心,只有在搭載高容量電池的混合動力車或電動車這類車型上上,才能夠有希望匹配大功率的助力轉(zhuǎn)向電機。
在汽車產(chǎn)品環(huán)保、低能耗和智能化的大方向下,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)成為了主流的趨勢,目前像5系Li、奧迪新A6L這類大尺寸的行政級別車型已經(jīng)全系配備了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),電動助力轉(zhuǎn)向在功能上的擴展性是其它助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法比擬的,相信在未來會有更多豪華車加入電動助力轉(zhuǎn)向的陣營。
小結(jié):
本文簡單介紹了目前主要的兩大類轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng),并將它們各自的優(yōu)缺點做了簡單的介紹,相信大家都已經(jīng)有了初步的理解。在接下來的文章中我們將會針對實際車型做“可變助力”轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的解讀,并將帶領(lǐng)大家回顧傳統(tǒng)的機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng),敬請期待。
在方向盤下的玄機(2)中,我們將帶您詳細了解各種“可變”轉(zhuǎn)向系統(tǒng):凱旋與標(biāo)致307的GEP、高爾夫等車型的EPS、奔馳的“直接轉(zhuǎn)向”系統(tǒng)、寶馬的AFS和奧迪的ADS等等,我們將一一為您揭開那些詭異名稱和字母下的玄機。 (文/圖 汽車之家 范鑫)
● 汽車技術(shù)很難懂?汽車設(shè)計太遙遠?誰說的?這些內(nèi)容也可以很有趣!
好評理由:
差評理由: