機(jī)械助力轉(zhuǎn)向/機(jī)械液壓助力

相信大家對(duì)方向盤(pán)都很熟悉，但是你真的了解這樣一個(gè)看似常規(guī)的東西嗎？為什么這么容易旋轉(zhuǎn)？為什么車(chē)輛熄火的“轉(zhuǎn)向”重？配置單上寫(xiě)的機(jī)械液壓助力和電液助力是一回事嗎？電子助力和電動(dòng)助力是一個(gè)概念嗎？這些看似糾結(jié)的問(wèn)題，本期《助力轉(zhuǎn)向文章幫你理解參數(shù)配置表文章》就要解決了。

在教科書(shū)中，動(dòng)力轉(zhuǎn)向的定義是通過(guò)增加外力來(lái)抵抗轉(zhuǎn)向阻力。其實(shí)說(shuō)白了，就是一個(gè)讓我們?cè)隈{駛的同時(shí)很容易完成轉(zhuǎn)向的配置。在駕校學(xué)開(kāi)車(chē)的時(shí)候，感覺(jué)方向盤(pán)很重。我們自己的車(chē)方向盤(pán)很輕，看似可愛(ài)的MINI（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）開(kāi)起來(lái)像健身車(chē)的感覺(jué)來(lái)自于動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的不同。下面，讓我們對(duì)這些經(jīng)常出現(xiàn)在配置表中的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)。

■用基本的手轉(zhuǎn)向“無(wú)動(dòng)力”。

機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υ?。?jiǎn)單來(lái)說(shuō)，大部分動(dòng)力來(lái)自使用者肩膀和手臂的力量，所有的動(dòng)力傳遞部件都是機(jī)械。目前在乘用車(chē)領(lǐng)域幾乎消失，只服務(wù)于微型車(chē)。

雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但目前在乘用車(chē)上幾乎絕跡，在微型車(chē)上也只是偶爾出現(xiàn)，因?yàn)樗膭?dòng)力極其有限。當(dāng)然，如果你想感受這種“原始機(jī)械感”，也可以去卡丁車(chē)館體驗(yàn)一下。

■“老三特”機(jī)械液壓助力

雖然機(jī)械助力轉(zhuǎn)向有一定的助力效果，但人們顯然不滿意堪比健身的助力感受。于是，助力效果更明顯的機(jī)械液壓助力誕生了。在保留機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的同時(shí)，增加了液壓泵作為動(dòng)力源。多年前，“老三樣”的富康（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、捷達(dá)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）、桑塔納（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），普遍采用機(jī)械液壓動(dòng)力。

原則上與前面提到的純機(jī)械助力非常相似，只是轉(zhuǎn)向能量來(lái)源不僅僅是駕駛員本身，還有來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。形象地說(shuō)，一個(gè)和尚挑水吃，兩個(gè)和尚挑水吃。因此，我們駕駛的機(jī)械液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的車(chē)型會(huì)比上面提到的純機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)向的車(chē)型感覺(jué)“更輕”。

方向盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，活塞兩側(cè)腔室內(nèi)的壓力一致，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連接在轉(zhuǎn)向柱上的機(jī)械控制閥會(huì)相應(yīng)打開(kāi)或關(guān)閉，一側(cè)的油會(huì)不經(jīng)過(guò)液壓缸直接流回儲(chǔ)油箱，另一側(cè)的油會(huì)繼續(xù)注入液壓缸，造成活塞兩側(cè)的壓力差，被液壓力推動(dòng)，從而產(chǎn)生輔助力。這時(shí)，我們會(huì)覺(jué)得轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)不那么費(fèi)力了。

由于整個(gè)系統(tǒng)多為機(jī)械結(jié)構(gòu)，電子系統(tǒng)較少，因此具有成熟、穩(wěn)定、可靠性高、適用范圍廣的特點(diǎn)。此外，即使車(chē)輛的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障失去動(dòng)力，仍然可以依靠傳統(tǒng)的齒條齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

優(yōu)點(diǎn):電子系統(tǒng)少，技術(shù)成熟穩(wěn)定，可靠性高。即使車(chē)輛液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障失去動(dòng)力，仍然可以依靠傳統(tǒng)的齒輪齒條機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。

缺點(diǎn):占用空大空間，消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。為了保證增壓效果，需要時(shí)刻保持管道內(nèi)的高壓，后期可能存在漏油隱患。

電子液壓轉(zhuǎn)向助力

■家用汽車(chē)常用的電動(dòng)液壓助力裝置

電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向在英語(yǔ)中常被稱(chēng)為電液助力轉(zhuǎn)向。電液動(dòng)力轉(zhuǎn)向與機(jī)械液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向最大的區(qū)別在于動(dòng)力源不再直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，而是由電機(jī)提供。

該系統(tǒng)中增壓泵的啟動(dòng)和關(guān)閉均由電子控制系統(tǒng)控制。轉(zhuǎn)向動(dòng)作不做時(shí)，增壓泵關(guān)閉，不像機(jī)械液壓增壓泵總是和發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，所以消耗的發(fā)動(dòng)機(jī)功率更小。

電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向除了消耗較少的發(fā)動(dòng)機(jī)功率外，更大的優(yōu)勢(shì)在于可以根據(jù)車(chē)速傳感器、橫向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向角等傳感器采集的信息，實(shí)時(shí)改變助力泵的功率，改變轉(zhuǎn)向的功率，即車(chē)輛低速行駛和行駛時(shí)方向盤(pán)較輕，車(chē)輛高速行駛時(shí)方向盤(pán)較重，給了駕駛員信心。

優(yōu)點(diǎn):與機(jī)械液壓助力相比，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)功耗更小，更容易隨速度擴(kuò)展動(dòng)力轉(zhuǎn)向功能。

缺點(diǎn):后期還需要維護(hù)。

■ EPS、ESP電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向愚蠢且不清晰

與機(jī)械液壓助力、電液助力相比，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向設(shè)備量產(chǎn)時(shí)間最短，90年代后逐漸應(yīng)用于量產(chǎn)車(chē)。其特點(diǎn)是摒棄了復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)，單純依靠電機(jī)發(fā)電。

此外，當(dāng)我們操作方向盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)向柱上的扭矩傳感器檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)扭矩，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳輸給控制器，同時(shí)車(chē)速傳感器也將信號(hào)傳輸給控制器，然后控制執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)助力。也就是說(shuō)，與前面提到的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向相比，理論上動(dòng)力轉(zhuǎn)向更“真實(shí)”。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以通過(guò)電機(jī)非常精確地控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向角度，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē)功能和車(chē)道保持系統(tǒng)自動(dòng)修正方向的功能。

優(yōu)點(diǎn):與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊，后期維護(hù)更簡(jiǎn)單。同時(shí)，布置更加方便，系統(tǒng)損耗和運(yùn)行噪音低，擴(kuò)展性強(qiáng)。

缺點(diǎn):在激烈駕駛的情況下，助力電機(jī)容易過(guò)載，影響助力系統(tǒng)的工作。此外，由于受到電機(jī)功率的影響，對(duì)于轉(zhuǎn)向負(fù)荷較大的大型車(chē)輛，電動(dòng)助力仍然有些不足。

●只有電動(dòng)助力才能實(shí)現(xiàn)速度轉(zhuǎn)向？

了解以上內(nèi)容后，你不難發(fā)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向更容易實(shí)現(xiàn)跟速轉(zhuǎn)向功能，那么上面提到的兩種液壓助力轉(zhuǎn)向就不能實(shí)現(xiàn)跟速轉(zhuǎn)向嗎？

不僅是奔馳，代號(hào)為E90的寶馬3系（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）都使用了液壓助力轉(zhuǎn)向加電子閥實(shí)現(xiàn)了跟速轉(zhuǎn)向功能，而且從配置表來(lái)看，都被命名為電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，其實(shí)只是基于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的。

電動(dòng)助力/線傳控制/可變轉(zhuǎn)向

■最先進(jìn)的有線傳輸控制轉(zhuǎn)向

我們平時(shí)開(kāi)車(chē)經(jīng)過(guò)坑洼時(shí)，方向盤(pán)可能會(huì)隨著路面的起伏而“打手”。那么有沒(méi)有什么技術(shù)可以改變這種現(xiàn)象呢？這種被稱(chēng)為線傳動(dòng)控制轉(zhuǎn)向的技術(shù)可以解決上述問(wèn)題。如果你在4S店買(mǎi)車(chē)，營(yíng)業(yè)員往往會(huì)告訴你，這是航空空航天領(lǐng)域世界上最先進(jìn)的技術(shù)。

通常情況下，線控轉(zhuǎn)向摒棄了機(jī)械結(jié)構(gòu)，電信號(hào)的傳輸速度遠(yuǎn)快于機(jī)械和液壓結(jié)構(gòu)，因此具有極快的響應(yīng)速度。但出于安全考慮，現(xiàn)階段還不能完全脫離機(jī)械結(jié)構(gòu)。

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■可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

了解了幾種常見(jiàn)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向類(lèi)型后，讓我們來(lái)看看配置表中經(jīng)常出現(xiàn)的稱(chēng)為可變轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)。人們不僅希望車(chē)輛在正常使用中停在路邊停車(chē)位時(shí)，方向盤(pán)能轉(zhuǎn)動(dòng)得更輕快；車(chē)輛高速行駛時(shí)，較重的方向盤(pán)帶來(lái)更多的安心。我們也貪婪地希望在猛開(kāi)的時(shí)候，在我們轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的角度相同的情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)車(chē)速控制車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度。因此，可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

除了寶馬和豐田，奧迪還有一個(gè)可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，叫做奧迪動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。原則上還是用疊加法。雖然它的結(jié)構(gòu)與寶馬和豐田有很大的不同，但它的目標(biāo)是通過(guò)改變傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)向功能。之前我們已經(jīng)詳細(xì)講解過(guò)這部分，對(duì)這部分感興趣的朋友不妨點(diǎn)擊方向盤(pán)下的奧秘可變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)詳解閱讀。

全文摘要:

這次我們主要介紹了動(dòng)力轉(zhuǎn)向的相關(guān)內(nèi)容。傳統(tǒng)的純機(jī)械助力在助力和拓展方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，只是偶爾出現(xiàn)在微觀市場(chǎng)。電子元件少、技術(shù)成熟穩(wěn)定、可靠性高的機(jī)械液壓助力在乘用車(chē)市場(chǎng)得到廣泛應(yīng)用。用電子泵代替液壓泵的電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向，消耗更低，可以擴(kuò)大速度轉(zhuǎn)向。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更安靜，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，能量損失更小，擴(kuò)展性更強(qiáng)，目前已經(jīng)普及。線控驅(qū)動(dòng)作為一項(xiàng)新技術(shù)出現(xiàn)在一些高端車(chē)型上。