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为什么现在汽车大多数都装配电动助力转向系统,而放弃液压助力转向系统?

 nmcd350 2019-12-30

电子助力转向系统更先进,可操作空间更大,对比液压助力转向系统优势更多一些。最早的转向机都是齿条的,纯机械传动没有助力系统,如下图所示:

这种转向机原理简单,齿轮直接传动、成本低、占用空间小。现在依然存在,例如面包车依然采用,部分农用机械也仍然使用,应用广泛。早期大货车都不带液压转向助力系统,例如解放141,全凭臂力,原地转弯甚至需要副驾驶帮忙,这就是最原始的转向助力。这种不带助力的汽车开起来很累,因此液压转向主力系统逐渐成为主流。

液压转向助力系统出现后,汽车驾驶起来更容易,方向盘变轻,女司机也可以轻松驾驭。简单的说一下液压转向助力系统工作原理。上图可以看出来,液压助力转向机基本结构仍然是齿条的,但是在方向柱上加装了阀体,当你转动方向盘的时候,阀体会感知你的动作,然后控制液压油方向,驱动液压油缸推动方向机,因此转动方向盘会变得更轻。基本原理就是液压泵驱动液压执行原件来实现助力,与千斤顶原理相似。

手压泵由液压泵来代替,但是液压泵需要持续运转,以便随时为方向机提供助力。而液压泵会消耗发动机一部分功率,因此油耗也会少许增加。同时增加了原件数量,例如需要液压油箱、液压油管、液压泵等,零部件布局有一定的限制。最主要的一点,液压系统控制非常复杂。想要实现一些特殊的功能,成本增加、系统复杂。例如随速可变助力,液压系统需要更复杂的方案,成本高而且系统稳定性下降。但是液压助力系统回馈好好,路感清晰。

随着电子技术的高速发展,电子转向助力系统逐渐取代液压助力转向系统。电子转向助力系统优点很多,例如布局简单、可控性高、节能、能实现很多液压助力转向系统不能实现的功能。

电子转向助力,助力原件为电动机。在齿条转向机的基础上,加装一个电动机来实现。与液压助力方式是一样的,位于转向机立柱上的转矩传感器代替了液压阀体,可以感知驾驶员意图。ECU把多种信号做对比计算后输出一个电流驱动电机,电机转动则实现了转向助力功能。电动转向助力结构紧凑,布局简洁,节能,不给发动机带来额外的负载。同时因为电机可控制性高、反应迅速、转向助力力矩可变、甚至某些车型可以改变转向助力力矩与控制模式。

例如奥迪的四种驾驶模式切换,不同模式下转向助力力矩、特性都会不一样。还可以实现自动泊车,泊车时方向盘由电机驱动,完全可以代替驾驶员停车,转向角度都是自动调整的。而自动驾驶、遥控驾驶都离不开电动助力转向机,所以液压助力系统会慢慢的推出历史的舞台,乘用车用的越来越少,商用车用的多一些。






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