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助力方向与电控 常见的转向助力类型有哪些

日期:2019-09-07 来源:助力方向与电控 评论:

[摘要]在看参数配置表时,有没有注意到其中有一个项目是“助力类型”,在这一栏我们常见的内容有机械液压助力、电子液压助力、电动助力三种,那么“助力类型”具体指的是什么?各种方式有什么不同和优缺点?转向助力是为了减轻驾驶员在方向盘上的操作力,使用外来动...……

在看参数配置表时,有没有注意到其中有一个项目是“助力类型”,在这一栏我们常见的内容有机械液压助力、电子液压助力、电动助力三种,那么“助力类型”具体指的是什么?各种方式有什么不同和优缺点?

转向助力是为了减轻驾驶员在方向盘上的操作力,使用外来动力而产生转向补助力的装置称为转向助力装置。而现在市场的转向助力主要有三种:机械液压助力、电子液压助力、以及电子助力。

机械液压助力转向

机械液压助力转向系统是基于机械式的齿轮齿条转向机构发展而来,它增加了一整套液力系统,其中包括储液罐、液压泵、与转向柱相连的机械控制阀、转向机构上的液压缸以及能够推动转向拉杆的活塞等等。工作原理是通过液压泵提供油压推动活塞,进而产生辅助力推动转向拉杆,辅助车轮转向。由于其提供液压的液压泵由发动机通过皮带驱动,因此只有发动机运转,转向泵才能够运转,系统才有助力源。这就是为何我们在发动机熄火时转动方向盘较沉的原因。 当方向盘未转动时,活塞两侧腔室内压力一致,处于平衡状态。方向盘转动时,连接在转向柱上的机械控制阀就会相应的打开或关闭,一侧油液不再经过液压缸而直接回流至储油罐,另一侧油液继续注入液压缸内,活塞两侧产生压差,便会在液力的作用下被推动,进而产生辅助力,此时我们便会感受到转动方向盘不那么费力了。

由于其整套系统大部分为机械结构,电子系统较少,因此其特点也是成熟稳定、可靠性高、适用范围广。此外,即使车辆的液压系统出现故障失去助力,还是能够依靠传统的齿轮齿条机构进行转向。由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。

机械液压助力转向示意图

优点:电子系统少,技术成熟稳定、可靠性高,即使车辆液压系统出现故障失去助力,还能依靠传统的齿轮齿条机构进行转向。

缺点:占用空间大、消耗发动机动力输出、为保证助力效果,管路中时刻需要保持高压,后期可能存在漏油隐患。

电子液压助力转向

电子液压助力转向系统原理与机械液压转向助力完全相同,其最大的区别就是不再使用由发动机通过皮带驱动的液压泵,助力源改为电力驱动的助力泵,其中助力转向控制单元和电子泵是一个整体结构。这套系统中的助力泵启动和关闭全部由电控系统控制,在不做转向动作的时候,助力泵关闭,不像机械液压助力泵那样始终与发动机联动,因此它对于发动机动力的消耗更小。

电子液压助力转向更大的优势在于其可以根据车速传感器、横向加速度传感器、转向角度等传感器收集的信息,分析后实时改变助力泵助力力度,改变转向助力力度大小,也就是车辆在低速行驶、挪车时方向盘更轻,车辆高速时,方向盘更沉,给驾驶员信心的随速可变助力功能。

电子式液压助力转向由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态,让转弯与行驶更流畅。电子液压助力转向系统是目前采用较为普遍的助力转向系统。

电子液压助力转向机构

优点:结构相比机械液压助力更为简单、较少消耗发动机动力、容易拓展出随速助力转向功能。

缺点:后期仍需进行维护。

助力方向与电控 常见的转向助力类型有哪些

EPS系统有很多优点:仅在需要转向时才启动电机产生助力,能减少发动机燃油消耗;不存在漏油等问题,减小对环境的污染;能在各种行驶工况下提供最佳助力,减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动,改善汽车的转向特性,提高汽车安全的主动性。

优秀的转向系统能直接影响驾驶的感受,所以各种助力转向系统应运而生。所谓助力转向,是指借助外力,使驾驶者用更少的力就能完成转向。起初应用于一些大型车上,不用那么费力就能够轻松地完成转向。现在已经广泛应用于各种车型上,使得驾驶更加轻松、敏捷,一定程度上提高了驾驶安全性。

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电动助力转向(EPS)

相比于机械液压助力与电子液压助力,电动助力转向装备量产时间最短,它的特点是抛弃了复杂的液压机构,纯粹依靠电机产生助力。此外,当我们操作方向盘转动时,布置在转向柱上的转矩传感器探测到转动力矩,将之转化成电信号传给控制器,车速传感器也同时信号传给控制器,随后其控制执行机构实现助力。也就是说,其相比前面提到的液压转向助力而言,理论上助力力度更“真实”。在电子控制单元控制下,汽车能容易地实现可变助力功能,即在车速较低的时候助力能量大,方向盘轻,车速高时助力能量小,方向盘重。如果不转向,则本套系统就不工作,处于休眠状态等待调用。

电动助力转向根据作用位置不同主要分为两种结构,区别在于一个是对转向柱施加助力,另一个是对转向拉杆施加助力。对转向柱的类项,电机输出的辅助扭矩直接施加在转向柱上,相当于电机直接帮助我们转动方向盘。另一种对转向拉杆施加助力的电动助力转向,这种结构更紧凑,便于布置,目前使用比较广泛,而且相比前面那种结构,其方向盘转向部分与电机辅助是相对独立的,路面的信息能够很好的通过轮胎、卡轮卡条机构回馈至方向盘处。

优点:相比液压助力转向系统结构更、简单紧凑、后期的维护和保养也更加简单。同时,其更便于布置,系统损耗与运行噪音低、拓展性强。

缺点:激烈驾驶情况下,助力电机容易出现过载,影响助力系统工作。此外,受电机功率影响,对于转向负荷较大的大型车辆来说,电动助力仍然有些力不从心。

附:EPS和ESP的缩写易混淆

EPS是电动助力转向的英文缩写 Electro-hydraulic power steering

ESP是博世拥有专利的车辆电子稳定程序的缩写 Electronic Stability Program

一个是转向助力系统,一个是安全系统

补充:机械助力转向

机械助力转向系统是较早出现的助力转向系统之一,它是以驾驶员体力作为转向系统主要动力源,驾驶员转动方向盘,随后转向器中的减速器放大力矩,通过拉杆控制转向节完成车辆转向。简单说便是力量大部分来自使用者肩膀、手臂的力气,所有传力的部件则是机械,其助力力度极为有限,全机械的特征保证了其良好的耐用性。目前,只在微面车型上服役。(锻炼身体的好工具)

机械助力转向系统

现在很多专用车底盘带转向助力已经是标配了,想想大几吨甚至几十吨重的货车如果仅仅使用机械助力转向,驾驶员转动方向盘是什么感觉?

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现在较为主流的转向系统为“电子助力转向系统”,简称 EPS,它是由电动机产生动力 ,帮助驾驶员进行转向。整套系统由电机、电控单元、机械转向器以及转矩传感器组成。它的工作流程是这样的:打动方向,转矩传感器发出指令给电控单元,电控单元操作电机带动机械转向系统产生辅助力,完成转向工作。

液压助力与电子助力相比之下就大有不同了,液压助力要比电子助力要复杂的多。首先它的元件较多,需要液压泵提供液压能量然后需要一套复杂的液压管路来传递这些能量,再有一套复杂的液压控制阀来控制这些能量,最后需要一套液压缸来把能量传递到转向轮上,使得各个部件之间进行有效工作。

液压助力转向已经是发展了快一个世纪的产物,所以技术相当成熟,所以普及率是相当高的。而通俗点来说,电子助力系统就是液压助力的升级版,其更能适应不同城市的工作环境,让驾驶感更加的轻松舒服省力。但此技术在发展当中,故障率会偏高而且维修成本有些贵,选车的时候要谨慎。

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