作為汽車與駕駛者最直接的"溝通"工具,轉向助力系統一直是各大汽車制造商調校的重點,在汽車誕生之初,并沒有轉向助力這一技術,但随着安全裝備和發動機的升級,汽車的重量越來越大,直接通過機械結構去拉動轉向拉杆,輪胎和地面有很大的摩擦力,轉向比較費力氣,1903年,哥倫比亞5噸級卡車率先安裝了轉向助力,到今天,車輛基本都安裝了液壓助力或電動助力轉向系統,那麼這兩種設計到底哪一種更好?下面我們選車偵探就通過兩者的優缺點來詳細分析。
液壓助力轉向原理
液壓助力轉向由泵、皮帶輪、傳動帶、軟管和動力轉向液組成。通過汽車發動機帶動可以産生液壓的旋轉葉片泵,當你轉動方向盤時,泵會産生液壓,作用于液壓缸,轉向器的内腔通過連接在齒條上的密封活塞分為兩個腔室。在活塞一側通過液壓油施加壓力,此時流體會從另一側回流到儲層,從而提供轉向輔助。附在小齒輪軸上的閥門控制着液壓流體的流動。根據方向盤轉動的角度大小,閥門可以改變流向液壓缸的流量。
當你對方向盤和轉向柱施加的扭矩越大時,進入液壓缸的流體就越多,因此控制車輪的力就越大,将方向盤輸入的力量成倍地增加到轉向拉杆上,讓你可以更加輕松地轉向。在液壓助力系統中,液壓油是傳遞壓力的介質,一般使用礦物油,這種設計純粹通過機械結構來産生助力。
電動助力轉向原理
1988年,鈴木首次在微型車中引入了電動助力,電動助力轉向使用電動馬達而不是液壓系統。整套系統由小齒輪軸、轉向扭矩傳感器、齒條、電動馬達、滾珠螺杆機構和轉向器組成,當傳感器檢測到轉向柱施加的扭矩後,電動馬達通過齒條驅動滾珠螺杆機制,螺杆在轉向齒條的外側與一個螺旋形切口齧合,增加轉向力度,由于電動助力完全靠ECU行車電腦傳達指令,工程師可以根據車速和可變阻尼懸架系統調整轉向裝置的響應度,優化轉向性能。
兩種轉向有何優缺點
液壓轉向作為最原始的轉向輔助機構,其最大的優勢就是反饋非常直接,也就是路感清晰,對于注重操控的車輛來說,這種直接的反饋可以給駕駛者帶來更多的路面變化信息,尤其在賽車領域,目前依舊有非常多的車型使用液壓助力。同時液壓助力的技術非常成熟,可靠性高。但液壓助力最大的缺點就是系統結構複雜,液壓可能會發生洩漏,皮帶、密封件和軟管也會慢慢老化,後期的維修保養成本更高。此外,傳染的液壓助力消耗發動機功率,增加油耗,所以如今一些新車将發動機驅動的液壓機構變成了電機驅動,也就是電動液壓助力,這種設計本質也是液壓助力。
電動助力優點要比液壓助力更多,除了省油,還省去了皮帶驅動的發動機附件,以及安裝在發動機上的液壓泵和安裝在底盤上的高壓液壓軟管,系統大幅簡化,後期保養維修更加簡單。此外,通過整合電子穩定控制系統,電動助力轉向系統可以即時改變扭矩輔助水平,在一些特殊情況下增加車輛的穩定性。但缺點就是缺乏回饋,比如在賽道激烈操控,大幅度高頻率轉向會讓電機過熱,增加故障率。
如果你喜歡最直接的路感,在硬核的運動車型上,液壓助力依舊是最好的選擇,比如斯巴魯WRX STI、AMG GT和法拉利488等,但考慮到後期維修保養和輔助功能,簡單的電動助力其實是未來的發展趨勢,如今越來越多車輛都搭載了電動助力轉向,比如逸動、帝豪等家用轎車。
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