汽車轉(zhuǎn)向助力分類【一類教資】

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1、助力轉(zhuǎn)向的由來 早期汽車的轉(zhuǎn)向是沒有任何助力裝置的，全靠駕駛員體力作為轉(zhuǎn)向的動力源，實(shí)際上我們現(xiàn)在也偶爾能見到?jīng)]有任何轉(zhuǎn)向助力裝置的車型，開過這種車的朋友都會對其沉重的方向盤印象深刻，為了減輕駕駛員負(fù)擔(dān)，同時也有駕駛安全性等方面的考慮，人們發(fā)明了轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)。1蒼柏課資機(jī)械轉(zhuǎn)向系2蒼柏課資轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的可以大致分為三個部分：轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)很好理解，就是我們駕駛車輛時直接接觸的部分，它把駕駛員的體力傳遞到傳向系統(tǒng)當(dāng)中。3蒼柏課資轉(zhuǎn)向器的內(nèi)容則有些復(fù)雜，它是整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的核心部件，而各種助力方式也是在這個部分實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向器的作用是放大駕駛員傳遞的力同時改變力的傳遞方

2、向，常見的形式有齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿曲柄指銷式等等。4蒼柏課資5蒼柏課資轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)是從轉(zhuǎn)向器到轉(zhuǎn)向輪之間所有傳動機(jī)械、桿件的總稱，它的作用是把轉(zhuǎn)向器輸出的力傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)上，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向，同時讓轉(zhuǎn)向輪之間的轉(zhuǎn)角遵循一定的規(guī)律，保證輪胎和地面之間的相對滑動控制在最低程度。6蒼柏課資總體而言，從原理上來說機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是很好理解的，就是用純?nèi)肆︱?qū)動各種機(jī)械結(jié)構(gòu)的組合，通過將人力放大、變向等步驟來操縱輪胎的轉(zhuǎn)動。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)也是一目了然：結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，但使用相當(dāng)費(fèi)力，穩(wěn)定性、精確性、安全性無法保證。于是，助力轉(zhuǎn)向就成了必然。7蒼柏課資助力轉(zhuǎn)向 助力轉(zhuǎn)向，顧名思義，就是通過增

3、加外力來抵抗轉(zhuǎn)向阻力，讓駕駛者只需更少的力就能夠完成轉(zhuǎn)向，也稱動力轉(zhuǎn)向，英文為power steering，最初是為了讓一些自重較重的大型車輛能夠更輕松的操作，但是現(xiàn)在已經(jīng)非常普及，它讓駕駛變得更加簡單和輕松，并且讓車輛反應(yīng)更加敏捷，一定程度上提高了安全性。我們常見的助力轉(zhuǎn)向有機(jī)械液壓助力、電子液壓助力、電動助力三種。8蒼柏課資機(jī)械液壓助力 機(jī)械液壓助力是我們最常見的一種助力方式，它誕生于1902年，由英國人Frederick W.Lanchester發(fā)明，而最早的商品化應(yīng)用則推遲到了半個世紀(jì)之后，1951年克萊斯勒把成熟的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)應(yīng)用在了Imperial車系上。由于技術(shù)成熟可靠，而且

4、成本低廉，得以被廣泛普及。9蒼柏課資機(jī)械液壓助力 大眾捷達(dá)采用機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)10蒼柏課資 機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐等等。這種助力方式是將一部分發(fā)動機(jī)動力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力，從而使輪胎轉(zhuǎn)向。11蒼柏課資 根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。常壓式液壓助力系統(tǒng)的特點(diǎn)是無論方向盤處于正中位置還是轉(zhuǎn)向位置、方向盤保持靜止還是在轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)管路中的油液總是保持高壓狀態(tài)；而常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作，但液壓助力系統(tǒng)不工作時，油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，管路的負(fù)荷要比常壓式小，現(xiàn)在大

5、多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式?？梢钥吹?，不管哪種方式，轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件，它可以將輸入的發(fā)動機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力。12蒼柏課資 常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作，但液壓助力系統(tǒng)不工作時，油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，管路的負(fù)荷要比常壓式小，現(xiàn)在大多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式?？梢钥吹?，不管哪種方式，轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件，它可以將輸入的發(fā)動機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力。13蒼柏課資機(jī)械液壓助力優(yōu)缺點(diǎn)：機(jī)械液壓助力的方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機(jī)械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富；液壓泵由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向動力充沛，大小車輛都適用；技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低。由于依靠發(fā)動機(jī)動

6、力來驅(qū)動油泵，能耗比較高，所以車輛的行駛動力無形中就被消耗了一部分；液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，各種控制油液的閥門數(shù)量繁多，后期的保養(yǎng)維護(hù)需要成本；整套油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命也會受到影響，這些都是機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)所在。14蒼柏課資電子液壓助力 1965年福特用旗下水星車型做試驗(yàn)性推廣，把名為“wrist-twist instant”的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)裝在了一批Park Lanes車型上，使得新車的轉(zhuǎn)向比達(dá)到15:1，使用起來非常省力，這被認(rèn)為是現(xiàn)代電子液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的雛形。15蒼柏課資電子液壓助力 由于機(jī)械液壓助力需要大幅消耗發(fā)動機(jī)動力，所以人們在機(jī)械液壓助力的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，

7、開發(fā)出了更節(jié)省能耗的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵不再由發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，而是由電動機(jī)來驅(qū)動，并且在之前的基礎(chǔ)上加裝了電控系統(tǒng)，使得轉(zhuǎn)向輔助力的大小不光與轉(zhuǎn)向角度有關(guān)，還與車速相關(guān)。機(jī)械結(jié)構(gòu)上增加了液壓反應(yīng)裝置和液流分配閥，新增的電控系統(tǒng)包括車速傳感器、電磁閥、轉(zhuǎn)向ECU等。16蒼柏課資 電子液壓助力的原理與機(jī)械液壓助力基本相同，不同的是油泵由電動機(jī)驅(qū)動，同時助力力度可變。車速傳感器監(jiān)控車速，電控單元獲取數(shù)據(jù)后通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度改變油液壓力，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力力度的大小調(diào)節(jié)。17蒼柏課資18蒼柏課資 電子液壓助力擁有機(jī)械液壓助力的大部分優(yōu)點(diǎn)，同時還降低了能耗，反應(yīng)也更加靈敏，轉(zhuǎn)

8、向助力大小也能根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速等參數(shù)自行調(diào)節(jié)，更加人性化。不過引入了很多電子單元，其制造、維修成本也會相應(yīng)增加，使用穩(wěn)定性也不如機(jī)械液壓式的牢靠，隨著技術(shù)的不斷成熟，這些缺點(diǎn)正在被逐漸克服，電子液壓助力已經(jīng)成為很多家用車型的選擇。19蒼柏課資電動助力 這項(xiàng)技術(shù)起源于日本的汽車廠商，1990年本田發(fā)布了世界上第一款搭載可變齒比電動轉(zhuǎn)向助力助系統(tǒng)車型：NSX。相比1988年的鈴木Cervo，NSX的系統(tǒng)更接近于當(dāng)今意義上的電動轉(zhuǎn)向力。20蒼柏課資電動助力 什么是電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EPS就是英文Electric Power Steering的縮寫，即電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方

9、向。該系統(tǒng)由電動助力機(jī)直接提供轉(zhuǎn)向助力，省去了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所必需的動力轉(zhuǎn)向油泵、軟管、液壓油、傳送帶和裝于發(fā)動機(jī)上的皮帶輪，既節(jié)省能量，又保護(hù)了環(huán)境。另外，還具有調(diào)整簡單、裝配靈活以及在多種狀況下都能提供轉(zhuǎn)向助力的特點(diǎn)。正是有了這些優(yōu)點(diǎn)，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新的轉(zhuǎn)向技術(shù)，將挑戰(zhàn)大家都非常熟知的、已具有50多年歷史的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。21蒼柏課資 駕駛員在操縱方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)矩的大小，將電壓信號輸送到電子控制單元，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到的轉(zhuǎn)距電壓信號、轉(zhuǎn)動方向和車速信號等，向電動機(jī)控制器發(fā)出指令，使電動機(jī)輸出相應(yīng)大小和方向的轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生

10、輔助動力。汽車不轉(zhuǎn)向時，電子控制單元不向電動機(jī)控制器發(fā)出指令，電動機(jī)不工作。22蒼柏課資從結(jié)構(gòu)、原理上看，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡，質(zhì)量小，占用空間少；只消耗電力，能耗低；電子系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，動作直接、迅速。不過電動機(jī)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，只能提供有限的輔助力度，難以在大型車輛上使用；同時電子部件較多，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性都不如機(jī)械式部件；路感信息匱乏，實(shí)際駕駛中的操控樂趣大大減少；以及成本較高等等，這些都是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的劣勢所在。23蒼柏課資技術(shù)優(yōu)勢 1、節(jié)能環(huán)保 由于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使整個發(fā)動機(jī)燃油消耗量增加了35，而EPS以蓄電池為能

11、源，以電機(jī)為動力元件，可獨(dú)立于發(fā)動機(jī)工作，EPS幾乎不直接消耗發(fā)動機(jī)燃油。EPS不存在液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃油泄漏問題，EPS通過電子控制，對環(huán)境幾乎沒有污染，更降低了油耗。2、安裝方便 EPS的主要部件可以配集成在一起，易于布置，與液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比減少了許多元件，沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲油罐等，元件數(shù)目少，裝配方便，節(jié)約時間。3、效率高 液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率一般在60%70%，而EPS的效率較高，可高達(dá)90以上。4、路感好 傳統(tǒng)純液壓動力轉(zhuǎn)向系大多采用固定放大倍數(shù)，工作驅(qū)動力大，但卻不能實(shí)現(xiàn)汽車在各種車速下駕駛時的輕便性和路感。而EPS系統(tǒng)的滯后特性可以通過EPS

12、控制器的軟件加以補(bǔ)償，使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉(zhuǎn)向助力。5、回正性好 EPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不僅操作簡便，還可以通過調(diào)整EPS控制器的軟件，得到最佳的回正性，從而改善汽車操縱的穩(wěn)定性和舒適性。24蒼柏課資 主要結(jié)構(gòu) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向傳感裝置、車速傳感器、助力機(jī)械裝置、提供轉(zhuǎn)向助力電機(jī)及微電腦控制單元組成。工作原理 微電腦控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向傳感裝置和車速傳感器傳出的信號，確定轉(zhuǎn)向助力的大小和方向，并驅(qū)動電機(jī)輔助轉(zhuǎn)向操作。25蒼柏課資 在這套系統(tǒng)里不再有油液、管路，取而代之的是直接干脆的電子線路和設(shè)備，主要組件有電控單元、車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、電動機(jī)等等，原理也不復(fù)雜：傳感器把采集到的車速、轉(zhuǎn)角信息輸送給ECU，ECU決定電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力電流大小，把指令傳遞給電動機(jī)，電動機(jī)將輔助動力施加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，這樣實(shí)時調(diào)整的轉(zhuǎn)向助力便得以實(shí)現(xiàn)。26蒼柏課資