汽车工程师是如何让方向盘转向变轻的?

以前的汽车是没有任何方向助力的, 在家用车上, 单纯的械转向让人开起来感觉并不愉快.

对于女性驾驶者来说, 转动方向盘可能会消耗大量的体力, 一点都不轻松.

现如今汽车上最常见的转向结构就是齿轮齿条式转向结构, 它的工作原理是这样的:

当转动方向盘时, 转向齿轮带动转向齿条左右移动, 转向横拉杆再改变车轮方向, 即可控制汽车向左, 向右转.

齿轮齿条纯机械式转向的优点是成本低, 结构简单, 路感清晰, 可靠性强. 但是开起来真的重啊!

现在连拖拉机都用上了液压转向助力, 还要这铁棒有何用?

液压助力 , 顾名思义, 就是在机械转向原有的结构上面加装一套液压助力系统, 它的构造是这样的:

液压助力转向系统的工作原理是通过液压泵 (由发动机皮带带动) 提供压力推动动力缸内活塞, 产生辅助动力推拉转向杆, 让驾驶者更轻快的转向.

它的优点非常明显, 例如路感清晰, 转向力大;

但是缺点却很致命, 就是它无时无刻都在消耗发动机动力, 并且在高速行驶时, 会因为转向助力过大的缘故, 稍微一动方向盘前轮就有很大的动作, 这对于高速行驶的汽车来说非常危险.

所以电子液压助力, 就应时而生了!

其实电子液压助力的原理和机械液压助力差不多, 只是将油泵换成了电动的, 这样在不工作的时候, 也不会消耗发动机动力, 并且在加入了几个传感器后, 可以根据车速调节泵流量来改变助力大小.

车速越低, 转向助力越大, 这样可以让车子更灵活的掉头, 转向; 车速越高, 转向助力越小, 以保持行驶稳定性.

如果是像我这么容易知足的人, 那肯定已经对这套转向系统很满意了, 甚至可以用完美来形容!

但是我们聪明的汽车工程师可不这么认为; 他们觉得液压管路占用了大量的空间, 结构也复杂.

所以更先进的电动助力就面世了~

这套系统至今为止都是十分完美的, 全名叫做电动随速助力 (英文名ElectricPowerSteering) 英文缩写EPS

电动助力系统工作原理和液压助力基本相同, 不同的是以下三点;

(1) 扭力传感器取代了控制阀.

(2) 助力电机取代了液压油缸.

(3) 增加了EPS控制装置.

工作原理是: 在驾驶时, 通过传感器检测方向盘转动角度和道路转向阻力等一系列计算, 来精准的对转向系统施加助力, 也就是随速可变助力!

最最科学的是, 驾驶者还可以自定义方向盘的旋转阻尼!

这还不算什么, 随着技术发展, 汽车还可以把雷达和摄像头等其他系统和电动助力系统相连接, 做出自动驾驶, 自动泊车, 车道保持等黑科技功能.

这样看来, 电子助力不但比液压助力更省油, 功能还更多, 并且还有更多的黑科技还在开发中! 所以现在家用车一般都采用了电动助力 (EPS) .

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