机械式转向系统

    机械式液压助力转向系统见图 1-3。其工作过程是当车辆转向时驾驶员转动方向盘1,方向盘的转动通过轴2和3传递给转向摇臂9,摇臂9进而改变直拉杆11、横拉杆8、转向节臂7与车轮之间的联接状态,完成车轮偏转。转向所需转向力由汽车发动机提供,发动机驱动油泵工作使动力缸产生转向所需动力,完成转向任务。由于转向力大部分来自液压助力,驾驶员可以较为轻松的完成汽车转向,与机械转向系统相比,大大降低了驾驶员劳动强度,提高了对驾驶员安全的保证。但其结构仍旧相对复杂,且为了保证转向系统响应的及时性,油泵一直在发动机的驱动下运转,这无疑增加了油耗,提升了成本。

机械式液压助力转向系统

    电控液压助力转向系统(英文缩写EHPS)如下图1。4所示,与机械式液压助力转向系统不同之处是采用了电动泵。系统分为两个子系统,一是电控系统,二是机械系统。电控系统由车速传感器、转角传感器和电子控制单元组成;机械系统由转向器、控制阀及管路、电动泵组成。由于电动泵是把齿轮泵(或叶片泵)、电子控制单元、直流电机和油罐集成在一起,因此结构更为紧凑,对空间的占用有一定缩减,质量变轻,在安装的柔性上也大大增强。虽然与机械式液压助力系统相比,油耗减少,耗能降低,结构更为紧凑,但系统包括机械部分、液压部分、电控部分,依旧相对复杂,各部件在车辆上的安装布置仍面临相当大的限制。

 电液助力转向系统

    电动助力转向系统(英文缩写EPS)如下图1-5所示。它的转向助力直接由电动机提供,不再具有液压元件部分。它由机械转向器、电动机、离合器、控制装置、转矩传感器和车速传感器组成。在转向操作时,扭矩传感器测得方向盘转动时产生的扭矩,车速传感器感知车辆车速大小,这两种信号会通过数据线传入电控单元,电控单元根据这两种信号计算出转向时电动机相应转动力矩,电动机按照电控单元的指令转动从而输出助力完成转向。当车辆无需转向时,电动机停止转动进入休眠状态,当需要转向时再响应调用 。电动助力转向系统取消了液压部分,转向助力直接由电动机提供,与电液助力转向相比,其占用空间更小、质量进一步降低、动力传送更为高效、部件也相对减少,因此近几年应用愈发广泛。但由于电动机所能提供助力较小,该转向系统主要应用在路面情况较好的小型车辆如私家车上。

电动助力转向系统

    电子转向系统(Steering by Wire-SBW)见图1-6,它分为三个主要部分:方向盘模块、转向执行模块以及主控制器模块。方向盘模块的具体作用是将驾驶员对车辆的操作转化为数字信号,并将这些数字信号传递给主控制器模块,同时根据主控制器模块接收信号后的反馈对方向盘实行回正调整,让驾驶员感知路面情况。转向执行模块的主要作用是接受主控制器的命令,完成转向操作,并将车轮的信号反馈给主控制器模块。主控制器模块的的作用是接收信号并进行运算处理;同时接收驾驶员的操控信号,使汽车在行驶转向时处于平稳工作状态。由于电子转向系统采取线性控制,方向盘和转向车轮之间不在存在直接或间接的相互作用机械连接,因此突破了传统转向系统的种种限制,通过自由设计车辆的动力传递,给车辆的转向系统带来更多可能性。虽然模块化,结构比较紧凑,但由于助力由电动机提供,因此所能提供的转向助力范围较小,加上目前该系统尚在研发阶段,并不是足够成熟,因此在实车应用上所占份额不大,但它一定程度上预示着未来汽车的一个突破方向。

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