各种汽车转向助力技术(含可变转向比)

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汽车转向系统分类

汽车转向系统分类

汽车转向系统是车辆的一个重要组成部分,它用于控制车辆的方向,使车辆能够转弯、保持稳定性以及响应驾驶员的指令。

汽车转向系统可以根据其工作原理和构造方式进行分类。

以下是一些常见的汽车转向系统分类:
机械转向系统:机械转向系统是汽车转向系统的传统形式。

它包括一个转向轴、转向杆、转向连杆和转向齿轮等机械部件。

机械转向系统通过机械连接将驾驶员的转向输入转化为前轮的转向动作。

这种系统常见于早期的汽车,如老式卡车和一些经济型车型。

液压助力转向系统:液压助力转向系统使用液压泵和液压缸来辅助驾驶员进行转向。

液压助力转向系统通过液压压力来减轻驾驶员在转向时的努力,使转向更轻松。

这种系统广泛应用于大多数现代轿车和卡车。

电动助力转向系统(EPS):电动助力转向系统使用电动马达来提供转向助力。

它与车辆的电子控制系统相连,可以根据车速、驾驶条件和驾驶员的输入来调整转向助力级别。

EPS系统通常更为节能且可以提供更多的定制化选项,因此在现代汽车中越来越常见。

四轮转向系统:四轮转向系统可以进一步分为四种类型,分别是前轮转向、后轮转向、四轮同向转向和四轮逆向转向。

这些系统允许前轮和/或后轮在转向时以不同的方式运动,以提供更好的操控性和稳定性。

自动驾驶系统:自动驾驶车辆通常配备了高级的电子和传感器系统,以便自主进行转向和操控。

这些系统可以根据车辆的环境感知和导航信息来自主进行转向,而无需驾驶员的干预。

这些是汽车转向系统的一些常见分类,汽车制造商在不同的车型中可能会选择不同类型的转向系统,以满足性能、经济性和驾驶体验等要求。

第八代雅阁新技术亮点之一(VGR)

第八代雅阁新技术亮点之一(VGR)

第八代雅阁新技术亮点之一(VGR)在前款车型的基础上,第八代雅阁加大了轴距,以改进其实用性。

转向系统发生了改变,以增强其敏感及响应度。

可变传动比转向(VGR)用于转向响应。

可变齿轮比(VGR)是一种齿条和小齿轮结合的转向系统,在齿条的中心和两端具有不同的齿轮比。

根据所要追求的汽车可操纵性能的不同,有两种VGR转向系统可供选择:一种是在齿条的中心部分齿较密(转向反应较慢)而在两端部分齿较疏(转向反应更快),当进行大角度转向时可提供较好的转向性能,另一种是在齿条的中心部分齿较疏(转向反应更快),而在两端齿较密(转向反应较慢),在转向操作开始阶段可获得较好的转向响应。

在2008雅阁上,采用前一种转向系统。

提供一种理想的转向齿轮比以满足所要追求的汽车特性,可在各种驾驶条件下获得较舒适的转向感觉。

换言之,只有在大角度转向和小角度转向之间为转向系统提供不同的齿轮比,才能实现与汽车特征相吻合的最佳转向。

当齿条的中心部分齿轮比较低而在两端齿轮比较高时,变道时具有更高的稳定性和流畅性此类VGR转向系统的特点此类VGR转向系统可使驾驶员在高速行驶过程中变道时会感到更流畅、更可靠。

另外,在慢速行驶时还可进行更大角度的转向,使停车时具有更好的操控性。

齿条中心部分的普通(较低)齿轮比可确保在转向操作初始阶段流畅的转向动作,而齿条两端较高的齿轮比确保在较大转向角时可在转向操作中获得快速响应,使得极限转向角的转向操作更加容易。

当齿条中心部分齿轮比较高而在两端齿轮比较低时变道时快速转向响应可提供运动快感目标:为了获得以下两个特征:“初始转向阶段快速响应(更容易)“和”“高速驾驶时的转向安全性”。

汽车转向新技术-四轮转向和电动助力转向

汽车转向新技术-四轮转向和电动助力转向

汽车电动助力转向技术一、技术概述电动助力转向系统是把电动机的驱动力传递给转向轴或齿条,进行转向助力的机构。

该系统由转向扭矩传感器、车速传感器、控制器、电动机、离合器和减速机构组成。

比起传统的液压助力转向,它的优点是:系统中的电机只在需要转向助力时才工作,汽车大部分时间正常行驶时电机并不工作,这样能量消耗很小,而传统的液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成,为保持压力,不论是否需要转向助力,系统总要处于工作状态,能耗较高。

据估计,电动助力转向只是液压助力转向能耗的1/2,前者比后者使整车油耗下降3%。

二、现状及国内外发展趋势汽车电动助力转向技术近年来发展很快,美国德尔福等国际上大的汽车零部件公司,都已开发出产品,并在一些车上装用。

三、主要研究内容主要研究内容:传感器技术;控制技术;电机、离合器、减速机构技术等。

汽车电子控制四轮驱动与四轮转向技术一、技术概述--汽车电子控制四轮驱动技术(4 Wheels Driving System 4WD)汽车的驱动力来源于轮胎对地面的附着,四轮驱动充分利用了车轮对地面的附着,当然会获得好的驱动性能。

但因转向时各轮的转弯半径不同,车轮转动的速度也就不同(内外、前后),四个轮不能通过刚性传动系统连接,必须在左右两轮间,在前后驱动轴间设置差速器。

带来的问题是四个轮的驱动力受与地面摩擦力最小的轮的限制,需要再设置差速锁。

汽车电子控制四轮驱动技术是通过传感器感知四个轮路面的情况,通过微电脑进行分析判断,通过电磁阀驱动,改变黏液偶合器的特性,在前后驱动轴之间,在左右轮上分配驱动力。

--汽车电子控制四轮转向技术(4 Wheels Steering System 4WS )汽车在行驶中转向时,由于受恻向力的作用,前轮有不足转向的特性,后轮有过度转向的倾向。

后者会引起汽车失去转向行驶的稳定性,车速越高问题越明显,甚至出现侧滑翻车。

解决措施一般是通过使后轮在与前轮相同的方向转动1-2度角进行补偿。

汽车转向系统介绍

汽车转向系统介绍
代表车型:新君威、新君越、凯迪拉克、宝马、奔驰、保时捷、法拉 利、阿斯顿·马丁、布加迪威龙
优点
可靠性高。 高负载能力。 路感清晰。 助力随速可变,低速时轻盈灵敏,高速稳健厚 重,大大提高行车安全性。
缺点
结构复杂、造价高、维护费用较高。
助力转向系统分类
• 机械式液压助力 • 电子液压助力 • 电动助力转向系统(Electric power steering 简称
液压式四轮转向系统
液压式四轮转向系统如图所示。其后轮的偏转方向始终与前轮偏转 方向相同,且后轮的偏转角不大于1.5°。系统没有采用电子传感器、 计算机控制和先进的传动机构。当车速超过50km/h时,系统才起 作用。倒车时系统不起作用,在后车架上装有双作用液压缸来偏转 车轮。该液压缸的压力油来自后转向液压泵。后转向液压泵由差速 器驱动。只有在前轮转向时,后轮液压泵才工作。
原理
机械式液压助力转向的主要原理是基于机械式 的齿轮齿条转向机构基础上,增加了一整套液力系 统,包括储液罐、液压助力泵、与转向柱相连的机 械阀、转向机构上的液压缸和能够推动转向拉杆的 活塞等等,液压泵由发动机通过皮带驱动,也就是 说只有发动机运转,转向泵才能够运转。
代表车型:常用于微型车如QQ、比亚迪F0等。
汽车转向系统
• 概述 • 功用 • 要求
• 类型 • 四轮转向系统 • 汽车转向技术的发展趋势
四轮转向系统
概述 四轮转向(4WS-four wheel steering)系统是基于一个安装 在后悬架上的后轮转向机构,它能够使驾驶员操纵方向盘时 转动汽车前后四个车轮,不仅提高了高速时的稳定性和可控 制,而且提高了低速时的机动性。即在高速行驶时,将后轮 与前轮同相位转向,以减小车辆转向时的旋转运动(横摆), 改善高速行驶的稳定性;而在低速行驶时,把后轮与前轮逆 相位转向,以改善车辆中低速行驶的操纵性,提高快速转向 性。

浅析可变转向比转向机构

浅析可变转向比转向机构

浅析可变转向比转向机构可变转向比即根据汽车速度和转向角度来调整转向器传动比,当汽车开始处于停车状态,汽车速度较低或者转向角度较大时,提供小的转向器传动比;而当汽车高速行驶或者转向角度较小时,提供大的转向器传动比,从而提高汽车转向的稳定性。

本文探讨了可变齿比转向系统的方式。

标签:可变齿比;转向系统;方式可变转向比即根据汽车速度和转向角度来调整转向器传动比,当汽车开始处于停车状态,汽车速度较低或者转向角度较大时,提供小的转向器传动比;而当汽车高速行驶或者转向角度较小时,提供大的转向器传动比,从而提高汽车转向的稳定性。

可变齿比转向系统在技术层面上并不是一个水平的,目前主要有两种方式实现这种功能,一种方式是依靠特殊的齿条实现,原理简单,成本也相对较低,没有过高的技术含量,而另一种就比较复杂,是通过行星齿轮结构和电子系统实现的。

一、机械式可变转向比机构通过特殊工艺加工齿距间隙不相等的齿条(如图1所示)。

这样方向盘转向时,齿轮与齿距不相等的齿条啮合,转向比就会发生变化,中间位置的左右两边齿距较密,齿条在这一范围内的位移较小,在小幅度转向时(例如变线、方向轻微调整时),车辆会显得沉稳,而齿条两侧远端的齿距较疏,在这个范围内,转动方向盘,齿条的相对位移会变大(如图2所示),所以在大幅度转向时(如泊车、掉头等),车轮会变得相对灵敏。

这种技术除了对齿条的加工工艺要求比较严格之外,并没有多少“高科技”在其中,缺点在于齿比变化范围有限,并且不能灵活变化,而优势也很明显——完全的机械结构,可靠性较高,耐用性好,结构也非常简单。

二、电控可变转向比机构——主动转向系统(一)主动转向系统目标1、使用了更复杂的机械结构并且需要与电子系统结合使用。

是在方向盘系统中装置了一套根据车速调整转向传动的变速箱,能够更好的实现“低速时轻盈灵敏,高速稳健厚重”的需求(如图3所示),其为车辆行驶带来的便利性和稳定性都是普通的可变助力转向系统和单纯的“机械式”可变齿比转向无法比拟的。

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展

汽车电动助力转向系统的发展随着科技的不断进步,汽车行业也在不断地进行改革和创新。

汽车电动助力转向系统的发展在近年来得到了广泛关注。

电动助力转向系统通过电动机或者液压泵等方式,为驾驶员提供操控方向盘的帮助,使得操控更为轻松和舒适。

这一系统的发展不仅带来了更好的驾驶体验,也在一定程度上提高了行车的安全性和稳定性。

本文将从电动助力转向系统的发展历程、技术特点和未来发展趋势等方面展开分析。

一、发展历程汽车电动助力转向系统的发展可以追溯到上个世纪70年代,当时一些高端车型开始使用电动助力转向系统,而在20世纪80年代,这种技术逐渐普及并应用于更多的车型中。

随着电子技术的快速发展,越来越多的汽车制造商开始将电动助力转向系统作为标配,甚至将其与先进的主动安全系统相结合,为驾驶员提供更全面的驾驶辅助。

在过去,汽车的转向系统主要采用液压助力转向方式,通过液压泵和液压缸的工作来帮助驾驶员转动方向盘。

而随着电子技术的应用,电动助力转向系统逐渐替代了传统的液压助力转向系统,使得转向系统更为智能化和高效化。

随着混合动力和纯电动汽车的出现,电动助力转向系统也得到了进一步的发展和完善,以适应不同类型汽车的需求。

二、技术特点电动助力转向系统相比传统的液压助力转向系统具有许多技术特点。

电动助力转向系统的配备更加智能化的控制单元,通过精准的电子控制来感知车辆的行驶状态和驾驶员的操控需求,从而实现更为精准和及时的转向助力。

电动助力转向系统采用了先进的电动机或者电动液压泵等设备,通过电能转换为机械能,提供源源不断的助力,使得操控更为轻松和灵活。

电动助力转向系统的节能环保性能也得到了显著提升,用电能取代液压油,降低了车辆能耗和排放。

一些电动助力转向系统还具有自适应和主动安全的功能,能够根据前方道路情况和车辆速度自动调整转向助力,提高行车安全性和稳定性。

而且,通过与车辆的其它系统和传感器相互联动,电动助力转向系统还可以实现车道保持辅助、碰撞预警等先进的辅助功能,为驾驶员提供更为全面的驾驶辅助。

电动助力转向系统介绍

电动助力转向系统介绍

电动助力转向系统1、功能原理汽车电动助力转向(EPS)系统是在机械式转向系统的基础上加装电动机驱动单元构成的。

其主要的是提供助力、改善汽车转向性能、协助驾驶员完成转向操作。

2、组成具体组成原理详细EPS系统由扭矩传感器、车速传感器、电自控制单元(ECU)、助力电动机及减速机构等。

○1扭矩传感器,又称转向传感器,其作用是测定方向盘与转向器之间的相对扭矩,并转化为电信号传递给ECU。

○电动机,其功能是根据ECU的相关指令,输出适宜的转向助力矩,是EPS系统的动力源。

○减速机构,接收电动机的转矩,经减速增矩后传递给转向轴、小齿轮或齿条。

○ECU,是EPS系统的控制中心,根据扭矩传感器和车速传感器的信号进行逻辑分析与计算并发出指令,控制电动机和离合器。

3、基本工作过程汽车转向时,扭矩传感器和车速传感器将检测到的扭矩、方向信号及车速信号传递给ECU,ECU根据扭矩传感器的信号和车速传感器的信号确定电动机扭矩的大小和方向,电动机再通过离合器、减速机构等把此扭矩传递给扭杆,最终起到为驾驶员提供转向助力的效果,使汽车转向更轻便。

车速越低转向助力越大,车速越高转向助力越小。

当车速大于一定值时,取消助力,将直流电动机反接制动,目的是在汽车高速行驶时增加操作方向盘的手感,保证行驶安全。

4、EPS系统的控制方式○助力控制:助力控制是EPS的基本控制模式,包括汽车原地转向助力控制和动态转向助力控制两个方面。

○回正控制:回正控制的目的是使方向盘能够更快、更准地回到中位,避免方向盘产生不必要的抖动。

○阻尼控制:阻尼控制是为了提高汽车高速行驶时的转向稳定性的一种控制模式。

5、EPS的优点○降低了燃油消耗液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵,使液压油不停地流动,浪费了部分能量。

相反电动助力转向系统(EPS)仅在需要转向操作时才需要电机提供的能量,该能量可以来自蓄电池,也可来自发动机。

○增强了转向跟随性在电动助力转向系统中,电动助力机与助力机构直接相连可以使其能量直接用于车轮的转向。

动力转向技术的发展(上)—本田S2000、雅阁、NSX、欧宝Astra、丰田MR—S及Prius实例分析

动力转向技术的发展(上)—本田S2000、雅阁、NSX、欧宝Astra、丰田MR—S及Prius实例分析
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引言:汽车已经成为我们生活中不可或缺的部分,方向盘+换挡杆+踏板的组合似乎已经成为天经地义的汽车控制方式,但是它们各自的作用机理却鲜有人明了。

就以我们手中的方向盘为例,广大车友对于常见的各类转向系统概念仍旧模糊,比如“电动助力和液压助力的差别”,“可变助力是怎么回事”等等问题都是大家所好奇的,下面,我们就要为大家系统的介绍各类常见的转向系统,为大家解答这些问题,并与大家一起讨论各种转向系统的玄机和奥秘。

首先,我们要将“可变”助力大体划分为两个阵营:仅助力力度可变的助力转向系统以及速比可变的助力转向系统。

我们先从仅能改变助力力度的转向系统看起。

可变助力的优势:能够随车速改变助力力度,在泊车等低速行驶状态下转动方向盘更加轻盈省力,对臂力较小的女性尤为方便,而当车辆高速行驶时,则能够减少助力,使方向盘转动阻力增大,手感变沉,不再像低速时那样灵敏,车辆的方向会变得更容易控制,提升车辆的高速行驶稳定性。

“进化”的机械式液压助力--增加电子控制单元+电磁阀代表车型:别克新君威在方向盘下的玄机(1)中,我们已经提到过,随着技术的发展,在助力转向系统中年代最久远的机械式液压助力系统也在不断的进化着,当今的机械式液压助力系统同样能够实现可变助力的功能,做到高速时沉稳、低速轻盈。

新君威的magnasteer系统示意图,该系统由德尔福提供新君威使用的“MAGNASTEER磁力可变助力转向系统”凭借其特立独行的名称让很多消费者云里雾里琢磨不出其本质,但是其实它的原理并不复杂:与传统的机械式液压助力系统相比,这类系统多出了一套能够读取速度传感器信息的电子控制单元,并与转向柱连接的机械阀上增加了电磁阀机构。

通过电流控制电磁阀开度,可以改变助力油液的流量,使得油液推动助力活塞的力量被改变,就实现了助力力度的调节。

控制单元根据车速传感器的信号对电磁阀开度进行控制,便做到了助力力度随速可变的功能。

而这种系统的转向执行机构、液压泵等部件仍然是我们所熟悉的。

左:转向系统透视图右:安装在转向柱下端的电磁阀结构Servotronic伺服式助力转向而这种在机械液压助力系统上增加电磁阀的方法,并非只被新君威所采用,这类转向系统目前的使用其实非常广泛,耳熟能详的Servotronic伺服式可变助力转向系统也是这种类型的转向系统。

很多人把这套系统称作电子液压助力系统,从组成上看,它确实有电控单元不假,但是并没有电子泵结构,系统的关键依然是加在传统机械阀体之上的电磁阀结构,所以它不应当与电子液压助力转向相混淆,依旧是属于“进化型”的机械式液压助力转向系统。

Servotronic伺服式助力转向我们以汽车底盘、转向、传动技术的大牌--ZF(采埃孚)生产的Servotronic 伺服式液压助力转向系统产品为例,给大家做一简单介绍:Servotronic转向系统的作用原理与新君威的magnasteer系统相同,控制单元根据车速传感器的信号对电磁阀开度进行控制,通过改变助力液流量实现对转向机构液压缸内的油液压力的调节,进而改变助力力度,相比使用电子泵的电子液压助力系统有着更高的可靠性,并且依旧保持机械液压助力系统的较高负载能力和可靠性较高等优势,尤其适合那些对转向系统的负载能力要求较高并且需要精准操控性的车型。

Servotronic伺服式助力转向系统组成及结构简图在市面上,搭载伺服式液压助力转向系统的车型不在少数,大众、奥迪、宝马、保时捷以及沃尔沃等知名欧洲厂商的产品(如大众辉腾、宝马3系等)都曾使用或仍在使用这种转向系统。

这些车型匹配的都是Servotronic伺服式液压助力转向系统电子液压助力代表车型:凯旋、海马欢动关于电子液压助力的特性我们已经介绍的很清楚了,由于电子液压泵的运转由控制单元一手掌握,所以其转速高低不仅可变并且能够随时根据控制单元的指令进行变化,自然能够轻松实现助力力度的改变。

忘记电子液压助力转向的特点了?点击这里去温习方向盘下的玄机(1)在国内,电子液压助力的使用非常广泛,马自达3、PSA(标致雪铁龙)旗下的凯旋、307(部分车型)等均采用电子液压助力,在自主品牌中,海马欢动则是电子液压助力系统的典型代表,其“SSPS转速可变式助力转向系统”的真身实际上就是电子液压助力系统。

比较有意思的是标致雪铁龙(PSA)家族的这套被称作“GEP”的电子液压助力转向系统,在正常情况下,GEP电子泵的转速与车速成反比,车速越高,电子泵转速越低。

通常在低速时电子泵转速为3000rpm,而高速时会降到800rpm,带来了泊车时转向轻盈而高速行驶时厚重沉稳的手感。

并且据称该系统要比传统的机械式液压助力转向系统节省油耗0.1-0.2L/100km。

凯旋的电子液压助力系统组成示意相比一般的电子助力转向系统,它的特别之处在于其在结构上多出了一个检测方向盘转动速度的角速度传感器,赋予了其大多数电子液压助力转向系统所不具备的“紧急避险模式”,当驾驶者以很快的速度转动方向盘时,控制单元会根据收到的角传感器信息瞬间提高电子泵转速至5000rpm,转向助力会瞬间提升,这种设计的本意是为了帮助驾驶者能够在遇到突发情况时尽快改变方向避险,但是实际上,这套系统并未像理论上那般发挥其作用,原因在于很多消费者在购车后根本就不知道自己的爱车具备这样的功能,在遇到突发状况时他们仍然会以正常的转向力度转动方向盘,而此时方向盘却比他们想象的要轻得多,导致方向盘转动角度大大高于实际所需的角度,车辆会出现过度的转向,在驾驶者意识到这种情况反打方向时又很容易造成纠正方向过度,反而增加了发生事故的风险。

如果您一直都没有想明白为什么自己的车子突然像个疯子般不听使唤,那么,这个“紧急避险模式”就是您一直在找的答案。

请牢记:如果驾驶配置了GEP可变助力转向系统的车型,紧急并线时一定要控制转动方向盘的力度,并对转向阻力突然大幅减小做好心里准备。

电动助力代表车型:新奥拓、6代高尔夫、睿翼关于电动助力转向,我想在这里完全不需要再介绍其助力力度变化的机理了,(点击这里温习《方向盘下的玄机(1)》)我们知道以电子马达提供助力的电动助力转向系统在执行效率和响应速度方面都是液压助力系统所不能比拟的。

而且,与车辆系统总线连接的控制单元能够让这套系统发挥更多的作用,我们熟悉的“自动泊车”功能中车辆之所以能够自动转向,就是依靠行车电脑与电动助力转向系统的联动实现的。

可变转向比(齿比)转向系统-主动转向系统代表车型:宝马5系(E60、F10)、丰田新皇冠、雷克萨斯LS460L、奥迪Q5、奔驰新E级前面提到的几种“可变”转向,能够改变的仅仅是助力力度,说白了只是能够改变方向盘转动时的阻力而已,但是转向比(可简单理解为方向盘转动的角度与对应的车轮转动角度的比值)是不可变化的,我们接下来要说到的可变齿比(速比)的转向系统则要先进的多,不仅能够改变转向的助力力度,在不同情况下,方向盘转角对应的车轮转动角度也是可以变化的。

不同厂家对这类系统的叫法可谓五花八门,比如宝马称之为AFS主动转向系统(Active Front Steering,这个缩写与我们熟悉的随动转向大灯缩写是相同的),奥迪将其称之为动态转向系统(Audi Dynamic Steering),雷克萨斯/丰田使用的则是可变齿比转向系统VGRS(Variable Gear Ratio Steering),本田的这类系统名称为VGR,与丰田命名类似,而奔驰的可变转向比系统则以“直接转向系统”命名。

虽然功能类似,但是他们使用的技术却是截然不同的。

简单地说,可变齿比转向系统在技术层面上并不是一个水平的,目前主要有两种方式实现这种功能,一种方式是依靠特殊的齿条实现,原理简单,成本也相对较低,没有过高的技术含量,而另一种就比较复杂,是通过行星齿轮结构和电子系统实现的。

由于目前并没有明确的分类,所以我们姑且将它们分为机械式和电子式吧。

机械式可变转向比系统:奥秘在于齿条,原理简单奔驰的E级、S级都搭载了“直接转向系统”奔驰的直接转向系统就是第一种方式的典型代表,它主要是在“齿轮齿条机构”的“齿条”上做文章,通过特殊工艺加工齿距间隙不相等的齿条,这样方向盘转向时,齿轮与齿距不相等的齿条啮合,转向比就会发生变化,中间位置的左右两边齿距较密,齿条在这一范围内的位移较小,在小幅度转向时(例如变线、方向轻微调整时),车辆会显得沉稳,而齿条两侧远端的齿距较疏,在这个范围内,转动方向盘,齿条的相对位移会变大,所以在大幅度转向时(如泊车、掉头等),车轮会变得更加灵活。

这种技术除了对齿条的加工工艺要求比较严格之外,并没有多少“高科技”在其中,缺点在于齿比变化范围有限,并且不能灵活变化,而优势也很明显--完全的机械结构,可靠性较高,耐用性好,结构也非常简单。

电子式:科技含量高,仍在进化与上面的方式相比,宝马、丰田所使用的可变齿比转向系统明显要先进许多,使用了更复杂的机械结构并且需要与电子系统结合使用。

能够更好的实现“低速时轻盈灵敏,高速稳健厚重”的需求,其为车辆行驶带来的便利性和稳定性都是普通的可变助力转向系统和单纯的“机械式”可变齿比转向无法比拟的。

以雷克萨斯的VGRS为例,我们可以看到,在不同车速下车轮转动角度相同,但是对应的方向盘转动角度却是不同的接下来,我们就从国内的现款宝马5系(E60)使用的AFS主动转向系统入手,来深入了解一下“可变转向比”实现的过程。

从结构上看,这是一套我们前面提到过的servotronic伺服式助力转向机构,其助力力度的变化是依靠图中与液压泵紧连的ECO阀(电控阀)实现,而改变转向比的玄机,就藏在转向器及执行单元的外壳之下。

我们来看转向器及执行单元的剖视图,这里就是AFS的秘密所在。

转向柱被从当中打断,我们将连接方向盘的转向柱一端称为输入轴,将直接连接转向齿轮的一端称为输出轴,二者间通过行星齿轮连接,行星齿轮组的壳体是一个可旋转的蜗轮,能够由电机驱动旋转。

这套系统有独立的电子控制单元,根据转向角传感器、左右车轮转速传感器、横向加速度传感器的信号控制电动机的开关及运转方向。

当系统未通电或者系统发生故障时,电磁锁会在弹簧的作用卡在蜗杆的锁槽内,锁止蜗杆,壳体不可旋转,此时输入轴与输出轴的转速是相同的,传动比不会发生任何变化,此时它只是一套可变助力力度的机械式液压助力转向系统。

而当系统通入电流,电磁锁打开,电动机开始旋转时,变化就发生了。

当车辆低速行驶时,电动机驱动蜗轮与输入轴同向运转,蜗轮壳体与输入轴的旋转角度相叠加,输出轴的旋转角度便大于输入轴,车轮便能转动更大的角度,我们的转向动作被“放大”,使车辆变得非常灵活,而当车速较高时,我们需要更大的转向比来提供精准沉稳的指向,辅助电机会驱动蜗轮反向旋转,与输入轴的部分旋转角度相抵,最终输出轴的旋转角度会低于输入轴,我们的转向动作被“缩小”。

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