转向辅助系统作为汽车和驾驶员之间最直接的“沟通”工具,一直是各大汽车制造商调整的重点。汽车诞生之初,没有转向助力技术,但随着安全设备和发动机的升级,汽车的重量越来越大,直接通过机械结构拉动转向杆。轮胎和地面之间有很大的摩擦力,转弯需要很大的努力。1903年,哥伦比亚5吨卡车率先安装了转向助力。今天我们选一个汽车侦探来详细分析两者的优劣。
液压动力转向原理
液压动力转向由泵、皮带轮、传动带、软管和动力转向液组成。旋转叶片泵可以产生液压,由汽车发动机驱动。当你转动方向盘时,泵会产生液压并作用在液压缸上。转向器内腔由连接在齿条上的密封活塞分成两个腔室。当液压油施加到活塞的一侧时,液压油将从另一侧流回油箱,从而提供转向辅助。连接在小齿轮轴上的阀门控制液压流体的流量。根据方向盘的角度,阀门可以改变流向液压缸的流量。
施加在方向盘和转向柱上的扭矩越大,进入液压缸的液体就越多,所以控制车轮的力就越大,从方向盘输入的力就会倍增到转向横拉杆上,这样就可以更轻松地转向。在液压助力系统中,液压油是传递压力的介质,一般采用矿物油。这种设计纯粹通过机械结构发电。
电动助力转向原理
1988年,铃木首次将电力引入微型汽车,电动助力转向使用电动机代替液压系统。整个系统由小齿轮轴、转向扭矩传感器、齿条、电机、滚珠丝杠机构和转向器组成。当传感器检测到转向柱施加的扭矩时,电机通过齿条驱动滚珠丝杠机构,丝杠与转向齿条外侧的螺旋槽口啮合,增加转向力。由于电力辅助完全依靠ECU驱动计算机传输指令,工程师可以根据车速和可变阻尼悬架系统调整转向装置的响应性,优化转向性能。
两种转向的优缺点是什么?液压转向作为最原始的转向辅助机构,最大的优点是反馈非常直接,就是路感清晰。对于注重操控的车辆来说,这种直接的反馈可以给驾驶员带来更多关于路面变化的信息,尤其是在赛车领域。目前使用液压动力的车型还有很多。同时,液压助力技术非常成熟,可靠性高。但是,液压动力最大的缺点是系统结构复杂,液压可能会泄漏,皮带、密封件和软管会慢慢老化,后期维护成本会更高。另外,感染性液压助力消耗发动机动力,增加油耗,所以现在有些新车把发动机驱动的液压机构改为电机驱动,也就是电液助力,这也是液压助力的设计精髓。
电动助力比液压助力更有优势。除了省油之外,还省去了皮带驱动的发动机附件、安装在发动机上的液压泵和安装在底盘上的高压液压软管,大大简化了系统,使后期维护更加容易。此外,通过集成电子稳定控制系统,电动助力转向系统可以在某些特殊情况下瞬间改变扭矩辅助水平,增加车辆的稳定性。但缺点是没有反馈。例如,在激烈的控制过程中,大规模的高频转向会使电机过热,增加故障率。
如果你喜欢最直接的路感,液压动力依然是硬核运动车型上的最佳选择,比如斯巴鲁
WRX(参数|图片)STI,AMG GT,法拉利
488(参数|图片)等。但考虑到后期的维护和辅助功能,简单的电力实际上是未来的发展趋势。现在越来越多的车辆配备了电动助力转向,如益东、帝豪等家用车。






