方向盤的工作原理。。漲知識！【轉(zhuǎn)發(fā)】

由方向盤到前橋到底經(jīng)歷了什么?3D示意動畫為你一一解答!這是一個3d動畫Pailton工程開發(fā)和呈現(xiàn)。

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主要組成如下

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接下里我們了解一下汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

所謂助力轉(zhuǎn)向,是指借助外力,使駕駛者用更少的力就能完成轉(zhuǎn)向。起初應(yīng)用于一些大型車上,不用那么費力就能夠輕松地完成轉(zhuǎn)向?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種車型上,使得駕駛更加輕松、敏捷,一定程度上提高了駕駛安全性。助力轉(zhuǎn)向按動力的來源可分為液壓助力和電動助力兩種。

機械式液壓助力系統(tǒng)主要包括齒輪齒條轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)(液壓助力泵、液壓缸、活塞等)兩部分。工作原理是通過液壓泵(由發(fā)動機皮帶帶動)提供油壓推動活塞,進而產(chǎn)生輔助力推動轉(zhuǎn)向拉桿,輔助車輪轉(zhuǎn)向。

那具體是怎樣動作的呢?首先位于轉(zhuǎn)向機上的機械閥體(可隨轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動),在方向盤沒有轉(zhuǎn)動時,閥體保持原位,活塞兩側(cè)的油壓相同,處于平衡狀態(tài)。當方向盤轉(zhuǎn)動時,轉(zhuǎn)向控制閥就會相應(yīng)的打開或關(guān)閉,一側(cè)油液不經(jīng)過液壓缸而直接回流至儲油罐,另一側(cè)油液繼續(xù)注入液壓缸內(nèi),這樣活塞兩側(cè)就會產(chǎn)生壓差而被推動,進而產(chǎn)生輔助力推動轉(zhuǎn)向拉桿,使轉(zhuǎn)向更加輕松。

在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,如車輪的劇烈跳動和遇到坑洼路面導致輪胎出現(xiàn)非自主的轉(zhuǎn)向時,可以通過液壓對活塞的作用能夠很好的緩沖和吸收震動,使傳遞到方向盤上的震動大大減少。機械液壓助力技術(shù)成熟穩(wěn)定,可靠性高,應(yīng)用廣泛。但結(jié)構(gòu)較復雜,維護成本較高。而且單純的機械式液壓助力系統(tǒng)助力力度不可調(diào)節(jié),很難兼顧低速和高速行駛時對指向精度的不同需求。

電子式液壓助力的結(jié)構(gòu)原理與機械式液壓助力大體相同,最大的區(qū)別在于提供油壓油泵的驅(qū)動方式不同。機械式液壓助力的液壓泵直接是通過發(fā)動機皮帶驅(qū)動的,而電子式液壓助力采用的是由電力驅(qū)動的電子泵。

電子液壓助力的電子泵,不用消耗發(fā)動機本身的動力,而且電子泵是由電子系統(tǒng)控制的,不需要轉(zhuǎn)向時,電子泵關(guān)閉,進一步減少能耗。電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電子控制單元,利用對車速傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器等傳感器的信息處理,可以通過改變電子泵的流量來改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小。

電動助力主要由傳感器、控制單元和助力電機構(gòu)成,沒有了液壓助力系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉(zhuǎn)向柱閥體等結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)非常簡單。

主要工作原理是,在方向盤轉(zhuǎn)動時,位于轉(zhuǎn)向柱位置的轉(zhuǎn)矩傳感器將轉(zhuǎn)動信號傳到控制器,控制器通過運算修正給電機提供適當?shù)碾妷?驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動。而電動機輸出的扭矩經(jīng)減速機構(gòu)放大后推動轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向拉桿,從而提供轉(zhuǎn)向助力。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以根據(jù)速度改變助力的大小,能夠讓方向盤在低速時更輕盈,而在高速時更穩(wěn)定。

電動助力轉(zhuǎn)向有兩種實現(xiàn)方式,一種是對轉(zhuǎn)向柱施加助力,是將助力電機經(jīng)減速增扭后直接連接在轉(zhuǎn)向柱上,電機輸出的輔助扭矩直接施加在轉(zhuǎn)向柱上,相當于電機直接幫助我們轉(zhuǎn)動方向盤。另一種是對轉(zhuǎn)向拉桿施加助力,是將助力電機安裝在轉(zhuǎn)向拉桿上,直接用助力電機推動拉桿使車輪轉(zhuǎn)向。后者結(jié)構(gòu)更為緊湊、便于布置,目前使用比較廣泛。

隨速可變助力轉(zhuǎn)向是指轉(zhuǎn)向助力的大小可隨著車速的變化而改變。這樣有什么好處呢?在平時停車入庫等低速行駛時,如方向盤轉(zhuǎn)向輕盈確實很方便,但是如果在高速行駛時,方向盤轉(zhuǎn)向過于輕盈反而是一種危害,因為不利于車輛高速行駛的穩(wěn)定性。

而隨速可變助力轉(zhuǎn)向可以做到這點,當車低速行駛時,它可以提供大的助力,保證方向盤轉(zhuǎn)動輕盈和靈活;當車速較高時,它提供的助力就會較小,以增強行車的安全性和穩(wěn)定性。

所謂可變轉(zhuǎn)向比,可以簡單理解為方向盤轉(zhuǎn)動的角度與對應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動角度的比值。前面提到的隨速可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,能夠改變的僅僅是助力力度,也就是只能改變方向盤轉(zhuǎn)動時的助力而已,但是轉(zhuǎn)向比是不可改變的,而可變轉(zhuǎn)向比的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)僅能夠改變轉(zhuǎn)向的助力力度,在不同情況下,方向盤轉(zhuǎn)角對應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動角度也是可以變化的。

如上圖中的主動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,在轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間安裝一個電子控制的機械機構(gòu),那么車輪整體轉(zhuǎn)向的角度不再僅僅是駕駛員輸入方向盤的角度,而是在此基礎(chǔ)上疊加上蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)機構(gòu)附加的角度。那么通過利用電動機對蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的控制,可以改變傳動系統(tǒng)的傳動比。

這樣做有什么好處呢?在低速時,通過電動機的作用使蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)機構(gòu)與駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的方向相同,可以減少對轉(zhuǎn)向力的需求。而在高速時,通過電動機的作用使蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)機構(gòu)與駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的方向相反,減少前輪的轉(zhuǎn)動角度,提高轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性。

來源:直觀學機械

出處:http://mp.weixin.qq.com/s/b9jme3g4pcudk8cPlB5SQQ