方向盤的工作原理。。漲知識(shí)！【轉(zhuǎn)發(fā)】

由方向盤到前橋到底經(jīng)歷了什么?3D示意動(dòng)畫為你一一解答!這是一個(gè)3d動(dòng)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(fèi)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(dòng)力的來源可分為液壓助力和電動(dòng)助力兩種。

機(jī)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(dòng)機(jī)皮帶帶動(dòng))提供油壓推動(dòng)活塞,進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿,輔助車輪轉(zhuǎn)向。

那具體是怎樣動(dòng)作的呢?首先位于轉(zhuǎn)向機(jī)上的機(jī)械閥體(可隨轉(zhuǎn)向柱轉(zhuǎn)動(dòng)),在方向盤沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),閥體保持原位,活塞兩側(cè)的油壓相同,處于平衡狀態(tài)。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)向控制閥就會(huì)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(chǔ)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(huì)產(chǎn)生壓差而被推動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生輔助力推動(dòng)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(dòng)和遇到坑洼路面導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)非自主的轉(zhuǎn)向時(shí),可以通過液壓對(duì)活塞的作用能夠很好的緩沖和吸收震動(dòng),使傳遞到方向盤上的震動(dòng)大大減少。機(jī)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(fù)雜,維護(hù)成本較高。而且單純的機(jī)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(shí)對(duì)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(jī)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(dòng)方式不同。機(jī)械式液壓助力的液壓泵直接是通過發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)的,而電子式液壓助力采用的是由電力驅(qū)動(dòng)的電子泵。

電子液壓助力的電子泵,不用消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力,而且電子泵是由電子系統(tǒng)控制的,不需要轉(zhuǎn)向時(shí),電子泵關(guān)閉,進(jìn)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(duì)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(dòng)助力主要由傳感器、控制單元和助力電機(jī)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(jiǎn)單。

主要工作原理是,在方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),位于轉(zhuǎn)向柱位置的轉(zhuǎn)矩傳感器將轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳到控制器,控制器通過運(yùn)算修正給電機(jī)提供適當(dāng)?shù)碾妷?驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。而電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩經(jīng)減速機(jī)構(gòu)放大后推動(dòng)轉(zhuǎn)向柱或轉(zhuǎn)向拉桿,從而提供轉(zhuǎn)向助力。電動(dòng)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(shí)更輕盈,而在高速時(shí)更穩(wěn)定。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一種是對(duì)轉(zhuǎn)向柱施加助力,是將助力電機(jī)經(jīng)減速增扭后直接連接在轉(zhuǎn)向柱上,電機(jī)輸出的輔助扭矩直接施加在轉(zhuǎn)向柱上,相當(dāng)于電機(jī)直接幫助我們轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤。另一種是對(duì)轉(zhuǎn)向拉桿施加助力,是將助力電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向拉桿上,直接用助力電機(jī)推動(dòng)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(shí)停車入庫等低速行駛時(shí),如方向盤轉(zhuǎn)向輕盈確實(shí)很方便,但是如果在高速行駛時(shí),方向盤轉(zhuǎn)向過于輕盈反而是一種危害,因?yàn)椴焕谲囕v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(diǎn),當(dāng)車低速行駛時(shí),它可以提供大的助力,保證方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)輕盈和靈活;當(dāng)車速較高時(shí),它提供的助力就會(huì)較小,以增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性。

所謂可變轉(zhuǎn)向比,可以簡(jiǎn)單理解為方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度與對(duì)應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)時(shí)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(duì)應(yīng)的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度也是可以變化的。

如上圖中的主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,在轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間安裝一個(gè)電子控制的機(jī)械機(jī)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(jī)構(gòu)附加的角度。那么通過利用電動(dòng)機(jī)對(duì)蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的控制,可以改變傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比。

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

來源:直觀學(xué)機(jī)械

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