方向盤的工作原理。。漲知識！【轉發(fā)】

2018-03-29 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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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方向盤其實就是控制方向的零部件,它控制轉向的原理如下:

主要組成如下

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接下里我們了解一下汽車的轉向系統(tǒng)。

何為助力轉向?

所謂助力轉向,是指借助外力,使駕駛者用更少的力就能完成轉向。起初應用于一些大型車上,不用那么費力就能夠輕松地完成轉向。現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于各種車型上,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。

機械式液壓助力轉向

機械式液壓助力系統(tǒng)主要包括齒輪齒條轉向結構和液壓系統(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)生輔助力推動轉向拉桿,輔助車輪轉向。

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

在液壓轉向系統(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。機械液壓助力技術成熟穩(wěn)定,可靠性高,應用廣泛。但結構較復雜,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。

電子式液壓助力轉向

電子式液壓助力的結構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)動機皮帶驅動的,而電子式液壓助力采用的是由電力驅動的電子泵。

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,不需要轉向時,電子泵關閉,進一步減少能耗。電子液壓助力轉向系統(tǒng)的電子控制單元,利用對車速傳感器、轉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向助力的力度大小。

電動助力轉向

電動助力主要由傳感器、控制單元和助力電機構成,沒有了液壓助力系統(tǒng)的液壓泵、液壓管路、轉向柱閥體等結構,結構非常簡單。

主要工作原理是,在方向盤轉動時,位于轉向柱位置的轉矩傳感器將轉動信號傳到控制器,控制器通過運算修正給電機提供適當?shù)碾妷?驅動電機轉動。而電動機輸出的扭矩經(jīng)減速機構放大后推動轉向柱或轉向拉桿,從而提供轉向助力。電動助力轉向系統(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。

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

隨速可變助力轉向是怎樣的?

隨速可變助力轉向是指轉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,如方向盤轉向輕盈確實很方便,但是如果在高速行駛時,方向盤轉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。

何為可變轉向比轉向系統(tǒng)(主動轉向系統(tǒng))?

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