02.29 汽车转向液压系统是如何工作的?

南京万通汽车学校Q8


一、机械式液压动力转向系统 1.机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。 2.无论车是否转向,这套系统都要工作,而且在大转向车速较低时,需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以,也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下:开这样的车,尤其时低速转弯的时候,觉得方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。 还有,机械式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,这也是耗资源的一个原因所在。 一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。 二、电子液压助力转向系统 1.主要构件:储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等,其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。 2.工作原理:电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动,而是采用一个电动泵,它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说,在低速大转向时,电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率,使驾驶员打方向省力;汽车在高速行驶时,液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转,在不至于影响高速打转向的需要同时,节省一部分发动机功率。是使用较为普遍的助力转向系统 三、电动助力转向系统(EPS) 1.英文全称是Electronic Power Steering,简称EPS,它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成,不同的车尽管结构部件不一样,但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。 2.主要工作原理:汽车在转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性,你会感觉到开这样的车,方向感更好,高速时更稳,俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作,所以,也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。


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一、机械转向系统-无助力

  转向系统的可以大致分为三个部分:转向操纵机构,转向器,转向传动机构。转向操纵机构很好理解,就是我们驾驶车辆时直接接触的部分,它把驾驶员的体力传递到传向系统当中。总体而言,从原理上来说机械转向系统的结构是很好理解的,就是用纯人力驱动各种机械结构的组合,通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动…[详细]

优点:结构简单,可靠性强

缺点:用相当费力,稳定性、精确性、安全性无法保证

机械液压助力是我们最常见的一种,前面提到它诞生于1902年,也就是说已经有了百年历史。由于技术成熟可靠,而且成本低廉,得以被广泛普及。机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力,对转向系统施加辅助作用力,从而使轮胎转向…[详细]

优点:控精准,路感直接、技术成熟,可靠性高,平均制造成本低

缺点:能耗比较高、后期的保养维护需要成本、使用寿命局限较多

三、电子液压助力转向系统

  机械液压助力大幅消耗发动机动力,所以人们在此基础上进行改进,开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动,而是由电动机来驱动,并且在之前的基础上加装了电控系统,使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关,还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀,新增的电控系统…[详细]

优点:降低了能耗,反应也更加灵敏,更加人性化

缺点:制造、维修成本加,使用稳定性也不如机械液压式的牢

电动助力转向系统里不再有油液、管路,取而代之的是直接干脆的电子线路和设备,主要组件有电控单元、车速传感器、转矩传感器、电动机等等,原理也不复杂:传感器把采集到的车速、转角信息输送给ECU,ECU决定电动机的旋转方向和助力电流大小,把指令传递给电动机,电动机将辅助动力施加到转向系统中,这样实时调整的转向助力便得以实现…[详细]

优点:系统结构精简,质量小,占用空间少\能耗低;电子系统反应灵敏

缺点:难以在大型车辆上使用、稳定性、可靠性都不如机械式、成本较高





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汽车的转向助力系统大致分为液压式和电动式两大类。

1.液压式转向助力系统介绍

电子液压转向助力系统(EHPS)的助力原理与传统机械式液压转向助力系统相同,但是增加了电动转向泵,电子泵的起动和关闭由ECU控制。在不做转向动作时,电动转向泵关闭,不像机械液压助力泵那样通过胶带始终与发动机联动。在正常情况下,电动转向泵的转速与车速成反比,在低速时电动转向泵的转速为3000r/min,高速时电动转向泵的转速为800r/min,因此带来了泊车时的转向轻盈和高速行驶时厚重而沉稳的手感,而且比传统机械式液压转向助力系统降低油耗0.1~0.2L/100km。更先进的是电子液压随速可变助力转向系统,电控单元对车速传感器、转向角度传感器等信号的处理,通过实时改变电动转向泵的流量来改变转向助力力度的大小。

2.电动式转向助力系统

电动转向助力系统(Electrical Power Steering,EPS)利用电动机产生的动力协助驾驶人转向。该系统由转矩传感器、控制单元(ECU)、助力电动机以及机械转向器所组成。汽车转向时,转矩传感器检测转向盘的转矩和转动方向,并将信号输送给电控单元,电控单元综合分析转向盘的转矩、转动方向和车辆速度等数据,向电动机控制器发出信号指令,使电动机输出相应大小及方向的转矩以产生助力。当汽车不转向时,电控单元不向电动机控制器发送信号指令,电动机不运转,有利于减少燃油消耗。同时,电控单元根据车辆速度信号,通过电液转换器确定输送给转向盘的作用力,从而减少驾驶人在高速行驶时转向盘“发飘”的感觉。

由于电动助力转向系统只需电力,不用液压,基本不受发动机转速的影响。与机械式液压助力转向系统比较,省略了液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀以及储油罐,零件数目少,布置方便,质量轻,而且没有“寄生损失”和液体泄漏损失。

EPS的控制策略是,在汽车低速行驶并转向时,EPS指令输出较大的电流,以增大助力作用,使转向比较轻便;在汽车高速行驶并转向时,EPS指令输出较小的电流,减小转向助力,目的是使转向比较稳定。


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