電子液壓助力概念介紹

現(xiàn)代轎車(chē)馬力大、速度快，為了操縱的輕便和靈敏，中高檔次的轎車(chē)轉(zhuǎn)向器都加裝了轉(zhuǎn)向動(dòng)力裝置，又稱為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。它具有工作無(wú)噪聲，靈觸度高體積小，能夠吸收來(lái)自不平路面的沖擊力，在現(xiàn)代轎車(chē)上得到十分廣泛的應(yīng)用。

液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要部件包括油泵、液壓分配閥和助力器。液壓分配閥與油泵組合一體，助力器與轉(zhuǎn)向器裝在一起，中間用油路連接。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)油泵，把油壓輸出到助力器。助力器殼體內(nèi)是一個(gè)活塞，活塞連接著轉(zhuǎn)向器的齒輪，活塞兩端是腔室。

當(dāng)轎車(chē)直線行駛時(shí)，活塞兩端壓力相等，靜止不動(dòng)，油泵空轉(zhuǎn)；當(dāng)轎車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，液壓分配閥將油液通過(guò)變化了的通道進(jìn)入了助力器的一側(cè)，使活塞兩端產(chǎn)生壓力差，迫使活塞移動(dòng)到另一側(cè)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，“助一臂之力”。這樣轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的操縱力不是直接迫使車(chē)輪轉(zhuǎn)向的唯一作用力了，可由助力器輔動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)向，減輕了駕駛者的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了方向盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，特別是減少了停車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)的操縱力。

現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了電子控制速度傳感型的轎車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，它除了滿足減少操縱力，提高靈觸度外，還可以根據(jù)車(chē)速與行駛條件的不同而產(chǎn)生與之相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向力。在停車(chē)時(shí)能提供足夠的助力，隨著車(chē)速的逐漸增加助力又可以逐漸減少，當(dāng)高速行駛時(shí)則無(wú)助力但保持良好的路感。這種電子式的動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)附有微處理機(jī)和電子轉(zhuǎn)速表，電子轉(zhuǎn)速表發(fā)出脈沖訊號(hào)，微處理機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指令控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

轎車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置是50年代在美國(guó)大型轎車(chē)上出現(xiàn)的事物，現(xiàn)在已經(jīng)普及開(kāi)來(lái)了。它的好處正如德國(guó)奔馳汽車(chē)制造公司所描述的那樣：“發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后，您就得到動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助，尤其在泊車(chē)及左右移動(dòng)車(chē)輛時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置會(huì)令您能非常輕松地控制方向盤(pán)。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器

現(xiàn)在，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已成為一些轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，全世界約有一半的轎車(chē)采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向。隨著汽車(chē)電子技術(shù)的發(fā)展，目前一些轎車(chē)已經(jīng)使用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器，使汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和機(jī)動(dòng)性都有所提高。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)叫“EPS”（Electrical Power Steering），它利用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力協(xié)助駕車(chē)者進(jìn)行轉(zhuǎn)向。此類(lèi)系統(tǒng)一般由扭矩傳感器、電控單元（ECU）、電機(jī)、、機(jī)械轉(zhuǎn)向器所組成。

汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)向盤(pán)的力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，將這些信號(hào)輸送到電控單元，電控單元根據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和車(chē)輛速度等數(shù)據(jù)向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)出信號(hào)指令，使電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩以產(chǎn)生助動(dòng)力。當(dāng)不轉(zhuǎn)向時(shí)，電控單元不向電動(dòng)機(jī)控制器發(fā)信號(hào)指令，電動(dòng)機(jī)不工作。同時(shí)，電控單元根據(jù)車(chē)輛速度信號(hào)，通過(guò)電液轉(zhuǎn)換器確定輸給轉(zhuǎn)向盤(pán)的作用力，減少駕車(chē)者在高速行駛時(shí)方向盤(pán)“飄”的感覺(jué)。

由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)只需電力不用液壓，與機(jī)械式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比較省略了許多元件。沒(méi)有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲(chǔ)油罐等，零件數(shù)目少，布置方便，重量輕。而且無(wú)“寄生損失”和液體泄漏損失。因此電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在各種行駛條件下均可節(jié)能80%左右，提高了汽車(chē)的運(yùn)行性能。因此在近年得到迅速的推廣，也是今后助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向。

有一些汽車(chē)冠以電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，其實(shí)不是真正意義上的純電動(dòng)的助力轉(zhuǎn)向，它還需要液壓系統(tǒng)，只不過(guò)由電動(dòng)機(jī)供油。傳統(tǒng)的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為保證汽車(chē)原地轉(zhuǎn)向或者低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕便性，油泵的排量是以發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的流量來(lái)確定的。

而汽車(chē)行駛中大部分時(shí)間處于高于怠速的速度和直線行駛狀態(tài)，只能將油泵輸出的油液大部分經(jīng)控制閥回流到儲(chǔ)油罐，造成很大的“寄生損失”。為了減少此類(lèi)損失采用了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵，當(dāng)汽車(chē)直線行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)油泵的流量和壓力，減少“寄生損失”。

液壓助力力量大，功率損耗多、轉(zhuǎn)向力大、結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、操控精確、維護(hù)麻煩電動(dòng)助力力量相對(duì)小，功率損耗小、轉(zhuǎn)向力小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、適合小型車(chē) 兩者各有千秋，談不上孰好孰劣。

根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同，可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力。

常壓式液壓助力系統(tǒng)的特點(diǎn)是無(wú)論方向盤(pán)處于正中位置還是轉(zhuǎn)向位置、方向盤(pán)保持靜止還是在轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)管路中的油液總是保持高壓狀態(tài);而常流式液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向油泵雖然始終工作，但液壓助力系統(tǒng)不工作時(shí)，油泵處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，管路的負(fù)荷要比常壓式小，大多數(shù)液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)都采用常流式(見(jiàn)下圖)。可以看到，不管哪種方式，轉(zhuǎn)向油泵都是必備部件，它可以將輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力。

由于依靠發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)油泵，能耗比較高，所以車(chē)輛的行駛動(dòng)力無(wú)形中就被消耗了一部分;液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，各種控制油液的閥門(mén)數(shù)量繁多，后期的保養(yǎng)維護(hù)需要成本高;整套油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命也會(huì)受到影響，這些都是機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)所在。

能被廣泛使用自然也是不缺優(yōu)勢(shì)的，這里列舉一二:方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機(jī)械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富;液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)向動(dòng)力充沛，大小車(chē)輛都適用;技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低。

電子液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的缺點(diǎn)。它所采用的液壓泵不再靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶直接驅(qū)動(dòng)，而是采用一個(gè)電動(dòng)泵，它所有的工作的狀態(tài)都是由電子控制單元根據(jù)車(chē)輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號(hào)計(jì)算出的最理想狀態(tài)。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，在低速大轉(zhuǎn)向時(shí)，電子控制單元驅(qū)動(dòng)電子液壓泵以高速運(yùn)轉(zhuǎn)輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車(chē)在高速行駛時(shí)，液壓控制單元驅(qū)動(dòng)電子液壓泵以較低的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，在不至于影響高速打轉(zhuǎn)向的需要同時(shí)，節(jié)省一部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率。是使用較為普遍的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。