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转向系统中电动助力跟液压助力两种有什么优缺点?

时间: 2024-05-14 01:03:49 |   作者: 整车

车型特点

  电子助力能调节助力大小。液压的不可以..(大意就是电子助力方向机可以低速的时候助力大也就是方向轻 高速的时候助力小,而液压的都一样)

  电子助力方向机在发动机不工作的时候一样可以工作。而液压的不可以(发动机带动高压油泵)

  目前很多家用汽车都使用电动助力转向了。液压助力转向逐步小众化,甚至成为驾驶爱好者的情怀。

  液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,缩写HPS)又称为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。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。随着EPS大面积使用,成本优势会给规模效应抹平。

  HPS的路感清晰,路面状况会通过振动直观的反应在方向盘上。这个也是很多驾驶爱好者的挚爱。由于液压的动力来自于发动机,所以会损耗发动机的能量,增加油耗。另外在实际使用的过程中不要长时间打死方向盘,易引起压力过高损坏油管。

  电动助力转向系统(Electric Power Steering,缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,与传统的液压助力转向系统HPS(Hydraulic Power Steering)相比,EPS系统具有很多优点。EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。

  HPS是最早被应用的动力转向系统,诞生于1902年,比第一辆汽车被发明的时间1886年,仅晚了十几年,由此可见,省力的诉求自汽车诞生之初便被提了出来。但直到1951年,克莱斯勒才将验证充分、成熟可靠的HPS作为选配装置装配在其Imperial车系上。半个世纪的打磨,一代汽车人青丝变白发。

  HPS在MS的基础上主要增加液压助力泵、油壶等助力装置,其中液压助力泵直接与发动机输出相连。在转向过程中,发动机会输出部分动力驱动助力泵给液压油加压,再由液压油将动力传递给转向助力装置,为驾驶员提供助力。这与机械液压制动利用发动机进气歧管的负压有异曲同工之妙,难怪发动机被称为汽车的“心脏”,转向、制动全与其息息相关。

  优点:方向盘与转向轮之间全部机械连接,不仅操控精准、而且路感反馈清晰;转向助力的动力源头为发动机,因此能利用的转向动力澎湃且源源不断;技术成熟,可靠性高,即使助力系统失效,转向系统依然可以依靠机械连接进行无助力转向。难怪即使在今天,还是商用车领域的“宠儿”。

  缺点:只要发动机启动,无论车是否转向,发动机都带着液压助力泵玩,做了很多无用功,整体能耗较高;复杂的液压管路结构、繁多的油液控制阀门,导致整体结构很复杂,装配空间要求较大;整套油路经常保持高压状态,寿命会受一定的影响,且存在液压油泄露而污染自然环境的风险。

  EHPS是基于HPS升级而来,基本转向原理类似于HPS,主要升级的是HPS源源不断消耗发动机动力的问题。在EHPS中,液压助力泵不会再使用发动机驱动,而是由新增的电机驱动。电控单元收集轮速传感器等数据,经过综合处理后控制液压阀的开启程度来改变油液压力,以此来实现转向助力力度的大小调节。

  优点:继承了HPS操控精准、路感反馈清晰的优势;与HPS相比,大幅度降低了能耗;且转向助力能够准确的通过转角、车速等参数自行调节,反应更加灵敏。

  缺点:增加了较多的电子单元,导致整体结构复杂度增加,成本略有上升,可靠性不如HPS;且液压油泄露的问题依旧存在。

  EPS是目前乘用车上应用最广泛的动力转向系统。EPS完全抛弃时不时来个液压油小泄露从而污染自然环境的液压系统,完全改由电机提供转向助力。

  EPS主要由力矩传感器、EPS控制单元、带有电机位置传感器的电机、减速器、转向器等组成,下图展示了一种典型EPS结构。

  转向过程中,驾驶员转动方向盘的力矩大小,转向柱、转向齿轮和转向轮的准确位置都被传感器采集并传输至EPS控制单元,EPS控制单元经过汗流浃背的运算后,得出需要施加多大的助力。并启动和控制电动机来帮助转向柱或转向齿轮随着方向盘的转速而更快地转动,以此来实现转向助力。

  EPS还会结合轮速传感器信号,以便在低速行驶时提供较大的转向助力,在高速行驶时则会减少转向助力。

  EPS有两种实现方式,一种是对转向柱施加助力,是将助力电机经减速增扭后直接连接在转向柱上,电机输出的辅助扭矩直接施加在转向柱上,相当于电机直接让我们转动方向盘。另一种是对转向拉杆施加助力,是将助力电机安装在转向拉杆上,直接用助力电机推动拉杆使车轮转向。后者结构更为紧凑、便于布置,目前使用比较广泛。

  优点:只在转向过程消耗电力,整体能耗较低;可以很轻易地实现助力效果与车速相匹配,能够兼顾低速时的转向轻便性和高速时的操纵稳定性,回正性能好;结构相对比较简单,质量轻,易于布置,易于装配,易于维修;完全解决了液压油泄露问题,顺应了“碳中和”的潮流。

  缺点:依靠控制单元模拟转向手感和力度,会因此损失部分路感;电子部件较多,系统稳定性、可靠性总体不如机械部件。

  电动助力这东西的确是比机械液压助力先进不少,首先是方向盘可以完全打死而不是用考虑任何把助力泵憋坏的问题、其次方向盘的回正力度和方向非常精准、其次助力系统可随速更改,车速越快助力力量越小,保证高速的车身稳定。

  EPS(Electric Power Steering)——电动助力转向系统。EPS与传统的液压助力转向(HPS)最大的区别是摈弃了液压系统,取而代之的是机电一体化数字伺服系统。 电动助力转向是一个主动系统,它根据车速、转向转矩、转向速度、转向角度与回正力进行工作。这一些数据经过计算提供给司机最佳的伺服转向助力支持。而这种支持的执行元件就是伺服电动机。 与HPS时时刻刻在消耗能量不同,EPS只有当驾驶员需要时才提供辅助功率,消耗能量。因而电动助力转向系统能降低燃油消耗。

  1、精简结构,摒弃传统的转向助力泵、转向助力油管、转向助力液罐、转向助力液等;

  2、由于直行时基本的消耗能量,因此EPS电动转向比HPS液压转向节省80%的燃油消耗。

  3、EPS是一种“随速”助力机构——不同的车速下提供的助力转矩不一样,因此速腾的转向系统才“低速轻便,高速沉稳”。

  5、主动回正功能和直行保持功能使整车有了良好的直行稳定性,从而大幅度的提升了行驶安全性。主动回正可自动回正方向盘1.5圈即540°。

  6、高速行驶中实施紧急制动时,即使不扶方向盘也不会跑偏,就是EPS电动助力转向发挥了主动回正和直行保持的作用所致。

  优点: 提供的力矩大,转向稳定,鲁棒性好,便宜(目前来看可能算不上优点,毕竟eps的价格一直在下降)

  缺点:对控制单元的兼容性极差,对于目前市面上汽车要求的车道自动检验测试等辅助驾驶功能没办法实现,液压油经常使用存在易泄漏的必然性。体积大,费油。

  优点:体积小,省油,对辅助驾驶功能对接适应能力强,servo独立于发动机在发动机不工作时也能提供转向支持,在低速时转向扭矩大,高速时小,使驾驶更为安全平顺。

  综上,目前市场上普通乘用车用的都是EPS,(不对,2017款BMW X3 X5依旧是HPS)明年平台升级之后也会换成EPS。 但是基于PICK UP平台的大型SUV以及PICK UP依然广泛采用液压转向系统只是增加了电控单元来驱动液压系统。