動力轉向的工作原理

   現在的人們已經習慣了動力轉向，如果沒有它，他們可能很難停車和進行某些操作。第一批汽車沒有它，一些前共產主義品牌，如 Dacia 或 Lada，直到最近才缺乏動力轉向。輔助轉向在高速下並不是什麼大問題，但對於靜止車輛或低速車輛來說，它變得至關重要。

第一項動力轉向專利可以追溯到 1932 年的美國，而大約 22 年後，另一位發明家申請了類似的專利，只是這次是在加拿大。第一輛採用該系統的車輛是 1951 年的克萊斯勒 Imperial，它們的動力轉向被稱為 Hydraguide。

液壓動力系統

與今天的大多數裝置一樣，Hydraguide 也是全液壓的，這意味著壓力由發動機驅動的泵提供。液壓系統的核心是一個雙作用油缸，它由方向盤操作的閥門控制。氣缸對轉向器施加力，轉向器作用在轉向軸上。施加在方向盤上的力與駕駛員施加在方向盤上的力成正比。

早期液壓設計存在的問題之一是，無論車輛以何種速度行駛，液壓輔助都是恆定的。如前所述，高速時的輔助量比低速時要小得多。

第一家試圖改變這種情況的製造商是雪鐵龍，配備 DIRAVI - DIRection A Rappel AsserVI 系統，也稱為 Varipower。最大功率在低速時提供，並且隨著速度的增加而降低。採用該系統的第一款車型是 1970 年的雪鐵龍 SM。

在轉向車輪時提供説明的常規液壓系統由第二個液壓系統補充，該系統試圖將方向盤恢復到初始位置。DIRAVI 幾乎不需要體力勞動，但即使第二個液壓系統旨在讓轉向更真實，它仍然無法為駕駛員提供足夠的反饋。

電力系統

由於對降低油耗的嚴格需求，製造商想出了另一種完全依賴電力的動力轉向系統。電動助力轉向器用電動機取代了汽車的發動機，以驅動轉向機構。電機通過齒輪機構連接到轉向齒條上，而微處理器則控制轉向動力學和駕駛員的努力。

電力系統的關鍵部件是位於輸入軸上的轉向感測器，該感測器位於變速箱殼體的輸入軸上。該感測器將轉向扭矩輸入和轉速轉換為信號，然後饋送到控制電機的微處理器中。

據說，與液壓系統相比，電力系統在燃油效率方面具有 1-MPG 的優勢，液壓系統涉及持續工作的泵。電力系統的反對者說，他們沒有向駕駛員提供足夠的反饋，但這可能是一個非常主觀的問題

電動液壓動力系統

也許全液壓系統和全電動系統之間的最佳折衷方案是電動液壓系統，也稱為混合動力系統。轉向車輪的力由液壓系統提供，但這是由電動機而不是發動機本身提供的。驅動液壓系統的泵可以低速運行或完全關閉以節省能源。

以下是 BMW 如何描述他們的電動液壓系統，稱為 Servotronic。

“Servotronic 控制單元根據車輛的速度調整轉向輔助的量。電磁閥精確控制轉向液壓系統施加的力的大小，從而實現適合您當前駕駛情況的非常精確的轉向。相比之下，傳統的動力轉向系統根據發動機的 RPM 調節動力轉向。

機電轉向系統 EPS 使用電動機來達到相同的效果。多虧了 Servotronic，在狹窄的街道上行駛或停車變得更加容易，因為轉動方向盤只需要最少的努力。當車輛加速時，動力輔助會逐漸降低，從而確保更高的穩定性、更高的精度和更平穩的車輛行為。

可變齒輪比轉向系統

也許動力轉向的最新創新是可變齒輪比轉向系統，它決定了轉向角比，該轉向角比是根據車輛相對於給定路況的狀況變化單元來實現的。

第一個這樣的系統是由本田於 2000 年在 S2000 Type V 上推出的，緊隨其後的是豐田在雷克薩斯 LX 470 和陸地巡洋艦天鵝座上推出。寶馬緊隨其後，於 2003 年推出了他們的主動轉向系統，首次在 5 系上實施。我們再次轉向 BMW 以獲得對該技術的更詳細描述。

新型主動轉向系統的核心是集成在轉向柱中的行星齒輪組。關節中的電動機根據轎車的當前速度成比例調整前輪的轉向角。

當以較低速度行駛時 - 例如在城市交通中、停車或在蜿蜒的山路上行駛時，主動轉向會增加轉向角度的大小。前輪對方向盤的微小運動立即做出反應，使駕駛員能夠在狹小空間內操縱，而無需多次轉動方向盤。停車更輕鬆，靈活性更高。

在中等速度下，轉向也更容易。為了確保高速下的平穩性，從大約 120 到 140 公里/小時（取決於型號）開始，主動轉向變得更加間接。

因此，主動轉向系統減少了方向盤每次移動時轉向角度的變化量。這使駕駛員能夠在更高的速度下獲得更精確的轉向，並確保出色的穩定性和更高的舒適度。

如果車輛受到不穩定的威脅，例如過度轉向或在多變表面上制動，DSC 會識別問題並可以使用主動轉向來説明克服問題。例如，為了減少不安全的偏航，主動轉向甚至可以比最專業的駕駛員更快地增加方向盤的角度。

主動轉向系統不會中斷方向盤和前輪之間的直接連接，因此，即使電子系統完全失效，BMW 也始終保持完全可控。這是因為在出現任何問題的第一個跡象時，適應機制會立即使用樞軸阻止主動轉向，以便駕駛員永久控制情況。