1. 賽車方向盤有多復雜看看保時捷的設計就知道
頂級的 汽車 賽事是技術發展的驅動力,保時捷始終秉承這一理念,數十年來一直接受著來自世界各地賽車運動的巨大挑戰。
Porsche Technology
「賽道上的極端挑戰會使各種缺點都被迅速暴露,並鼓勵工程師們找到更新更好的解決方。」 費迪南德 「費利」 保時捷曾說到,1948 年,費利開發了奠定保時捷品牌基礎的傳奇跑車:356 No. 1 Roadster。對魏斯阿赫的工程師們來說,這個指導原則至今仍然適用,賽車運動帶來的巨大競爭壓力需要各自解決方案,而這些方案最終會流入量產車的開發之中。
在賽車運動中,方向盤比大多數其他部件更能體現發展趨勢。上世紀中葉,來自斯圖加特的賽車首次裝配了保時捷跑車的標准方向盤,即使是勒芒傳奇賽車 917 的方向盤上也沒有任何按鈕和顯示功能。
即使是勒芒傳奇賽車 917 的方向盤上也沒有任何按鈕和顯示功能
「這有點難以置信,這個領域的發展直到 2000 年才真正開始。從那時起,方向盤的跨越式發展是顯而易見的。」 保時捷廠隊賽事主管 Pascal Zurlinden 解釋道。就這 20 年間,一個皮革包覆的輪盤就發展成了一個集成了諸多功能的控制器。在最新款的 911 RSR 賽車上,方向盤上 共有 30 種功能可供車手使用,當以特定的組合方式激活時,還可以開啟更多其他功能。在魏斯阿赫研發中心,兩位專家正致力於為更多的設置選項以及更好的舒適性尋找新的解決方案。
如今的方向盤:就像客廳中的電視遙控器
「1999 年,我作為保時捷青年車手的一員參加了卡雷拉杯的比賽。當時,方向盤沒有按鈕,沒有無線電,沒有換擋撥片,也沒有進站限速器。我們在維修通道駕駛時,不得不眼睛盯著速度表。」保時捷品牌大使蒂莫 · 伯恩哈德在回憶早年的情景時說。這位在保時捷長期服役,並於 2016 賽季奪得世界跑車錦標賽總冠軍的廠隊車手見證了方向盤技術的飛速發展。
方向盤領域的發展直到 2000 年才真正開始(996 GT3 Cup)
2001 年,保時捷的杯賽賽車的方向盤上增加了一個無線電按鈕;到 2004 年,北美勒芒系列賽中的保時捷 911 GT3 RSR 賽車的方向盤上控制功能增至 6 個。當時,旋鈕和按鈕被安裝在一個經過改裝的量產車方向盤上,功能按鈕的布局在那時並不被重視。
隨著時間的推移,這一領域也不斷進步,設計和布局變得越來越重要。良好的布局可以使所有功能可以盡可能直觀地被車手所使用。「這就像在家裡看電視。」 Pascal Zurlinden 說到,「電視遙控器一直在不斷升級,有新的應用程序、亞馬遜 Prime 等,盡管如此,操作它很快就變成了條件反射,如果我更換了同一品牌的不同型號,我立刻就知道怎麼去使用它。這也是我們保時捷所做的,由於布局總是遵循相同的模式,所以車手完全可以在不同車型間無縫切換。」
人體工程學:勝利就在你的指尖
車手在控制元件的布局上起到了關鍵的作用,他們在開發階段就提供了決定性意見,以確保最佳的人體工程學。第一步是四個最重要的功能的定位:維修區限速的按鈕,應對全場黃旗狀況的按鈕,以及發動機和無線電通訊的開關按鈕。然後,按照優先順序不同添加其他控制開關。在這個過程中,開發人員必須考慮到一些功能必須通過指定的組合來激活,有些類似於電腦上的 Ctrl+Alt+Del 命令。
2008 款 911 GT3 RSR 的方向盤
「我親身體會到,在賽車時擁有正確的布局和最佳的易用性是多麼重要。」廠隊車手 Romain Dumas 回憶起 2012 年的一個特殊時刻,「我當時在派克峰登山賽上開著保時捷 911 GT3 R,就在我的獲勝之路上突然下起雨來,然後在海拔更高的路段下起了雪,那就是我失去一切的地方。因為什麼?擋風玻璃雨刷的控制按鈕安裝在方向盤上。你必須持續按壓它一秒鍾來激活間歇刮水功能,持續三秒鍾激活連續刮水,這太復雜了。在派克峰,彎道首尾相接,等到雨刷開始正常工作的時候,我已經浪費了太多的時間。」這位法國人說,他已經在美國科羅拉多州的「雲端競速」中取得了四場總冠軍,這樣的經歷導致了對開發工作的決定性反思。
方向盤和車載電子設備之間的數據流:只需一根電線
如今,車手從研發的第一天開始就參與進來,並共同編寫說明書。保時捷 911 RSR 的手冊中,僅方向盤的使用說明就有 27 頁。「這很容易記住,所以你完全可以把精力都集中在駕駛上。」 保時捷的廠隊車手澳大利亞人 Matt Campbell 表示。
在最新一代的保時捷 911 RSR 賽車上
方向盤中集合了 30 種功能可供車手使用
「技術的進步非常迅速,因為我們從研發階段就有機會介入進來。作為保時捷的車手,我們主要參與耐力賽,這不僅要靠直覺操作,更要盡可能少地消耗體力。這始終是研發新款方向盤時的一項重要目標。」 客戶賽事也是如此,需要經過深思熟慮。以 911 GT3 R 為例,方向盤必須同時便於廠隊車手和紳士車手使用,在開發過程中必須找到可接受的折中方案。
911 GT3 R 的方向盤必須同時便於廠隊車手和紳士車手使用
在過去的幾十年裡,方向盤在操作和功能上發生了巨大的變化。所使用的形狀和材料也經過了多次修改。從鋼制輪輻加實木製成的圓形方向盤開始,最終進化成了一個水平的 8 字形,類似於現代的飛機操縱桿。「當比較新舊方向盤時,你很難相信盡管有著各種操作控制、顯示器和電子設備,新車型的方向盤其實要比舊款更輕。這主要歸功於鋁和碳纖維這樣的新材料得以應用。」 Pascal Zurlinden 解釋道。現代賽車駕駛艙內的轉向元件是支持快拆的,方便車手快速安全地進出駕駛艙。方向盤和賽車電子設備之間的連接是通過一個所謂的 CAN 介面實現的。「數據在單線上雙向流動,這很有趣。」 Zurlinden 補充道。
2. 汽車轉向系統進化之路
在現代 汽車 系統及模塊電子化的趨勢下,電子控制執行系統的滲透率不斷提升;隨著電動車發展,由於傳統發動機的消失,傳動、轉向、制動的動力源與執行方式發生了根本性的轉變,電動控制執行系統則是成為了基本配置;進入自動駕駛時代,控制系統收集來自感知層的大量感測器的信息,將其處理分析,感知周圍環境,規劃駕駛線路,最終通過線控執行系統操縱車輛。
傳統純機械轉向系統幾乎被替代,由機械液壓助力轉向系統(HPS),升級至電子液壓助力轉向系統(EHPS)之後,由電力驅動的電動助力轉向系統(EPS)逐步占據主流。隨著 汽車 電子化程度不斷加深,轉向系統電子化滲透率加速,電動助力轉向逐步占據主流,而未來自動駕駛時代的到來,進而進入線控轉向。
1、機械液壓助力轉向系統(HPS)
機械液壓助力轉向,利用人體轉動方向盤的力與發動機機械能結合,並結合液壓對施力的放大效果,推動轉向拉桿,完成轉向動作。機械式液壓助力系統主要包括齒輪齒條轉向結構和液壓系統(液壓助力泵、液壓缸、活塞等)兩部分。工作原理是通過液壓泵(由發動機皮帶帶動)提供油壓推動活塞,進而產生輔助力推動轉向拉桿,輔助車輪轉向。
首先位於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,處於平衡狀態。當方向盤轉動時,轉向控制閥就會相應的打開或關閉,一側油液不經過液壓缸而直接迴流至儲油罐,另一側油液繼續注入液壓缸內,這樣活塞兩側就會產生壓差而被推動,進而產生輔助力推動轉向拉桿,使轉向更加輕松。
機械液壓助力技術成熟穩定,完全機械結構不依賴電子設備,可靠性高,路感清晰,方便駕駛員判斷轉向角度,因此應用十分廣泛。但其缺點也很明顯,結構較復雜,佔用空間大,設計、製造和維護成本都較高。而且單純的機械式液壓助力系統助力力度不可調節,很難兼顧低速和高速行駛時對指向精度的不同需求,更不能滿足自動駕駛需求。
2、電子液壓助力轉向系統(EHPS)
電子式液壓助力與機械式液壓助力的區別主要是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動機皮帶驅動的,而電子式液壓助力利用 ECU檢測方向盤的轉向角度,並由電力驅動電子泵對液壓缸施力,可以將方向盤設計得很「輕」,方便駕駛員使用。
電子液壓助力的電子泵,不用依靠發動機本身的動力帶動,而且電子泵是由電子系統控制的,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的電子控制單元,利用對車速感測器、轉向角度感測器等感測器的信息處理,可以通過改變電子泵的流量來改變轉向助力的力度大小。
3、電動助力轉向系統( EPS)
電動助力轉向系統(EPS)主要由方向盤感測器、控制單元和助力電機構成,由於可以避免液壓助力系統的液壓泵、液壓管路、轉向柱閥體等結構,設計和構造簡單。
EPS 工作原理是在方向盤轉動時,方向盤感測器將轉動信號傳到控制單元,控制單元通過計算給電機提供適當的電壓,驅動電機輸出的扭矩,再經減速器降轉速提扭矩後推動轉向拉桿,提供轉向助力。
EPS主要優點是不含任何機械結構,設計和構造簡便,助力與發動機轉速無關,能夠讓方向盤在低速時更輕盈,高速時更穩定。缺點是需要長期保留機械裝置,以保證冗餘度,否則萬一電子設備失效容易造成不良後果。
此外,根據輔助馬達的位置有四種形式的 EPS。它們是柱輔助型(C-EPS),齒輪輔助型(P-EPS)和齒條輔助型(R-EPS)。
柱輔助型C-EPS的助力電機安裝於轉向管柱上,在轉向管柱下面連接的是一個機械式的轉向機,電機助力轉矩作用於轉向管柱上。C- EPS 系統優點是:結構緊湊,其電機、減速機構、感測器及控制器等常一體化設計,布置在駕駛艙內,工作環境較好,不佔用發動機艙的空間,方便發動機艙布置,成本較低。缺點是驅動電機的助力要通過轉向管柱和轉向齒輪傳遞到轉向機上轉向管柱部件受力較大,可提供的助力大小受到限制;另外由於電機和減速機構布置在駕駛艙內,更易引起駕駛艙內產生雜訊;由於減速機構等安裝在方向盤上,不利於轉向軸的吸能結構設計。因此,C-EPS 適用於中小型乘用車。
齒輪輔助型P-EPS助力電機和減速機構布置在轉向齒輪上,驅動電機的輸出力矩通過蝸輪蝸桿減速機構傳遞到轉向齒輪上。P-EPS助力扭矩直接作用於轉向齒輪上,因此可以提供較大的轉向助力,助力效果較為迅速准確。助力電機和減速機構布置在發動機艙,有利於降低駕駛艙雜訊水平。P-EPS 的缺點是:其電機和感測器等部件安裝在發動機艙,器件的耐熱與防水等環境要求高,成本較高。因此,P-EPS適用於需求助力較大的中型乘用車。
齒條式R-EPS,助力電機和減速機構布置在轉向齒條上,電機助力扭矩作用於轉向齒條上。R-EPS 助力扭矩直接作用於轉向齒條上,因此可以提供更大的轉向助力,助力效果也最為迅速准確。助力電機和減速機構布置在發動機艙,有利於降低駕駛艙雜訊水平。R-EPS 缺點是:其電機和感測器等部件安裝在發動機艙,器件的耐熱與防水等環境要求高,成本較高。因此,R-EPS 適用於需求助力較大的大中型乘用車。
4、線控轉向(SBW)
線控轉向就是取消了轉向盤與轉向輪之間的機械連接,取而代之由路感反饋總成、轉向執行總成、控制器以及相關感測器組成。單純使用感測器獲得方向盤旋轉角度數據,然後ECU 將其折算為具體的驅動力數據,用電機推動轉向機轉動車輪。
可以說線控轉向完全擺脫了傳統轉向的各種限制,不但可以設計 汽車 轉向的力傳遞特性,而且可以設計 汽車 轉向的角傳遞特性,給 汽車 的轉向特性設計帶來更大的可發揮空間,更方便與自動駕駛其他子系統(如感知、動力、底盤等)實現集成,在改善 汽車 主動安全性能、駕駛特性、操縱性以及駕駛員路感方面具有優勢,是自動駕駛 汽車 實現路徑跟蹤與避障避險必要的關鍵技術。
2014 款英菲尼迪 Q50 是第一款裝配線控轉向的量產車。為了保證冗餘性,它有 3 個 ECU,同時還有一套機械轉向系統。如果電子控制裝置出現問題,則駕駛員可以恢復機械控制。
3. 為什麼汽車的方向盤是圓形的
這還得從第一輛汽車說起,那會兒,方向盤還不是圓的,是直的,其實就是一根桿,確切的來說,這還不能叫做方向盤,只能稱為方向桿。但是這樣的方向桿操作起來可一點都不方便,需要「力拔山兮氣蓋世」,才可順利拐彎,所以一般人也玩不起。慢慢的,人們從船用的方向舵上取得了靈感,於是圓形的方向舵就被借鑒到了汽車上。但是那個時候由於方向盤是垂直放置的,人只能直著身子駕駛,這樣子也還不夠便利,而且妨礙視線,安全系數也不高。
一次巧合,英國的一個修理工人在修理時,把方向盤的轉向柱壓彎了,而且是朝駕駛座傾斜的,咦!發現這樣倒是個不錯的設計,於是便改進了,就一直沿用至今。
現在的車的方向盤大多數都是圓的,原因還有就是在轉彎時,有時轉動圈數比較多,設計成圓形更便於轉動。另外,如果換成其他形狀,比如三角形、圓形這些有稜角的,在碰撞時很容易受傷。當然也有很多車型時D形的,是為了解放腿部空間。但也並不是所有方向盤都是圓的,比如F1賽車。因為賽車駕駛空間比較緊湊,方向盤就會小一點,另外,賽車駕駛時不需要轉那麼多圈數,上面還會有很多控制按鈕。技術都是日新月異的,誰也不知道方向盤進化成什麼樣,也未可知。
總結:進步都是來源於靈感,就像牛頓通過蘋果落地得出了萬有引力,設計師看到船舵改進了方向盤。汽車的發展也是永無止境的。話說回來,關於方向盤為什麼是圓的這件事,大家了解得也差不多,可以當作茶餘飯後的裝逼技能了。
4. 方向盤下的玄機(二)詳解可變轉向系統
機械式液壓助力也能「變」 汽車已經成為我們生活中不可或缺的一部分。方向盤+換擋桿+踏板的組合似乎已經成為了一種很自然的控制汽車的方式,但它們各自的機制卻很少被人了解。以我們手中的方向盤為例,廣大騎手對於各種轉向系統的共同概念,比如「電動和液壓動力的區別」、「變動力怎麼了」等等,還是比較模糊的,都很好奇。接下來,我們將系統地向您介紹各種常見的轉向系統,為您解答這些問題,並與您一起探討各種轉向系統的奧秘和奧秘。
在上一篇文章中,我們詳細介紹了主要的動力轉向系統。可以點擊查看方向盤下的奧秘:回顧動力轉向系統的解讀。在這篇文章中,我們將系統地介紹最近流行的各種「可變」轉向系統,以便我們了解所謂「可變」轉向的真實面貌。
首先,我們要把「可變」助力大致分為兩大陣營:可變助力的動力轉向系統和變速比的動力轉向系統。先說只能改變助力的轉向系統。
可變助力的優點:助力可以隨車速變化,停車等低速轉動方向盤更輕更省力,對於手臂力量小的女性尤其方便。車輛在高速行駛時,可以減少助力,增加了方向盤的轉向阻力,使手感覺沉重,不再像低速時那樣靈敏,使車輛的方向更容易控制,從而提高了車輛的高速行駛穩定性。
●「進化」機械液壓動力-增加電子控制單元+電磁閥
代表:老寶馬3系、老奧迪A6、輝騰、君威。
在《方向盤下的奧秘》中,我們已經提到,隨著技術的發展,動力轉向系統中最古老的機械液壓助力系統也在不斷進化,如今的機械液壓助力系統也能實現可變助力的功能,做到高速時從容,低速時輕盈。
-伺服電子系統伺服動力轉向
雖然電動助力轉向系統正在成為趨勢,但基於傳統機械液壓助力轉向技術的伺服電子轉向在許多車輛中仍然很活躍。
伺服電子可以說是古老而強大。與傳統的機械液壓助力系統相比,這種系統多了一套可以讀取速度感測器信息的電子控制單元,與轉向柱連接的機械閥有一個電磁閥機構。通過電流控制電磁閥的開啟,可以改變助力油的流量,從而改變油推動助力活塞的動力,實現助力調節。控制單元根據車速感測器的信號控制電磁閥的開啟,使助力隨車速變化。但是這個系統的轉向執行機構、液壓泵等部件我們還是比較熟悉的。
很多人把這個系統叫做電液動力轉向系統。從組成來看,它確實有一個電子控制單元,但它沒有電子泵結構。該系統的關鍵仍然是在傳統機械閥體上增加的電磁閥結構,因此不應與電液助力轉向混淆,它仍然屬於「進化型」機械液壓助力轉向系統。
這種基於機械液壓助力系統的可變助力轉向系統,比使用電子泵的電液助力系統具有更高的可靠性,同時還保持了機械液壓助力系統負載能力更高、可靠性更高的優點,特別適用於轉向系統負載能力更高、機動性更精確的車輛。
市場上配備伺服液壓助力轉向系統的車型不在少數,歐洲著名廠商如大眾、奧迪、寶馬、保時捷、沃爾沃的產品。)已經使用或仍在使用這種轉向系統。
這些車型都匹配伺服液壓助力轉向系統,但寶馬3系和 奧迪A6L ( 查成交價 | 車型詳解 )的後繼車型已經安裝了電動助力轉向系統。
-MAGNASTER磁性可變動力轉向系統
雖然最新款的君威跟隨麥睿寶加入了「電動」陣營,但我們依然記得,剛推出時,「MAGNASTEER磁變助力轉向系統」這個獨特的名字讓很多消費者感到困惑。其實它的原理和上面提到的伺服電子一樣,仍然是機械液壓助力轉向系統的進化產物。
「盡管2012款君威轉向了電動助力轉向陣營,但2011款君威及之前的車型仍在使用Opportunity Mechanical液壓助力轉向系統中的MAGNASTEER轉向系統。」
德爾福提供的動力轉向系統可以說是通用汽車的得意門生。除了國產君越君越之外,在歐洲、北美和大洋洲的歐寶、薩博、雪佛蘭、 凱迪拉克 、霍頓等品牌中都有廣泛應用,已有十多年的歷史。
電子液壓助力及電動助力
●電動液壓助力
代表:凱旋,老狐狸
我們已經非常清楚地介紹了電液助力的特點。由於電動液壓泵的運行由控制單元控制,其速度不僅可變,而且可以根據控制單元的指令隨時改變,因此自然很容易改變動力輔助。忘了電動液壓助力轉向的特點?單擊此處查看
在我國,電液助力被廣泛應用。老款福克斯,老款馬自達3,PSA凱旋門,307都採用了電液助力。自主品牌中,海馬環東是電液助力系統的典型代表,其「SSPS變速動力轉向系統」實際上就是一個電液助力系統。
「這些車型都採用了電液助力轉向系統」
有趣的是標致雪鐵龍家族名為GEP的電動液壓助力轉向系統。正常情況下,GEP電子泵的轉速與車速成反比,車速越高,電子泵的轉速越低。通常電子泵低速時轉速為3000轉/分,但高速時會降至800轉/分,停車時帶來輕轉向,高速行駛時帶來重而穩的感覺。據說該系統比傳統的機械液壓動力轉向系統可以節省0.1-0.2L/100km的油耗。
與一般的電子助力轉向系統相比,它的特殊之處在於它有一個額外的角速度感測器來檢測方向盤的轉速,這給了它一個「緊急避讓模式」,這是其大多數電液助力轉向系統所不具備的。當駕駛員以非常快的速度轉動方向盤時,控制單元會根據從角度感測器接收到的信息,瞬間將電子泵的轉速提高到5000轉/分,轉向助力會瞬間提升。
這種設計的初衷是為了幫助駕駛員在緊急情況下盡快改變方向,規避風險,但實際上這種系統並沒有像理論上那樣發揮作用,因為很多消費者買車後根本不知道自己的車有這樣的功能,遇到緊急情況時仍然會用正常的轉向力轉動方向盤,但此時的方向盤比他們想像的要輕很多。結果,方向盤的轉角遠遠高於實際需要的角度,車輛會過度轉向。當駕駛員意識到這種情況逆轉方向時,很容易導致糾正方向過度,增加事故風險。如果你一直不明白為什麼你的車突然不像瘋子一樣工作,那麼這個「緊急模式」就是你一直在尋找的答案。請記住:如果你駕駛的是裝有GEP可變助力轉向系統的車輛,在緊急找正的情況下,一定要控制好轉動方向盤的力度,並做好轉向阻力突然急劇減小的心理准備。
●電力輔助
車型:奧迪A6L、邁銳寶、速騰
關於電動助力轉向,我覺得這里沒有必要介紹它動力變化的機理。)我們知道,以電子馬達為動力的電動助力轉向系統,無論是執行效率還是響應速度,都是液壓助力轉向系統無法比擬的。此外,與車輛系統匯流排相連的控制單元可以使該系統發揮更多的作用。在大家熟悉的「自動泊車」功能中,車輛可以自動轉彎,這是通過行車電腦與電動助力轉向系統的聯動來實現的。
可變轉向比轉向系統
●可變轉向比轉向系統-主動轉向系統
車型:寶馬5系、 雷克薩斯LS 460L、奧迪Q5、奧迪A6L、賓士新E級、賓士S級
前面提到的「可變」轉向只能改變轉向的動力,說白了就是只能改變方向盤轉動時的阻力,但轉向比是不可改變的,而我們接下來要講的可變傳動比的轉向系統要高級得多,不僅可以改變轉向的動力,還可以在不同情況下改變與方向盤轉角對應的車輪轉角。
不同的製造商對這種系統有不同的叫法。比如寶馬稱之為AFS主動前轉向系統,奧迪稱之為奧迪動態轉向系統, 雷克薩斯 /豐田採用VGRS,本田的VGR與豐田相似。賓士的可變轉向比系統以「直接轉向」命名。雖然功能相似,但使用的技術卻大不相同。
「賓士E級和S級都配備了「直接轉向系統」
賓士的直接轉向系統就是第一種方法的典型代表,叫做「直接轉向」,解決方案真的很「直接」。主要是對「齒輪齒條機構」的「齒條」大驚小怪,通過特殊工藝加工出節距間隙不等的齒條,使方向盤轉動時,齒輪與節距不等的齒條嚙合,轉向比會發生變化,中間位置左右齒間距緊密。方向盤轉動時,這個范圍內的齒條位移比較小,稍微轉動方向盤時,車輛會顯得很平靜。然而,齒條兩側遠端的齒距是稀疏的。在這個范圍內,當方向盤轉動時,齒條的相對位移會變大,因此車輪在急劇轉動時會變得更加靈活。).這項技術對齒條的加工工藝要求嚴格,沒有太多的「高科技」。它的缺點在於傳動比變化范圍有限,不靈活,優點也很明顯——機械結構完整,可靠性高,耐久性好,結構簡單。
本田的VGR技術與賓士的「直接轉向技術」完全相同。它還對齒條齒距的變化大驚小怪,通過齒條上齒距的密度設計,實現所謂的「可變轉向比」。
-電控型:科技含量高,可主動改變傳動比。
與上述方法相比,寶馬、豐田、奧迪等品牌使用的可變齒顯然比轉向系統先進得多。它們使用更復雜的機械結構,需要與電子系統結合。這些系統能更好地滿足「低速輕敏、高速穩重」的要求,給車輛帶來的便利性和穩定性是普通可變助力轉向系統和簡單「機械式」可變傳動比轉向無法比擬的。
寶馬AFS主動轉向系統
「新老5系都配備了主動轉向系統,寶馬是這一領域的先鋒。」
寶馬和ZF聯合開發AFS主動前輪轉向系統,就是為了找到一個兼顧靈活性和高速穩定性的解決方案,事實證明他們做到了。讓我們仔細看看「可變轉向比」的實現過程。
首先需要明確的是,寶馬的主動轉向系統和動力轉向系統完全是兩個獨立的系統。僅僅因為它有「主動」這個名字,不要以為「車道保持」、「自動泊車」等功能都是它的傑作。這其實是電動助力轉向系統的功勞,與主動轉向系統無關。當然,有些廠商為了集成化、模塊化,將電動助力轉向與可變傳動比機構集成在一起。
下面是一台老款寶馬5系的轉向系統組成圖,其中動力轉向系統是前面提到的伺服式動力轉向機構,其動力變化是通過圖中與液壓泵緊密相連的ECO閥來實現的,而改變轉向比的機構則是位於轉向柱底部的主動轉向系統執行單元。
讓我們看看主動轉向系統執行單元的剖視圖。這是美國戰地服務團的秘密。轉向柱從中間中斷。我們稱轉向柱連接方向盤的一端為輸入軸,直接連接轉向器的一端為輸出軸。兩者通過行星齒輪連接。行星齒輪組的殼體是一個可旋轉的蝸輪,它可以由電機驅動旋轉。該系統具有獨立的電子控制單元,根據轉向角度感測器、左右輪速感測器和橫向加速度感測器的信號控制電機的開關和運行方向。
當系統不通電或系統出現故障時,電磁鎖會在彈簧的作用下卡在蝸桿的鎖槽內,鎖住蝸桿,外殼無法轉動。此時,輸入軸和輸出軸的轉速相同,傳動比不會改變。當系統通電時,電磁鎖打開,電機開始旋轉,發生變化。車輛低速行駛時,電機帶動蝸輪與輸入軸同向行駛,蝸輪箱與輸入軸的旋轉角度疊加,使輸出軸的旋轉角度大於輸入軸的旋轉角度,車輪就能以更大的角度旋轉,我們的轉向動作被「放大」,使車輛非常靈活。但當車速較高時,我們需要較大的轉向比來提供准確穩定的方向,輔助電機會帶動蝸輪反方向轉動,從而抵消輸入軸的部分轉角,最後。AFS系統的轉向比可以從10:1連續調整到18:1。
許多豐田雷克薩斯車型中使用的VGRS系統也依靠行星齒輪結構來放大或減小方向盤的轉向動作。原理與寶馬的AFS系統相同,只是電機的布局位置和結構設計有些不同。這里就不詳細介紹了。
可變轉向比轉向系統
奧迪Dynamic Steering系統在原理上仍然採用疊加式,但其結構與寶馬、豐田有很大不同,也是所有可變轉向比技術中最特殊的——其核心部件是帶有諧波齒輪傳動機構的電控系統。目前,該系統已經出現在許多國產奧迪車型上。
「奧迪A6L配備了動態轉向系統」
大家可能都不熟悉「諧波齒輪」這個概念,它利用柔性輪、剛性輪和波發生器的相對運動,特別是柔性輪的可控彈性變形來實現運動和動力傳遞。改變轉向比的原理是諧波傳統系統的錯齒運動。與方向盤連接的輸入軸與柔性輪連接,其中有柔性滾珠軸承,其中心是由電機驅動的橢圓轉子,輸出軸與外圈面製成的剛性輪連接。當轉子鎖定時,轉向系統的轉向比保持不變。當電機帶動中心轉子轉動時,會帶動柔輪轉動。當轉子和柔輪同向轉動時,由於柔輪的齒數比外圈剛性輪少,剛性輪的轉角會比柔輪大,從而使轉向角增大,當轉子反轉時,可以起到減小轉向角的作用。根據不同的駕駛模式,奧迪的動態轉向系統也有兩種不同的工作曲線,分別對應運動模式和舒適模式。
與行星齒輪系統相比,奧迪動力轉向系統所採用的諧波齒輪傳動結構具有諸多優勢。第一,結構相對簡單,沒有太多復雜的齒輪結構,零件數量少,便於維護。其次,這種結構承載能力高,沒有少女感,傳動比大;同時運行平穩,噪音低,非常適合重視靜音的豪華車。此外,這種結構傳輸效率高,響應速度快,運算精度高。
總結:
目前,可變傳動比的轉向系統仍然只是少數品牌車型可以享受的「先進裝備」。相比之下,可變助力的轉向系統離我們更近,受歡迎程度非常高。目前,在市場上這些常見的可變助力轉向系統中,電動助力系統無疑是未來的發展趨勢。結構簡單緊湊、成本低、能耗低、精度高、響應速度快、集成控制方便、功能擴展方便等特點是那些由液壓動力衍生而來的可變動力系統無法比擬的,尤其是在能源消耗和環境保護的今天。
高端產品採用的可變傳動比轉向系統,無疑是賓士最容易推廣的「直接轉向」技術。即使將來在微型車中普及,也不足為奇。在相對昂貴的電控可變轉向比技術中,奧迪的技術是最特殊的,而且似乎相當創新。再加上它在噪音和承重方面的優勢,對於那些大型豪華車來說,似乎是一個不錯的選擇。
@2019
5. 賓士C200最全進化之路 詳細改裝效果解說
HELLO,大家好,我是17哥(綽號由來請看文章描述),這篇主要寫自己車的每一點一滴與之前的不同之處,因內容太多,時間有限,就每天寫一點了,權當 娛樂 小說了,哈哈,勿噴。
2017年的時候提了賓士C200月光石灰,到現在3年了,把自己車從原來素車到改裝成現在這樣子,做個總結,也算是自己回味一下了,分享下經驗了,各人有各人的改裝進化路程,每台車都是車主自己喜歡的樣子方向改,各有千秋。跟玄幻小說一樣,每個人的修煉路子不一樣,但都可以借鑒參考。
車身外觀貼了磨砂車衣,磨砂車衣貼亮面車,立馬呈現啞光磨砂效果,不同光線下,呈現不同視覺效果,我對比過C43,63的月光石灰啞面效果,相似度能達到98%,這個效果是改色膜的電光系列所不能達到的。當然,其效果好,就是比透明車衣的貴了點。防刮性很不錯,我的被颳了幾次了。
車衣的作用還是挺多的,貼透明車衣,防腐蝕,防刮擦,保護油漆的光澤,不用美容打蠟鍍晶,灰塵那些一沖就掉,如果新車貼了,那在光線下會更強光澤,更透亮。原廠漆是車廠高溫烤漆,後續是做不到那種程度的。
車衣的推薦:我們C級說白了也就30多萬車,目前市場上車衣品牌雜多,也沒必要貼最好的,那些什麼保8年的,10年的,2萬多太貴,貼個萬把左右的進口的就行了。這圖是我自己車被颳了,郁悶的是我全責,漆沒事,膜很慘。
接上面那圖,膜很慘,然後用毛巾擦洗後,現在剩下些刮痕在上面。不打算換,我全責,不然就可以報保險賠了。不太明顯就將就先了。
這是我之前拐彎擦牆上的,破了一個洞,我感覺切了那一塊,打了一個補丁上去。。沒辦法,窮人穿補丁衣服,我打補丁膜。。。,不近看就很不明顯,哈哈。
碳纖維AMG款式中網,算比較另類了,本人認為AMG款比較簡單粗暴,新出的GTR款,我反而感覺像別克,特別白色車安裝後,難看的很(白色哥們勿噴。。)。其他顏色還不錯。另外換了原廠鏡面大標,其實現在副廠做的還OK 了,就是縫隙有時不太完美,然後鏡面的黑色不太正宗。單小玩意,副廠便宜5倍。性價比很不錯的。
OD款碳纖維前唇,因為我是標軸,原廠前唇那裡是黑亮的套件。然後直接加單層的比較好看,特別是吻合度超好,側面干凈,沒有高的凸出來那個角,正面,無敵的感覺,而且還降低了底盤高度視覺效果。我不太喜歡巴博斯單層標那裡帶個坑洞,雙層又把原來原車前唇的遮擋住了,當然,長軸的話是銀色,想裝前唇要不就把原來的貼黑噴黑,要不就裝雙層前唇了。
一抹藍:市場上有分很多種,三秒的,常亮的,一分鍾的。原廠大燈的是三秒,我之前也是改的三秒,俗稱帥三秒,也叫帥不過三秒。常亮的好看是好看,主要擔心哪天交警蜀黍查車,大晚上的就太明顯了。改燈真查改裝就查你。現在我改的就是一分鍾的,啟動後開個一分鍾路程就恢復白色。悶騷型。
鍛造輪轂:17寸的輪胎還是太厚啦,50的厚度。推薦定製前後配,前225 40 18,後245 40 18,輪轂上貼的黃色圈是美輪寶,挺實用的,即美觀又有效,沒這個小東西,輪轂早刮傷幾次了。輪轂分鑄造,鍛造,一般來說原廠都是鑄造的,只要是原廠,鑄造也沒什麼問題。推薦改輪轂,要不就是原廠五星的,要不就鍛造。那些小牌子什麼都沒聽過的,還是別用的好。17寸,當時定製17寸,是為了省四個輪胎錢,嗯,手指打算盤打的啪啪響,一個1500,四個就省6000,太特么機智了。。。,推薦最少18寸起步,別省那麼點錢。。
原廠大四活塞卡鉗:卡鉗改現在主流的是四個方案,原廠AMG,賓士原廠,布雷博,AP,相對來說,原廠跟布雷博比較線性,AP適合開快車。我就比較愛好原廠系列,我這套改的是C coupe的原廠的,之前那個哥們,他換大六。原廠系列就是不用橋碼,油管線路都一樣。簡單方便,直接替換上去就行了。我這里覺得大四就夠用了,雖然是已經刷了動力,還是夠用的。唯一缺點就是剎車異響還是有的,買到正品了。。看到時換了剎車片會不會好吧,自己噴的紅色,然後貼的AMG黑色貼紙。
原廠大四活塞卡鉗:前輪效果,卡鉗離輪轂剩下一根手指高度距離,盤再大一點的話,17寸真裝不了了。
剎車卡鉗市場水太深,AP,布雷博,原廠系列都面臨著仿製山寨,很多不懂的小夥伴改了什麼都不清楚。現在外面無非就是幾種安裝方式:原裝卡鉗+原裝盤+原裝剎車片,原裝卡鉗+台產盤+原裝剎車片,原裝卡鉗+國產盤+國產剎車片,台產卡鉗+原裝盤+原裝剎車片,國產卡鉗國產盤,翻新卡鉗加新盤等等一系列的東西。我是不知道那些買AP大四, 8000多一套正品全新是怎麼下來的。最省錢也最放心的改法「論壇收車友的卡鉗跟盤,比如原廠大四,看他自己什麼車,他換大六你要他大四,加個微信看看他平常微信裡面的車,不是商家,基本這套就准了」,要裝大六或者AP,布雷博那些要不就找代理改了,或者咨詢中國總代讓推薦當地有資質的改裝商,這些也沒問題,還有就是大店應該不至於賣假的,這個就靠自己多看多分析了。剎車這些還是正規渠道的好,陳田拆車件,沒那麼簡單的。免的改了後,抖動,響,沒力等故障。
後卡鉗改色:這個噴漆的,然後AMG字是馬雲家淘的,前後一起20左右。這個說下,噴漆有些老鐵自己在淘寶買手噴漆,如果是自己那種簡單手噴漆,最終效果就是一開始也是紅色,好看,時間一長就發黑了,沾灰難看死了。所以不推薦自己手噴。還是去專業噴漆的地方噴吧。」
後卡鉗:安裝完效果,還行吧,雖然跟AMG的不一樣,後面是電子手剎,我就懶得去動了。
貼黑頂:這個是AMG是全景天窗,我們標軸的沒有,另外來說,全黑車頂是要比其他顏色的要好看點。畢竟比較統一,國產的推薦CYS,我貼的進口的艾利,貼帶點名氣的,總比雜牌撕膜時候出現留膠的要好,膜,要選好的,不然區別只有在你撕膜的時候才能體現出現。進口膜好撕,差膜可能會留膠,然後損壞車漆表面。國產就推薦CYS,性價比高,質量也不錯。是不是覺得沒有黑色玻璃那種亮光通透感?沒辦法啦,膜只能做到這種效果啦。
四門帶亮條拉手:我看過63的,都是帶亮條的,所以我改了原廠單門舒適進入就乾脆改的帶亮條的了。然後剩下三個門,我也讓改的帶亮條,不過不帶舒適進入。我個人覺得我單門無鑰匙進入就夠用啦。而且其他三個老便宜了,很多長軸改了四門舒適進入不要的,就可以收到。
排氣目前換了AN的色四齣尾喉尾孔,後面看了覺得普通品牌的也跟AN差不多的,畢竟都是金屬材質,差不到哪去。至於中尾段排氣,我改的CGW,排氣改裝,沒改冬菇頭進氣,我感覺有點損失低扭,我不知道其他品牌的咋樣,我改的這個感覺有那麼點點。然後共振也有點。性價比來說是最高的。很多人求的是一套不損低扭,無共振的排氣,當然性價比也要有,這也是我一直在找的。還不知道哪個好,等待車友們反饋再試試其他品牌了。
碳纖維頂翼:這個改的人應該比較少,很多人不知道,我是覺得這側面線條直接下來,少了點啥。所以加個這玩意。也有些哥們,第一時間就說丑,說SUV加一個這東西還好,轎車加啥,太丑。我是覺得好看,哈哈,每個人的審美觀不同嘛,個性獨立。你們說丑我也認了,我喜歡。
貼黑尾翼,原車尾翼,因為是同樣的顏色,所以沒有層次感,看起來並不突出,尾翼也分很多種,現有的應該有6種以上了,AMG款,63款,最新的飛機RT款,碳纖維款等等,太多。我覺得標軸的這個原廠尾翼,弧度剛剛好,特別棒,比63的尾翼都要好看,所以我從簡,直接進口膜貼黑,效果灰常不錯。
後杠後風口風刀:這個玩意我看最新改款的C級帶了,然後我覺得加一個也剛好跟原車的黑色套件搭配起來效果不錯,很便宜的小玩意,跟亮黑四齣尾喉搭配起來不錯,屁屁感覺寬了點,哈哈。
內飾部分,改了3D旋轉高音:旋轉高音的由來是借鑒於邁巴赫S級而來,不得不說國內一些廠家對產品的開發力度還是挺強的。國內也有幾個廠家做這個玩意,HYD,CZL,納安特。其他車友來說也比較推薦納安特,做工沒得說,最接近原廠顏色。唯一缺點是貴。
旋轉高音對於現在賓士的內飾來說還是很有必要要加裝的,原車那裡是個假的黑殼,裡面連喇叭賓士都簡配了,不得不過北奔這個做的有點過了,2個喇叭才幾十元。
改了後,既可以完善原車沒喇叭的缺陷,又可以增加電鍍的亮色,與門板上的柏林之聲喇叭蓋相互呼應,完美搭配。當然,增加的氛圍燈顏色,也是更漂亮。
渦輪出風口:也是借鑒於賓士最新A級CLS,大G一樣的出風口設計。比較新穎的感覺,特別側面能跟旋轉高音及柏林喇叭蓋組成鐵三角氛圍。
渦輪出風口:旋轉高音+原廠柏林喇叭蓋+渦輪出風口,組成的鐵三角,效果就是這么完美。
出風口有紅色,銀色兩種,紅色酷一點,但個人覺得紅色看久就疲勞了,所以我改的銀色,原車顏色
柏林喇叭蓋:原廠,副廠替換式,副廠粘貼式,除了原廠的顏色是最亮色澤最搭配外,其他的都偏黃。
碳纖維方向盤:方向盤看了長軸的哥們,是圓的。所以這里又分兩種方向盤,標軸的平底方向盤,很酷很運動。這里再做好碳纖維+翻毛皮,效果帥酷了。因要加碳纖維,所以方向盤會粗點,也正是這方向盤的粗,才更有感覺,男人喜歡粗的。翻毛皮,手有汗的時候不滑,手感還是非常不錯的。
AMG方向盤蓋:這個AMG蓋,是標軸,也就是運動平底型方向盤才可以安裝上,長軸的很遺憾是裝不了的。
AMG蓋:分原廠,國產。這么漂亮的東西,副廠是不會放掉它的。我這個裝的是副廠,原廠除了貴,沒毛病。副廠的便宜,就是那AMG黑色字那裡容易掉漆,我是用黑筆塗了的,不然太難看。那裡是凹進去的,副廠做工來說還是不行。當然價格來說跟原廠是1:3
AMG儀表。。紙:很羨慕AMG儀表的紅色,代表運動跟激情,但如果去改AMG的儀表,費用太高。國內又有大神們做出了儀表紙這東西,小價格大提升,結果效果看起來不錯。
AMG儀表紙:亮燈時候的顯示,拍的比較模糊。
AMG儀表紙:儀表紙也有幾種,260表底速度,320的兩種。有人會問了改了後速度顯示會不會變,不會的,你看這速度的刻度跟原來的一樣。這里就要注意了,因為320表底有兩種,看你買哪種了。一種是160就變成了180,原來的180變成了210。這種的話不否認到時開車真會開到160,如果是這種,單看速度表,你會不會覺得自己開到是160還是180都分不清了。還有一種就是我改的這種,推薦這種,200碼改成了210碼,畢竟你不會開到200碼。。。
AMG剎車油門踏板:2種,一種副廠,剎車跟原廠一樣替換套上去,油門踏板直接掛在原來的上面。另外一種是原廠替換式的,把原來的剎車踏板連底座一起換了。我換的原廠的,腳感跟原來差不多。副廠也還行。
迎賓燈:幾十到幾百不等,多的很。納安特不褪色的,效果確實牛逼,幾年都不用換燈片,推薦。投影特清晰。不像其他的用不了多久就淡化了,或者很模糊。
S級翻毛皮頭枕:進口翻毛皮頭枕,東麗的,防水,可以直接倒水沒事,也是借鑒於賓士S級後排頭枕設計出來的吧,挺舒服,我是稍微枕一下脖子。所以裝在下面位置。主要還是裝飾用,啊哈哈。
AMG C63S賽道版座椅:AMG賽道座椅總共有三種,都特別酷,之前啥都改完了就差座椅就像AMG的朋友有福了,之前二手拆車一套座椅都得4萬左右,現在這里方案是前後一套一萬多。我之前也是想改二手拆車,但心裡想了下座椅這東西,不比輪轂跟剎車,除非車出事故報廢的原因外,好像其他情況也不會拆下原來的座椅了。心裡覺得不舒服,還是改新的好。
AMG C63S賽道版座椅:有單獨貼寫這個座椅的,可以過去看下,這里就不啰嗦了,字多難打。。還有紅色安全帶:看了那麼多彩色安全帶,個人感覺是紅色,黃色的好看。因為搭配內飾,所以選擇了紅色。
翻毛皮內飾:中控右邊,嗯,門板跟扶手箱做翻毛皮還比較簡單。唯獨中控,如果你能接受中控的所有東西都拆的話,那就可以做。。
翻毛皮內飾:翻毛皮扶手箱,差一個蘋果樹的標,回頭讓印上。
本期賓士C級改裝案例鳴謝車主:17哥
6. 雪鐵龍打方向盤中心不動,這種設計的初衷是啥
雪鐵龍打方向盤中心不動,這種設計的初衷是啥?固執的法國人好像怎麼也過不好方向盤。 任何時期的方向盤設計都直接或間接地表達了法國人設計的浪漫。 從歷代產品中橫向分析方向盤設計,總是能感受到法國人獨特的浪漫。
一直以來,我認為標致5008方向盤是最好的設計表現力,無論在握感、觸感、整體視覺沖擊力方面,這一代標致5008方向盤設計都可以說是業界的標桿。
雪鐵龍的方向盤設計,事實上上一代比一代主流,法國人認為駕駛者每天必然接觸的方向盤是中心表現點,所以如何製造更漂亮的方向盤很重要。
當時的世嘉方向盤,今天的標志5008方向盤,體現了PSA對操控的執著。