輕便、精準,這基本上是評價一輛車轉向系統時最常用的指标。輕便,自不必多說,能減少駕駛員的疲勞感;精準,才是對轉向系統的最大要求,一輛車能不能按照駕駛員的意圖轉向行駛,關乎整車的操縱性和安全性。然而,在實際行駛過程中,如果能夠通過後輪産生一個轉向角度,就可以使汽車轉向更加“精準”,提高汽車操縱穩定性和安全性。下面小編就為大家講解一下後輪轉向系統到底是什麼鬼。
汽車的三種轉彎特性
在讨論後輪轉向系統的工作原理前,我們要了解一下汽車的三種轉彎特性,即中性轉向、不足轉向和過度轉向。中性轉向,相當于理想的轉彎特性,即汽車按照駕駛員給定的角度進行轉向,不發生偏移。但是中性轉向很難實現,實際轉彎過程中多為不足轉向和過度轉向。不足轉向可以理解為向理想轉彎圓的外側偏移,而過度轉向則是向内側偏移。
在實際轉彎過程中,如果出現了不足轉向,駕駛員可以通過繼續轉動方向盤進行修正,問題不大;而出現過度轉向時,就很難通過轉動方向盤來恢複正常行駛,特别是在高速行駛時,易失去穩定,十分危險。
後輪轉向系統的工作原理
前輪能夠左轉右轉,後輪轉向也是一樣,存在兩種情況。當後輪轉向與前輪同向時會抑制轉向(這裡大家可以把後輪的轉向效果想象成倒車的情況,汽車的轉彎方向和車輪轉動方向相反,因此是抑制轉向),表現出不足轉向特性;而與前輪轉向反向時則表現為過度轉向。
前面我們講到汽車都具有适度的不足轉向,這樣能提高安全性,但是在低車速下轉彎時,這樣的不足轉向也會存在,這對于汽車的小轉彎能力不利,此時對後輪施加一個與前輪反向的轉角,就能增加轉向,提升了汽車低速時的機動性。而在汽車高速轉彎時(比如并線,急轉彎等),汽車容易出現過度轉向,使汽車失穩,這時後輪産生一個與前輪同向的轉角,就能削弱過度轉向,提高汽車的安全性。為了實現上述的功能,後輪轉向可以通過機械結構來實現,也可以通過電機或電磁閥等電器元件來實現,這兩種就分别稱為後輪随動轉向和後輪主動轉向。
後輪随動轉向
後輪随動轉向是一種被動系統,通過在後輪、懸挂以及車身之間合理的布置一些彈性元件,實現彈性連接,轉彎時彈性元件發生一定的變形,引起後輪産生微小的偏轉,實現後輪轉向。而且由于隻是增加了彈性元件,技術簡單,整車成本基本不變;還可以通過選用不同硬度的彈性元件實現對汽車的不同調校,實用性十分高,可以在一些經濟型轎車上運用。
例如1992年進入中國的雪鐵龍富康,在當時的技術下10萬左右的車跑到200Km/h也不失穩,後輪随動可以說功不可沒;還有标緻206、雪鐵龍塞納等都受益于後輪随動。但是後輪随動是雪鐵龍的專利,目前這項技術多運用于标緻-雪鐵龍系列,而其它公司想采用這一技術就需要換用更複雜的技術,成本會增加。目前,除了雪鐵龍就隻有SAAB還有這一技術,但鑒于SAAB已經退役,實際車型應用并不多。
雖說後輪随動優點不少,但是後輪随動隻有在高速情況下才能帶動彈性元件産生微小的變形,低速時基本不工作。後輪随動就不能滿足汽車的發展需求,特别是對于長軸距的中大型豪華車來說,低速時的機動性十分重要,因此更加全面的後輪主動轉向就得以運用。
後輪主動轉向
實際上,後輪主動轉向系統原理也不複雜,就是在後輪軸加一個可控的電器元件,通過控制系統采集兩側車輪的轉速和方向盤轉角等參數,計算處理後,由電器元件帶動後軸轉動。但是這對控制系統要求很高,一旦出錯就有可能導緻安全問題。如何迅速、準确的處理好各種行駛工況十分困難,因此後輪主動轉向系統成本昂貴,目前主要運用在豪華車型上。
例如英菲尼迪FX50S采用電磁控制閥,來實現後輪主動轉向,通過電磁閥的磁力不同,帶動後輪偏轉不同的角度。由于是對電磁閥進行的主動控制,所以低速、高速情況下都能工作。當車速在在40km/h以下時,後輪與前輪反向偏轉,增加車輛的低速機動性,當車速在40km/h以上時同向偏轉,提升高速過彎的穩定性和安全性。還有BMW5系和7系采用的絲杠螺母機構,通過電機帶動螺母旋轉來控制後輪轉動的角度,其臨界速度60Km/h。可以說這些豪華車型都因後輪主動轉向而更加安全、更有駕駛樂趣。
最後要說的是,後輪轉向這一名稱或許大家聽過的不是很多,但是它對于汽車的整體性能有很大的提升。低速行駛時,後輪轉向能增強小轉彎能力,提高機動性;高速轉彎時,又能削弱過度轉向,提高汽車的操作穩定性和安全性。因此,未來這一技術有望得到更多的運用。
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