Care este cel mai des folosit sistem de direcție auto din lume?
Sistemul de direcție este una dintre cele mai critice componente ale unei mașini, care este direct legată de performanța de manevrabilitate a vehiculului și de siguranța la conducere. De la cel mai vechi sistem de direcție mecanic la cel modernsistem de servodirecție electric, tehnologia direcției auto a suferit multe inovații. Diverse sisteme de direcție auto sunt utilizate pe scară largă în întreaga lume. Diferitele sisteme au propriile avantaje și dezavantaje, dar unele sisteme de direcție au devenit cele mai frecvent utilizate sisteme din lume datorită performanței lor excelente și aplicabilității largi.
Acest articol va explora cele mai frecvent utilizate sisteme de direcție pentru automobile din lume astăzi, va analiza principiile lor de funcționare, avantajele și dezavantajele și motivele pentru aplicarea lor largă.
Ce este un sistem de direcție auto?
Sistemul de direcție este o parte importantă a sistemului de control al vehiculului. Funcția sa principală este de a transmite cu precizie instrucțiunile de direcție ale șoferului către roți pentru a realiza direcția vehiculului. Indiferent dacă este o mașină compactă, un SUV sau un camion comercial, toate vehiculele se bazează pe sistemul de direcție pentru a menține direcția corectă de conducere și pentru a efectua operațiuni de direcție atunci când este necesar.
Performanța sistemului de direcție al autovehiculului afectează în mod direct stabilitatea manevrabilitatii vehiculului, confortul de conducere și siguranța. Prin urmare, proiectarea unui sistem de direcție eficient și fiabil a fost întotdeauna un subiect important în domeniul ingineriei auto.
Care sunt principalele tipuri de sisteme de direcție auto?
În prezent, tipurile comune de sisteme de direcție din industria auto includ în principal următoarele:
● Sistem de direcție mecanic: cel mai vechi tip de sistem de direcție, o structură pur mecanică, constând din coloană de direcție, cremalieră de direcție, tijă de direcție și alte componente.
● Sistem hidraulic de servodirecție (HPS): furnizează putere printr-o pompă hidraulică pentru a reduce forța necesară șoferului pentru a roti volanul.
● Sistemul de servodirecție electrică (EPS): folosește un motor electric pentru a furniza putere pentru direcție și a înlocuit treptat sistemul de alimentare hidraulică și a devenit alegerea principală.
● Sistem electronic de servodirecție (EHPS): combină caracteristicile sistemelor de servodirecție hidraulice și electrice și optimizează efectul servodirecției prin control electronic.
● Sistem de directie pe patru roti (4WS): sistem echipat la unele modele high-end, rotile din fata si din spate pot fi directionate, ceea ce imbunatateste manevrabilitatea si stabilitatea.
Sistem hidraulic de servodirecție (HPS)
Principiul de funcționare al sistemului de servodirecție hidraulic:
Sistemul de servodirecție hidraulic (HPS) a fost cândva cel mai utilizat sistem de direcție din lume, în special pe piața auto din anii 1990 până la începutul secolului XXI. Principiul de funcționare al sistemului de alimentare hidraulic este de a genera presiune prin pompa hidraulică acționată de motor, iar pompa hidraulică furnizează ulei hidraulic de înaltă presiune către cilindrul de putere de la ambele capete ale cremalierei de direcție. Când șoferul rotește volanul, supapa de putere comandă uleiul hidraulic să intre în partea stângă sau dreaptă a cilindrului de putere în funcție de direcția de rotație și amplitudinea volanului, oferind astfel asistență de putere și ușurând direcția.
Avantajele sistemului de servodirecție hidraulic:
● Feedback real al forței de direcție: Feedback-ul forței sistemului hidraulic este relativ liniar, iar șoferul poate simți clar contactul dintre roată și sol, ceea ce ajută la creșterea încrederii în conducere.
● Tehnologie matură și cost relativ scăzut: De la naștere, servodirecția hidraulică a suferit decenii de dezvoltare și îmbunătățire. Tehnologia sa este foarte matură, iar costul său de producție este relativ scăzut.
● Gamă largă de aplicații: Sistemul hidraulic este potrivit pentru diferite tipuri de vehicule, de la mașini mici până la camioane grele.
Dezavantajele sistemului de servodirecție hidraulic:
● Consum mare de energie: sistemul hidraulic necesită ca motorul să furnizeze putere pentru a antrena pompa hidraulică. Chiar și atunci când nu este direcționată, pompa hidraulică încă funcționează, rezultând risipă de energie.
● Cost ridicat de întreținere: servodirecția hidraulică trebuie să înlocuiască uleiul hidraulic în mod regulat, iar garniturile sunt predispuse la îmbătrânire și la scurgeri de ulei, ceea ce crește complexitatea și costul întreținerii.
● Greutate mare: pompa hidraulică, cilindrul de putere, conducta de ulei și alte componente din sistemul de alimentare hidraulic sunt relativ grele, ceea ce nu este propice pentru designul ușor al vehiculului.
Aplicarea sistemului de servodirecție hidraulic:
Sistemul hidraulic de servodirecție a fost odată utilizat pe scară largă în diverse mașini de pasageri și vehicule comerciale, în special la sfârșitul secolului al XX-lea, aproape toate vehiculele de gamă medie și înaltă erau echipate cu sistem de servodirecție hidraulic. Cu toate acestea, odată cu creșterea sistemului de servodirecție electrică (EPS), aplicarea sistemului de putere hidraulică a scăzut treptat, dar la unele vehicule grele și vehicule speciale, sistemul de servodirecție hidraulic are încă un loc.
Sistem de servodirecție electric (EPS)
Principiul de funcționare al sistemului de servodirecție electrică:
Sistemul de servodirecție electric (EPS) este unul dintre cele mai frecvent utilizate tipuri de sisteme de direcție din lume. Spre deosebire de sistemul de alimentare hidraulic tradițional, sistemul de servodirecție electric oferă direct asistență la direcție prin motor electric. Principiul de funcționare al sistemului de servodirecție electrică este că atunci când șoferul rotește volanul, senzorul detectează unghiul de direcție și forța de direcție și transmite semnalul către unitatea electronică de control (ECU). ECU controlează funcționarea motorului în funcție de semnal și apoi furnizează putere cremalierei de direcție printr-un mecanism de transmisie sau un sistem de transmisie prin curea.
Avantajele sistemului de servodirecție electrică:
● Eficiență energetică ridicată: sistemul de servodirecție electrică pornește motorul doar pentru a furniza putere atunci când șoferul se întoarce, iar atunci când conduceți în linie dreaptă, motorul este în modul de așteptare și nu consumă energie. Prin urmare, sistemul de servodirecție electrică este mai eficient din punct de vedere energetic și poate reduce eficient consumul de combustibil al vehiculului.
● Greutate redusă: În comparație cu sistemul de servodirecție hidraulic, sistemul de servodirecție electric nu necesită o pompă hidraulică, conductă de ulei și cilindru de putere, deci este mai ușor și ajută la realizarea designului ușor al vehiculului.
● Programabilitate puternică: Deoarece sistemul de servodirecție electric este gestionat de unitatea de control electronică, dimensiunea și caracteristicile asistenței la direcție pot fi ajustate prin software pentru a se adapta la diferite condiții de condus și preferințe ale șoferului.
● Întreținere simplă: Sistemul de servodirecție electrică nu utilizează ulei hidraulic, deci nu este nevoie să înlocuiți uleiul hidraulic și nu există nicio problemă de scurgere în sistemul hidraulic, ceea ce reduce costurile de întreținere și complexitatea.
Dezavantajele sistemului de servodirecție electrică:
● Lipsa feedback-ului realist: Deși sistemul de servodirecție electrică poate simula un anumit feedback de forță prin programare, feedback-ul său de forță nu este la fel de realist ca cel al sistemului tradițional de servodirecție hidraulic, ceea ce poate face uneori șoferul să simtă o lipsă de conexiune cu drumul.
● Risc de defectare a componentelor electronice: Sistemul de servodirecție electrică se bazează pe funcționarea precisă a componentelor electronice. Dacă unitatea de comandă electronică sau motorul se defectează, puterea de direcție se poate defecta.
Aplicarea sistemului de servodirecție electrică:
În prezent, sistemul de servodirecție electrică a devenit configurația principală pe piața globală de automobile, în special în domeniul autoturismelor. Aproape toate modelele nou lansate folosesc sisteme de servodirecție electrice. Nu este folosit doar la mașini mici și SUV-uri, ci a intrat și treptat în domeniul unor vehicule comerciale și vehicule grele. Aplicarea pe scară largă a sistemului EPS se datorează eficienței energetice ridicate, ușoarei și întreținerii ușoare și, de asemenea, îndeplinește standardele din ce în ce mai stricte privind emisiile și consumul de combustibil ale mașinilor moderne.
Sistem electronic de servodirecție hidraulică (EHPS)
Principiul de funcționare al sistemului electronic de servodirecție hidraulic:
Sistemul electronic de servodirecție hidraulică (Electro-Hydraulic Power Steering, EHPS) este o combinație de servodirecție hidraulică și sistem de servodirecție electric. Principiul său de funcționare este acționarea pompei hidraulice printr-un motor electric pentru a oferi asistență hidraulică. Acest sistem optimizează consumul de energie prin control electronic, păstrând în același timp avantajele sistemului hidraulic de asistență.
Avantajele sistemului electronic de servodirecție hidraulic:
● Combinarea avantajelor sistemelor hidraulice și electrice: Servodirecția electronică hidraulică nu numai că păstrează caracteristicile bune de feedback al forței ale sistemului de servodirecție hidraulic, dar îmbunătățește și eficiența energetică a sistemului prin unitatea de control electronică, reducând consumul de energie inutil.
● Aplicabilitate largă: Sistemul electronic de servodirecție hidraulic poate fi aplicat la diferite tipuri de vehicule, în special la acele vehicule mari cu cerere mare de asistență la direcție, cum ar fi camioanele și SUV-urile.
Dezavantajele sistemului electronic de servodirecție hidraulic:
● Structură complexă și cost ridicat: sistemul electronic de alimentare hidraulic combină sistemele hidraulice și electrice, rezultând o structură mai complexă și costuri de producție și întreținere relativ mari.
● Greutate mare: în comparație cu sistemul de servodirecție pur electric, sistemul electronic de servodirecție hidraulic are o greutate totală mai mare datorită reținerii părții hidraulice, ceea ce nu este propice pentru designul ușor al vehiculului.
Aplicarea sistemului electronic de servodirecție hidraulic:
Sistemul electronic de servodirecție hidraulic este utilizat în principal la vehiculele cu cerere mare de asistență la direcție, cum ar fi camioanele grele, SUV-urile și unele mașini sport de înaltă performanță. Aceste vehicule necesită, de obicei, o asistență mai mare la direcție, iar sistemul electronic de servodirecție hidraulic poate oferi o asistență puternică, menținând în același timp o eficiență energetică bună.
Cel mai des folosit sistem de direcție din lume
În general, celsistem de servodirecție electric(EPS) a devenit cel mai folosit sistem de direcție din lume. Cu eficiența ridicată, greutatea redusă și întreținerea ușoară, acest sistem a înlocuit treptat sistemul tradițional de putere hidraulică și a devenit prima alegere a marilor producători de automobile.
Deși sistemele hidraulice de servodirecție și sistemele electronice de servodirecție au încă un loc în anumite domenii specifice, domeniul lor de aplicare s-a restrâns treptat. Avantajele sistemelor de servodirecție electrice în ceea ce privește eficiența energetică, controlabilitatea și adaptabilitatea l-au făcut să fie recunoscut și utilizat pe scară largă în întreaga lume.
Prin urmare, sistemul EPS este, fără îndoială, cel mai des folosit sistem de direcție din lume, oferind o garanție pentru siguranța la conducere și confortul a milioane de vehicule din întreaga lume.
