轻便、精准,这基本上是评价一辆车转向系统时最常用的指标。轻便,自不必多说,能减少驾驶员的疲劳感;精准,才是对转向系统的最大要求,一辆车能不能按照驾驶员的意图转向行驶,关乎整车的操纵性和安全性。然而,在实际行驶过程中,如果能够通过后轮产生一个转向角度,就可以使汽车转向更加“精准”,提高汽车操纵稳定性和安全性。下面小编就为大家讲解一下后轮转向系统到底是什么鬼。
汽车的三种转弯特性
在讨论后轮转向系统的工作原理前,我们要了解一下汽车的三种转弯特性,即中性转向、不足转向和过度转向。中性转向,相当于理想的转弯特性,即汽车按照驾驶员给定的角度进行转向,不发生偏移。但是中性转向很难实现,实际转弯过程中多为不足转向和过度转向。不足转向可以理解为向理想转弯圆的外侧偏移,而过度转向则是向内侧偏移。
在实际转弯过程中,如果出现了不足转向,驾驶员可以通过继续转动方向盘进行修正,问题不大;而出现过度转向时,就很难通过转动方向盘来恢复正常行驶,特别是在高速行驶时,易失去稳定,十分危险。
后轮转向系统的工作原理
前轮能够左转右转,后轮转向也是一样,存在两种情况。当后轮转向与前轮同向时会抑制转向(这里大家可以把后轮的转向效果想象成倒车的情况,汽车的转弯方向和车轮转动方向相反,因此是抑制转向),表现出不足转向特性;而与前轮转向反向时则表现为过度转向。
前面我们讲到汽车都具有适度的不足转向,这样能提高安全性,但是在低车速下转弯时,这样的不足转向也会存在,这对于汽车的小转弯能力不利,此时对后轮施加一个与前轮反向的转角,就能增加转向,提升了汽车低速时的机动性。而在汽车高速转弯时(比如并线,急转弯等),汽车容易出现过度转向,使汽车失稳,这时后轮产生一个与前轮同向的转角,就能削弱过度转向,提高汽车的安全性。为了实现上述的功能,后轮转向可以通过机械结构来实现,也可以通过电机或电磁阀等电器元件来实现,这两种就分别称为后轮随动转向和后轮主动转向。
后轮随动转向
后轮随动转向是一种被动系统,通过在后轮、悬挂以及车身之间合理的布置一些弹性元件,实现弹性连接,转弯时弹性元件发生一定的变形,引起后轮产生微小的偏转,实现后轮转向。而且由于只是增加了弹性元件,技术简单,整车成本基本不变;还可以通过选用不同硬度的弹性元件实现对汽车的不同调校,实用性十分高,可以在一些经济型轿车上运用。
例如1992年进入中国的雪铁龙富康,在当时的技术下10万左右的车跑到200Km/h也不失稳,后轮随动可以说功不可没;还有标致206、雪铁龙塞纳等都受益于后轮随动。但是后轮随动是雪铁龙的专利,目前这项技术多运用于标致-雪铁龙系列,而其它公司想采用这一技术就需要换用更复杂的技术,成本会增加。目前,除了雪铁龙就只有SAAB还有这一技术,但鉴于SAAB已经退役,实际车型应用并不多。
虽说后轮随动优点不少,但是后轮随动只有在高速情况下才能带动弹性元件产生微小的变形,低速时基本不工作。后轮随动就不能满足汽车的发展需求,特别是对于长轴距的中大型豪华车来说,低速时的机动性十分重要,因此更加全面的后轮主动转向就得以运用。
后轮主动转向
实际上,后轮主动转向系统原理也不复杂,就是在后轮轴加一个可控的电器元件,通过控制系统采集两侧车轮的转速和方向盘转角等参数,计算处理后,由电器元件带动后轴转动。但是这对控制系统要求很高,一旦出错就有可能导致安全问题。如何迅速、准确的处理好各种行驶工况十分困难,因此后轮主动转向系统成本昂贵,目前主要运用在豪华车型上。
例如英菲尼迪FX50S采用电磁控制阀,来实现后轮主动转向,通过电磁阀的磁力不同,带动后轮偏转不同的角度。由于是对电磁阀进行的主动控制,所以低速、高速情况下都能工作。当车速在在40km/h以下时,后轮与前轮反向偏转,增加车辆的低速机动性,当车速在40km/h以上时同向偏转,提升高速过弯的稳定性和安全性。还有BMW5系和7系采用的丝杠螺母机构,通过电机带动螺母旋转来控制后轮转动的角度,其临界速度60Km/h。可以说这些豪华车型都因后轮主动转向而更加安全、更有驾驶乐趣。
最后要说的是,后轮转向这一名称或许大家听过的不是很多,但是它对于汽车的整体性能有很大的提升。低速行驶时,后轮转向能增强小转弯能力,提高机动性;高速转弯时,又能削弱过度转向,提高汽车的操作稳定性和安全性。因此,未来这一技术有望得到更多的运用。
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