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操控是怎样炼成的(一) 后倾角的玄机

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楼主
发表于 2013-2-4 17:33 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
随着更多的人拥有了汽车,大家也时不时把操控挂在嘴上,那么影响操控的因素有哪些呢?实际上……这完全可以写一套书了,而不是一本书,不过大家也并不需要一套教材来学这些东西,所以我们抛开那些复杂、过于纠结的东西,先从简单的开始,说说转向主销后倾角对于车辆操控特性的影响。

实际上我们说的后倾角,准确的讲,叫做转向轴主销后倾角(Caster angle),也就是从车辆侧面看过去时,转向轴主销与垂直方向的夹角。比如对于最常见的麦弗逊结构,通常也就是减震器轴线与铅直方向的夹角。

操控是怎样炼成的


后倾角对于车辆的转向有着重要的意义,一方面它决定车辆直线快速行使时的稳定性,另一方面它又决定着转向时方向盘的回正力度。相比之下,后倾角较小时,转向更为轻便,但是高速稳定性略差;而更大的后倾角则意味着低速转向比较沉,回正明显,但是高速稳定性好。


不同厂商、车型之间,也会出于设定转向特性的原因,设定不同的后倾角。刨除转向助力、悬挂形式、转向旷量对于转向力度、回馈和灵敏性的影响,由于重量分配的关系,普通前驱车辆前轴轴荷较大,所以转向主要还是偏向轻便的设计,会将后倾角设置为1-4.0°之间,而一些后驱车型相对没有这么大的负担,同时需要更佳的高速稳定性,后倾角则普遍在6-14度之间。

操控是怎样炼成的
如果以上比较晦涩难懂的术语还无法让你明白其中的奥妙,那么我只能拿出杀手锏:无助力、1:1转向、全敞篷的自行车和摩托车来举例了。因为两种车型都无法配备助力转向,并均为1:1的转向比,因此可以忽略这些因素对操控感受的影响。其中自行车拥有更小的后倾角,他可以帮助人们在有限的空间里腾转挪移。而摩托车因为要照顾到高速行驶的稳定性,所以后倾角设定更大,而来自路面对转向的回馈也更多一些。


就拿我们常见的车型来说,以福特福克斯嘉年华两款车型和宝马前后两代3系(E90、F30)为例,福特两款车型的后倾角分别为3.2°(福克斯)和3.3°(嘉年华),而宝马两款车型的后倾角为7.1°(E90车型)和7.2°(F30)。所以宝马3系在水平方向的转向力矩更大,车轮通过转向机给驾驶者的回馈也更为强烈,这也是为什么宝马的转向助力普遍偏沉;而福特车系的转向助力则普遍偏轻,给人更加刁钻灵活的驾控感受。

相比之下,偏重舒适性的日产天籁主销后倾角标准值为2.8°,所以相比前面的车型,它的回馈更稀少,轻飘飘的转向助力也让驾驶者对操控的体验略差一些。
车型名称
转向主销后倾角
福特福克斯
3.2°
福特嘉年华
3.3°
宝马3系(E90)
7.1°
宝马3系(F30)
7.2°
日产天籁
2.8°
      网易汽车制表

后倾角对于一般车辆是不可以调整的,如果发生了变化,有可能是悬挂部件变形或者安装不当造成的,这时候就需要对车辆进行检修了,简单的四轮定位也无法解决后倾角的异常。如果后倾角异常,还会造成转向横拉杆球头磨损等不良反应,甚至形成安全隐患,因此这方面的异常一定不能轻视。

操控是怎样炼成的

操控是怎样炼成的
总结:实际上由于转向助力尤其是电动助力转向日渐多见的原因,转向后倾角对于转向力度和高速稳定性的差异表现贡献已经日渐减弱,而对于转向回馈依然起着重要的作用,不同车型在这方面的设计取向有所不同,消费者也完全可以依照自己的驾驶习惯选择合适自己的车型。
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 楼主| 发表于 2013-2-4 17:37 | 只看该作者
操控是怎样炼成的(二) 转向机的秘密

说起汽车的操控,转向绝对是不可忽视的,“直线王,弯道亡”的车型也别谈什么操控了。前面我们介绍了转向后倾角对操控的影响,而今天我们则说说方向盘下面这个转向机,它对于操控可是大有门道。

操控是怎样炼成的

转向助力目前的主要类型
现在无论是轿车还是SUVMPV,没有转向助力的车型已经极为罕见了,而且从此前的液压助力,到后来的电子液压助力,到电子助力转向,可谓五花八门。

液压助力转向
液压助力转向是大家最为熟悉的形式,发动机通过皮带带动液压助力泵(同时也带动空调压缩机、发电机等部件),为液压系统建立压力。驾驶者这时候就好比控制水闸一样,通过方向盘的转动打开液压系统的滑阀,车轮的转动力量基本由液压系统提供,相比此前费力扳动方向盘,自然轻巧了很多。


操控是怎样炼成的


除了普通的液压助力转向,还有一种称为电子液压助力转向的,也就是用电动机驱动的液压泵代替了机械液压泵,这样可以减少对发动机功率的消耗(能节省约2%的油耗),相比常规液压助力转向系统工作也更为稳定,给驾驶者的感受也更为平顺。电子液压助力介于液压助力和电动助力之间,随着电动助力转向技术的成熟,它在目前的车型上已经比较少见了。

电动助力转向
与液压助力相比,电动助力就是转向系统通过方向盘的转动发出电信号,这时电机取代了液压系统,电机提供动力来推动转向机,最终实现转向。由于去掉了怕漏、重量大的液压系统,电动助力转向的重量轻,结构紧凑,同时在同等技术条件下,电动助力的可靠性也要好于传统液压助力系统。


操控是怎样炼成的
更重要的是,电动助力转向可以根据车速等环节精确控制转向,比较容易实现低速轻巧、高速沉稳的转向特性,这显然更符合用户的使用习惯。此外,电动助力可以实现主动转向,对于与ESP电子稳定系统、自动泊车、车道偏离等电子辅助系统相结合发挥作用,具有先天性优势。

操控是怎样炼成的

操控是怎样炼成的
当然,如果电动助力做的不到位的话,你会觉得转向的力度不够线性,给驾驶者的反馈不够真实,路感也不够清晰,甚至感觉还不如液压助力,这个时候只能在便利和驾控中二选一了,除非你有更多的预算。
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 楼主| 发表于 2013-2-4 17:39 | 只看该作者
齿轮齿条与循环球结构

转向机的主要结构类型
汽车使用的转向机类型实际上有不少,比如齿轮齿条、循环球,以及前两种类型的变种,不过我们日常接触的更多就是齿轮齿条和循环球结构的,尤其是前者基本成为目前乘用车的主流。

齿轮齿条结构
顾名思义,齿轮齿条就是通过齿轮和齿条的啮合,把转向机轴心的圆周运动力量转换到转向横拉杆的水平方向直线运动力量,这也是目前最常见的结构。

操控是怎样炼成的
齿轮齿条结构相对结构简单,成本也低,同时体积重量也不大,加上和助力系统结合起来也非常方便,所以在现在的乘用车上面得到了广泛应用。(这一点就和悬挂中的麦弗逊形式一样,几乎成为了“万金油”)齿轮齿条结构的转向效果比较直接,更符合以铺装路面为主打的车型。


循环球结构
循环球转向结构是比较传统的一种方式,说简单一点,就是在蜗轮蜗杆结构间加入了钢球减小阻力,同时将圆周运动变化为水平运动,由于钢球在螺纹之间滚动,就像反复循环一样,所以得名循环球结构。


操控是怎样炼成的
实际上,循环球结构转向机在没有转向助力的时代,由于阻力较小,用起来反而轻便。但就跟整体桥悬挂一样,由于过于笨重,它逐渐在很多车上都被舍弃了,但是由于它结实耐用,对于强调恶劣路况下使用的越野车等车型来说,还是很合适的选择。不过很多车型,类似路虎卫士、福特F150这样的,即便是使用循环球式转向,依然采用了电动助力,也可见电动助力转向在今后有一统天下的迹象。

操控是怎样炼成的
小结:当然,除开转向助力与转向机结构形式的区别之外,转向特性也和车辆的设计取向息息相关,比如宝马奥拓都是电动助力,但是表现出的驾驶感受却是差别很大的,前者相对激进而运动,而后者只是考虑代步的轻便。所以对于转向系统,不要看广告,还是要看疗效,试试才知道。

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发表于 2013-2-4 20:37 | 只看该作者
学了三个知识 继续 关注中。。。。。。
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好贴呀,收藏了,谢谢LZ的分享,正认真学习,以后有不明之处希望多多指教~~~
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进来学习一下
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好帖,精辟,简单,易懂

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学习。。。。。。。。。。。

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