Коя е най-често използваната автомобилна кормилна система в света?
Кормилната система е един от най-критичните компоненти в автомобила, който е пряко свързан с поведението на превозното средство и безопасността при шофиране. От най-ранната механична кормилна система до съвременнатаелектрическо серво управление, технологията за автомобилно кормилно управление е претърпяла много нововъведения. Различни автомобилни кормилни системи се използват широко по света. Различните системи имат своите предимства и недостатъци, но някои кормилни системи са се превърнали в най-често използваните системи в света поради отличната им производителност и широка приложимост.
Тази статия ще изследва най-често използваните автомобилни кормилни системи в света днес, ще анализира техните принципи на работа, предимства и недостатъци и причините за тяхното широко приложение.
Какво е автомобилна кормилна система?
Кормилната система е важна част от системата за управление на автомобила. Неговата основна функция е да предава точно инструкциите за управление на водача към колелата, за да постигне управление на автомобила. Независимо дали става дума за компактен автомобил, SUV или търговски камион, всички превозни средства разчитат на кормилната система, за да поддържат правилната посока на движение и да извършват операции по управление, когато е необходимо.
Ефективността на автомобилната кормилна система влияе пряко върху стабилността на управление на автомобила, комфорта и безопасността при шофиране. Ето защо проектирането на ефективна и надеждна кормилна система винаги е било важна тема в областта на автомобилостроенето.
Кои са основните видове автомобилни кормилни системи?
Понастоящем обичайните типове кормилни системи в автомобилната индустрия включват основно следното:
● Механична кормилна система: най-ранният тип кормилна система, чисто механична структура, състояща се от кормилна колона, кормилна рейка, кормилна щанга и други компоненти.
● Хидравлична система за кормилно управление (HPS): осигурява захранване чрез хидравлична помпа, за да намали силата, необходима на водача за завъртане на волана.
● Електрическа сервоусилвател на волана (EPS): използва електрически мотор за осигуряване на мощност за кормилно управление и постепенно замени хидравличната система за захранване и се превърна в масов избор.
● Електронна хидравлична система за кормилно управление (EHPS): съчетава характеристиките на хидравличната и електрическата система за кормилно управление и оптимизира ефекта на сервоуправление чрез електронно управление.
● Система за управление на четирите колела (4WS): система, оборудвана в някои модели от висок клас, предните и задните колела могат да се управляват, което подобрява управлението и стабилността.
Хидравлична кормилна система (HPS)
Принципът на работа на хидравличната кормилна система:
Хидравличната кормилна система (HPS) някога е била най-широко използваната кормилна система в света, особено на автомобилния пазар от 90-те години на миналия век до началото на 21 век. Принципът на работа на хидравличната енергийна система е да генерира налягане чрез задвижваната от двигателя хидравлична помпа, а хидравличната помпа доставя хидравлично масло под високо налягане към силовия цилиндър в двата края на кормилната рейка. Когато водачът завърти волана, захранващият клапан контролира хидравличното масло да навлезе в лявата или дясната страна на силовия цилиндър в зависимост от посоката на въртене и амплитудата на волана, като по този начин осигурява захранване и улеснява управлението.
Предимства на хидравличната кормилна система:
● Реална обратна връзка със силата на кормилното управление: Обратната сила на силата на хидравличната система за захранване е сравнително линейна и водачът може ясно да усети контакта между колелото и земята, което спомага за повишаване на увереността при шофиране.
● Зряла технология и сравнително ниска цена: От раждането си хидравличното кормилно управление е претърпяло десетилетия на развитие и подобрения. Неговата технология е много зряла и производствените разходи са сравнително ниски.
● Широка гама от приложения: Хидравличната захранваща система е подходяща за различни видове превозни средства, от малки коли до тежки камиони.
Недостатъци на хидравличната кормилна система:
● Висока консумация на енергия: Хидравличната система за захранване изисква двигателят да осигурява мощност за задвижване на хидравличната помпа. Дори когато не се управлява, хидравличната помпа продължава да работи, което води до загуба на енергия.
● Високи разходи за поддръжка: Хидравличното кормилно управление трябва редовно да сменя хидравличното масло, а уплътненията са склонни към стареене и изтичане на масло, което увеличава сложността и цената на поддръжката.
● Голямо тегло: Хидравличната помпа, силовият цилиндър, маслената тръба и другите компоненти в хидравличната захранваща система са относително тежки, което не е благоприятно за олекотения дизайн на превозното средство.
Приложение на хидравличната кормилна система:
Хидравличната кормилна система някога е била широко използвана в различни пътнически автомобили и търговски превозни средства, особено в края на 20-ти век, почти всички превозни средства от среден до висок клас бяха оборудвани с хидравлична система за кормилно управление. Въпреки това, с нарастването на електрическата кормилна система (EPS), приложението на хидравличната система за захранване постепенно намалява, но в някои тежкотоварни превозни средства и специални превозни средства хидравличната система за кормилно управление все още има място.
Електрическа кормилна система (EPS)
Принцип на работа на електрическата кормилна система:
Електрическата кормилна система (EPS) е един от най-често използваните видове кормилни системи в света. За разлика от традиционната хидравлична система за захранване, системата за електрическо сервоуправление осигурява директно помощ при управление чрез електрически мотор. Принципът на работа на системата за електрическо усилване на волана е, че когато водачът завърти волана, сензорът разпознава ъгъла на завъртане и силата на завиване и предава сигнала към електронния блок за управление (ECU). ECU контролира работата на двигателя според сигнала и след това осигурява захранване на кормилната рейка чрез зъбна предавка или система за задвижване на ремъци.
Предимства на електрическото кормилно управление:
● Висока енергийна ефективност: Системата за електрическо сервоуправление стартира двигателя, за да осигури мощност, когато водачът завие, а при движение в права линия, двигателят е в режим на готовност и не консумира енергия. Поради това електрическото кормилно управление е по-енергийно ефективно и може ефективно да намали разхода на гориво на автомобила.
● Леко тегло: В сравнение с хидравличната система за кормилно управление, системата за електрическо сервоуправление не изисква хидравлична помпа, маслена тръба и захранващ цилиндър, така че е по-лека и спомага за постигане на олекотен дизайн на превозното средство.
● Силна програмируемост: Тъй като системата за електрическо усилване на волана се управлява от електронния блок за управление, размерът и характеристиките на асистента за кормилно управление могат да се регулират чрез софтуер, за да се адаптират към различните условия на шофиране и предпочитанията на водача.
● Лесна поддръжка: Системата за електрическо сервоуправление не използва хидравлично масло, така че няма нужда от смяна на хидравличното масло и няма проблем с течове в хидравличната система, което намалява разходите за поддръжка и сложността.
Недостатъци на електрическата кормилна система:
● Липса на реалистична обратна връзка: Въпреки че системата за електрическо сервоуправление може да симулира определена обратна връзка със сила чрез програмиране, нейната обратна връзка за сила не е толкова реалистична, колкото тази на традиционната система за хидравлично сервоуправление, което понякога може да накара водача да почувства липса на връзка с пътя.
● Риск от повреда на електронните компоненти: Системата на електрическото кормилно управление разчита на прецизната работа на електронните компоненти. Ако електронният блок за управление или моторът се повредят, кормилното управление може да се повреди.
Приложение на системата за електрическо сервоуправление:
Понастоящем системата за електрическо сервоуправление се превърна в основна конфигурация на световния автомобилен пазар, особено в областта на леките автомобили. Почти всички новоизлезли на пазара модели използват системи с електрическо сервоуправление. Използва се не само в малки автомобили и SUV, но също така постепенно навлезе в областта на някои търговски превозни средства и тежкотоварни превозни средства. Широкото приложение на системата EPS се дължи на нейната висока енергийна ефективност, леко тегло и лесна поддръжка, а също така отговаря на все по-строгите стандарти за емисии и икономия на гориво на съвременните автомобили.
Електронна хидравлична система за кормилно управление (EHPS)
Принципът на работа на електронната хидравлична кормилна система:
Електронната хидравлична кормилна система (Електро-Хидравлични мощност Кормилно управление, EHPS) е комбинация от хидравлично сервоуправление и електрическа сервоусилвател на волана. Неговият принцип на работа е да задвижва хидравличната помпа чрез електрически мотор, за да осигури хидравлична помощ. Тази система оптимизира консумацията на енергия чрез електронно управление, като същевременно запазва предимствата на хидравличната помощна система.
Предимства на електронната хидравлична кормилна система:
● Комбиниране на предимствата на хидравличната и електрическата система: Електронното хидравлично кормилно управление не само запазва добрите характеристики на обратната връзка на хидравличната система на кормилното управление, но също така подобрява енергийната ефективност на системата чрез електронния блок за управление, намалявайки ненужната консумация на енергия.
● Широка приложимост: Електронната хидравлична система за кормилно управление може да се приложи към различни видове превозни средства, особено тези големи превозни средства с голямо търсене на помощ при управление, като камиони и SUV.
Недостатъци на електронната хидравлична кормилна система:
● Сложна структура и висока цена: Електронната хидравлична енергийна система съчетава хидравлични и електрически системи, което води до по-сложна структура и относително високи разходи за производство и поддръжка.
● Голямо тегло: В сравнение с чисто електрическата кормилна система, електронната хидравлична кормилна система има по-голямо общо тегло поради задържането на хидравличната част, което не е благоприятно за олекотения дизайн на автомобила.
Приложение на електронна хидравлична кормилна система:
Електронната хидравлична система за кормилно управление се използва главно в превозни средства с голямо търсене на помощ при управление, като тежки камиони, SUV и някои спортни автомобили с висока производителност. Тези превозни средства обикновено изискват по-голяма помощ при управление, а електронната хидравлична система за кормилно управление може да осигури силна помощ, като същевременно поддържа добра енергийна ефективност.
Най-често използваната кормилна система в света
Като цяло,електрическо серво управление(EPS) се превърна в най-често използваната кормилна система в света. Със своята висока ефективност, леко тегло и лесна поддръжка, тази система постепенно замени традиционната хидравлична система и се превърна в първия избор на големите автомобилни производители.
Въпреки че хидравличните кормилни системи и електронните хидравлични системи за кормилно управление все още имат място в някои специфични области, обхватът им на приложение постепенно се стеснява. Предимствата на системите за електрическо сервоуправление в енергийната ефективност, управляемостта и адаптивността са ги направили широко признати и използвани в световен мащаб.
Следователно системата EPS несъмнено е най-често използваната кормилна система в света, осигуряваща гаранция за безопасността и комфорта на шофиране на милиони превозни средства по света.
