汽車轉向盤的輕重,涉及到到的是整車轉向系的設計。因此,我們必須從整車轉向系講起。
汽車轉向系在設計過程中主要實現兩大功能。
其一,讓駕駛員透過轉向盤控制轉向輪繞主銷的轉角來操縱汽車運動方向。
其二,從轉向盤的反作用力提供路感。(這個反作用力實際上是在輪胎轉動時,地面對輪胎的反作用力經過轉向系的傳遞,施加到了轉向盤上)
我們把轉向盤力隨汽車運動情況變化的規律稱作轉向盤力特性
轉向盤的力特性主要與轉向系、輪胎、地面這三部分有關。
轉向時的阻力來自哪裡?
其實汽車轉向時的阻力主要來自三部分
第一,是路面對輪胎造成的阻力。主要是以摩擦力為主。
第二,是主銷以及前輪的定位引數產生的幾何阻力。
主銷就是轉向轉動所繞的軸,當然這跟軸是幾何上的,實際並不存在。
我們要明白的一點是無論是主銷還是輪胎,與空間內的三座標軸都不是完全對正的。
換句話說,無論從x,y,z哪個角度來看,主銷和輪胎都是歪的。
而這樣的設計的結果,就是從幾何學上產生轉向系的運動阻力。當我們不在方向盤上施加力時,這個阻力就表現為回正力矩。當我們在駕駛過程中,把轉向盤打到一定角度再鬆開,轉向盤是會自動回正的。
第三,是轉向系內部阻力。任何傳動機械比如齒輪、蝸輪蝸桿都是有其運動阻力的。
理想的轉向力特性是什麼樣的?
汽車在原地、小半徑彎道低速行駛時,要防止轉向盤過沉;
汽車在高速行駛時,轉向盤力不宜過小且維持一定數值,以幫助駕駛者穩定車身。
然而問題在於,傳統的液壓助力轉向器,或者說固定傳動比的轉向器很難滿足這樣的要求。
直到,電控液壓助力轉向器的產生。解決了轉向力特性不能隨速度變化的問題。
實現了轉向力特性的隨速增益。
方向盤越輕越好嗎?
對於沒有轉向助力的車來說,這點是肯定的。比如下圖這個。
主觀感受就是原地打方向堪比擼鐵。
對於有轉向助力的車來說,當然是要在汽車在原地、小半徑彎道低速行駛時,要防止轉向盤過沉。
比如下圖這個。就配備了電動轉向助力。但是遺憾的是,這個車的轉向助力幾乎沒有隨速增益。
對於賽車來說,轉向助力是完全不需要的東西。
因為轉向助力的設計初衷是為了解放勞動力,但同時也會很大程度上是路感變得模糊、不線性。因為有另外一隻無形的手也在施加轉向力。路感的模糊對賽車手來說是致命的。
賽車手需要透過路感去感知賽車的極限。
舉個例子,比如賽車的G值-橫向加速度
橫向加速度在一定程度上與地面作用於輪胎的側向反作用力是成線性關係的。
我們在前面也說過,在轉向時,地面對於輪胎的反作用力會透過轉向系傳遞到轉向盤而產生路感。
這也就是說這也就是說車手可以根據轉向盤提供的路感感知賽車此時的橫向加速度的大小。
你說路感這東西重要不重要。
汽車轉向盤的輕重,涉及到到的是整車轉向系的設計。因此,我們必須從整車轉向系講起。
汽車轉向系在設計過程中主要實現兩大功能。
其一,讓駕駛員透過轉向盤控制轉向輪繞主銷的轉角來操縱汽車運動方向。
其二,從轉向盤的反作用力提供路感。(這個反作用力實際上是在輪胎轉動時,地面對輪胎的反作用力經過轉向系的傳遞,施加到了轉向盤上)
我們把轉向盤力隨汽車運動情況變化的規律稱作轉向盤力特性
轉向盤的力特性主要與轉向系、輪胎、地面這三部分有關。
轉向時的阻力來自哪裡?
其實汽車轉向時的阻力主要來自三部分
第一,是路面對輪胎造成的阻力。主要是以摩擦力為主。
第二,是主銷以及前輪的定位引數產生的幾何阻力。
主銷就是轉向轉動所繞的軸,當然這跟軸是幾何上的,實際並不存在。
我們要明白的一點是無論是主銷還是輪胎,與空間內的三座標軸都不是完全對正的。
換句話說,無論從x,y,z哪個角度來看,主銷和輪胎都是歪的。
而這樣的設計的結果,就是從幾何學上產生轉向系的運動阻力。當我們不在方向盤上施加力時,這個阻力就表現為回正力矩。當我們在駕駛過程中,把轉向盤打到一定角度再鬆開,轉向盤是會自動回正的。
第三,是轉向系內部阻力。任何傳動機械比如齒輪、蝸輪蝸桿都是有其運動阻力的。
理想的轉向力特性是什麼樣的?
汽車在原地、小半徑彎道低速行駛時,要防止轉向盤過沉;
汽車在高速行駛時,轉向盤力不宜過小且維持一定數值,以幫助駕駛者穩定車身。
然而問題在於,傳統的液壓助力轉向器,或者說固定傳動比的轉向器很難滿足這樣的要求。
直到,電控液壓助力轉向器的產生。解決了轉向力特性不能隨速度變化的問題。
實現了轉向力特性的隨速增益。
方向盤越輕越好嗎?
對於沒有轉向助力的車來說,這點是肯定的。比如下圖這個。
主觀感受就是原地打方向堪比擼鐵。
對於有轉向助力的車來說,當然是要在汽車在原地、小半徑彎道低速行駛時,要防止轉向盤過沉。
比如下圖這個。就配備了電動轉向助力。但是遺憾的是,這個車的轉向助力幾乎沒有隨速增益。
對於賽車來說,轉向助力是完全不需要的東西。
因為轉向助力的設計初衷是為了解放勞動力,但同時也會很大程度上是路感變得模糊、不線性。因為有另外一隻無形的手也在施加轉向力。路感的模糊對賽車手來說是致命的。
賽車手需要透過路感去感知賽車的極限。
舉個例子,比如賽車的G值-橫向加速度
橫向加速度在一定程度上與地面作用於輪胎的側向反作用力是成線性關係的。
我們在前面也說過,在轉向時,地面對於輪胎的反作用力會透過轉向系傳遞到轉向盤而產生路感。
這也就是說這也就是說車手可以根據轉向盤提供的路感感知賽車此時的橫向加速度的大小。
你說路感這東西重要不重要。