【導讀】轉向系統對主觀(guān)操控感受的影響甚至高于懸架本身,想選臺操控滿(mǎn)意的車(chē)子,還真得懂點(diǎn)轉向技術(shù)。而平時(shí)我們聽(tīng)到的多是:“這車(chē)裝備的是電子轉向”,“它的轉向是可調的”,“電子可變轉向省油”,“主動(dòng)轉向應該是最厲害的”… 已經(jīng)暈了吧?別說(shuō)你,4S店銷(xiāo)售自己也不明白,但還得“專(zhuān)業(yè)地”向你介紹。
【液壓助力轉向系統】
可能有些學(xué)車(chē)早的人跟我一樣,開(kāi)過(guò)駕校里不帶助力的桑塔納。而如今的轎車(chē)已經(jīng)極少再有純靠人力轉向的了,基本都配備了轉向助力。液壓助力轉向系統是歷史最悠久的轉向助力技術(shù),統治地球已經(jīng)快70年了,至今還占據新車(chē)型的大半江山(簡(jiǎn)稱(chēng)HPS)。

圖2.經(jīng)典液壓助力轉向系統(HPS)
助力泵通過(guò)皮帶連著(zhù)發(fā)動(dòng)機,轉向機負責把方向盤(pán)的動(dòng)作變?yōu)榫_的液壓推動(dòng)力,拉動(dòng)車(chē)輪轉向。
這個(gè)系統,只要發(fā)動(dòng)機工作,系統就有助力,一直被廣泛沿用,因為如下優(yōu)點(diǎn):
1.功率密度高。不必占用太多空間,就可以實(shí)現很大助力,這也是液壓系統的先天優(yōu)勢,車(chē)子越重,優(yōu)勢越突顯;
2.路感清晰敏銳。這也是HPS的先天優(yōu)勢,因為系統機械慣量很小。注意,這個(gè)優(yōu)勢至今還沒(méi)有被任何新技術(shù)逾越;
3.手感柔滑。液壓油具有天然粘滯特性,因此HPS天生手感絲滑柔順。

圖3.寶馬E46轉向機總成(ZF制造)
當然,HPS的市場(chǎng)配套份額也在逐年遞減,因為如下缺點(diǎn):
1.經(jīng)濟性不好。發(fā)動(dòng)機時(shí)刻帶著(zhù)助力泵轉,不管你是否打方向都在消耗燃料。浪費掉的能量變成熱量讓油液升溫,因此HPS通常還需要一個(gè)專(zhuān)用散熱器;
2.助力特性無(wú)法兼顧全車(chē)速。大家都知道,車(chē)速越快,方向盤(pán)越輕。這可難壞了工程師:若要低速輕便,那高速就會(huì )發(fā)飄;要高速穩定,那低速轉向就會(huì )費勁;取平均的話(huà),又可能兩邊挨罵。最讓工程師不省人事的是,在停車(chē)挪車(chē)時(shí),發(fā)動(dòng)機通常工作在怠速,泵的輸出功率也處于最小,這時(shí)司機卻需要最大助力,矛盾+郁悶??!
3.天冷天熱,手感會(huì )不一樣。原因很簡(jiǎn)單,轉向油的粘度受溫度影響大唄!
4.系統零件種類(lèi)多,裝車(chē)工藝繁雜耗時(shí)。
5.無(wú)法做到免維護。以諾諾上海店修過(guò)的BMW為例,E46的助力泵下課是常事兒,當你原地轉向時(shí)發(fā)現機艙內悶響,就說(shuō)明離下課不遠了。轉向機漏油要換總成也不少見(jiàn),還有漂移愛(ài)好者半個(gè)月燒爛兩套轉向系統,才知道對HPS如此缺乏認識。

圖4.寶馬E46使用的助力泵(Luk造)
1.容易造成連帶損壞。轉向油如同HPS的血液,血液可以運輸能量也能傳播病毒,擴散感染。當轉向泵過(guò)度磨損后,金屬磨屑會(huì )隨油液在系統里循環(huán)流動(dòng),繼續使用就會(huì )造成系統精密零件的二次損壞,比如轉向機里的轉閥(超精密)或其他密封零件。遇到這種維修,必須把系統里每根“血管”翻來(lái)覆去洗干凈,再檢查是不是發(fā)生了二次損壞。
2.液壓油容易污染環(huán)境。核心介質(zhì)是油嘛,漏油、換油都有環(huán)境風(fēng)險,不多說(shuō)了。
【電控液壓助力轉向系統】
如果夢(mèng)見(jiàn)上帝說(shuō)“我只能幫你實(shí)現一個(gè)愿望”,那么轉向工程師將首選HPS的助力隨車(chē)速可變。
自從HPS問(wèn)世以來(lái),工程師就致力于如何讓HPS的助力隨車(chē)速增加而減少。早期應用的方案是在泵上做文章,通過(guò)巧妙的技術(shù)手段,讓泵在高轉速下的輸出反而減少,這樣在高轉速的助力就會(huì )有所收斂,方向盤(pán)略沉穩。一汽大眾早期就有不少車(chē)型裝過(guò)變排量泵。
可是轉速高并不代表車(chē)速高,尤其是在中國的駕駛習慣下,因此這樣的設計依然只是過(guò)客。
可變助力應用最為成熟的方案是在傳統HPS的轉閥附近增加一個(gè)電磁閥,根據當前車(chē)速對液流特性進(jìn)行調節,真正實(shí)現“原地輕盈,高速穩健”的轉向手感。

圖5.ZF的Servotronic產(chǎn)品

圖6.EHPS使用的電磁閥(奔馳S65 AMG)

圖7.火柴盒大小的EHPS電控單元(奧迪A6)
這套系統就叫電控液壓助力轉向系統(簡(jiǎn)稱(chēng)EHPS),因為增加了電控部件和電控單元,轉向機也變得更加復雜、精密,系統價(jià)格基本翻了一番,因此在高端車(chē)里才比較多見(jiàn)。歐洲的奧迪A4老早就不惜血本,用上了EHPS,但以操控著(zhù)稱(chēng)的寶馬3系,卻是這輩子都沒(méi)想過(guò)用它(驚訝吧?)。
當然,聰明的寶馬在助力選擇上其實(shí)是走了折中路線(xiàn),只是在懸架上通過(guò)技術(shù)手段做了補償,提高了高速穩定性;并借“路感至上”的名義,冠冕堂皇地解釋了為什么原地轉向比別人重,成功預防了車(chē)主抱怨。處處都說(shuō)明,有個(gè)性多么重要!

圖8.奧迪A4的EHPS轉向機(ZF造)
自從EHPS問(wèn)世,調校助力大小和車(chē)速的關(guān)系,就變成一件相當精妙有趣的事情了。當年為了調出一組曲線(xiàn),在試車(chē)場(chǎng)上掛著(zhù)設備開(kāi)上一整天車(chē)是常事。事實(shí)上,最終的手感,在很大程度上依然受制于轉向機核心零件的設計水準和加工精度。
當然,還有其他的類(lèi)型的EHPS。比如在最早的那批Polo上應用的EHPS系統,液壓泵終于告別了發(fā)動(dòng)機,換用電機驅動(dòng),而電機的輸出完全聽(tīng)命于ECU根據車(chē)速和方向盤(pán)轉速計算出來(lái)的“真實(shí)需求”。

圖9.電動(dòng)泵EHPS(電子液壓助力)
這款EHPS不但實(shí)現了助力隨車(chē)速變化,還切斷了發(fā)動(dòng)機和泵的關(guān)聯(lián),首次證明了轉向系統節能是可行的??上Σ⒉婚L(cháng),因為對電機要求高,系統造價(jià)昂貴,成本和收益無(wú)法平衡,加之一些固有短板,因此在后來(lái)的Polo降本行動(dòng)中,EHPS首當其沖被換為了普通HPS。后來(lái)還看到??怂沟壬贁弟?chē)型采用過(guò)類(lèi)似系統,但都是經(jīng)過(guò)降本取舍后才有一定的應用價(jià)值。

圖10.電動(dòng)泵單元(福特Focus)
EHPS家族中還有一些奇葩方案,比如用各種方法人為制造浪費來(lái)“消耗”助力能量換取路感的,丟西瓜撿芝麻,不屬于主流技術(shù),這里就不多講了。EHPS的命名也有多個(gè)版本,主要應各個(gè)廠(chǎng)商的喜好,比如ECPS,ECHPS,EPHS都出現過(guò),指的是同一類(lèi)事物。
我見(jiàn)過(guò)好幾次4S店銷(xiāo)售員混淆概念,推銷(xiāo)時(shí)把EHPS說(shuō)成是電子轉向,但其本質(zhì)還是液壓轉向系統,液壓系統的缺點(diǎn)一個(gè)沒(méi)少。