相信很多老司机有过这样的疑问:那就是问什么机动车方向盘转向不设计成1:1的转向角度,也就是说方向盘转一度,转向轮也同步转一度?
反向思考,回答这个问题
我们开车时候,转向轮的转向幅度一般在30度—40度之间(为什么是这个区间,转向是需要空间的哦),那按照1:1的设计,是不是方向盘只能在40度之内转动了?
那就带来一个问题,你能精准的操作方向吗?
一般高速行驶时候,转向角度也就几度而已,你能保证你的方向不跑偏?即使你能保证百分百精准,你能保证转向系统不老化,不出现空隙?
所以反向思考下,1:1的设计是有点不太能投产的!
那转向系统的设计是如何考虑的呢?
随着汽车科技的不断进步,转向系统也在不断的进化,从奔驰一号上面的转向手柄(纯手动转向)到液压助力转向,到电子助力转向,到随速转向,到四轮转向,它的一个基本原则就是安全,在安全的基础上再考虑转向的便捷性。
为了提升转向的便捷性,车辆就引入了助力系统。因为不带助力的转向,转起来真的很费劲,引入助力系统,即使是柔弱的女性,也可以轻松的操控车辆。
根据助力动力来源不同,助力转向又分为液压助力和电动助力,电动助力比液压助力反映更快,更先进,现在好点的轿车上面都采用电动助力转向。电动助力确实让打方向盘更轻便,但也带来了安全问题,高速行驶时候,过度灵敏反而不好,那怎么办呢?
好在工程师又想出了一招,接着往下看。
不管是液压助力还是电动助力,肯定绕不开转向齿轮。转向机构就又分成了两种,一种是齿轮齿条式,一种是循环球式。
先说下齿轮齿条式,就像它的名字一样,转动方向盘时候,通过一系列机构,可以带动小齿轮转动,这个小齿轮与一根齿条啮合,带动齿条左右支线运动,并推动转向轮左右摆动,从而实现转向。
这个齿轮,也不是平齿轮,而是有一定螺旋形状的齿轮,实现表明可以改善转向柔顺感。
另外还有一种是循环球式,利用滚球沿着沟槽运动来传递转向力的转向器。由于循环球的作用,能使驾驶者获得圆滑的转向手感。
了解了这两种结构,接下来就得考虑转向安全问题,以齿轮齿条式来说,你方向盘打多少,它对应了一定转向角度,那么无论是高速还是低速,这种转向幅度不变的。
但我希望低速的时候转向精准灵敏,但是高速上转向精准但不要太灵敏,怎么办?
于是,可变齿比的转向机构出现了,这种齿条中间齿比较密集,两边齿比较稀疏,高速行驶的时候,让转向传动轴上的齿与齿条的中间部分啮合,你方向盘转动的幅度大,到我这里就给你减小了,就显得不灵敏了,低速时候,让转向传动轴的齿与齿条的两端部分啮合,你方向盘转多少,我给你一个对应的幅度,感觉转向精准了。
到这里,你就明白了吧,转向系统会通过一系列的结构,将你打方向盘的幅度最终演变成一个安全而又实用的转向幅度,所以1:1是不可行的。
一般轿车的转向传动比在16:1到18:1之间,而有些车,比如宝马,可以做到10:1到20:1之间,根据车速不断变化。
例如,宝马,低速时候,你转动方向盘10度,前轮即可转动1度,而普通轿车需要转动16-18度,才能让前轮转动1度。开宝马的同志们,是不是感觉打方向很轻巧?
宝马高速时候,你转动方向盘20度,才能让前轮转1度,而普通车(无这套系统的)也是转16-20度,才能让前轮转1度。相比之下,转20度方向盘从而转1度前轮的设计更加安全。
你刚刚提到四轮转向,又是什么?
四轮转向又是更高级一点的转向系统了,就是四个轮同时但不同幅度转向。低速时候前后轮转向相反,以减少转弯半径,提高转弯灵敏度;高速时候前后轮同时转向,以增加车辆的平稳性和过弯的流畅度。
难怪有些车一直再加长,按理说车越长,转向起来约笨重,但有些加长车转向反而没多少影响或者更轻巧了,感情都是因为这个四轮转向系统的缘故。
本文来源:科普之声
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