方向盘下的玄机（二）详解可变转向系统

  [汽车之家 技术] 汽车慢慢的变成了我们生活中不可或缺的部分，方向盘+换挡杆+踏板的组合似乎慢慢的变成了天经地义的汽车控制方式，但是它们各自的作用机理却鲜有人明了。就以我们手中的方向盘为例，广大车友对于常见的各类转向系统概念仍旧模糊，比如“电动助力和液压助力的差别”，“可变助力是怎么回事”等等问题都是大家所好奇的，下面，我们要为大家系统的介绍各类常见的转向系统，为大家解答这样一些问题，并与大家一起讨论各种转向系统的玄机和奥秘。

  在上一篇文章中，我们已为大家详细的介绍了目前主要的助力转向系统，你们可以点击查看方向盘下的玄机(一)：助力转向系统解读进行回顾，而这篇文章，将会针对近来流行的各类“可变”转向系统来进行系统的介绍，让大家探索所谓的“可变”转向的真面目。

  首先，我们要将“可变”助力大体划分为两个阵营：仅助力力度可变的助力转向系统和速比可变的助力转向系统。我们先从仅能改变助力力度的转向系统看起。

  可变助力的优势：能够随车速改变助力力度，在泊车等低速行驶状态下转动方向盘更加轻盈省力，对臂力较小的女性尤为方便，而当车辆高速行驶时，则能够减少助力，使方向盘转动阻力增大，手感变沉，不再像低速时那样灵敏，车辆的方向会变得更容易控制，提升车辆的高速行驶稳定性。

  在方向盘下的玄机（1）中，我们已提到过，随技术的发展，在助力转向系统中年代最久远的机械式液压助力系统也在不断的进化着，当今的机械式液压助力系统同样可以在一定程度上完成可变助力的功能，做到高速时沉稳、低速轻盈。

  虽然电动助力转向系统正在成为潮流，但是基于传统机械液压助力转向技术而衍生的Servotronic伺服式助力转向至今仍然活跃在众多车型上。

  Servotronic可谓老当益壮。与传统的机械式液压助力系统相比，这类系统多出了一套能够读取速度传感器信息的电子控制单元，并与转向柱连接的机械阀上增加了电磁阀机构。通过电流控制电磁阀开度，能改变助力油液的流量，使得油液推动助力活塞的力量被改变，就实现了助力力度的调节。控制单元根据车速传感器的信号对电磁阀开度来控制，便做到了助力力度随速可变的功能。而这种系统的转向执行机构、液压泵等部件仍然是我们所熟悉的。

  很多人把这套系统称作电子液压助力系统，从组成上看，它确实有电控单元不假，但是并没有电子泵结构，系统的关键依然是加在传统机械阀体之上的电磁阀结构，所以它不应当与电子液压助力转向相混淆，依旧是属于“进化型”的机械式液压助力转向系统。

  这种基于机械液压助力系统的可变助力转向系统，相比使用电子泵的电子液压助力系统有着更高的可靠性，并且依旧保持机械液压助力系统的较高负载能力和可靠性较高等优势，尤其适合那些对转向系统的负载能力有一定的要求较高并且需要精准操控性的车型。

  在市面上，搭载伺服式液压助力转向系统的车型不在少数，大众、奥迪、宝马、保时捷以及沃尔沃等知名欧洲厂商的产品（如大众辉腾、宝马3系等）都曾使用或仍在用这种转向系统。

  虽然最新款的君威已经跟随迈锐宝投靠了“电动助力”的阵营，但是我们仍记得在它当初上市时，那套“MAGNASTEER磁力可变助力转向系统”曾凭借其特立独行的名称让很多消费者如坠五里雾中琢磨不出其本质。其实它的原理和上面提到的Servotronic一样，依然是机械式液压助力转向系统的进化产品。

  『虽然2012款君威投靠了电动助力转向的阵营，但2011款君威以及之前的车款

  德尔福提供的这套助力转向系统在通用旗下可谓门生众多，除了国产的君威君越当年曾经搭载之外，在欧洲、北美、大洋洲的欧宝、萨博、雪佛兰、凯迪拉克、霍顿等品牌上广泛服役，至今已经有十多年的历史。

  关于电子液压助力的特性我们已介绍的很清楚了，由于电子液压泵的运转由控制单元一手掌握，所以其转速高低不仅可变还可以随时根据控制单元的指令进行变化，自然能够轻轻松松实现助力力度的改变。忘记电子液压助力转向的特点了？点击这里回顾

  在国内，电子液压助力的使用十分普遍，老款福克斯、老款马自达3、PSA（标致雪铁龙）旗下当年的凯旋、307（部分车型）等均采用电子液压助力，在自主品牌中，海马欢动则是电子液压助力系统的典型代表，其“SSPS转速可变式助力转向系统”的真身实际上就是电子液压助力系统。

  比较有意思的是标致雪铁龙（PSA）家族的这套被称作“GEP”的电子液压助力转向系统，在一般的情况下，GEP电子泵的转速与车速成反比，车速越高，电子泵转速越低。通常在低速时电子泵转速为3000rpm，而高速时会降到800rpm，带来了泊车时转向轻盈而高速行驶时厚重沉稳的手感。并且据称该系统要比传统的机械式液压助力转向系统节省油耗0.1-0.2L/100km。

  相比一般的电子助力转向系统，它的特别之处在于其在结构上多出了一个检测方向盘转动速度的角速度传感器，赋予了其大多数电子液压助力转向系统所不具备的“紧急避险模式”，当驾驶者以很快的速度转动方向盘时，控制单元会根据收到的角传感器信息瞬间提高电子泵转速至5000rpm，转向助力会瞬间提升。

  这种设计的本意是为帮助驾驶者能够在遇到突发情况时尽快改变方向避险，但是实际上，这套系统并未像理论上那般发挥其作用，原因主要在于很多消费的人在购车后根本就不清楚自己的爱车具备这样的功能，在遇到突发状况时他们仍然会以正常的转向力度转动方向盘，而此时方向盘却比他们想象的要轻得多，导致方向盘转动角度大大高于实际所需的角度，车辆会出现过度的转向，在驾驶者意识到这样的一种情况反打方向时又非常容易导致纠正方向过度，反而增加了发生意外事故的风险。如果您一直都没有想明白为什么自己的车子突然像个疯子般不听使唤，那么，这个“紧急避险模式”就是您一直在找的答案。请牢记：如果驾驶配置了GEP可变助力转向系统的车型，紧急并线时一定要控制转动方向盘的力度，并对转向阻力突然大幅减小做好心理准备。

  关于电动助力转向，我想在这里完全不需要再介绍其助力力度变化的机理了，(点击这里温习《方向盘下的玄机（一）》)我们大家都知道以电子马达提供助力的电动助力转向系统在执行效率和响应速度方面都是液压助力系统所不能够比拟的。而且，与车辆系统总线连接的控制单元能够让这套系统发挥更多的作用，我们熟悉的“自动泊车”功能中车辆之所以能自动转向，就是依靠行车电脑与电动助力转向系统的联动实现的。

  代表车型：宝马5系（E60、F10）、雷克萨斯LS460L、奥迪Q5、奥迪A6L（C7）、

  前面提到的几种“可变”转向，能够改变的仅仅是助力力度，说白了只是能够改变方向盘转动时的阻力而已，但是转向比（可简单理解为方向盘转动的角度与对应的车轮转动角度的比值）是不可变化的，我们接下来要说到的可变齿比（速比）的转向系统则要先进的多，不仅仅可以改变转向的助力力度，在不一样的情况下，方向盘转角对应的车轮转动角度也能变化的。

  不同厂家对这类系统的叫法可谓五花八门，比如宝马称之为AFS主动转向系统（Active Front Steering，这个缩写与我们熟悉的随动转向大灯缩写是相同的），奥迪将其称之为动态转向系统（Audi Dynamic Steering），雷克萨斯/丰田使用的则是可变齿比转向系统VGRS(Variable Gear Ratio Steering)，本田的这类系统名称为VGR，与丰田命名类似；而奔驰的可变转向比系统则以“直接转向系统”（Direct-Steer）命名。虽然功能类似，但是他们使用的技术却是截然不同的。

  简单地说，可变齿比转向系统在技术层面上并不是一个水平的，目前主要有两种方式实现这种功能，一种方式是依靠特殊的齿条实现，原理简单，成本也相比来说较低，没有过高的技术上的含金量，而另一种就很复杂，是通过行星齿轮结构和电子系统实现的。由于目前并没明确的分类，所以我们姑且将它们分为机械式和电控式吧。

  奔驰的直接转向系统就是第一种方式的典型代表，名字叫“直接转向”，解决方案也确实“直接”。它主要是在“齿轮齿条机构”的“齿条”上做文章，通过特殊工艺加工出齿距间隙不相等的齿条，这样方向盘转向时，齿轮与齿距不相等的齿条啮合，转向比就会发生明显的变化，中间位置的左右两边齿距较密，转动方向盘，齿条在这一范围内的位移比较小，在小幅度转向时（例如变线、方向轻微调整时），车辆会显得沉稳，而齿条两侧远端的齿距较疏，在这个范围内，转动方向盘，齿条的相对位移会变大，所以在大幅度转向时（如泊车、掉头等），车轮会变得更灵活。这种技术除了对齿条的加工工艺技术要求比较严格之外，并没多少“高科技”在其中，缺点在于齿比变化范围有限，并且不能灵活变化，而它优势也很明显--完全的机械结构，可靠性较高，耐用性好，结构也非常简单。

  本田的VGR技术与奔驰的“直接转向技术”如出一辙，同样是在齿条的齿距变化上面做文章，依靠齿条上齿距的疏密设计来实现所谓的“可变转向比”。

  与上面的方式相比，宝马、丰田、奥迪等品牌所使用的可变齿比转向系统明显要先进许多，它们使用了更复杂的机械结构并且需要与电子系统结合使用。这些系统能够越来越好的实现“低速时轻盈灵敏，高速稳健厚重”的需求，其为车辆行驶带来的便利性和稳定能力都是普通的可变助力转向系统和单纯的“机械式”可变齿比转向不能够比拟的。

  宝马和ZF（采埃孚）联合开发AFS主动前轮转向系统正是要找到一种灵活性和高速稳定性兼得的解决方案，事实上他们做到了。下面我们就来深入了解一下“可变转向比”实现的过程。

  首先需要明确的一点是，宝马的主动转向系统和助力转向系统完全是两个独立的系统，绝对不能因为它有个“主动”的名字，就以为“车道保持”“自动泊车”之类的功能全是它的杰作，那其实是电动助力转向系统的功劳，和“主动转向系统”一点关系都没有。当然，也有一些厂商出于集成化和模块化的考虑，将电动助力转向与可变齿比机构整合在了一起。

  下面是一辆老款宝马5系（E60）转向系统的组成图，其中的助力转向系统是一套我们前面提到过的servotronic伺服式助力转向机构，其助力力度的变化是依靠图中与液压泵紧连的ECO阀（电控阀）实现，而改变转向比的机构，则是位于在转向柱底部的主动转向系统执行单元。

  我们来看主动转向系统执行单元的剖视图，这里就是AFS的秘密所在。转向柱被从当中打断，我们将连接方向盘的转向柱一端称为输入轴，将直接连接转向齿轮的一端称为输出轴，二者间通过行星齿轮连接，行星齿轮组的壳体是一个可旋转的蜗轮，能够由电机驱动旋转。这套系统有独立的电子控制单元，根据转向角传感器、左右车轮转速传感器、横向加速度传感器的信号控制电动机的开关及运转方向。

  当系统未通电或者系统出现故障时，电磁锁会在弹簧的作用下卡在蜗杆的锁槽内，锁止蜗杆，壳体不可旋转，此时输入轴与输出轴的转速是相同的，传动比不会发生任何变化。而当系统通入电流，电磁锁打开，电动机开始旋转时，变化就发生了。当车辆低速行驶时，电动机驱动蜗轮与输入轴同向运转，蜗轮壳体与输入轴的旋转角度相叠加，输出轴的旋转角度便大于输入轴，车轮便能转动更大的角度，我们的转向动作被“放大”，使车辆变得很灵活，而当车速较高时，我们应该更大的转向比来提供精准沉稳的指向，辅助电机会驱动蜗轮反向旋转，与输入轴的部分旋转角度相抵，最终输出轴的旋转角度会低于输入轴，我们的转向动作被“缩小”。这套AFS系统的转向比可在10:1到18:1之间连续调节。

  丰田在雷克萨斯的诸多车型所使用的VGRS系统也是依靠行星齿轮结构对方向盘的转向动作进行放大或缩小，原理与宝马的AFS系统一致，只是在电机的布置位置和结构的设计上有所差异。我们在这里就不做详尽的介绍了。

  奥迪所使用的动态转向系统（Audi Dynamic Steering）从原理上来讲依然是运用了叠加的方式，但是使用的结构却与宝马和丰田的系统有着天壤之别，也是在所有的可变转向比技术里最特别的一种----其核心部件是一套含有谐波齿轮传动机构的电控系统。目前该系统已然浮现在诸多国产的奥迪车型上。

  大家对于“谐波齿轮”的概念可能都比较陌生，它是利用柔轮、刚轮和波发生器（椭圆转子）的相对运动，特别是柔轮的可控弹性变形(形状改变)来实现运动和动力传递的（定义来自互联网）。改变转向比的原理是谐波传统系统的错齿运动。连着方向盘的输入轴与柔轮（薄型环齿圈）相连，其内有柔性滚珠轴承，中心为电机驱动的椭圆转子，与输出轴相连的是外环面构成的刚轮，在转子被锁止时（电机未通电或出现故障），转向系统转向比保持恒定。而电机驱动中央转子旋转时，会带动柔轮旋转，当转子与柔轮同向旋转时，由于柔轮的齿数比外环刚轮的齿数小，所以刚轮的转动角度便会大于柔轮，使转向角度被放大，而当转子反转时，就能起到缩小转向角度的作用。根据不同的驾驶模式，奥迪的动态转向系统还拥有两种不同的工作曲线，分别对应运动模式和舒适模式。

  相比行星齿轮系统，奥迪的动态转向系统使用的谐波齿轮传动结构有诸多优点，首先是结构相对简单，没过多复杂的齿轮结构，零件数少便于维修。其次是这种结构承载能力高，不娇气，传动比大；同时，它的运转平顺，噪音较低，这点对于看重静音的豪华车型来说很适合；另外，这种结构传动效率高，且响应速度快，运转精度高。

  目前来看，可变齿比的转向系统仍然只是少数品牌车型才能够享受到的“高级装备”，相比之下可变助力力度的转向系统要离我们更近一些，普及程度也非常高。眼下，市面上较常见的这几种可变助力的转向系统中，电动助力系统无疑是未来的发展的新趋势，结构相对比较简单紧凑、低成本、低能耗、高精度、高响应速度、便于集成控制、便于功能扩展（如自动泊车）的特性是那些基于液压助力衍生而来的可变助力系统所不能够比拟的，尤其在注重“能耗”和“环保”的今天，电动助力系统发展的趋势是不可逆转的，并且未来其可靠性、负载能力也将会促进提升。

  而高端产品使用的可变齿比转向系统，最容易普及的无疑是奔驰的“直接转向”技术，未来即便普及到微型车上也不稀奇，在相对而言成本比较高的电控可变转向比技术中，奥迪的技术最为特别，看来颇有新意，加上其在噪音和承受载荷等方面的优势，对那些大尺寸的豪华车型似乎是个不错的选择。（文/图 汽车之家 范鑫）

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  奥迪A6L还是那么稳，各方面都做得挺好很难挑出毛病的车，驾驶辅助需要选装多少有些遗憾。在目前BBA三家里，A6L算是最中庸的一台，但结合价格和配置来看，A6L中高配都带有quattro四驱，并提供六缸版本，这绝对是一大优势。

  新款A6L动感型比以往都更显年轻，虽然在新能源时代显得有几分保守，但真正喜爱奥迪的人才能懂得它的好。

  A6L车型不少，一直也都有优惠，40 TFSI的车型更是有车友40万之内落地的，这么一想性价比依旧很高的。

  我觉得换装动力这件事是把双刃剑，性能方面它的加速响应啊什么的都比2.0T车型更好了，但是与之前的CVT相比，双离合变速箱确实牺牲了一些低速的平顺性，所以这样的一个问题实在很难两全其美。

  改款后的奥迪A6L TFSI车型由原来的2.0T+CVT组合变为了1.8T+7速双离合的组合，直观加速感受更强，初段比原先的动力总成更猛，但平顺性会降低。全新造型的三辐方向盘比老款手感和视觉效果好很多，这点值得表扬，高配车型的全新LED大灯造型更精致，总的来看改款后的A6L TFSI竞争力有所提升。

  从这次中期改款能够准确的看出，奥迪A6L的定位策略已经有所变化，从原先单纯的主攻商务行政用途开始逐渐向个人家用消费者转变，不过它这么多年来的印象早已深入人心，想要成功转型恐怕并不是一件很容易的事。究竟是继续维持商务市场上的热销还是能让更多家庭所接受呢？我认为这个事不好说。

  现在A6L 50TFSI摆在面前，奥迪用很聪明的命名方式让我有了一种压迫感，虽然只是个数字游戏，不过3.0T发动机的实力绝对在你想象之外，它能让加长之后的A6L百公里加速到6秒以内，相信当你上路的时候其他车不敢轻易向你挑战。当然，A6L 50TFIS的意义只是个精神领袖，不为走量，摆在那里震慑一下对手而已。

  5系有535Li，A6L不能没有50TFSI，他们都是厂家用来隔空喊线FSI这类利器 去肉搏。

  这款车提供给那些对动力有执着追求的消费者，作为A6全系顶配车型，它的配置也极为丰富，但超过70万的售价对于一款中大型车来说有些过高了，使得它毕竟成为一款“高端”车型。

  新一代A6L有意摆脱曾经“官车”的帽子，设计更加年轻化，并且更希望是面对个人用户，众多的高科技电子设备让驾驶变得轻松而不枯燥。全新的动力以及命名方式都让大家感觉很新奇，测试的这款2.5+CVT组合表现极其平衡，如果喜欢新A6的朋友就可以再一次进行选择这款，当然你也可优先考虑买A8。

  A6L是国内同级别中资格最老的选手，又保持着相当高的产品活力。它胜在对消费心理的把控，不再盲目追求加长 ，而把人们的注意力吸引到对车本身的关注上来。30FSI搭载的2.5升发动机最新，也很均衡，与CVT匹配之后成为 该产品线中的最佳选择。

  新A6L在外观内饰和配置方面有翻天覆地的变化，驾驶感受方面却没有一点新鲜感，依然是一副中庸的性格，实在找不出什么值得一提的特点，不过中国消费者就是喜欢这种车，没什么原因，反正就是喜欢！

  小众车型，一线城市估计很难有客户去选择一款柴油中高级车，二线TDI适合的战场。产品端信息上看，隔音和静噪没比汽油车差太多，属于完全让用户感受不到柴油汽油区别的柴油车。

  推出柴油版A6L车型，更多的是想对大家说，奥迪并没放弃并且始终致力于开发国内的柴油市场，象征意义要比实际意义大得多。A6L 2.7 TDI应该是目前国内能见到的最高档的柴油车了，和汽油相车型比，动力不差，舒适感不差，动力还更强。

  在大家都玩混合动力的时候，奥迪也在用另一种方式做环保，那就是柴油车。2.7TDI的出现不单单是为了丰富A6的产品线，综合动力与环保需求才是这次试水目的，应该说它做到了。

  摆脱了官车形象、摆脱了消费税困扰，新A6L 3.0T可以说是个低调商务人士更加不错的选择。3.0T的动力说的过去，前后车灯也透着一丝时尚的味道，很好很强大的商务车。

  样子变年轻了，终究是好事。这次A6L改款最主要的变化也就是这台新的3.0 TFSI发动机，性能真的是够猛啊，而且不增大排量提高动力输出也是当下的趋势，有了这台发动机A6L还可以跻身性能行列了。不过作为公务用车，性能并不是最重要的，所以还是推荐小排量车型，比较环保。

  我很喜欢09款奥迪A6L的前/后LED大灯，符合现代审美潮流的同时还不失威严、冷酷感；3.0机械增压发动机的性能没的说，作为顶级A6L，它的售价相比之前也有所下调，竞争力势必会更强！

  奥迪的车型一直属于公务风格，属于没什么太多奢华玩意的车型，不好不坏，没什么特点。按照奥运的精神，奥迪全系都配置了FSI发动机这点值得表扬一下。

  这次A6L的升级让整个A6L系列在动力系统上与欧洲接轨，这也许是大众动力总成战略的一部分，FSI发动机大面积应用也让A6L系列在环保方面更进一步。在性能方面，这台2.8发动机结合了2.0TFSI和2.4升发动机的特点，有不错的动力表现，但这些对A6L的用户来说似乎意义不大。

  全新排量的奥迪A6L 2.8 FSI保持了该车型应有的高级配置，用于商务非常合适，最重要的是它的推出能够更好的降低中高档次车型的门槛，在与宝马523的对抗中也占据了一定的价格上的优势；2.8FSI发动机仍旧给予驾驶者极大的信心，动力方面的表现还是比较令人满意的。

  奥迪A6L 3.2 FSI的发动机给我印象非常深刻，这个自然吸气的“涡轮增压”发动机很有激情！同时坚韧的悬挂也是一个不小的亮点。同时A6L 3.2 FSI也在简约的公务风格上走的更加彻底，但是对于宝马530Li的奢华，它是否有简约过头了？

  奥迪新推出的A6L 3.2 FSI是一款非常平衡的车。发动机的技术先进，在动力性和经济性上做到了很好的平衡；内饰和外观做工出色、风格也做到了很好的平衡。悬挂的韧性十足，操控表现也相当的好；总的来看A6L更符合公务人士的口味。

  AUDI 3.2 FSI无论外型还是内饰仍走的是“低调”路线，比较平易近人。操控上，A6 3.2 FSI继承了奥迪的优良传统，几乎无可挑剔，而最新的FSI缸内直喷技术也为该车添加了一个很大的亮点。相信有了更好的燃油实用性和的动力效果，A6 3.2 FSI将会走的很远。

  奥迪A6L 2.0T是一款性价比很高的车。平顺的动力输出和极为宽敞的空间让它得到了商务人士的青睐。低调、内敛的风格也是奥迪系列的最大特点。形、神兼备也许是对A6L的最准确描述。

  作为测试编辑，我更关注一款的性能。很可惜，奥迪A6L并不是我喜欢的类型。ESP系统的无法彻底关闭让A6L 2.0T性能大打折扣。转向的模糊也是一个不小的问题，总体来说我给7分。

  精细的内饰、超大的空间、简单易用的MMI系统。奥迪A6L 2.0T的内饰和配置还不错！再结合它的较低定价，我觉得这款商务车未来市场会比较大，是中大型车中为数不多的性价比车型。