Warum werden Autos auf elektrische Servolenkungen umgestellt?
In den letzten Jahrzehnten hat die Automobilindustrie viele große Veränderungen durchgemacht, eine davon ist die Entwicklung von Lenksystemen. Traditionellhydraulische ServolenkungSysteme gehörten früher bei den meisten Autos zur Standardausstattung. Doch mit der Weiterentwicklung der Technologie und den veränderten Anforderungen setzen immer mehr Automobilhersteller auf elektrische Servolenkungen und verzichten nach und nach auf traditionelle Hydrauliksysteme.
Dieser Trend ist kein Zufall, sondern wird durch eine Vielzahl von Faktoren vorangetrieben. In diesem Artikel wird im Detail untersucht, warum die Automobilindustrie auf elektrische Servolenkungen umsteigt und traditionelle hydraulische Lenksysteme aufgibt.
Was sind die Einschränkungen herkömmlicher hydraulischer Servolenkungssysteme?
1. Komplexe mechanische Struktur und hohe Wartungskosten
Herkömmliche hydraulische Servolenkungen basieren auf mehreren mechanischen Komponenten wie Hydraulikpumpen, Hydraulikzylindern, Lenkventilen, Ölleitungen und Öltanks. Die Hydraulikpumpe wird normalerweise über einen Riemen vom Motor angetrieben und verbraucht für den Betrieb die Leistung des Motors. Das Hydrauliköl zirkuliert im System und drückt den Hydraulikzylinder durch Druck, wodurch das Lenken erleichtert wird. Die Komplexität dieses Systems bringt jedoch eine Reihe von Problemen mit sich.
● Hoher Wartungsaufwand: Das Hydrauliköl im Hydrauliksystem muss regelmäßig ausgetauscht werden. Außerdem sind die Dichtungen und Rohre anfällig für Alterung und Beschädigung, was zu Hydrauliköllecks führt. Sobald ein Leck auftritt, beeinträchtigt dies nicht nur die Lenkleistung, sondern kann auch die Umwelt verschmutzen. Die Reparatur dieser Probleme erfordert normalerweise hohe Arbeits- und Teilekosten.
● Geringe Energieeffizienz: Da die Hydraulikpumpe direkt vom Motor angetrieben wird, läuft das hydraulische Lenksystem ständig, auch wenn das Fahrzeug geradeaus fährt. Dies bedeutet, dass das hydraulische Lenksystem zusätzlichen Kraftstoff verbraucht, was die Gesamtenergieeffizienz verringert.
2. Eingeschränkte Gestaltungsflexibilität
Das Design des hydraulischen Servolenkungssystems ist relativ festgelegt und lässt sich nur schwer an unterschiedliche Modelle und Fahranforderungen anpassen. Die Auslegung des Hydrauliksystems wird durch den Platzbedarf des Motorraums und die Auslegung der Hydraulikleitung begrenzt, was den Konstrukteur bei der Auslegung des Lenksystems weniger flexibel macht. Darüber hinaus ist die Servounterstützungswirkung des Hydrauliksystems schwer genau zu steuern, und es ist schwierig, je nach Fahrbedingungen (z. B. Fahren mit hoher Geschwindigkeit oder Parken mit niedriger Geschwindigkeit) die beste Lenkkraft bereitzustellen.
3. Instabiles Lenkgefühl
Das hydraulische Servolenkungssystem muss ein Gleichgewicht zwischen der Servounterstützung und dem Lenkgefühl finden. Um ausreichend Leistung zu liefern, opfert das Hydrauliksystem oft etwas von der Klarheit des Lenkgefühls. Dies kann dazu führen, dass der Fahrer das Gefühl hat, die Lenkung sei zu leicht oder in manchen Fällen nicht linear genug, was das Fahrerlebnis beeinträchtigt.
Welche Vorteile bieten elektrische Zahnstangen-Servolenkungen?
1. Verbesserte Energieeffizienz
Ein wesentlicher Vorteil der elektrischen Servolenkung ist ihre höhere Energieeffizienz. Im Gegensatz zu hydraulischen Systemen aktiviert die elektrische Servolenkung den Elektromotor nur dann, wenn Lenkunterstützung benötigt wird. Die elektrische Servolenkung verbraucht keinen Strom, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt oder wenn keine Lenkung erforderlich ist. Dieses Design der bedarfsgesteuerten Servolenkung reduziert unnötigen Energieverbrauch erheblich und verbessert den Gesamtkraftstoffverbrauch.
2. Designflexibilität und Modularität
Die elektrische Servolenkung verwendet eine elektronische Steuerungstechnologie, die ihr eine höhere Designflexibilität verleiht. Das elektrische Servolenkungssystem ist nicht mehr von der Motoranordnung abhängig und kann daher freier an jeder beliebigen Stelle des Fahrzeugs angeordnet werden, um den Anforderungen verschiedener Modelle gerecht zu werden. Dieses modulare Design erleichtert es den Herstellern, dasselbe Lenksystem bei verschiedenen Modellen zu verwenden, was die Produktionskosten senkt.
Darüber hinaus kann das elektronische Steuersystem die Wirkung der Servounterstützung an unterschiedliche Fahrbedingungen anpassen. Bei niedriger Geschwindigkeit kann das System beispielsweise eine stärkere Servounterstützung bereitstellen, um das Einparken und Wenden bei langsamer Geschwindigkeit zu erleichtern. Bei hoher Geschwindigkeit kann das System die Servounterstützung reduzieren, um dem Fahrer ein besseres Gefühl der Kontrolle über das Fahrzeug zu geben. Solche intelligenten Anpassungsfunktionen ermöglichen es der elektrischen Servolenkung, sich besser an verschiedene Fahrsituationen anzupassen und ein präziseres Lenkfeedback zu liefern.
3. Zuverlässigkeit und geringer Wartungsaufwand
Im Vergleich zu hydraulischen Systemen haben elektrische Servolenkungen weniger mechanische Teile, wodurch die Möglichkeit von Verschleiß und Ausfällen verringert wird. Da Hydraulikpumpen, Hydrauliköl und entsprechende Dichtungen nicht erforderlich sind, vermeiden elektrische Servolenkungen Hydrauliköllecks und damit verbundene Wartungsprobleme. Obwohl elektrische Servolenkungen auf elektronischen Komponenten basieren, haben Fortschritte in der modernen Elektroniktechnologie die Zuverlässigkeit dieser Komponenten erheblich verbessert, wodurch Ausfallraten und Wartungsanforderungen reduziert wurden.
4. Präzise Lenkkontrolle
Die elektrische Servolenkung überwacht den Drehwinkel und die Geschwindigkeit des Lenkrads in Echtzeit über Sensoren und elektronische Steuergeräte (ECUs), um eine präzise Lenkunterstützung zu bieten. Dadurch kann der Fahrer die Straßenbedingungen besser wahrnehmen und die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort verbessern. Darüber hinaus kann das elektrische Servolenkungssystem auch nahtlos in andere elektronische Steuersysteme des Fahrzeugs (wie das Karosseriestabilitätskontrollsystem) integriert werden, um intelligentere Fahrassistenzfunktionen zu erreichen.
Breite Anwendung von elektrischen Servolenkungen
Da die Vorteile elektrischer Servolenkungen nach und nach erkannt werden, beginnen immer mehr Automobilhersteller, elektrische Servolenkungen in ihren Modellen einzubauen. Dazu gehören nicht nur Kleinwagen und Limousinen, sondern auch eine Vielzahl von Modellen wie SUVs, Lastwagen und Luxusautos. Ob beim täglichen Fahren oder bei intensiver Kontrolle kann die elektrische Servolenkung eine entsprechende Lenkunterstützung bieten, um den Anforderungen verschiedener Verbraucher gerecht zu werden.
Zweitens die elektronischen Eigenschaften deselektrische Servolenkungmachen es zu einem wichtigen Teil der autonomen Fahrtechnologie. Bei autonomen Fahrzeugen muss das Fahrzeug autonom lenken können, und die elektrische Servolenkung steuert die Lenkunterstützung durch elektronische Signale, wodurch eine präzise automatische Lenksteuerung erreicht werden kann. Dies ist einer der Gründe, warum die elektrische Servolenkung in zukünftigen autonomen Fahrzeugen eine wichtige Rolle spielen wird.
Warum wird das herkömmliche hydraulische Lenksystem nach und nach abgeschafft?
1. Natürliche Eliminierung durch technologische Entwicklung
Mit der kontinuierlichen Entwicklung der elektronischen Technologie sind die Herstellungskosten der elektrischen Servolenkung schrittweise gesunken, während ihre Leistung und Zuverlässigkeit kontinuierlich verbessert wurden. Dieser technologische Fortschritt hat es der elektrischen Servolenkung ermöglicht, das herkömmliche hydraulische System schrittweise zu ersetzen. Obwohl das hydraulische Lenksystem in den letzten Jahrzehnten dominiert hat, hat die Entwicklung der Technologie schließlich dazu geführt, dass es allmählich aus der Geschichte verschwunden ist.
2. Änderungen der Marktnachfrage
Moderne Verbraucher haben immer vielfältigere Anforderungen an Autos und konzentrieren sich nicht nur auf die Leistung des Fahrzeugs, sondern auch auf seinen Kraftstoffverbrauch, Umweltschutz und seine Intelligenz. Die elektrische Servolenkung kann diese Anforderungen besser erfüllen, während das herkömmliche hydraulische Lenksystem in dieser Hinsicht nicht dazu in der Lage zu sein scheint. Die veränderte Marktnachfrage hat direkt dazu geführt, dass Automobilhersteller zunehmend elektrische Servolenkungen einsetzen.
3. Kosten-Nutzen-Überlegungen
Obwohl die anfänglichen Forschungs- und Entwicklungskosten für elektrische Servolenkungen hoch sind, sind ihre langfristigen Nutzungskosten relativ niedrig. Herkömmliche hydraulische Lenksysteme haben hohe Wartungskosten, insbesondere wenn Hydrauliköl und Dichtungen häufig ausgetauscht werden müssen. Elektrische Servolenkungen können aufgrund ihres geringen Wartungsaufwands und ihrer höheren Energieeffizienz Autobesitzern und -herstellern auf lange Sicht mehr Kosten sparen. Diese Kosteneffizienzüberlegung ist auch einer der wichtigen Gründe, warum sich Automobilhersteller für elektrische Servolenkungen entscheiden.
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