Sistema di sterzo manuale vs. sistema di sterzo servoassistito: qual è la differenza?
Nello sviluppo dell'industria automobilistica, il sistema di sterzo si è evoluto da semplice funzionamento meccanico a quello altamente intelligente e automatizzato di oggi. Il sistema di sterzo manuale e il sistema di sterzo assistito sono due importanti pietre miliari in questo processo di sviluppo. Sebbene la maggior parte delle auto moderne utilizzi sistemi di sterzo assistito, i sistemi di sterzo manuale sono ancora rappresentativi. Per i proprietari di auto e gli appassionati che non conoscono molto la differenza tra i due, è importante comprendere le differenze tra i due sistemi.
Questo articolo esplorerà le differenze tra il sistema di sterzo manuale esistema di servosterzoda molteplici prospettive, quali principi di progettazione, esperienza operativa, costi di manutenzione e maneggevolezza del veicolo.
Concetti di base del sistema di sterzo manuale e del sistema di sterzo assistito
Per discutere la differenza tra sistema di sterzo manuale e sistema di sterzo servoassistito, è necessario innanzitutto comprendere i concetti di base e i principi di funzionamento di questi due sistemi.
Cos'è un sistema di sterzo manuale?
Il sistema di sterzo manuale, noto anche come sistema di sterzo meccanico, è la prima tecnologia di sterzo per automobili. Trasmette il moto rotatorio del volante alle ruote del veicolo tramite una connessione fisica. I componenti principali di un sistema di sterzo manuale includono un volante, una colonna dello sterzo, un meccanismo di sterzo (come un meccanismo a cremagliera e pignone o un meccanismo a vite senza fine) e una biella. Questi componenti lavorano insieme per convertire direttamente l'azione di sterzo del conducente nell'angolo di sterzata del volante.
Il funzionamento del sistema di sterzo manuale dipende completamente dalla forza del conducente, senza assistenza di potenza esterna, quindi è richiesta una grande forza di sterzo a bassa velocità o durante il parcheggio. Nonostante ciò, ilsistema di sterzo manualeè stato ampiamente utilizzato nelle prime automobili grazie alla sua struttura semplice, ai bassi costi di manutenzione e all'elevata affidabilità.
Cos'è un sistema di servosterzo?
ILsistema di servosterzoè sviluppato sulla base del sistema di sterzo manuale. Assiste il conducente nell'operazione di sterzo aggiungendo una fonte di potenza esterna (come un motore idraulico, elettronico o elettrico), riducendo così significativamente la forza richiesta per lo sterzo. A seconda della fonte di potenza, il sistema di servosterzo è principalmente suddiviso in un sistema di servosterzo idraulico (HPS), un sistema di servosterzo idraulico elettronico (EHPS) e un sistema di servosterzo elettronico (EPS).
● Il sistema di servosterzo idraulico (HPS) genera pressione dell'olio idraulico tramite una pompa idraulica per assistere le operazioni di sterzata. La pompa idraulica è solitamente azionata dal motore, quindi quando il motore è al minimo, l'effetto ausiliario del sistema idraulico sarà indebolito.
● Sistema di sterzo idraulico elettronico (EHPS): aggiunge il controllo elettronico al sistema idraulico, genera pressione idraulica tramite una pompa idraulica elettrica, non dipende più dal motore e migliora la flessibilità del sistema.
● Il sistema di servosterzo elettronico (EPS) abbandona completamente il sistema idraulico e si affida ai motori elettrici per fornire direttamente assistenza allo sterzo. Questo sistema ha le caratteristiche di velocità di risposta rapida, peso leggero e basso consumo energetico.
Struttura e principio di funzionamento del sistema di sterzo manuale e del sistema di sterzo assistito
Il principio di funzionamento e la struttura del sistema di sterzo manuale e del sistema di sterzo servoassistito sono notevolmente diversi.
1. Struttura e principio del sistema di sterzo manuale
La struttura del sistema di sterzo manuale è relativamente semplice e comprende principalmente le seguenti parti:
● Volante: il conducente applica la forza di sterzata attraverso il volante.
● Colonna dello sterzo: collega il volante e la scatola dello sterzo e trasmette il movimento rotatorio del volante alla scatola dello sterzo.
● Sistema di sterzo: solitamente un meccanismo a cremagliera e pignone o un meccanismo a vite senza fine, che converte il moto rotatorio del piantone dello sterzo in moto laterale e spinge la barra dello sterzo.
● Barra dello sterzo: collega il meccanismo dello sterzo al volante, trasmette il movimento laterale del meccanismo al volante e realizza la sterzatura del volante.
In questo sistema, la forza di sterzata del conducente viene completamente trasmessa al volante tramite mezzi meccanici. Pertanto, più lenta è la velocità del veicolo, maggiore è la forza richiesta per sterzare. I vantaggi del sistema di sterzo manuale sono la sua struttura semplice, il basso tasso di guasti e una sensazione di sterzata più diretta e precisa ad alte velocità.
2. Struttura e principio del sistema di servosterzo
Il sistema di servosterzo aggiunge un'unità di potenza ausiliaria al sistema di sterzo manuale. Prendendo come esempio il sistema di servosterzo idraulico (HPS), la sua struttura include:
● Pompa idraulica: solitamente azionata dal motore per generare la pressione dell'olio idraulico.
● Conduttura dell'olio idraulico: trasferisce l'olio idraulico generato dalla pompa idraulica alla cremagliera dello sterzo o alla scatola dello sterzo.
● Cremagliera dello sterzo o meccanismo di sterzo: riduce la forza necessaria al conducente per sterzare attraverso la pressione dell'olio idraulico.
● Valvola di pressione e unità di controllo: regolano la pressione idraulica in base alla forza di sterzata e alla velocità del conducente per fornire un'assistenza adeguata.
Nel sistema di servosterzo elettronico (EPS), i componenti idraulici sono sostituiti da motori elettrici. Il sistema utilizza l'unità di controllo elettronico (ECU) per controllare con precisione la forza ausiliaria del motore elettrico in base all'angolo di rotazione del volante e alla velocità, ottimizzando ulteriormente la sensibilità e il comfort dello sterzo.
Esperienza operativa ed esperienza di guida del sistema di sterzo manuale e del sistema di sterzo assistito
La differenza nell'esperienza di guida tra il sistema di sterzo manuale e quello di servosterzo è particolarmente evidente. Di seguito è riportata un'analisi di tre aspetti: forza di sterzata, precisione di controllo e comfort di guida.
1. Forza sterzante
Quando il sistema di sterzo manuale è a bassa velocità o in fase di parcheggio, il conducente deve applicare una grande forza per girare il volante, soprattutto quando guida veicoli pesanti o fuoristrada. Tuttavia, ad alte velocità, la forza di sterzo del sistema di sterzo manuale è moderata e la sensazione di sterzo è più diretta e stabile.
Il sistema di servosterzo riduce notevolmente il carico di sterzata del conducente tramite l'assistenza di una fonte di alimentazione esterna. Che si tratti di guidare a bassa velocità, fare retromarcia o parcheggiare in uno spazio stretto, il sistema di servosterzo può fornire un funzionamento di sterzata facile. Ad alte velocità, il sistema di servosterzo di solito regola automaticamente la forza di sterzata per rendere il feedback del volante più stabile, migliorando così la stabilità del controllo.
2. Precisione del controllo
Dal momento che ilsistema di sterzo manualenon ha servoassistenza, ogni minimo movimento dello sterzo verrà trasmesso direttamente alle ruote, quindi funziona bene in termini di precisione del controllo. Soprattutto in pista o in condizioni stradali complesse, il conducente può avere una chiara percezione della strada e un controllo preciso del veicolo attraverso il sistema di sterzo manuale.
Sebbene il sistema di servosterzo sia più confortevole a basse velocità e nella guida quotidiana, potrebbe essere leggermente inferiore nella precisione del controllo. Soprattutto nei sistemi di servosterzo idraulico, la fluidità dell'olio idraulico potrebbe causare una sensazione di sterzata leggermente vaga. Tuttavia, i moderni sistemi di servosterzo elettronico sono stati in grado di trovare un equilibrio tra comfort e controllabilità attraverso un controllo elettronico preciso, offrendo una buona esperienza di guida.
3. Comfort di guida
Il sistema di servosterzo è significativamente migliore del sistema di sterzo manuale in termini di comfort di guida. Il sistema di servosterzo può regolare automaticamente la forza di sterzata in base alla velocità del veicolo e alle condizioni di guida, in modo che il conducente non si affatica facilmente durante la guida a lungo termine. Inoltre, l'effetto tampone del sistema di servosterzo può anche ridurre l'intensità delle vibrazioni stradali trasmesse al volante, migliorando il comfort di guida.
Poiché il sistema di sterzo manuale si basa interamente su connessioni meccaniche, il volante può percepire direttamente i sottili cambiamenti nella superficie stradale. Questo feedback diretto è un vantaggio in alcuni scenari di guida, ma per i conducenti normali, la guida a lungo termine può risultare stancante.
Analisi di manutenzione e costi del sistema di sterzo manuale e del sistema di sterzo assistito
Anche in termini di manutenzione e costi, ci sono differenze significative tra il sistema di sterzo manuale e quello servoassistito.
1. Manutenzione e costo del sistema di sterzo manuale
Il sistema di sterzo manuale è relativamente facile da manutenere grazie alla sua struttura semplice. Il suo lavoro di manutenzione principale include la lubrificazione del meccanismo di sterzo e il controllo dell'usura della barra di sterzo. Poiché non ci sono componenti idraulici o elettronici, i sistemi di sterzo manuale hanno un tasso di guasto inferiore e costi di riparazione relativamente bassi.
I sistemi di sterzo manuali hanno generalmente una durata maggiore e sono più affidabili in condizioni estreme. Per i conducenti che richiedono prestazioni del veicolo più elevate, i sistemi di sterzo manuali potrebbero essere più attraenti.
2. Manutenzione e costi dei sistemi di servosterzo
La manutenzione dei sistemi di servosterzo è relativamente complessa, specialmente nei sistemi di servosterzo idraulico. I sistemi idraulici richiedono ispezioni regolari del livello e della qualità dell'olio idraulico e la sostituzione tempestiva dell'olio idraulico e degli elementi filtranti per prevenire usura e perdite nel sistema. Inoltre, l'invecchiamento di componenti come pompe idrauliche, tubi dell'olio e valvole può anche causare guasti al sistema e costi di riparazione elevati.
Il costo di manutenzione del sistema di servosterzo elettronico (EPS) è relativamente basso perché non ha componenti idraulici e non richiede la sostituzione dell'olio idraulico. Tuttavia, i guasti nei sistemi elettronici spesso richiedono attrezzature professionali per la diagnosi e la riparazione e, se c'è un problema con il motore elettrico o l'unità di controllo elettronica, anche il costo della riparazione è elevato.
Nel complesso, i costi di manutenzione dei sistemi di sterzo assistito sono più elevati rispetto a quelli dei sistemi di sterzo manuale, soprattutto quando il sistema è obsoleto o si guasta.
Come scegliere il sistema di sterzo più adatto a me?
Attraverso un confronto approfondito tra il sistema di sterzo manuale e quellosistema di servosterzoin termini di struttura, principio di funzionamento, esperienza operativa, esperienza di guida, costi di manutenzione, ecc., si può scoprire che i due sistemi presentano vantaggi e svantaggi propri, adatti a diverse esigenze e preferenze di guida.
Il sistema di sterzo manuale ha una struttura semplice, bassi costi di manutenzione e un'elevata precisione di controllo, il che è adatto ai conducenti che ricercano il piacere di guida e hanno elevate esigenze di controllo del veicolo. Il sistema di sterzo assistito offre un'esperienza di guida più confortevole, specialmente nella guida a bassa velocità e nella guida quotidiana, che è più rilassata e adatta alla maggior parte delle esigenze quotidiane dell'auto.
Per i proprietari di auto, la scelta del sistema di sterzo dovrebbe essere determinata in base alle abitudini di guida personali, agli scenari di utilizzo del veicolo e ai requisiti per le prestazioni del veicolo. Indipendentemente dal sistema scelto, la manutenzione e l'ispezione regolari sono la chiave per garantire il normale funzionamento del sistema di sterzo. Solo sulla base di una piena comprensione dei due sistemi può essere fatta la scelta più appropriata per migliorare l'esperienza di guida e le prestazioni complessive del veicolo.
