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底盘工程师: 什么是YU7的 VGR 可变转向比?

我之前参与开发过几款带VGR可变转向比的车型,借YU7的热度,聊聊什么是VGR?

先说结论:VGR是线控转向普及前的一种过渡方案,通过硬件实现转向比的小幅变化,对操控起到锦上添花的作用

VGR可变转向比 ​​Variable Gear Ratio​​,非可变齿比转向系统叫做CGR(Constant Gear Ratio​​)

现在的车,基本都是图2这种齿轮齿条结构

方向盘带动齿轮,齿条把旋转运动变成转向机的横向水平运动,带动前轮转向

图2齿条每个齿的间隔是一致的,不管方向盘打多少,方向盘转角和齿条行程的对应关系是一致的,也就是刚才提到的CGR

引入一个名词——​C factor​​

​​C factor​​:​​方向盘(或小齿轮)每转一圈,齿条直线移动的距离​​
C factor 越大,表示齿条横向移动距离越大、转向响应越快

实际转向分为:低速泊车调头和中高速行驶

这俩工况,要求是不一样的

1、低速泊车调头需要短时间很大的方向盘转角,甚至打到底。此时,需要更大的C factor,也就是更小的方向盘转角、更快的转向响应。

2、中高速行驶,方向盘转角一般不会超过180度,开高速甚至不会超过45度。此时需求是尽量避免转向过于灵敏,或者过于“贼”,提高高速稳定性,不需要很大的C factor。

于是VGR诞生了

VGR通过调整转向齿条的疏密程度,改变传动比。效果是:
小角度转向,开起来跟正常CGR的车几乎没啥差异;
大角度转向,方向盘打死的圈数会比CGR小很多。VGR单边一般是360-420度,CGR一般是420-630度

为啥没什么车用呢?

原因一:加工难度大
图1,在齿比由密变疏的过渡位置,齿形的变化非常复杂,齿条加工难度比普通CGR大很多。

而且转向系统是涉及安全的关键零件,对耐久、噪音要求很高。不是所有的转向供应商都有VGR的设计制造能力

原因二:对电机要求高
更大的C factor、更快的转向响应,就需要更大的转向助力电机

方向盘接近打死的时候,也是转向机负载最大的时候,此时需要电机有很强的助力能力。所以VGR相比CGR往往要选择大一号电机,成本更贵

除了yu7,还有啥车用VGR呢?

1、本田: 雅阁、思域(低成本VGR方案)
为解决大电机贵的问题,本田方案是把转向末端的C factor降回去,使用小电机,实现部分VGR的效果

2、名爵MG7
3、上汽AUDI: E5 sportback
4、宝马Z4/三系

特斯拉引领的小转向比的潮流,CGR的方向盘圈数也越做越小。
线控转向也开始量产。未来留给VGR发挥的空间越来越小。

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