文档介绍:扬州大学 汽车动力转向系设计
绪论
汽车转向系统概括
转向系统是汽车底盘的重要组成部分,转向系统性能的利害直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒坦性,它关的流量来确定。汽车起动之后,不论车子是否转向,系统都要处于工作状态,而且在大转向车速较低时,需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力,所以在一定程度上浪费了发动灵活力资源。并且转向系统还存在低温工作性能差等缺点。
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电控液压助力转向系统( EHPS)
由于液压助力转向系统无法兼顾车辆低速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性,因此,在 1983年日本 Koyo 公司推出了具备车速感觉功能的电控液压助力转向系统( EHPS)。EHPS是在液压助力系统基础上倡始来的,在传统的液压助力转向系统的基础上增设了电控装置,其特点是原出处发动机带动的液压助力泵改由电机驱动,取代了由发动机驱动的方式,节俭了燃油消耗;拥有无效保护系统,电子元件失灵后仍可依赖原转向系统安全工作;低速时转向效果不变,高速时能够自动根据车速逐步减小助力,增大路感,提高车辆履行稳定性。电控液压助力转向系统是将液压助力转向与电子控制技术相联合的机电一体化产品。一般由电气和机械两部分组成,电气部分由车速传感器、转角传感器和电控单元 ECU 组成;机械部分包括齿轮齿条转向器、控制阀、管路和电动泵。其中电动泵的工作状态由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说,在低速大转向时,电子控制单元驱动液压泵以高速运转输出较大功率,使驾驶员打方向省力;汽车在高速行驶时,液压控制单元驱动液压泵以较低的速度运转,在不至影响高速打转向的需要的同时,节俭一部散发动机功率。
电控液压转向系统的工作原理:在汽车直线行驶时,方向盘不转动,电动泵以很低的速度运转,大多半工作油经过转向阀流回储油罐,少部分经液
控阀然后流回储油罐;当驾驶员开始转动方向盘时, ECU根据检测到的转角、车速以及电动机转速的反应信号等,判断汽车的转向状态,决定提供助力大
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小,向驱动单元发出控制指令,使电动机产生相应的转速以驱动油泵,进而输出相应流量和压力的高压油。高压油经转向控制阀进入齿条上的动力缸,推动活塞以产生适合的助力,辅助驾驶员进行转向操作,进而获得理想的转向效果。
电控液压助力转向系统在传统液压动力转向系统的基础上有了较大的改良,但液压装置的存在,使得该系统仍有难以战胜如渗油、不便于安装维修及检测等问题。电控液压助力转向系统是传统液压助力转向系统向电动助力转向系统的过渡。
电动助力转向系统( EPS)
1988 年日本 Suzuki 公司首先在小型轿车 Cervo 上配备了 Koyo 公司研发
的转向柱助力式电动助力转向系统。 1990 年日本 Honda 公司也在运动型轿车
NSX 上采用了自主研发的齿条助力式电动助力转向系统,此后揭开了电动助
力转向在汽车上应用的历史。 EPS 是在 EHPS的基础上发展起来的 , 它取消
EHPS的液压油泵、油管、油缸和密封圈等零件 , 完全依赖电动机经过减速机构直接驱动转向机构 , 其结构简单、零件数量大大减少、可靠性增强 , 解决了长久以来一直存在的液压管路泄露和效率低下的问题。电动助力转向系统
在本田飞度、思域以及丰田新皇冠、奔驰新 A-class 等车型上纷繁被采用。
电动助力转向系统组成
电动助力转向系统一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元 ECU、电
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动机、电磁离合器以及减速机构组成。
电动助力转向系统工作原理
电动助力转向系统的工作过程其工作过程为:扭矩传感器检测驾驶员打方向盘的扭矩,然后根据这个扭矩给控制单元一个信号。同时控制单元也会收到来自方向盘地点传感器的信号,这个传感器一般是和扭矩传感器装在一
起的(有些传感器已经将这 2 个功能集成为一体)。扭矩和方向盘地点信息经过控制单元办理,连同传入控制单元的车速信号,根据预先设计好的程序产
生助力指令。该指令传到电机,由电机产生扭矩传到助力机构上去,这里的齿轮机构则起到增大扭矩的作用。这样,助力扭矩就传到了转向柱并最终达成了助力