三种常见助力转向系统介绍

三种常见助力转向系统介绍
三种常见助力转向系统介绍

各有所长三种常见助力转向系统介绍

大家在看参数配置表的时候会注意到其中有一个项目是“助力类型”,在这一栏我们常见的

三种形式分别代表什么样的内容?各种方式有什么不同和优缺点?今天这篇文章就给大家做个简单的介绍。

●历史回顾

早期汽车的转向是没有任何助力装置的,全靠驾驶员体力作为转向的动力源,实际上我们现在也偶尔能见到没有任何转向助力装置的车型,开过这种车的朋友都会对其沉重的方向盘印象深刻,为了减轻驾驶员负担,同时也有驾驶安全性等方面的考虑,人们发明了转向助力系统。

『1951第六代Imperial 1948-1954』

关于它的起源,现在有资料可查的最早记录是在1902年2月,由英国人Frederick W. Lanchester发明了“液压驱动转向”的系统,而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之

称是“Hydraguide”——油压转向装置,当时这是一项选装配置,要价226美元,在那个年代可以说相当的不便宜。

『1965第二代Mercury Park Lanes 1964-1968』

旗下水星车型做试验性推广,把名为“wrist-twist instant”的转向助力系统装在了一批

子液压转向助力系统的雏形。

『本田NSX』

Cervo,NSX的系统更接近于当今意义上的电动转向助力。

●技术介绍

1.机械转向系统

关于历史我们就了解到这,现在来看看技术方面的内容。虽然助力系统是今天的主角,但首先我们得了解一下没有任何助力的机械转向系统是什么样的结构,也就是所有转向系统的基础所在。

转向系统的可以大致分为三个部分:转向操纵机构,转向器,转向传动机构。转向操纵机构很好理解,就是我们驾驶车辆时直接接触的部分,它把驾驶员的体力传递到传向系统当中。

转向器的内容则有些复杂,它是整个转向系统中的核心部件,而各种助力方式也是在这个部分实现的。转向器的作用是放大驾驶员传递的力同时改变力的传递方向,常见的形式有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等等。

转向传动机构是从转向器到转向轮之间所有传动机械、杆件的总称,它的作用是把转向器输出的力传递到转向节上,从而实现转向轮的转向,同时让转向轮之间的转角遵循一定的规律,保证轮胎和地面之间的相对滑动控制在最低程度。

总体而言,从原理上来说机械转向系统的结构是很好理解的,就是用纯人力驱动各种机械结构的组合,通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动,这种系统的特点也是一目了然:结构简单,可靠性强,但使用相当费力,稳定性、精确性、安全性无法保证。

式是我们最常见的一种,前面提到它诞生于1902年,也就是说已经有了百年历史。由于技术成熟可靠,而且成本低廉,得以被广泛普及。

『大众捷达采用机械液压助力转向系统』

储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力,对转向系统施加辅助作用力,从而使轮胎转向。

根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力。常压式液压助力系统的特点是无论方向盘处于正中位置还是转向位置、方向盘保持静止还是在转动,系统管路中的油液总是保持高压状态;而常流式液压转向助力系统的转向油泵虽然始终工作,但液压助力系统不工作时,油泵处于空转状态,管路的负荷要比常压式小,现在大多数液压转向助力系统都采用常流式。可以看到,不管哪种方式,转向油泵都是必备部件,它可以将输入的发动机机械能转化为油液的压力。

由于依靠发动机动力来驱动油泵,能耗比较高,所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分;液压系统的管路结构非常复杂,各种控制油液的阀门数量繁多,后期的保养维护需

系统的缺点所在。

能被广泛使用自然也是不缺优势的,这里列举一二:方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接,操控精准,路感直接,信息反馈丰富;液压泵由发动机驱动,转向动力充沛,大小车辆都适用;技术成熟,可靠性高,平均制造成本低。

『福特福克斯采用电子液压助力转向系统』

这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动,而是由电动机来驱动,并且在之前的基础上加装了电控系统,使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关,还与车速相关。机械结构

等。

力度可变。车速传感器监控车速,电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力,从而实现转向助力力度的大小调节。

转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节,更加人性化。不过引入了很多电子单元,其制造、维修成本也会相应增加,使用稳定性也不如机械液压式的牢靠,随着技术的不断成

不管是机械液压还是电子液压,终究是采用油液加压的方式来实现助力,不够直接而且

『本田飞度采用电动助力转向系统』

在这套系统里不再有油液、管路,取而代之的是直接干脆的电子线路和设备,主要组件有电控单元、车速传感器、转矩传感器、电动机等等,原理也不复杂:传感器把采集到的车

机,电动机将辅助动力施加到转向系统中,这样实时调整的转向助力便得以实现。

占用空间少;只消耗电力,能耗低;电子系统反应灵敏,动作直接、迅速。

不过电动机直接驱动转向机构,只能提供有限的辅助力度,难以在大型车辆上使用;同时电子部件较多,系统稳定性、可靠性都不如机械式部件;路感信息匮乏,实际驾驶中的操

●总结:

今天介绍的三种助力方式是我们日常能见到的最主流的三种,它们有着各自的优点和缺点,从长远来看,电子助力似乎成为发展趋势所在,轻便、节能、响应迅速,不过在驾驶层

市场,不出意外的话未来一段时间内都将是百家争鸣的局面。

助力转向系统的保养及常识

助力转向系统的保养及常识 助力转向,顾名思义,是协助驾驶员作汽车方向调整,为驾驶员减轻打方向盘的用力强度,当然,助力转向在汽车行驶的安全性、经济性上也一定的作用。 就目前汽车上配置的助力转向系统和我能看到的资料,大致可以分为三类:(1)一种是机械式液压动力转向系统;(2)一种是电子液压助力转向系统;(3)另外一种电动助力转向系统。 一、机械式液压动力转向系统 1机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。 2无论车是否转向,这套系统都要工作,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,也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下:开这样的车,尤其时低速转弯的时候,觉得方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。 还有,机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成,为保持压力,不论是否需要转向助力,系统总要处于工作状态,能耗较高,这也是耗资源的一个原因所在。 一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。 二、电子液压助力转向系统 1主要构件:储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等,其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。

2工作原理:电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动,而是采用一个电动泵,它所有的工作的状态都是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,电子控制单元驱动电子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,液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转,在不至于影响高速打转向的需要同时,节省一部分发动机功率。 三、电动助力转向系统(EPS) 1英文全称是Electronic Power Steering,简称EPS,它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成,不同的车尽管结构部件不一样,但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。2主要工作原理:汽车在转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性,你会感觉到开这样的车,方向感更好,高速时更稳,俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作,所以,也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。

电动助力转向系统设计剖析

电动助力转向系的设计 1 引言 电动助力转向系统(EPS,Electric Power Steering)是未来转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力,省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮,既节省能量,又保护了环境。另外,还具有调整简单、装配灵活以及在多种工况下都能提供转向助力的特点。正是这些优点,电动助力转向系统作为一种新的转向技术,将挑战大家都非常熟知的、已具有50多年历史的液压转向系统。 电动助力转向系统是于20世纪80年代中期提出来的。该技术发展最快、应用较成熟的当属TRW转向系统和Delphi Sagiaw (萨吉诺)转向系统,而Delphi Sagiaw (萨吉诺)转向系统又代表着转向系统发展的前沿。她是一个于20世纪50年代把液压助力转向系统推向市场的,从此以后,Delphi转向发展了技术更加成熟的液压助力系统,使大部分的商用汽车和约50%的轿车装备有该系统。现在,Delphi转向系统又领导了汽车转向系统的一次新革命--电动助力转向系统。 电动助力转向系统符合现代汽车机电一体化的设计思想,该系统由转向传感装置、车速传感器、助力机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。 该系统工作时,转向传感器检测到转向轴上转动力矩和转向盘位置两个信号,与车速传感器测得的车速信号一起不断地输入微电脑控制单元,该控制单元通过数据分析以决定转向方向和所需的最佳助力值,然后发出相应的指令给控制器,从而驱动电机,通过助力装置实现汽车的转向。通过精确的控制算法,可任意改变电机的转矩大小,使传动机构获得所需的任意助力值。 EPS在日本最先获得实际应用,1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统,并装在其生产的Cervo车上,随后又配备在Alto上。此后,电动助力转向技术得到迅速发展,其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司,美国的Delphi公司,英国的Lucas公司,德国的ZF公司,都研制出了各自的EPS。 电动助力转向系统将最新的电力电子技术和高性能的电机控制技术应用于汽车转向系统,能显著改善汽车动态性能和静态性能、提高行驶中驾驶员的舒适性和安全性、减少环境的污染等。因此,该系统一经提出,就受到许多大汽车公司的重视,并进行开发和研究,未来的转向系统中电动助力转向将成为转向系统主流,与其它转向系统相比,该系统突出的优势体现在: (1)降低了燃油消耗。 (2)增强了转向跟随性。 (3)改善了转向回正特性。 (4)提高了操纵稳定性。 (5)提供可变的转向助力。 (6)采用"绿色能源",适应现代汽车的要求。 (7)系统结构简单,占用空间小,布置方便,性能优越。 (8)生产线装配性好。

汽车电动助力转向系统(EPS)硬件设计

内容摘要 电动助力转向( Electric Power Steering, 简称EPS) 作为一种新型转向系统, 因其具有节能、环保等优点而受到世界各大汽车公司和企业的青睐, 它将逐步取代传统的液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering, 简称HPS) 。 本文以传统的转向柱助力式EPS 为研究对象, 建立EPS系统数学模型,给出了汽车电动助力系统的动力学方程。根据电动助力转向系统的工作原理及控制器可靠设计的关键技术,设计了以P87C591 单片机为主控单元的EPS系统,系统采用闭环电流控制方案, 利用目标电流技术调节电机端电压达到控制电机电流力矩的目的。EPS 控制器采用模块化设计,把信号处理电路和功率驱动电路进行分层设计,以增强系统的抗干扰能力和可靠性。在进行PWM 驱动频率的选择时,考虑开关时电流脉峰对开关管及电动机安全的影响。最后通过研究分析了EPS系统的经济性、系统硬件电路板空间与发热功耗及可靠性合理地选择散热片及其参数,提高了驱动效率和稳定运行能力。 实验表明, 该系统具有良好的电动助力特性, 满足电动助力转向要求,证明了这种系统在实际应用中的有效性。 关键词 电动助力转向; 单片机; H桥驱动; PWM斩波; 控制系统

Hardware Design of the Electric Power Assisted Steering System 050607337 Zhangqiang Instructor:Helinlin Associate professor Abstract Electric power steering is a new power steering technology for vehicles. Merit such as energy conservation , environmental protection that the person has accepts the respectively big automobiles of world company and the enterprise favour , home and abroad developing trend is to use electric power-assistance to change to the hydraulic pressure power-assistance vergence substituting tradition step by step. The mathematic model the main body of a book is established systematically with dyadic EPS of the tradition vergence post power-assistance for the object of study,has given an automobile out electric systematic power-assistance dynamics equation , has combined classics control theory and the optimization algorithm, the parameter carries out validity in applying to reality having studied , testifying this system on systematic power-assistance. This paper presents an elect ricpower steering system controlled by P87C591 microp rocessor. The motor given torque is computed by expertcontrol system. The practical output torque is closed-loop controlled.

汽车电动助力转向系统的设计

汽车电动助力转向系统的设计 第1章绪论 1.1 汽车转向系统简介 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构,在汽车转向行驶时,保证各转向轮之间有协调的转角关系。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。 转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、和行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类:手动转向技术(MS)、液压助力转向技术(HPS)、电控液压助力转向技术(ECHPS)、电动助力转向技术(EPS)、四轮转向技术(4WS)、主动前轮转向技术(AFS)和线控转向技术(SBW)。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点,是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术,他是目前国内转向技术的研究热点。 1.1.1 转向系的设计要求 (1) 汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转,任何车轮不应有侧 滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损,并降低汽车的行驶稳定性。 (2) 汽车转型行驶后,在驾驶员松开转向盘的条件下,转向轮能自动返回到 直线行驶位置,并稳定行驶。 (3) 汽车在任何行驶状态下,转向轮都不得产生共振,转向盘没有摆动。 (4) 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时,由于运动不协调使车轮产生 的摆动应最小。 (5) 保证汽车有较高的机动性,具有迅速和小转弯行驶能力。 (6) 操纵轻便。 (7) 转向轮碰撞到障碍物以后,传给转向盘的反冲力要尽可能小。 (8) 转向器和转向传动机构的球头处,有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 (9) 在车祸中,当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时,转向 系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。

液压助力转向系统工作原理

液压助力转向系统工作原理、故障诊断与排除 排除, 原理, 液压, 系统, 故障诊断 于树彬,刘建勋(济南鲍德汽车运输有限公司,山东济南 250101) 摘要:介绍了汽车液压助力转向系统的工作原理,并就助力系统易出现的转向沉重、前轮摆振、转向轻重不同、跑偏等故障的产生原因及排除方法进行了阐述。 1 前言 目前,已有许多汽车的转向系统带有液压助力,它使驾驶车辆转向时轻便灵活,更利于提高车辆的行驶安全性。为了使驾修人员更好地了解液压助力转向系统的性能,下面介绍其工作原理、故障诊断与排除方法。 2 液压助力转向系统的工作原理 液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种,按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。现以液压常流式转向为例介绍液压助力转向系统的工作原理。 如图1(a)所示,助力转向系统主要由油泵3、控制阀(滑阀7和阀体9)、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。 滑阀7同转向螺杆11连为一体,两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大,所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h,使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的

预紧力,将两个反作用柱塞顶向阀体两端,滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端,使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B,阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动,压力油经油管流向控制阀,再经控制阀流向动力缸L、R腔。 汽车直线行驶时,如图1(a)所示,滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置,动力缸15两端均与回油孔道连通,油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A,然后分成两路:一路通过环槽B和D,另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置,两路油液经回油孔道流回油箱,整个系统内油路相通,油压处于低压状态。

电动液压助力转向系统用BLDCM工作原理及控制策略

电动液压助力转向系统用BLDCM 工作原理及控制策略 文章编号:1001-3997(2010)03-0262-02 【摘要】电动液压助力转向系统(EHPS )将传统液压助力转向系统(HPS )中的液压泵改为由变成单 独的电机驱动,并根据不同车速和转向盘转速控制等级转速,从而提供可变的转向助力,同时在一定程度上节省了能源的消耗。对POLO 轿车装备的EHPS 系统的电流无刷电机工作原理进行深入分析,并针对该电机设计控制器及制定相应控制策略,实现对电机转速的控制。 关键词:电动液压助力转向;直流无刷电机;电机控制 【Abstract 】The Electro-hydraulic Power Steering System (EHPS )drives a hydraulic pump with a sep -arate motor ,in contrast to the traditional Hydraulic Power Steering System (HPS )doing so by the engine.In this way ,EHPS shall be able to provide alterable steering force according to different vehicle speeds and steering wheel ratatioanl speeds ,and to save energy in a more effective way.It mainly discusses the Basic Principle and Control Strategy of the Brushless Direct Current (BLDC )Motor Used in the Electro-hydraulic Power Steering system from POLO ,and designs an ECU with control strategy to control the motor. Key words :EHPS ;BLDC motor ;Motor control 1引言 传统的液压助力转向系统(HPS )通过汽车发动机带动液压泵以提供转向助力,因此无论驾驶员是否进行转向操作,只要发动机在运转,HPS 都处于工作状态,造成了不必要的能源浪费。同时,转向助力大小不能随着车速的变化而改变,难以满足汽车低速行驶时的转向轻便感和高速行驶时转向稳定的要求。电动液压助力转向系统(EHPS )将传统HPS 中由发动机驱动的液压泵改变成由一个单独的电机驱动,使得转向助力完全脱离发动机的束缚,并且EHPS 所有的工作的状态都是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,从而控制电机转速以驱动液压泵提供必要的流量,这样不但在一定程度上节省了能源消耗,也保证了驾驶员在不同车速下均能获得良好的转向手感。 早期EHPS 系统大多以直流有刷电机驱动液压泵,随着无刷电机控制技术的发展及应用的普及,目前安装EHPS 系统的微型轿车均采用无刷电机驱动液压泵,例如上海大众POLO 、一汽大众宝莱、北京神龙以及雷克萨斯、皇冠、Chevy Silverado 、GMC Sierra 轻度并联混合动力皮卡等。对于一些电动车及新能源汽车而言,则大多采用了大功率直流永磁电机驱动[1]。 分析了由TRW 公司提供直流无刷电机和转向盘转速传感器的POLO 车上EHPS 系统的电机工作原理,并设计了该电机的控制器及控制策略,从而对电机的转速进行控制。 2EHPS 直流无刷电机的结构及工作原理 对于本系统所用的无刷直流电机,其转子、定子的外观结构, 如图1所示。 图1电机结构 由图1可见,该电机的转子是外置的,另外电机定子总槽数为12个,转子含7块永磁体,即7对极,根据公式: 电角度=极对数×360°总槽数 ,或者 电角度=极对数×机械角度,可以计算出该直流无刷电机的电角度为210°,由该电角度可绘制出电机绕组的星形矢量图,如图2所示。 图2 绕组星型矢量图 210° 1 7 6 11 4 109 2 12 5 8 3 262

汽车电动助力转向沉重故障排除

汽车电动助力转向沉重 故障排除精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

国家职业资格全省统一鉴定 汽车俢理工高级技师论文 (国家职业资格一级) 论文题目:汽车电动助力转向沉重故障排除 姓名: 身份证号: 准考证号: 所在省市:广东省茂名市 所在单位: 汽车电动助力转向沉重故障排除 【摘要】文章主要介绍了电动助力转向系统由于线路故障造成转向沉重故障的排除,由于其故障是发生在小车连续行驶大约半小时后,故障点极其隐蔽,笔者通过深入了解整个电动助力系统的组成和工作原理,各个部件检测试验,分析产生的故障的原因,故障得到排除。

【关键词】电动助力转向系统(EPS);转向盘沉重;接触不良 一、故障现象 一辆来厂维修的吉利远景汽车,车主反映,该车在连续行驶半小时左右就会出现转向沉重。经试验,该车冷车并无故障,行驶约半小时后助力转向系统无助力输出,造成转向沉重。该车配备的是电动助力转向系统。 二、 三、电动助力转向系统(EPS) 电动助力转向系统,是由控制模块代替液压助力泵的一个转向助力系统。由于它是由电子控制,电路复杂,技术性强,且故障隐蔽,难于发现,因此,分析、研究电动助力转向系统的组成和故障检测的方法,对于本人及有关维修人员,提高维修技术水平,准确快速地排除汽车故障具有一定的参考意义。 电动助力转向系统由电子控制车速传感器,发动机转速传感器,扭矩传感器,方向机上的转向电机,各线路连接以及ECU组成,简称EPS。EPS是一种机电一体化新一代汽车智能助力转向系统。汽车在不同工况下转向时,通过电子控制装置,使转向助力电机产生所需的辅助助力,达到操纵稳定、转向轻巧、行使安全,使驾驶员行车有良好的路感。该产品具有结构精巧、紧凑、节能、环保等特点,是当今汽车助力转向中最人性化的产品。 (一)工作原理 当转动方向盘,扭矩通过输入轴被传递到扭力杆,扭力杆为弹性轴,相对输出轴产生角位移,输入轴和输出轴之间产生角位移差,

大卡车液压助力转向系统设计

毕业论文(设计)题目:大卡车液压助力转向系统设计

大卡车液压助力转向系统设计 1 绪论 1.1问题的提出 随着国民经济连续多年的高速发展,尤其是国家对基础设施建设投入的逐年加大,使得大型汽车的生产在近年来呈现了爆发式发展。而大型载货汽车由于具有运输效率高、运输成本低的特点,逐渐成为公路运输的首选。2007年大型卡车市场为2.85万辆,中型卡车市场为17.5万辆,大型卡车占整体市场的比例为60%,大型载货汽车的生产与开发成为国内载货汽车生产厂家竞争的焦点。汽车技术的进步和人民生活水平的进一步提高,使载货汽车用户对车辆的性能水平要求越来越高,而越来越大的竞争压力使整车厂家的产品开发周期不断缩短。如何使车辆开发各个环节的设计方案都得到充分的分析与筛选,使其性能得到有效控制,以保障在限定的周期内开发出性能优越的汽车产品,已成为大型载货汽车产品研发部门所关注的重要课题。 由于汽车保有量的增加和社会生活汽车化而造成交通错综复杂,使转向盘的操作频率增大,这就要求减轻驾驶疲劳。在汽车向轻便灵活、容易驾驶的方向发展的同时,对动力转向系统的需求也提到日程上来。要求其成本低,性能方面能适应车速变化,实现变特性的动力转向器,并且可以与不同类型的大型汽车相适应、相匹配。 大型载货汽车和其它车辆相比具有一些显著的特点,为保障大型载货汽车良好的转向性能,必须对这些特点及由此引发的问题进行专门的研究。按照GB1589一2004“道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值”的要求,每侧单轮胎的车轴轴荷限值为7吨,6x4载货车的设计轴荷之和可达30吨,车长可达12m,铰接式列车的车长可至16.sm。同时,GB7258一2004“机动车运行安全技术条件”要求车辆必须能够通过外径25m内径10.6m 的通道。另外,载货汽车公路运输的高速化发展趋势也已是不争的事实,尤其国家于2004年5月开始的治理公路运输车辆超限超载专项工作的开展,使以提高行驶速度来带动运输效率的提高成为载货汽车设计的重要目标。高的运输速度对车辆的操纵性与稳定性提出了更高的要求。 为在法规允许的情况下尽可能提高车辆的运输能力,大型车的设计轴荷及外廓尺寸基本接近法规的限值。对于转向轴,7吨的轴荷使动力转向器成为必选的配置,如何合理匹配动力转向器,提高车辆的转向能力并保持操纵路感值得进行进一步的研究。国家 1

电动助力转向系统发展现状研究

电动助力转向系统发展现状研究 文章系统地阐述了电动助力转向系国内外发展现状,并分析了电动助力转向系统的优势。 标签:电动助力转向系统;EPS;转向系统 目前,作为新型主动转向系统等转型系统都是基于电动助力转向系统基础开发起来的。因此,对于电动助力转向系统的发展就显得尤为重要。随着科技成果的发展,电子类产品在汽车上的应用将更加广泛,电动助力转向系统在汽车上的应用必将成为未来的前进必然趋势。 1 电动助力系统国外发展现状 电动助力转向系统的出现还要追溯到上世纪八十年代末,随着电子行业的飞速发展,电动助力转向系统作为机电一体化的代表,将电机与电子产品相结合,对汽车的驾驶系统进行了提升,在满足了驾驶员对操縱系统轻便型的同时,并保证了驾驶员对路感的把握性,因此得到了广泛的应用[1]。同时,也使汽车更加的环保。取消的液压助力转向系统中的液压油部分,降低了液压油泄漏对环境污染的可能。综合以上所说的优点和在实际驾驶过程中的高品质的操纵性,电动助力转向系统表现出了非常大的优势。 日本是最早研发电动助力转向系统的国家,将EPS系统率先在微型汽车上进行应用。铃木公司在1988年第一个将EPS系统安装在了奥拓这款汽车中。几年之后,Honda公司在这个领域也得到了突破,同年将高级跑车Acura NSX的助力系统也安装了EPS,从而使得该款汽车的全球市场中处于优势地位[2]。 随着EPS系统技术得到广泛的认可,先后有多家汽车公司开始对EPS系统投入研究,如英国卢卡斯、日本三菱汽车、大发汽车公司、德国ZF、德尔福公司和美国天合公司。德尔福公司的产品用于大众波罗、欧宝318i和菲亚特Punto 等车型上安装了电动助力转向系统,三菱在其生产的Minic上配备了EPS系统日本大发也在它Mira车型上配备了EPS系统,本田的Accord上也己经选装了EPS系统进行安装。直至今日这些公司的电动助力转向系统在国际市场中仍然占有着广大的市场份额。 从电动助力转向系统出现到现在的30余年时间里,EPS系统得到了飞速的发展。从最开始的电动助力转向系统仅在汽车低速的停车状态时动作,向全速型进行的发展使汽车在高速行驶时主动添加阻尼控制使汽车在全速下也可进行操纵稳定性控制。应用范围也越来越广,从最开始的中型微、微型汽车上的应用己经向中高档汽车扩展。 近几年来中高档汽车对驾驶的舒适性和安全性的要求更为突出,因此电动助力转向系统需要更加系统的提升,通过汽车多组信号的反馈更精密地对系统进行

汽车液压助力转向系统设计

XXXX大学 毕业设计说明书 学生姓名:学号: 学院: 专业: 题目:某乘用车液压助力转向系统设计 指导教师:职称: 职称: 20**年12月5日

目录 绪论 (1) 1. 汽车转向系的类型和组成 (2) 1.1机械转向系 (3) 1.2动力转向系 (4) 1.3动力转向技术的发展 (6) 1.3.1液压动力转向 (6) 1.3.2电动动力转向 (8) 2.1转向系的功用与要求 (9) 2.2转向器方案分析 (10) 3 液压助力转向机构布置方案分析 (12) 3.1动力转向机构布置方案 (12) 3.2动力转向器结构形式的选择 (14) 3.3分配阀的结构方案 (15) 4液压系统方案分析 (16) 4.1常用转向液压系统工作原理 (16) 4.2系统设计工作原理 (17) 5 转向器输出力矩的确定 (19) 6 轴的设计计算及校核 (20) 6.1转向摇臂轴(即齿形齿扇轴)的设计计算 (20) 6.1.1材料的选择 (20) 6.1.2结构设计 (20) 6.1.3轴的设计计算 (20) 6.2螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (24) 6.2.1材料选择 (24) 6.2.2结构设计 (25) 6.2.3轴的设计计算 (25) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (27) 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (29) 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (29) 7.2 参考数据的确定 (35) 7.3 转向轮侧偏角计算 (36) 7.4 转向器参数选取 (37) 7.5 选择齿轮齿条材料 (39) 7.6 强度校核 (39) 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (41) 7.8 齿轮轴的结构设计 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)

电动机械式液压助力转向系统

电动机械式液压助力转向系统 () 电动机械式助力转向系统 () 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。只在转向时,此伺服马达才激活。因此,该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。 电动机械式助力转向系统具有下列优点: -驻车时转向力较低 -集成式、视车速而定的转向助力(伺服转向助力系统) -转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低 -主动式方向盘复位 -节约燃油达 0.3 100 并因此降低 2 排放 -不需要液压油 电动机械式助力转向系统包含下列装备系列: 电动机械式助力转向系统 ():12 伏特供电(和以前相同) 电动机械式助力转向系统 (),配备一体化主动转向控制 () 和电动马达/变速箱特定组合:由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电 电动机械式助力转向系统 (),配备一体化主动转向控制 () 和电动马达/变速箱特定组合(重量集中在前桥):由辅助电池、断路继电器和具有转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电 显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统 索引 说明 索引 说明 1 转向器 2 转向阻力矩传感器 3 控制单元 4 集成有马达位置传感器的伺服马达 5

单元 部件简短描述 将描述电动机械式助力转向系统的下列部件: 单元 单元由下列部件组成: -控制单元 -集成有马达位置传感器的伺服马达 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与控制单元连接。 在控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。 根据不同的装备系列,为单元提供不同的总线端 . 30。接线盒中的配电器为控制单元提供总线端 . 15N。 索引 说明 索引 说明 1 带伺服马达的装置 2 转向阻力矩传感器的插头连接,6 芯(使用 2 个线脚) 3 电源插头连接,2 芯 4 车载网络插头连接,6 芯 5 控制单元 带马达位置传感器的伺服马达 此伺服马达是一个无集流环的同步直流马达 (永久磁铁)。此伺服马达驱动减速器。于是伺服马达的功率传递到齿条上。 控制单元线路板上有 2 个马达位置传感器(冗余)。两个传感器利用霍尔效应原理工作(带凸极转子的霍尔传感器)。凸极转子固定在发动机轴上。马达位置传感器 1 可以获知伺服马

汽车转向电动机工作原理及转向系统概述

汽车转向电动机工作原理及转向系统概述 汽车上配置的转向系统,大致可以分为三类:(1)一种是机械式液压动力转向系统;(2)一种是电子液压助力转向系统;(3)另外一种电动助力转向系统。 一、电动助力转向系统(EPS) 1、英文全称是Electronic Power Steering,简称EPS,它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成,不同的车尽管结构部件不一样,但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。 2、主要工作原理:汽车在转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性,你会感觉到开这样的车,方向感更好,高速时更稳,俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作,所以,也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。

由于电动助力转向系统只需电力不用液压,与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等,零件数目少,布置方便,重量轻。 而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右,提高了汽车的运行性能。因此在近年得到迅速的推广,也是今后助力转向系统的发展方向。 有一些汽车冠以电动助力转向,其实不是真正意义上的纯电动的助力转向,它还需要液压系统,只不过由电动机供油。传统的液压动力转向系统的油泵由发动机驱动。 为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性,油泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。而汽车行驶中大部分时间处于高于怠速的速度和直线行驶状态,只能将油泵输出的油液大部分经控制阀回流到储油罐,造成很大的“寄生损失”。 为了减少此类损失采用了电动机驱动油泵,当汽车直线行驶时电动机低速运转,汽车转向时电动机高速运转,通过控制电动机的转速调节油泵的流量和压力,减少“寄生损失”。 二、机械式液压动力转向系统

电动助力转向系统的研究与分析报告

目录 前言 (3) 第一章概述 (7) 1.1 汽车转向系统 (7) 1.2 汽车转向系统的发展历史 (7) 1.3 电动助力转向系统优点 (8) 1.4 电动助力转向系统无功损耗研究的重要性 (9) 1.5电动助力转向系统及发展趋势 (9) 第二章电动助力转向系统结构 (11) 2.1 控制器 (12) 2.2 传感器 (12) 2.3 助力电机 (13) 第三章电动助力转向系统的控制策略及验证 (15) 3.1 电动助力转向系统的控制策略 (15) 3.2电动助力转向系统的控制策略试验验证 (19) 第四章以飞度车为例说明电动助力转向系统工作原理及故障诊断 (24) 4.1 广州本田飞度轿的电动助力转向系统工作原理 (24) 4.2 电动助力转向系统的诊断 (27) 第五章电动助力转向系统无功耗的探讨 (28) 5.1 电动助力转向系统的能耗现状 (28) 5.2电动助力转向系统的能耗途径分 析 (28)

5.3无功损耗指标的研究 (32) 5.4电动助力转向系统节能方法的探讨 (33) 第六章电动助力转向系统得技术发展趋势 (35) 6.1舒适性功能 (35) 6.2 安全功能 (36) 第七章未来的转向系统----线控转向系统 (39) 7.1线控转向系统的结构和工作原理 (39) 7.2.线控转向系统的优点 (40) 7.3 汽车线控转向系统的关键技术 (41) 7.4 线控转向系统可靠性问题 (41) 7.5 汽车线控转向技术的前景展望 (42) 第八章基于线控转向系统技术——对无线转向系设想 (44) 8.1 技术基础 (44) 8.2 现实模型 (44) 第九章结束语 (47) 参考文献 (48) 附件部分 第一部分EPS系统试验设备彩照 (49) 第二部分外语翻译(欲称霸全球的小型汽车公司) (50) 第三部分外语翻译原文 (55)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS)

电动机械式液压助力转向系统 (EPS) 电动机械式助力转向系统 (EPS) 与传统液压助力转向机构在转向助力上有所区别。EPS 通过一个电动伺服马达而非通过一个液压驱动装置对驾驶员提供支持。只在转向时,此伺服马达才激活。因此,该伺服马达在直线行驶时不消耗功率。 电动机械式助力转向系统具有下列优点: - 驻车时转向力较低 - 集成式、视车速而定的转向助力(伺服转向助力系统) - 转向时冲击较低以及方向盘旋转振动较低 - 主动式方向盘复位 - 节约燃油达 0.3 l/100 km 并因此降低 CO 2 排放 - 不需要液压油 电动机械式助力转向系统包含下列装备系列: 电动机械式助力转向系统 (EPS):12 伏特供电(和以前相同) 电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合:由发动机室内的外部起动接线柱进行 12 伏供电 电动机械式助力转向系统 (EPS),配备一体化主动转向控制 (AL) 和电动马达/变速箱特定组合(重量集中在前桥):由辅助电池、断路继电器和具有 DC/DC 转换器的辅助电池充电装置进行 24 伏特供电 显示的为带主动转向控制的电动机械式助力转向系统 索引 说明 索引 说明 1 转向器 2 转向阻力矩传感器

EPS 控制单元 4 集成有马达位置传感器的伺服马达 5 EPS 单元 部件简短描述 将描述电动机械式助力转向系统的下列部件: EPS 单元 EPS 单元由下列部件组成: - EPS 控制单元 - 集成有马达位置传感器的伺服马达 EPS 控制单元是电动机械式助力转向系统的一部分。EPS 控制单元通过 2 个插头连接与车载网络连接。转向阻力矩传感器通过另一个插头连接与 EPS 控制单元连接。 在 EPS 控制单元中存储了多条用于伺服助力装置、主动式方向盘复位以及减震特性的特性线。根据输入端参数计算出的数值与相应的特性线一起得出必要的转向助力。 根据不同的装备系列,为 EPS 单元提供不同的总线端 Kl. 30。接线盒中的配电器为 EPS 控制单元提供总线端 Kl. 15N。 索引 说明 索引 说明 1 带伺服马达的 EPS 装置 2 转向阻力矩传感器的插头连接,6 芯(使用 2 个线脚 Pin) 3 电源插头连接,2 芯 4 车载网络插头连接,6 芯

电动助力转向系统故障自诊断的研究

电动助力转向系统故障自诊断的研究 2007-09-24 08:23:04 作者:qichejishu来源:浏览次数:0 网友评论 0 条 一、引言 转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。实践证明电动助力转向系统... 一、引言 转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性和行驶安全性。实践证明电动助力转向系统(EPS)具有节能、成本低和便于控制,易于装车,提高操纵稳定性和轻便性以及符合机电一体化的要求等优点,正迎合了时代的要求。自从1988年EPS在日本商业化以来,相继得到了国外各大汽车企业的大力开发和广泛应用,不仅用于微型汽车和小型汽车,还广泛应用于轻型汽车及普通型轿车上。国内近几年也得到了相当的重视,也有一些车辆(如昌河北斗星轿车)安装了进口EPS,但还没有自主知识产权的EPS进入市场,从几家研发的产品看出,这其中的因素有很多,特别是车辆在行驶中系统的故障在线监测、故障自诊断和安全防范,以及EPS装车后的行车安全性等方面还不能很好的得到保证。 电动助力转向系统通常由转矩传感器、车速传感器、控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等组成(如图1)。其基本工作原理:转矩传感器测得的方向盘转矩信号和车速信号一同送给控制单元,经控制单元处理和计算以决定电动机助力电流的大小,然后通过电磁离合器和减速机构实现转向助力。

二、故障自诊断的基本原理 故障自诊断系统的作用是监测、诊断电子控制系统各传感器、执行器以及电子控制器(E CU)的工作是否正常。当ECU中某一电路超出规定范围的信号时,自诊断系统就判定该电路及相关的传感器或执行器发生故障,并控制故障指示灯闪烁,目前常用的故障代码指示有二种:一是以闪烁次数和时间长短表示不同故障,如三菱、现代、克莱斯勒、宝马等;二是不同颜色的几盏灯(一般为红、绿灯)闪烁表示不同故障,如本田、日产等。同时将故障信息以故障代码的形式存储到ECU内部的存储器中,然后ECU控制系统采取相应的安全防范措施。故障信息一旦被存储,即使故障已经排除且故障指示灯熄灭,仍将储存在存储器中。消除故障码的方法有二:一是将保险丝盒中的保险丝拔下10S以上;二是将蓄电池搭铁线拆下1 0S以上。 三、电动助力转向系统故障自诊断 1 系统各组成部件的故障辨识 根据EPS系统控制线路(如图2),本文对EPS系统各组成部件进行如下故障诊断。

汽车电动助力转向控制系统控制器设计说明

第一章绪论 电动助力转向系统(Electric Power Steering,缩写EPS)是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统,EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成。它是近代各种先进汽车上所必备的系统之一。 1.1电动助力转向的发展 从最初的机械式转向系统(Manual Steering,简称MS)发展为液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,简称HPS),然后又出现了电控液压助力转向系统(Electro Hydraulic Power Steering,简称EHPS)和电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)。 装配机械式转向系统的汽车,在泊车和低速行驶时驾驶员的转向操纵负担过于沉重,为了解决这个问题,美国GM公司在20世纪50年代率先在轿车上采用了液压助力转向系统。但是,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应功能的电控液压助力转向系统。这种新型的转向系统可以随着车速的升高提供逐渐减小的转向助力,但是结构复杂、造价较高,而且无法克服液压系统自身所具有的许多缺点,是一种介于液压助力转向和电动助力转向之间的过渡产品。到了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,从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。

1.2 电动助力转向的分类: 机械液压助力 机械液压助力是我们最常见的一种助力方式,它诞生于1902年,由英国人Frederick W. Lanchester发明,而最早的商品化应用则推迟到了半个世纪之后,1951年克莱斯勒把成熟的液压转向助力系统应用在了Imperial车系上。由于技术成熟可靠,而且成本低廉,得以被广泛普及。 机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等等。这种助力方式是将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力,对转向系统施加辅助作用力,从而使轮胎转向。电子液压助力 由于机械液压助力需要大幅消耗发动机动力,所以人们在机械液压助力的基础上进行改进,开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动,而是由电动机来驱动,并且在之前的基础上加装了电控系统,使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关,还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀,新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。电动助力 EPS就是英文Electric Power Steering的缩写,即电动助力转向系统。电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。该系统由电动助力机直接提供转向助力,省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮,既节省能量,又

电控液压助力转向系统简介

电控液压助力转向(ECHPS)系统简介 ——反力控制式 反力控制式ECHPS系统是在传统液压助力转向 系统(HPS)的基础上增加一套反力控制装置而构成 的。该系统通过对转向控制阀的阀芯施加随车速而 变化的反作用力,使得转向操纵力矩必须克服施加 在阀芯上的反作用力而引起的转动阻力矩,才能使 阀芯和阀套产生相对转动而产生助力,见图1。目 前,产生反作用力的方式大都采用液压助力转向系 统中的液压力,也有通过电磁方式施加反作用力。 1.液压反力式ECHPS 系统 液压反力式ECHPS 系统是在传统HPS 系统的基础上增加一套液压反力装置而构成,见图2。液压反力装置由电磁阀和活塞等组成。活塞套在阀芯的上部,二者可轴向移动,但不能相对转动。活塞的下端及阀套的上端都加工有V 形槽,槽中放置有滚柱。活塞与转向器壳体上部形成反力腔,反力腔中装有弹簧。反力腔与转向器进油口的通道上安装有电磁阀,电磁阀受车速信号的控制。当车速较低时,电磁阀关死,反力装置不起作用。此时,系统的工作状态与传统HPS 系统相同。随着车速的提高,电磁阀逐渐开启,反作用腔中建立起一定的压力。此时,由于受弹簧力和液压力的共同作用,滚柱受到较大的轴向力,使得产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转向盘转矩较大,即转向助力减小。电磁阀开度越大,节流阻力越小,反作用腔中压力越高,产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转向盘转矩越大,转向助力越小。 由图2可知,在反作用腔与回油口的通道上安装有单向阀。当转动转向盘而使活塞相对阀芯向上运动时,反作用腔中压力进一步增加,此时单向阀开启,使反作用腔中压力不会超过设定值,也避免转向操纵过于沉重。 另外,反作用腔中的弹簧可提高转向盘中间位置路感。 图1 反力机构原理 1-阀芯;2-扭杆; 3-反力机构;4-阀套

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