汽车常用转向系统的性能分析1
多轴汽车的转向系统

第六章多轴汽车的转向系统汽车转向系(Steering System)是用来控制汽车行驶方向、保证汽车直线行驶并灵活改变行驶方向的总成系统。
多轴汽车的转向行驶性能包括转向机动性和转向行驶稳定性等性能。
这些性能都具有非常重要的地位。
汽车转向系的基本要求有:1)转向必须安全可靠。
2)要有正确的运动规律,保证稳定的行驶方向,准确执行驾驶人的意志,保证具有良好的稳态转向特性,防止车身侧倾时过大地牵动车轮转向。
3)多轴汽车应保证具有良好的机动性能,具有较小的转弯半径、转向通道和轨迹差等机动性参数。
4)应保证驾驶操作轻便,以减轻驾驶人的劳动强度。
转向时施加在转向盘上的手力,中型车不得超过360N,重型车和多轴越野车不得超过450N,必要时须加装助力和动力系统。
5)转向盘的回转圈数要尽可能减少,且应具有自动回正能力;特别在车轮受到地面冲击时,不可产生过大的反冲力,一般都应安装阻尼装置,以防止反冲和摆振。
6)对于多轴汽车动力分组转向的后组,必须安装可靠的锁死装置,以确保高速行驶的稳定性和安全性。
多轴汽车的转向系统较为复杂,问题很多,本书仅在介绍转向模式和转向形式的基础上着重介绍转向机动性、转向稳定性和转向轻便性。
第一节转向模式和转向形式一、转向模式所谓转向模式,是指在不同工况下的转向驾驶模式,包括常态转向驾驶、瞬心在后轴线上的转向驾驶、斜向驾驶,90°驾驶、原地回转驾驶、横向驾驶以及复位驾驶七种模式,具体如图6-1所示。
二、转向形式转向形式,是指转向的类型和方式。
例如选用何种转向器,是否装有助力和动力系统,特别是全轮转向,还是部分车轮转向。
在部分车轮(轴)转向中,哪些车轮(轴)是转向轮(轴),哪些是非转向轮(轴)等。
多轴汽车一般都采用机械传递,选用循环球式转向器,装有防振阻尼装置和助力装置以及动力转向系统,且具有应急转向功能。
随着车轴数的增多,转向系统越来越复杂,普遍采用分组动力转向和转向轴与非转向轴的棍合转向,即“转-非”混合或“转-随”混合。
汽车转向系统运动学性能优化研究

汽车转向系统运动学性能优化研究1. 引言汽车作为现代交通工具的代表之一,在我们的生活中扮演着重要的角色。
而汽车的转向系统作为汽车的重要组成部分之一,对于汽车的操纵和操控起着关键作用。
因此,对汽车转向系统的运动学性能进行优化研究,具有重要的意义。
2. 转向系统的运动学性能分析转向系统的运动学性能指的是车辆在转向时的姿态、稳定性和操纵性等方面的性能指标。
而这些性能指标直接影响了车辆的行驶舒适性和安全性。
因此,对转向系统的运动学性能进行分析,是进行优化研究的基础。
2.1 车辆的姿态分析车辆在转向时会发生侧倾和滚动等姿态变化,这些变化会对车辆的稳定性产生影响。
因此,在优化转向系统的运动学性能时,需要对车辆的姿态进行分析,寻找合适的调整策略,以提高车辆的稳定性。
2.2 车辆操纵性分析车辆的操纵性指的是车辆在转向过程中的反应速度和灵敏度等方面的指标。
而操纵性的好坏直接影响了驾驶员对车辆的掌控能力。
因此,在进行转向系统的运动学性能优化时,需要注重车辆的操纵性分析,以达到最佳的操纵效果。
3. 汽车转向系统的优化方法为了提高汽车转向系统的运动学性能,可以采取以下优化方法:3.1 转向系统的参数设计优化转向系统的参数设计对于其运动学性能有着重要影响。
通过对转向系统的参数进行设计优化,可以改善车辆的操纵性和稳定性。
例如,调整转向系统的转向比例和传动比,可以使得车辆在转向时更加敏感和平顺。
3.2 转向系统的控制策略优化转向系统的控制策略是影响其运动学性能的另一个关键因素。
通过优化转向系统的控制策略,可以提升车辆的操纵性和稳定性。
例如,采用主动转向系统来增加车辆的转向力度和稳定性,或者采用电子稳定控制系统来提高车辆在转向时的安全性。
3.3 转向系统的材料和结构优化转向系统的材料和结构对于其运动学性能也具有重要影响。
通过优化转向系统的材料和结构,可以减轻系统的质量和惯性,提高转向系统的响应速度和灵敏度。
例如,采用轻量化材料和结构设计,可以降低转向系统的质量,从而提高车辆的操纵性和燃油经济性。
汽车转向系设计答辩ppt课件

五、动力转向机构设计
1.1对动力转向机构的选取
整体式动力转向器多用在轿车和前桥载重在15t以下的货车上,本设计 的货车的前桥的载重为2.4t,所以采用整体式动力转向器 2.液压式动力转向机构的计算
2.1动力缸尺寸计算
动力缸内径D
活塞杆直径
动力缸体壁厚t
六、转向梯形优化设计
建立约束条件时应考虑到:设计变量m及 过小时,会使横拉杆上的转 向力过大;当m过大时,将使梯形布置困难,故对m的上、下限及对 的下限应设置约束条件。因 越大,梯形越接近矩形.f(x)值就越大 ,而优化过程是求f(x)的极小值,故可不必对 的上限加以限制。
最小传动角约束条件为:
优化结果:
七、设计总结
通过本次汽车设计实践课程使我 们对汽车设计有更加深刻理解,不 仅锻炼了自己动手设计的能力,而 且培养了创新理念。在这里要非常 感谢老师和学校提供的这次机会.
谢谢!
目录
一、转向系的功能和要求 二、转向系分析 三、转向系主要性能参数 四、转向器设计计算 五、动力转向机构设计 六、转向梯形优化设计 七、设计总结
一、转向系的功能和要求
1.汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心 旋转。
2.操纵轻便,作用于转向盘上的转向力小于 200N。
3.转向系的角传动比在23~32之间,正效率在 60%以上,逆效率在50%以上。
为了布置方便,减小由于装置位置误差及部件相 对运动所引起的附加载荷,提高汽车正面碰撞的 安全性以及便于拆装,在转向轴与转向器的输入 端之间安装转向万向节。(见后图)
采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动,但 柔性万向节如果过软,则会影响转向系的刚度。
重型货车转向阻力大,采用动力转向时,还应有 转向动力系统。
转向系统认识实验报告

一、实验目的1. 了解汽车转向系统的基本组成和工作原理。
2. 掌握转向系统的结构特点及其在汽车行驶中的作用。
3. 熟悉转向系统的拆装方法和操作步骤。
4. 培养实验操作技能和观察分析能力。
二、实验原理汽车转向系统是汽车行驶中不可或缺的部分,其主要作用是使汽车能够按照驾驶员的意愿改变行驶方向。
转向系统主要包括转向器、转向传动机构、转向助力机构等部分。
其中,转向器是转向系统的核心部件,它将驾驶员的转向操作转换为转向力矩,传递给转向传动机构,进而实现汽车的转向。
三、实验设备1. 汽车转向系统模型或实物2. 扳手、螺丝刀等工具3. 万用表4. 计时器四、实验内容1. 转向系统结构观察(1)观察转向系统的整体结构,了解各部件的相对位置和连接方式。
(2)识别转向系统的主要部件,如转向器、转向传动机构、转向助力机构等。
(3)观察转向器内部结构,了解转向器的工作原理。
2. 转向系统拆装(1)根据实验指导书,按照拆装步骤进行转向系统的拆装。
(2)在拆装过程中,注意观察各部件的连接方式和装配顺序。
(3)拆装完成后,检查各部件是否完好,并进行必要的清洗和润滑。
3. 转向系统性能测试(1)使用万用表测量转向器电阻,判断转向器是否正常。
(2)使用计时器测量转向传动机构的传动比,判断转向传动机构是否正常。
(3)观察转向助力机构的工作情况,判断转向助力机构是否正常。
4. 转向系统故障分析(1)分析转向系统常见的故障现象,如转向沉重、转向跑偏等。
(2)根据故障现象,判断故障原因,如转向器磨损、转向传动机构卡滞等。
(3)提出相应的故障排除方法。
五、实验结果与分析1. 转向系统结构观察通过观察转向系统模型或实物,我们了解了转向系统的整体结构,识别了转向系统的主要部件,如转向器、转向传动机构、转向助力机构等。
同时,我们还观察了转向器内部结构,了解了转向器的工作原理。
2. 转向系统拆装在拆装过程中,我们按照拆装步骤进行了转向系统的拆装,注意了各部件的连接方式和装配顺序。
第七章 汽车转向系统设计

马 天
力矩反算载荷,动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向
飞
盘轮缘上的最大瞬时力(700N)。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45,淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢导程角必须大于摩擦角,通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律
车
➢由于转向传动机构角传动比近似为1,因此转向器的角传动比变化
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化,则
教
➢汽车低速急转弯行驶时,转向阻力矩大,应选用大些的转向器
案
角传动比;
➢汽车以较高车速转向行驶时,转向轮转角较小,转向阻力矩也
案
2.分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述
某车型转向系统NVH性能分析与优化

某车型转向系统NVH性能分析与优化摘要:本文首先针对某车型怠速时转向系统NVH性能存在的问题进行深入的分析,在此基础上将仿真分析与试验测试方法之间实现了有效的结合,然后针对车型转向系统NVH性能优化措施进行了深入的探究,希望能为相关人员提供合理的参考依据。
关键词:转向系统;NVH性能;分析;优化目前,随着我国社会经济的不断发展,人们对于生活舒适度提出了更高的要求,从而对汽车NVH性能引起了高度的重视。
在汽车行驶过程中,转向系统通常会产生振动和噪声现象,并且驾驶员可以对这些现象进行直接的感受,对于整个汽车NVH性能的发挥产生了非常重要的影响。
在对汽车转向系统以及仪表板总成进行设计的过程中,对有限元法进行充分的利用,在此基础上不但可以减少成本的投入,同时还能对转向系统与仪表板安装横梁总成的NVH性能进行准确的预测。
1某车型转向系统有限元分析1.1有限元模型的构建本文在对转向系统有限元模型进行构建的过程中,主要是采用Hypermesh有限元软件来进行,在对有限元模型进行计算的过程中,保证最终的计算结果具有一定的准确性,在此基础上针对该模型进行了相应的优化处理工作,比如对安全气囊进行了集中的模拟,在对钣金件进行模拟的过程中,主要是采用shell单元来进行,在对方向盘以及是十字节进行模拟时,采用实体单元方法来进行。
1.2模态分析在已经构建完善的有限元模型基础上,然后通过MSC.Nastran完成了相应的分析工作,对最终的结果进行求解,其计算结果如下表1所示。
表1 转向系统仿真结果与试验结果对比由上表中所显示的相关数据可以了解到,有限元仿真结果可以符合最终的试验测试结构,并且误差控制在了6%以内,其中1阶固有频率的误差为1.51%,在对转向系统模态结果分析与计算的基础上,可以对有限元模型的准确性进行有效的判定。
1.3模态优化结合实验过程来看,该车型在怠速状态下,其方向盘1阶固有频率与发动机激励频率之间存在共振现象,这就会造成在怠速状态下时,方向盘产生非常大的振动现象。
(完整版)汽车转向系统诊断与维修
汽车转向系统诊断与维修1 概述1.1 汽车转向系统概述用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。
汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向.汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要,因此汽车转向系统的零件都称为保安件。
汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。
汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向。
就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是, 驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵横轴线偏转一定角度。
这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,即称为汽车转向系统。
汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。
机械转向系统:完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。
动力转向系统:借助动力来操纵的转向系统。
动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
1。
2 转向系简介及工作原理机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。
机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。
驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。
从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。
作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。
经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆,再传给固定于转向节上的转向节臂,使转向节和它所支承的转向轮偏转,从而改变了汽车的行驶方向。
转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。
1。
2.1 转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成,它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
1。
2。
2 机械转向器机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。
目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。
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面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程
面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程田冠男杨晋谢然徐有忠(奇瑞汽车有限公司乘用车工程研究院CAE部安徽芜湖241009)摘要: 本文提出了一种面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程,简述了转向系统振动的激励源,针对转向柱总成进行了模态分析与试验对比,并结合提升转向柱与仪表板安装横梁总成NVH 性能的工程实例,进一步针对转向柱安装支架进行了静强度分析与结构优化,该方法最终在奇瑞某车型开发中得到了较好的应用。
关键词: NVH 转向系统分析与设计流程MSC.Nastran 结构优化An Analysis and Design Process Oriented on VehicleSteering System NVH PerformanceTian Guannan, Yang Jin, Xie Ran, Xu YouzhongCAE Department,Passenger Vehicle Product Development, Chery Automobile Company Ltd. Wuhu, Anhui 241009,ChinaAbstract: Orienting on vehicle steering system NVH performance, an analysis and design process is given. Exciting resource of steering system shake is introduced. To analyze mode of steering system, both FEM and test method is used. An example aimed to increase NVH performance of steering column and IP is given. In the example, this analysis process is applied, at last strength analysis and structure optimization of mounting bracket is given, the performance of a Chery passenger car has increased a lot.Key words:NVH, Steering System, Analysis and Design Process, MSC.Nastran, Structure Optimization0 引言汽车上用于改变行驶方向的机构称为汽车转向系。
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汽车常用转向系统的性能分析摘要汽车转向系统是用来改变和恢复汽车行驶方向保持汽车直线行驶的机构,对转向轮的正常运转和汽车的安全行驶影响很大。
汽车转向系一旦有问题,很用以造成事故。
因此汽车转向系的技术状况对与保证汽车行驶安全、减轻驾驶劳动强度、提高运输效率、延长车辆使用寿命有着十分重要的作用。
在使用中,由于汽车转向系统工作条件恶劣,转速与负荷经常变化,长期弯曲、扭矩剪切和道路不平引起的冲击载荷同时受到各种因素的影响,其零部件必然会产生不同程度的弯曲、扭曲变形和绣缺裂纹断裂损失,从而影响汽车的操纵轻便性、经济性和安全性。
为使汽车正常行驶必须采取经常性的检修、维护措施,防止不应有的损坏及时查明故障隐患并予以消除,使之保持完好的技术状况。
熟练掌握汽车转向系统的结构原理、使用维护和故障诊断及汽车诊断仪的熟练使用等技术,这对于我们从事汽车行业的人员至关重要。
通过本次毕业论文对转向系统进行进一步的了解,并且结合通过实习了解的知识对转向系统的可能出现的问题进行分析和解决方法,从而提高自身对转向系统的深入认识。
关键词:动力转向,性能,发展,故障诊断目录摘要 (I)1绪论 (3)1.1国外研究现状 (3)1.2 国内研究现状 (4)2 转向系统的类型 (6)3 汽车转向系功能要求与其相应机构的分析 (7)3.1对转向盘的操纵要求即轻便灵活又有稳定的操作感受 (7)3.2对转向操控有较高的灵敏性并能简化其结构以减小能耗 (8)3.3要求转向车轮的运动规律正确稳定 (8)3.4有相应的安全可靠性 (9)3.5尽可能减小转弯半径和提高高速转向时的稳定性 (9)4 传统转向系统 (9)5 助动力转向系统 (11)5.1液压式动力转向系统 (11)5.2电动助力动力转向系统 (12)5.3线控转向系统(电子转向系统) (12)6 汽车转向系统性能优劣的比较及其决定因素分析 (13)6.1 各转向系统性能优劣的比较 (13)6.2 汽车转向系统性能优劣的决定因素分析 (15)7 现代汽车转向装置的发展趋势 (17)7.1 现代汽车转向装置的使用动态 (17)7.2 循环球式转向器特点 (18)7.3动力转向是发展方向 (19)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1绪论随着汽车工业的迅猛发展作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展。
汽车转向系统经历了机械式转向系统、液压助力转向系统(HPS)、电控液压助力转向系统(EHPS)、电动助力转向系统(EPS)及代表未来研究方向的线控电动转向系统(SBW)。
1.1国外研究现状EPS是继液压助力转向系统后产生的一种动力转向系统。
从上个世纪50年代开始,汽车工程师就开始对电动助力转向产生兴趣。
但是由于成本等原因,一直很难设计生产出在性能和价格比上可以与液压助力转向系统匹敌的电动助力转向系统。
经过二十几年的发展,EPS技术日趋完善,其应用范围己经从最初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展,如本田的Accord和菲亚特的Punto等中型轿车已经安装EPS,本田甚至还在其Aucra NSX赛车上装备了EPS,EPS的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,Delphi为Punto车开发的EPS属全速范围助力型,其控制形式与功能也进一步加强,并且首次设置了两个开关,其中一个用于郊区,另一个用于市区和停车。
当车速大于70km/h后,这两种开关设置的程序则是一样的,以保证汽车在高速时有合适的路感。
这样即使汽车行驶到高速公路时驾驶员忘记切换开关也不会发生危险。
市区型开关还与油门相关,使得在踩油门加速和松油门减速时,转向更平滑。
日本早期的EPS仅仅在低速和停车时提供助力,高速时EPS将停止工作。
新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。
如铃木公司装备的一款EPS是一个负载一路面一车速感应型助力转向系统。
二十世纪六十年代末,德国Kassel Mann等人设计出将方向盘与转向车轮之间用电线传递控制信号来代替原有的机械连接的主动转向系统,随后世界各大汽车厂家、研发机构都不甘落后。
宝马、戴姆勒一克莱斯勒、ZF、 DELPHI、TRW、本田等各大汽车公司以及日本的KOYO精工技术研究所、日本国立大学在内的科研机构均对汽车电子转向系统的可行性及性能特点做了深入的研究。
2001年在日内瓦举行的第71届国际汽车展览会上,意大利Bertone汽车设计开发公司展示了其新型概念车“FILO”。
该概念车所有的操控动作均由导线传递即采用的“Drive by Wire”技术。
而宝马汽车公司在其概念车“BMW - Z22”上应用“Steering by Wire”技术即电子转向系统,使转向盘的转动范围减少到了160度,从而能够使车辆做紧急转向时驾驶员的负担降低。
日本的KOYO研究所也开发出了自己的电子转向系统,在该系统中仍然保留了转向盘与转向轮之间的机械连接部分,以保证转向系统的安全可靠性能。
只有当电子转向系统线控部分失效时才通过一套离合机构,将机械转向接通。
他们的研究、实验结果表明:利用电子转向系统进行主动控制的汽车,在摩擦系数很小的坚实雪地上进行蛇行、移线、侧向风试验中基本按照预定的轨迹行驶,比传统转向系统在路线跟踪性能上有较大的提高。
在对开路面上进行制动试验也能基本保证汽车的直线行驶,制动距离也大大缩短。
他们做了在只有ABS、在ABS的车上加装稳定性控制、在ABS的车上安装电子转向系统三种情况下紧急制动的实验,此实验结果表明第三种情况下即在ABS的车上安装电子转向系统时刹车效果最好。
2002年9月在巴黎车展上,美国通用汽车公司首次向全球展出了其电子转向操控燃料电池概念车Hy-Wire ,Hy-Wire为Hydrogen与by Wire的组合词,即标示该概念车为氢燃料驱动和线传操控(电子转向系统),该车没有操作踏板,仅有一个称为“X- Drive”的电控操作面板。
其操控彻底摒弃了转向、加速和制动等机械操控方式,完全采用电子控制方式,使汽车无论在内部空间的设计、总布置设计还是车身设计上均发生了历史性的改变,它也预示着电子转向技术的发展蕴涵着巨大潜力。
1.2 国内研究现状但是在我国,电动助力转向的开发还处于起步阶段,并且处于实验室研究阶段,仅有为数不多的院校开展了电动助力转向系统的研究。
清华大学汽车系在EPS领域进行了卓有成效的研究,并取得了很大的进展,在控制策略、电动助力转向硬件及台架方面,目前处于国内研究的前列。
1993年,清华大学汽车工程系的教授指导硕士研究生进行了EPS系统的探索性研究,清华大学的季学武教授还申请了“一种车用光电式扭矩传感器”专利,因为扭矩传感器一直是电动助力转向的核心部件。
吉林大学也进行电动助力转向系统的研究,并制作了试验台架,取得许多的试验数据,为下一步的研究开发提供有用的试验数据。
武汉理工大学、华中科技大学、江苏理工大学和天津大学也对电动助力转向系统的转向特性和转向盘力等进行了理论方面的研究。
合肥工业大学机械汽车学院完成了转向系运动学、动力学分析计算,提出了关于EPS的控制策略,并在汽车转向试验台上对控制策略进行了检验,同时进行了道路试验证明其合理性,为EPS的产品化奠定了坚实的基础。
这些研究都对下一步的电动助力转向的研究打下了一定的基础。
但是关于电动助力转向系统,国内的文献大多集中在控制策略、系统的建模与仿真以及软硬件方面的研究,对助力特性曲线方面的研究很少,只有几篇文献提到了转向助力特性曲线,但也只是仅就其中的某一方面进行了讨论,对电动助力转向系统中助力特性曲线的研究还基本处于空白:一是车速对助力增益的影响不清楚;二是助力特性曲线确定的理论依据不明确,都没有明确指出所采用的助力特性曲线到底对汽车的转向路感、操纵稳定性有没有影响;三是如何根据转向轻便性、转向路感综合确定转向助力特性曲线,这也还没有人研究过。
而国外的可能是出于技术保密,还没有文献专门对此进行研究,一般都是在控制系统设计中附带的提一下。
通过以上分析可知,应用电子转向系统的车辆由于使用了电子控制技术而与传统转向系统汽车相比更加容易达到节省能源、增强环保的要求,满足越来越严格的油耗和排放法规的要求,同时由于采用了精确的控制技术能有效提高整车的操纵稳定性能等,极大的满足车辆安全性要求,有效降低事故的发生和由此引起的损失。
总之,线控转向在EPS的基础上,将转向系统的发展又推进了一步,它将为实现汽车智能化驾驶提供技术支持。
纵观转向系统的发展,总是顺应操作更加方便智能的发展方向。
其中,电动助力转向系统作为现代汽车转向技术的发展趋势,有着广阔的应用和发展空间。
根据我国转向系统的研究现状,以及与国外研究和发展的差距,对于我国来说研究和开发拥有自主知识产权的EPS具有重要意义,并将为进一步开发线控电动转向系统打下基础。
2 转向系统的类型车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统、线控转向系统4个基本发展阶段。
(1)纯机械式转向系统∶机械式的转向系统,由于采用纯粹的机械解决方案,为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘,这样一来,占用驾驶室的空间很大,整个机构显得比较笨拙,驾驶员负担较重,特别是重型汽车由于转向阻力较大,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向,这就大大限制了其使用范围。
但因结构简单、工作可靠、造价低廉,目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。
(2)液压助力转向系统∶动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统,比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统和电动液压助力转向系统。
变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下,泵的流量会相应地减少,从而有利于减少不必要的功耗。
电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵,由于电机的转速可调,可以即时关闭,所以也能够起到降低功耗的功效。
液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞,布置更方便,降低了转向操纵力,也使转向系统更为灵敏。
由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力,目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。
(3)汽车电动助力转向系统(EPS)∶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。
EPS的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,并且其控制形式与功能也进一步加强。
日本早期开发的EPS仅低速和停车时提供助力,高速时EPS将停止工作。
新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。