汽车动力转向系统设计说明书.doc

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1 绪论
转向系统是汽车底盘的重要组成局部，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以与保护驾驶员的人身安全、助力泵改由电机驱动，取代了由发动机驱动的方式，节省了燃油消耗；具有失效保护系统，电子元件失灵后仍可依靠原转向系统安全工作；低速时转向效果不变，高速时可以自动根据车速逐步减小助力，增大路感，提高车辆行使稳定性。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结合的机电一体化产品。一般由电气和机械两局部组成，电气局部由车速传感器、转角传感器和电控单元ECU 组成；机械局部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，节省一局部发动机功率。
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，大局部工作油经过转向阀流回储油罐，少局部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、车速以与电动机转速的反响信号等，判断汽车的转向状态，决定提供助力大小，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，推动活塞以产生适当的助力，协助驾驶员进展转向操作，从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根底上有了较大的改良，但液压装置的存在，使得该系统仍有难以克制如渗油、不便于安装维修与检测等问题。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。
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〔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，从此揭开了电动助力转向在汽车上应用的历史。EPS 是在EHPS 的根底上开展起来的, 它取消EHPS 的液压油泵、油管、油缸和密封圈等部件,完全依靠电动机通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, 解决了长期以来一直存在的液压管路泄漏和效率低下的问题。电动助力转向系统在本田飞度、思域以与丰田新皇冠、奔驰新A-class等车型上纷纷被采用。
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、电动机、电磁离合器以与减速机构组成。
1.
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位置传感器的信号，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〕。扭矩和方向盘位置信息经过控制单元处理，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，这里的齿轮机构如此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完成了助力转向。
. 电动助力转向系统特点
(1)节约了能源消耗。 与传统的液压助力转向系统相比，没有系统要求的常运转转向油泵，且电动机只是在需要转向时才接通电源，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。还消除了由于转向油泵带来的噪音污染。液压动力转向系统需要发动机带动液压油泵，使液压油不停地流动，再加上存在管流损失等因素，浪费了局部能量。相反EPS 仅在需要转向操作时才需要向电机提供的能量。而且，EPS系统能量的消耗与转向盘的转向与当前的车速有关。当转向盘不转向时，电机不工作；需要转向时，电机在控制模块的作用下开始工作，输出相应大小与方向的转矩以产生助动转向力矩。该系统真正实现了
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“按需供能〞，是真正的“按需供能型〞〔on-demand〕系统，在各种行驶条件下可节能80%左右。
(2)改善了转向回正特性。 当驾驶员转动方向盘一角度然后松开时，EPS 系统能够自动调整使车轮回到正中。同时还可利用软件在最大限度内调整设计参数以获得最优的回正特性。通过灵活的软件编程，容易得到电机在不同车速与不同车况下的转矩特性，这些转矩特性使得该系统能显著地提高转向能力，提供了与车辆动态性能相匹配的转向回正特性。而在传统的液压控制系统中