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3.3即要求内、外侧转向轮的偏转角以及驱动轮的差速比正确稳定,两者的比值与转向盘的转角始终保持一定的关系,以确保在转向时各个车轮只有滚动而无滑动现象通过对汽车转向时其内、外侧转向轮和驱动轮的运动过程分析,为保证各车轮只滚动无滑动,要求四车轮均应绕同一圆心转动设为汽车轴L距,为汽车轮距,、分别为外、内侧转向轮的偏转角说明了外转向轮偏B a B转角须小于内转向轮偏转角并同时要求内、外侧驱动轮还需满足相应的差aB,速条件图汽车转向偏传角2-1为满足内、外侧转向轮的偏转角要求,需使其转向机构的左、右横拉杆与转向节臂成相应角度的梯形即非平行四边形关系,这也是各类转向系普遍采用的基本方法为满足驱动轮差速要求有采用机械差速和电子差速两种机械差速是传统汽车普遍采用的方法,其机构庞大而复杂而电子差速系统EDS是采用电子控制来实现,有诸多优点,随电动汽车的发展,特别是轮毂电机的应用,它将是汽车驱动轮差速控制的发展方向有相应的安全可靠性
3.4当汽车发生碰撞时,转向盘等装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害而当动力转向系统失效或发生故障时,应能保证通过人力转向仍能进行转向操纵尽可能减小转弯半径和提高高速转向时的稳定性
3.5为减小低速转向时的转弯半径,便于低速选位停车或窄道转向行驶;以及改善高速转向或在侧向风作用时的行驶稳定性,还需采用高性能的四轮转向来满足通过上述分析,根据转向机构最终带动转向节臂的横拉杆均为左右直线运动等特点,为提高转向系的快速响应性和满足在不同车速下有相应的助力等功能要求,在此特提出用直线步进电机直接带动左右横拉杆的两种汽车转向系统控制机构为说明其转向系的结构原理,还得对直线控制电机先作必要说明[3]传统转向系统4传统的汽车转向系统是机械系统,汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘,通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的普通的转向系统建立在机械转向的基础上,通常根据机械式转向器形式可以分为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式常用的有两种是齿轮齿条式和循环球式用于需要较大的转向力时这种转向系统是我们最常见的,目前大部分低端轿车采用的就是齿轮齿条式机械转向系统从上世纪四十年代起,为减轻驾驶员体力负担,在机械转向系统基础上增加了液压助力系统它是建立在机械系统的基础之HPShydraulicpowersteering,上的,额外增加了一个液压系统,一般有油泵、形带轮、油管、供油装置、V助力装置和控制阀由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用现在液压助力转向系统在实际中应用的最多,根据控制阀形式有转阀式和滑阀式之分这个助力转向系统最重要的新功能是液力支持转向的运动,因此可以减少驾驶员作用在方向盘上的力虽然传统转向系统工作最可靠,但是也存在很多固有的缺点,传统转向系统由于方向盘和转向车轮之间的机械连接而产生一些自身无法避免的缺陷
①汽车的转向特性受驾驶员驾驶技术的影响严重;
②转向传动比固定,使汽车转向响应特性随车速、侧向加速度等变化而变化,驾驶员必须提前针对汽车转向特性幅值和相位的变化进行一定的操作补偿,从而控制汽车按其意愿行驶这就变相地增加了驾驶员的操纵负担,使汽车转向行驶存在很大的不安全隐患;
③液压助力转向系统经济性差,一般轿车每行驶一百公里要多消耗升
0.3〜
0.4的燃料;另外,存在液压油泄漏问题,对环境造成污染,在环保性能被日益强调的今天,无疑是一个明显的劣势[]5机械转向系特点分析如下效率高,操纵轻便,有一条平滑的操纵力特性曲线1布置方便特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用;易于传2递驾驶员操纵信号;逆效率高、回位好,与液压助力装置的动作配合得好可以实现变速比的特性,满足了操纵轻便性的要求中间位置转向力3小、且经常使用,要求转向灵敏,因此希望中间位置附近速比小,以提高灵敏性大角度转向位置转向阻力大,但使用次数少,因此希望大角度位置速比大一些,以减小转向力由于循环球式转向器可实现变速比,应用正日益广泛通过大量钢球的滚动接触来传递转向力,具有较大的强度和较好的耐4磨性并且该转向器可以被设计成具有等强度结构,这也是它应用广泛的原因之一
(5)变速比结构具有较高的刚度,特别适宜高速车辆车速的提高高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性,必须保证转向器具有较高的刚度
(6)间隙可调齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙,使之具有合适的转向器传动间隙,从而提高转向器寿命,也是这种转向器的优点之一⑹助动力转向系统5使用机械转向装置可以实现汽车转向,当转向轴负荷较大时,仅靠驾驶员的体力作为转向能源则难以顺利转向动力转向系统就是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的转向加力装置减轻了驾驶员操纵转向盘的作用力转向能源来自驾驶员的体力和发动机(或电动机),其中发动机(或电动机)占主要部分,通过转向加力装置提供正常情况下,驾驶员能轻松地控制转向但在转向加力装置失效时,就回到机械转向系统状态,一般来说还能由驾驶员独立承担汽车转向任务液压式动力转向系统
5.1其中属于转向加力装置的部件是转向液压泵、转向油管、转向油罐78以及位于整体式转向器内部的转向控制阀及转向动力缸等当驾驶员转645动转向盘时,通过机械转向器使转向横拉杆移动,并带动转向节臂,使转19向轮偏转,从而改变汽车的行驶方向与此同时,转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动,使转向动力缸产生液压作用力,帮助驾驶员转向操作由于有转向加力装置的作用,驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多的转向力矩,就能使转向轮偏转优缺点能耗较高,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电动助力动力转向系统
5.2简称电动式或在机械转向机EPS EPSElectronic PowerSteering system构的基础上,增加信号传感器、电子控制单元和转向助力机构电动式是利用电动机作为助力源,根据车速和转向参数等因素,由电EPS子控制单元完成助力控制,其原理可概括如下当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的轴距传感器不断地测出转向轴上的转矩信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元电控单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转动方向,调整转向辅助动力的大小电动机的转矩由电子离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力例如,福克斯的电子液压系统由电脑根据发动机转速、车速以及EHPAS方向盘转角等信号,驱动电子泵给转向系统提供助力助力感觉非常的自然因此很多人对福克斯方向的感觉相当不错,转向操控感觉可以说是随心所欲有些车也号称采用电子助力,但是只是电机助力,没有液压辅助,容易产生噪音助力效果也远不如福克斯这一类型的电子助力优缺能耗低,灵敏,电子单元控制,节省发动机功率,助力发挥比较理想线控转向系统(电子转向系统)
5.3汽车电子转向系统是一种全新概念的转向系统,它取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接,操纵装置接受驾驶员指令,经过总线发送消息并从控制装置获得相应的反馈;同时转向控制单元由操纵装置接受驾驶员的指令,而转向执行装置则接受来自转向控制单元的控制命令,实现转向车轮对应角度的转向,通过一系列的软件协调使它们之间的运动关系达到和谐,因而可以实现一系列传统转向系统所不能实现的功能基本工作原理汽车线控转向系统的工作原理是,转向盘转角传感器将检测到的转向数据信号以及汽车运动中的各种信息通过数据总线传递给电控单元,屯控单元对这些信息综合分析,根据自身的内部控制策略,向转向执行系统发出指令,进行转向操作与此同时,电控单元通过分析转向盘转角、车轮转角等信号,控制转向盘回正电机,从而模拟出相应的“路感”汽车转向系统性能优劣的比较及其决定因素分析6汽车转向系统性能的优劣对汽车整体安全性和操纵性能至关重要,因此各汽车生产厂家和研究机构都致力于研究性能更加优越的转向系统本章先对各转向系统性能做一比较,然后从以下几个主要转向系统入手分析影响和决定汽车转向系统性能的因素各转向系统性能优劣的比较
6.1机械式转向系统
6.
1.1优点结构简单、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、农用车上仍有使用缺点虽然纯机械式转向系统工作可靠,但是也存在其自身无法克服的缺点传统机械转向系统由于方向盘和转向车轮之间是机械的连接,因此转向传动比相对固定,即角传递特性无法改变,导致汽车的转向响应特性无法控制,传动比无法随汽车转向过程中的车速、车辆的侧向加速度等参数的变化而进行补偿,而且受驾驶员技术的影响比较大,驾驶员必须在转向过程之前就对车辆的转向特性进行一定的操作补偿来控制车辆按照驾驶员意愿进行运动,这就无形中增加了驾驶员操作的精神和体力负担液压助力转向系统
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1.2优点减轻驾驶员的疲劳强度动力转向可以减小驾驶员的转向操纵力,提1高转向轻便性提高转向灵敏度可以比较自由地根据操纵稳定性要求选择转向器传2动比,不会受到转向力的制约允许转向车轮承受更大的负荷,不会引起转向沉重问题衰减道路冲击,提高行驶安全性液压系统的阻尼作用可以衰减道路3不平度对转向盘的冲击缺点选定参数完成设计之后,助力特性就确定了,不能再进行调节与控制,1因此协调轻便性与路感的关系困难,从而影响操纵稳定性;而按高速性能设计转向系统时,低速时转向力往往过大即使在不转向时,油泵也一直运转,增加了能量消耗2存在渗油与维护问题,提高了保修成本,且泄漏的液压油会对环境造3成污染电液助力转向系统
6.
1.3优点电液助力转向系统通过电控使驾驶员在低速时的转向手力减小,而在高速时的转向手力适当增大,从而使汽车操纵稳定性与汽车的操纵轻便性达到和谐统一电液助力转向系统可以解决传统机械转向系统由于转向器固定传动比而造成的转向“轻”与“灵”之间的矛盾缺点但是由于其发展是基于液压助力系统的,因此无论是电动液压助力转向系统还是电控液压助力转向都与传统液压助力系统同样存在着液压油泄漏的问题这在环境保护和可持续发展意识逐渐增强的今天,无疑是一个不小的缺陷电动助力转向系统
6.
1.4系统能在各种行驶工况下提供最佳助力,减小由路面不平所引1EPS起的对转向系统的扰动,改善汽车的转向特性,减轻汽车低速行驶时的转向操纵力,提高汽车高速行驶时的转向稳定性系统只在转向时电动机才提供助力,因而能减少燃料消耗2EPS3由于系统由电动机提供助力,电动机由蓄电池供电,因此能否助力与EPS EPS发动机是否起动无关,即使在发动机熄火或出现故障时也能提供助力系统取消了油泵、皮带、皮带轮、液压软管、液压油及密封件等,4EPS其零件比大大减少,因而其质量更轻、结构更紧凑,在安装位置HPS
6.2电控液压助力转向系统
6.
2.1不少司机在驾驶带有助力转向系统的车辆时,时常会将方向打死,这样做很容易对助力转向系统造成损坏使用液压助力转向系统,若将方向打到头,助力系统内的液压油因方向打死,通道接近封闭,造成压力升高,这时助力泵因液压油不能畅通流动,造成泵轴转动阻力增大,泵轴所遇到的增大的阻力通过转动盘和转动皮带传递至发动机如果这时发动机是怠速情况,很容易造成怠速不稳或熄火通常在液压助力转向泵上有一个压力感应器,它会把压力情况传到行车电脑,行车电脑会加大发动机的喷油量,提高转速,防止熄火,但行车电脑所给出的加大喷油量是有限的,如果方向打死时间过长,发动机最终还是会因转速过低而熄火,这时,驾驶员通常会人为地加大油门,这样做会使助力泵的油路系统压力过高,造成助力泵寿命减短或损坏而使用电动助力转向系统,若方向长时问处于打死状态,极易造成电动机烧毁正确使用转向助力系统的方法为打方向时不要将方向打死,如果发现方向打到头,要稍微回一下方向,这样不仅不影响转向效果,而且还能保护助力转向系统不受损坏如果注意听的话,当把方向打死时,发动机的声音和助力泵或电动机的声音会和平常情况下有所不同,稍微回一点儿方向,这种声音就会消失无论是液压助力转向系统,还是电动助力转向系统,若遇到必须将方向打死的情况,打死方向的时间尽量不要超过5So电动助力转向系统
6.
2.2根据它的结构和使用情况本节阐述影响其性能优劣的因素主要从以下几个方面入手电动机电动机根据的指令输出适宜的转矩,一般采用1ECU无刷永磁电动机,无刷永磁电机具有无激磁损耗、效率较高、体积较小等特点其最大电流一般为左右电压为额定转矩为左右电机是30A DC12V,ION m的关键部件之一,对的性能有很大的影响由于控制系统需要根据不EPS EPS同的工况产生不同的助力转矩,具有良好的动态特性并容易控制,这些都要求助力电机具有线性的机械特性和调速特性此外,还要求电机低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻、可靠性高、抗干扰能力强电磁离合器电磁离合器是保证电动助力只在预定的范围内起作用当车2速、电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时,离合器便自动切断电动机的电源,恢复手动控制转向此外,在不助力的情况下,离合器还能消除电动机的惯性对转向的影响为了减少与不加转向助力时驾驶车辆感觉的差别,离合器不仅具有滞后输出特性,同时还具有半离合器状态区域减速机构减速机构用来增大电动机传递给转向器的转矩它主要有两种3形式双行星齿轮减速机构和蜗轮蜗杆减速机构现代汽车转向装置的发展趋势7现代汽车转向装置的使用动态
7.1随着汽车工业的迅速发展,转向装置的结构也有很大变化汽车转向器的结构很多,从目前使用的普遍程度来看,主要的转向器类型有种有蜗杆肖4式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)这四种转向器型式,已经被广泛使用在汽车上据了解,在世界范围内,汽车循环球式转向器占左右,齿条齿轮式转45%向器占左右,蜗杆滚轮式转向器占左右,其它型式的转向器占40%10%5%循环球式转向器一直在稳步发展在西欧小客车中,齿条齿轮式转向器有很大的发展日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大,日本装备不同类型发动机的各类型汽车,采用不同类型转向器,在公共汽车中使用的循环球式转向器,已由年代的发展到现今的了(蜗杆滚轮式
6062.5%,100%转向器在公共汽车上已经被淘汰)大、小型货车大都采用循环球式转向器,但齿条齿轮式转向器也有所发展微型货车用循环球式转向器占齿条齿轮式占65%,35%综合上述对有关转向器品种的使用分析,得出以下结论•循环球式转向器和齿轮齿条式转向器,已成为当今世界汽车上主要的两种转向器;而蜗轮#0;蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器,正在逐步被淘汰或保留较小的地位在小客车上发展转向器的观点各异,美国和日本重点发展循环球式转向器,比率都已达到或超过90%;西欧则重点发展齿轮齿条式转向器,比率超过50%,法国已高达95%由于齿轮齿条式转向器的种种优点,在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展;而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构循环球式转向器特点
7.2循环球式转向器的特点是效率高,操纵轻便,有一条平滑的操纵力特性曲线布置方便特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用;易于传递驾驶员操纵信号;逆效率高、回位好,与液压助力装置的动作配合得好可以实现变速比的特性,满足了操纵轻便性的要求中间位置转向力小、且经常使用,要求转向灵敏,因此希望中间位置附近速比小,以提高灵敏性大角度转向位置转向阻力大,但使用次数少,因此希望大角度位置速比大一些,以减小转向力由于循环球式转向器可实现变速比,应用正日益广泛通过大量钢球的滚动接触来传递转向力,具有较大的强度和较好的耐磨性并且该转向器可以被设计成具有等强度结构,这也是它应用广泛的原因之一变速比结构具有较高的刚度,特别适宜高速车辆车速的提高高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性,必须保证转向器具有较高的刚度间隙可调齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙,使之具有合适的转向器传动间隙,从而提高转向器寿命,也是这种转向器的优点之一[5]我国的转向器生产,除早期投产的解放汽车用蜗杆#0;滚轮式转向器,东风汽车用蜗杆肖式转向器之外,其它大部分车型都采用循环球式结构,并都具有一定的生产经验目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器,并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器由此看出,我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展动力转向是发展方向
7.3动力转向系统的应用日益广泛,不仅在重型汽车上必须装备,在高级轿车上应用的也较多,在中型汽车上的应用也逐渐推广主要是从减轻驾驶员疲劳,提高操纵轻便性和稳定性出发;次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发虽然带来成本较高和结构复杂等问题,但由于优点明显,还是得到很快的发展动力转向有3种形式整体式、半分置式及联阀式动力转向结构目前3种形式各有特点,发展较快,整体式多用于前桥负荷38t汽车,联〜阀式多用于前桥负荷5#0;18t汽车,半分置式多用于前桥负荷6t以上到超重型汽车从发展趋势上看,国外整体式转向器发展较快,而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向结束语通过上文对转向系统基本知识的介绍,可以看出转向系统在车辆中的重要性,它直接影响着公交车辆在运行中的舒适性、可靠性等各种性能,若设计者缺乏设计知识及经验,可能会造成极其严重的后果影响转向系统性能的因素涉及到很多方面我们作为工程技术人员,必须不断积累理论知识,积累实践经验,以严谨科学的态度面对各个技术难题,设计出更加安全、舒适的车辆参考文献
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2004.走的最快的总是时间,来不及感叹,大学生活已近尾声,三年多的努力与付出,随着本次论文的完成,将要划下完美的句号本论文设计在孙玉凤老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择到具体的写作过程,论文初稿与定稿无不凝聚着孙老师的心血和汗水,在我的毕业设计期间,孙老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议,孙老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度使我深受感动,没有这样的帮助和关怀和熏陶,我不会这么顺利的完成毕业设计在此向孙老师表示深深的感谢和崇高的敬意!在临近毕业之际,我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意,感谢他们三年来的辛勤栽培不积藤步何以至千里,各位任课老师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下,我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现,顺利完成毕业论文同时,在论文写作过程中,我还参考了有关的书籍和论文,在这里一并向有关的作者表示谢意我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友,在毕业设计的这段时间里,你们给了我很多的启发,提出了很多宝贵的意见,对于你们帮助和支持,在此我表示深深地感谢!绪论1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、电HPS控液压助力转向系统、电动助力转向系统及代表未来研究方向的EHPS EPS线控电动转向系统SBWo国外研究现状
1.1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EPS50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,技术日趋完善,其应用范围己经从最EPS初的微型轿车向更大型轿车和商用客车方向发展,如本田的和菲亚特的Accord等中型轿车已经安装本田甚至还在其赛车上装备了Punto EPS,AucraNSX的助力型式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,为EPS,EPS Delphi车开发的属全速范围助力型,其控制形式与功能也进一步加强,并Punto EPS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70km/h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仅仅在低速和停车时提供助力,高速时将停止工作EPS EPS新一代的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EPS操纵稳定性如铃木公司装备的一款是一个负载一路面一车速感应型助力EPS转向系统二十世纪六十年代末,德I KasselMann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 byWire”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byWire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国内研究现状
1.2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EPS助力转向硬件及台架方面,目前处于国内研究的前列年,清华大学汽车1993工程系的教授指导硕士研究生进行了系统的探索性研究,清华大学的季学EPS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,提出了关于的控制策略,并在EPS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EPS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,线控转向在的基础上,将转向系统的发展又推进了一步,它将EPS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具EPS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O转向系统的类型2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、线控转向系统个基本发展阶段4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1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2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EPSEPS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,并装在其生产的车上,随后又配备在上此后,电动助力转向技术得到迅Cervo Alto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EPS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
(4)线控转向系统线控转向系统是更新一代的汽车电子转向系统,线控转向系统与上述各类转向系统的根本区别就是取消了转向盘和转向轮之间的机械连接汽车转向系功能要求与其相应机构的分析3汽车转向系统性能即很大程度地决定了对汽车操纵的轻便舒适性和安全行驶的稳定平顺性,也是减少交通事故和提高道路通行能力的重要因素随着现代汽车及其相关技术的发展,对汽车转向系统的功能提出了越来越高的要求,现结合其相应机构的运行原理分析如下对转向盘的操纵要求即轻便灵活又有稳定的操作感受
3.1由于车轮转向时轮胎与地面的摩擦阻尼随车速降低而增大即在汽车低速转向时,对无助力传统机械转向系的方向盘操纵会相当费力,为此目前基本已均采用了动力转向系并对转向助力的控制要求随车速增加而减小而在车速很高时由于方向盘的转动力会很轻,为避免对转向盘微小的干扰力而引起汽车偏离方向,削减因路面不平撞击转向轮的冲击传到转向盘而造成“打手”现象,并在转向结束时转向盘能有自动回正功能使汽车保持稳定直线行驶,使驾驶员通过转向盘对转向过程中车轮与地面之间的运动状况能始终保持适当的“路感”,在汽车高速行驶时又希望能对转向系统有一种“反向”助力,即适当增加转向系的阻尼对转向操控有较高的灵敏性并能简化其结构以减小能耗
3.2。
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