剖析EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)論文

1、剖析EPS電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)論文 摘要理想的汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不僅要求操縱輕便和靈敏,而且要求駕駛員有良好的“路感”。傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在整個助力過程中按固定的比例提供轉(zhuǎn)向助力,只能夠提供有效的轉(zhuǎn)向助力,但還不能根本地解決汽車駕駛員操縱“路感”不足的問題。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比它有許多優(yōu)點(diǎn) 關(guān)鍵詞汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能評價 一、研究目的 1.汽車電子化是當(dāng)前汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。繼電子技術(shù)在發(fā)動機(jī)、變速器、制動器和懸架等系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用之后,EPS在轎車和輕型汽車領(lǐng)域正逐步取代傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并向更大型轎車和商用客車方向發(fā)展,它己成為世界汽車技術(shù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù)

2、之一,所以它具有廣泛的應(yīng)用前景。 2.按轉(zhuǎn)向動力能源不同,汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可分為機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類。 3.傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是由簡單的機(jī)械來傳遞動力,主要的組成是有方向盤、轉(zhuǎn)向器總成、以及轉(zhuǎn)向拉桿等零件組成。 4.隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子控制式機(jī)械液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,該系統(tǒng)在某些性能方面優(yōu)于傳統(tǒng)的液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng),但仍然無法根除液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有缺憾就是管內(nèi)壓力和油的泄露。替液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的趨勢。 二、EPS的工作原理及組成 1.EPS的工作原理 EPS主要由部分組成:電子控制單元(簡稱ECU)、扭矩傳感器、電動機(jī)以及帶有離合器的減速機(jī)構(gòu)。其基本工作原理是:不轉(zhuǎn)向時,電動機(jī)

3、不工作;當(dāng)轉(zhuǎn)向時,扭矩傳感器將檢測到的作用于轉(zhuǎn)向盤上的扭矩信號傳送給ECU,ECU同時接收車速傳感器傳來的車速信號,ECU對輸入信號進(jìn)行處理后,向電動機(jī)發(fā)出指令,電動機(jī)據(jù)此輸出相應(yīng)大小及方向的扭矩以產(chǎn)生助力,從而實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向的實時控制。 2.部件組成及功能 扭矩傳感器用于檢測作用于轉(zhuǎn)向盤上的扭矩信號的大小與方向;車速傳感器常采用電磁感應(yīng)式傳感器通過感應(yīng)電流改變磁場的大小,安裝在變速箱上;EPS的動力源是電動機(jī),通常采用無刷永磁式直流電動機(jī),其功能是根據(jù)ECU的指令產(chǎn)生相應(yīng)的輸出扭矩;離合器采用干式電磁式離合器,其功能是保證EPS在預(yù)先設(shè)定的車速范圍內(nèi)閉合;當(dāng)車速超出設(shè)定車速范圍時,離合器斷開,

4、電動機(jī)不再提供助力,轉(zhuǎn)入手動轉(zhuǎn)向狀態(tài)。減速機(jī)構(gòu)是用來增大電動機(jī)的輸出扭矩,主要有兩種形式:蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)和雙行星齒輪減速機(jī)構(gòu);EPS的電子控制單元通常是一個8位單片機(jī)系統(tǒng),是由一個8位單片機(jī),另加一個256字節(jié)的RAM,4KROM及一個D/A轉(zhuǎn)換器組成;ECU還具有安全保護(hù)和故障診斷功能。 三、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀趨勢 國外趨勢。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有以上諸多優(yōu)點(diǎn),國外許多汽車及零部件生產(chǎn)商紛紛致力于該技術(shù)的研究。在此之后,電動助力轉(zhuǎn)向技術(shù)如雨后春筍般得到迅速發(fā)展。轉(zhuǎn)向的趨勢電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為一種新型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。相比之下,國內(nèi)的EPS的研究起步較晚。 四、技術(shù)現(xiàn)狀研究 1.傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)

5、向系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng),汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動是由駕駛員操縱方向盤,通過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳遞到轉(zhuǎn)向車輪而實現(xiàn)的。 2.電液動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為兩大類:(1)電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EHPS。(2)電控液壓助力轉(zhuǎn)向ECHPS。 3.電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS把一個機(jī)械的系統(tǒng)和一個電控的電動馬達(dá)結(jié)合在一起形成的一個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。根據(jù)助力位置不同分為三種形式:(1)轉(zhuǎn)向柱助力式。(2)輪助力式。(3)齒條助力式。 4.EPS提高了汽車的操縱性 (1)非助力裝置的輸入輸出特性 汽車轉(zhuǎn)向行駛時,駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤的作用力(亦稱操舵力)克服的主要阻力有:車輪與地面的摩擦(滾動和滑動);主銷后傾角與主銷內(nèi)傾角所形

6、成的回正力矩;轉(zhuǎn)向傳動系統(tǒng)中存在的各種類型的摩擦力和力矩。 (2)助力裝置的理想助力特性 裝有助力裝置的系統(tǒng),應(yīng)盡可能的不悖于駕駛員原有的駕駛習(xí)慣,這樣駕駛員才能在轉(zhuǎn)向時得心應(yīng)手。 5.EPS提高了汽車的穩(wěn)定性能 EPS系統(tǒng)的汽車和普通轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車相比,前者的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)增益也就是所說的轉(zhuǎn)向靈敏度,反應(yīng)時間等要小于后者。 6.改善駕駛員的路感 汽車在不同的行駛速度時,在相同的轉(zhuǎn)向角情況下,由于電機(jī)提供的助力值大小不同,使轉(zhuǎn)向盤力的大小發(fā)生變化,駕駛員不但感到轉(zhuǎn)向輕便,同時又能充分感受到路面的信息。 參考文獻(xiàn): 1范迪彬等.汽車構(gòu)造.合肥:安徽科技出版社. 2郭順生等.汽車電動動力的轉(zhuǎn)向的發(fā)展與研究.北京汽車. 3馮櫻等.電子控制式電動助力動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制.汽車研究與開發(fā). 4肖生發(fā)等.電子控制式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開發(fā)前景.汽車科技. 5邊煥鶴等.汽車電器與電子設(shè)備.人民交通出版社.