汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)課件

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)楊鵬yyyn@概念用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置作用是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三大部分組成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用純?nèi)肆︱?qū)動各種機(jī)械結(jié)構(gòu)的組合，使用相當(dāng)費力，穩(wěn)定性、精確性、安全性無法保證于是助力系統(tǒng)的出現(xiàn)變得非常有必要1902年2月，英國FrederickW.Lanchester發(fā)明了“causethesteeringmechanismtobeactuatedbyhydraulicpower”即液力驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)克萊斯勒率先實現(xiàn)了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的商業(yè)化生產(chǎn)，將其命名為Hydraguide油壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并于1951年將其搭載在克萊斯勒的第六代Imperial車型上代表車型：老款寶馬3系（E90）、老款奧迪A6（C6）、輝騰、君威機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向原理機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的主要組成部分有液壓泵、油管、壓力流體控制閥、V型傳動皮帶、儲油罐機(jī)械液壓助力系統(tǒng)將一部分發(fā)動機(jī)動力輸出轉(zhuǎn)化成液壓泵壓力，對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)施加輔助作用力，從而使輪胎轉(zhuǎn)向根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)液流方式的不同可以分為常壓式液壓助力和常流式液壓助力機(jī)械液壓助力系統(tǒng)方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間全部是機(jī)械部件連接，操控精準(zhǔn)，路感直接，信息反饋豐富；液壓泵由發(fā)動機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)向動力充沛，大小車輛都適用；技術(shù)成熟，可靠性高，平均制造成本低。由于依靠發(fā)動機(jī)動力來驅(qū)動油泵，能耗比較高，所以車輛的行駛動力無形中就被消耗了一部分；液壓系統(tǒng)的管路結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，各種控制油液的閥門數(shù)量繁多，后期的保養(yǎng)維護(hù)需要成本；整套油路經(jīng)常保持高壓狀態(tài)，使用壽命也會受到影響電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械液壓助力大幅消耗發(fā)動機(jī)動力，所以人們在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出了更節(jié)省能耗的電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子液壓助力的原理與機(jī)械液壓助力基本相同，不同的是油泵由電動機(jī)驅(qū)動，同時助力力度可變。車速傳感器監(jiān)控車速，電控單元獲取數(shù)據(jù)后通過控制轉(zhuǎn)向控制閥的開啟程度改變油液壓力，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力力度的大小調(diào)節(jié)。電子液壓助力擁有機(jī)械液壓助力的大部分優(yōu)點，同時還降低了能耗，反應(yīng)也更加靈敏，轉(zhuǎn)向助力大小也能根據(jù)轉(zhuǎn)角、車速等參數(shù)自行調(diào)節(jié)，更加人性化。不過引入了很多電子單元，其制造、維修成本也會相應(yīng)增加，使用穩(wěn)定性也不如機(jī)械液壓式，隨著技術(shù)的不斷成熟，這些缺點正在被逐漸克服，電子液壓助力已經(jīng)成為很多家用車型的選擇。電子液壓助力從上世紀(jì)90年代后期開始逐漸普及，福特、大眾、豐田、本田、馬自達(dá)、標(biāo)致、雪鐵龍等品牌均有使用電子液壓助力系統(tǒng)的車型。馬自達(dá)3、凱旋、老款?？怂故褂玫亩际沁@樣的系統(tǒng)。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS利用電動機(jī)產(chǎn)生的動力協(xié)助駕車者進(jìn)行轉(zhuǎn)向，一般由轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器、電子控制單元、電動機(jī)、減速器、機(jī)械轉(zhuǎn)向器、以及畜電池電源所構(gòu)成汽車在轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)向)傳感器會檢測到轉(zhuǎn)向盤的力矩和擬轉(zhuǎn)動的方向，這些信號發(fā)給電控單元，電控單元根據(jù)傳動力矩、擬轉(zhuǎn)的方向等信號向電動機(jī)控制器發(fā)出指令，電動機(jī)就會根據(jù)具體的需要輸出相應(yīng)大小的力矩，從而產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)向。如果不轉(zhuǎn)向，則系統(tǒng)不工作，處于休眠狀態(tài)等待調(diào)用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精簡，質(zhì)量小，占用空間少；只消耗電力，能耗低；電子系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，動作直接、迅速不過電動機(jī)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，只能提供有限的輔助力度，難以在大型車輛上使用；同時電子部件較多，系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性都不如機(jī)械式部件；路感信息匱乏，實際駕駛中的操控樂趣大大減少；以及成本較高等等，這些都是電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的劣勢所在隨速可變助力轉(zhuǎn)向在平時停車入庫等低速行駛時，如方向盤轉(zhuǎn)向輕盈確實很方便，但是如果在高速行駛時，方向盤轉(zhuǎn)向過于輕盈反而是一種危害，因為不利于車輛高速行駛的穩(wěn)定性。而隨速可變助力轉(zhuǎn)向可以做到這點，當(dāng)車低速行駛時，它可以提供大的助力，保證方向盤轉(zhuǎn)動輕盈和靈活；當(dāng)車速較高時，它提供的助力就會較小，以增強(qiáng)行車的安全性和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)相比，這類系統(tǒng)多出了一套能夠讀取速度傳感器信息的電子控制單元，并與轉(zhuǎn)向柱連接的機(jī)械閥上增加了電磁閥機(jī)構(gòu)。通過電流控制電磁閥開度，可以改變助力油液的流量，使得油液推動助力活塞的力量被改變，就實現(xiàn)了助力力度的調(diào)節(jié)。代表：可變轉(zhuǎn)向比轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械式可變轉(zhuǎn)向比系統(tǒng)電控式可變轉(zhuǎn)向比系統(tǒng)方向盤與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)通過一個可以調(diào)節(jié)的行星齒輪連接，當(dāng)車輛低速行駛時，電動機(jī)驅(qū)動蝸輪與輸入軸同向運轉(zhuǎn)，蝸輪殼體與輸入軸的旋轉(zhuǎn)角度相疊加，輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度便大于輸入軸，車輪便能轉(zhuǎn)動更大的角度，我們的轉(zhuǎn)向動作被“放大”，使車輛變得非常靈活，而當(dāng)車速較高時，我們需要更大的轉(zhuǎn)向比來提供精準(zhǔn)沉穩(wěn)的指向，輔助電機(jī)會驅(qū)動蝸輪反向旋轉(zhuǎn)，與輸入軸的部分旋轉(zhuǎn)角度相抵，最終輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度會低于輸入軸，我們的轉(zhuǎn)向動作被“縮小”。這套AFS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向比可在10:1到18:1之間連續(xù)調(diào)節(jié)。BMW、Toyota采用此技術(shù)通過特殊工藝加工出齒距間隙不相等的齒條，這樣方向盤轉(zhuǎn)向時，齒輪與齒距不相等的齒條嚙合，轉(zhuǎn)向比就會發(fā)生變化，中間位置的左右兩邊齒距較密，轉(zhuǎn)動方向盤，齒條在這一范圍內(nèi)的位移相對較小，在