汽车电动助力转向系统的设计
电动助力转向系统设计论述
州
引起 沉 降 分 离 问 题 。 (2)反 应 器 温 度 宜 控 制 在 35— 45℃ ,过
低 或 者 过 高 都 会 产 生 不 利 影 响 ,在 适 宜 温 度 范 围 内 ,适 当 提
图 4 空 气 注 入 量 与 汽 油 脱 后 硫 醇 含 量 关 系 图
3.5 碱 液 补 充 方 式 碱 液 的补 充 方 式 可 以分 为 按 周 期 定 时 补 充 和 间 断 少 量
已 经 充 分 体 现 了 它 的 优 势 ,这 是 模 拟 系 统 无 法 达 到 的 。 目 在 检 测 到 汽 车 点 火 信 号 有 效 后 ,当转 向轴 转 动 时 ,扭 矩 传 感
前 ,以 32位 处 理 器 作 为 高 性 能 嵌 入 式 系 统 开 发 的 核 心 是 嵌 器 将 检 测 到 的 转 矩 和 转 角 信 号 输 出 至 电 子 控 制 单 元 ECU,
1 前 言
ARM7 S3C44BOX单 片 机 作 为 电 动 助 力 转 向 的 主 控 单 元 ,以
随 着 微 电 子 技 术 在 汽 车 领 域 的 广 泛 应 用 ,可 与 汽 车 智 实 现 EPS系 统 的 高 速 ,精 确 及 稳 定 控 制 .
能 系 统 充 分 衔 接 的 电动 助 力 转 向 系 统 成 为 汽 车 助 力 转 向 装 2 EPS系 统 结 构 及 工 作 原 理
转向系统设计
标题
转向系统设计与优化
摘要
汽车在行驶过程中,需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向,即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。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是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化,从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统,即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时,转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小,将电压信号输送到电子控制单元,电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等,向电动机控制器发出指令,使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩,从而产生辅助动力。汽车不转向时,电子控制单元不向电动机控制器发出指令,电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力,省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮,既节省能量,又保护了环境。另外,还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此,电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。
关键词:机械系统,扭矩传感器,电动机,电磁离合器,减速机构,电子控制单元。
概述
汽车在行使过程中,需要经常改变行驶方向,即所谓的转向。这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作,这就是所谓的转向系统。转向系统是用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构,既要保持车辆沿直线
汽车电动助力转向系统PPT课件
传统转向系统的缺点
• 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,提供不了合适的转向力; • 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0.3~0.4升的燃料;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。
传统转向系统
• 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。 • 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。
由于汽车高速化后,地面对行路机构和转 向系统的冲击力明显增大。从而,对行驶的安 全性、操纵性、稳定性提出更高的要求。为此, 电控动力转向系统,在各类汽车上普遍装用, 已成为必备的装置。 优点和具体功能: 1、减小转向时的操纵力—减轻司机的疲劳程 度,特别是装用超低压扁平胎的乘用车更为必 要。
2、根据车速的高低和行驶条件的变化(静态或动态; 好路或坏路),提供合适的转向助力,提高汽车行 驶的安全性、操纵性、稳定性。 3、具体功能如下: (1)原地转向或低车速行驶转向时—操纵轻便,路 感良好。 (2)中、高速行驶转向时—根据车速的高低,适 当助力;车速愈高,助力愈小,使司机有一定的轻、 重手感,无转向发飘的感觉。
汽车转向系统毕业设计论文
45°
装备质量m0/kg
870
总质量ma/kg
1080
轮胎
155/65R13
轮胎压力P/MPa
0.3
最小转弯半径R/mm
4900
方向盘直径 DSW/mm
380
方向盘总圈数N
3.6
2.2对转向系的要求
1.汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转,任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损,并降低汽车的行驶稳定性。
1.3汽车动力转向系统的构造
电动助力转向系统按照电动机布置位置的不同,可以分为:转向柱助力式(Column-assisttype EPS)、齿轮助力式(Pinion-assisttype EPS)、齿条助力式(Rack—assisttype EPS)、直接助力式(Direct-drivetype EPS)四种。
但是液压助力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与
C200汽车电动助力转系统及悬架统设计
Concurrently, C200A adopts double-wishbone-type independent suspension which facilitates in reducing steering wheel’s continuously swing by making two wheels move independently mainly involving elastic element (act as a cushion), shock absorber (helps in reducing vibration) and guide mechanism (helps in guiding) so as to enhance the comfort level of automobiles.
汽车电动助力转向系统的研究与方案
汽车电动助力转向系统的研究与方案摘要:
现代汽车技术追求高效节能,高舒适性和高安全性三大目标。作为汽车最重要的子系统之一,转向系统的发展也一直努力追求达到这些目标。与传统液压助力转向系统(HPS)相比,电动助力转向系统(EPS)能节省油耗约3%~5%,具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点,是汽车助力转向系统的发展方向。
英飞凌作为世界第二大车用半导体供应商,一直致力于开发新的产品以适应于电动助力转向系统的发展。本文首先介绍转向系统的市场分析以及EPS的分类及其基本功能,然后在此基础上介绍英飞凌对于基于两种不同电机的EPS系统的解决方案及其产品,最后本文分析了EPS的两个新方向以及英飞凌将采用的解决方案和新的产品技术。
1.转向系统市场分析
在汽车的发展历程中,转向体经历了四个阶段:从简单的纯机械式转向系统(Mechanical Steering,MS)发展到液压助力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS),然后又出现了电液助力转向系统(Electrically Powered Hydraulic Steering,EHPS),而目前正开始广泛应用的是电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS)。
与传统的液压动力转向系统相比,电动助力转向系统主要有以下几个方面的优势:
1.能耗少:EPS没有转向油泵,且只在转向时电动机才提供助力,所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液压助力转向系统可节约燃油3%~5%,因而燃油经济性有了很大的提高。
电动助力转向系统的研究设计 课程设计
电动助力转向系统的研究设计课程设计
河南科技大学
课程设计说明书
专业课程设计任务书
设计题目:电动助力转向系统的研究设计
一、设计目的
熟悉专业课程设计的相关规程、规定,了解电力系统,电网设计数学模型的基本建立方法和相关算法的计算机模拟,熟悉相关电力计算的内容,巩固已学习的相关专业课程内容,学习撰写工程设计说明书,对电力系统相关状态进行模拟,对电网设计相关参数计算机计算设计有初步的认识。
二、设计要求
(1)通过对相应文献的收集、分析以及总结,给出相应项目分析,建立数学模型。
(2)通过课题设计,掌握电力系统计算机算法设计的方法和设计步骤。
(3)学习按要求编写课程设计报告书,能正确阐述设计方法和计算结果。
(4)学生应抱着严谨认真的态度积极投入到课程设计过程中,认真查阅相应文献以及实现,给出个人分析、设计以及实现。
三、设计任务
(一)设计内容
1.了解蓄电动助力转向原理,PWM电机调速原理;
2.设计基于单片机的电动助力转向系统系统,包括软件和硬件;
3.利用protues软件对所设计系统进行仿真;
4.相关论文在学校图书馆中文数据库“万方数字化期刊”中查找。
(二)设计任务
1.建立相关算法、模型。
2.设计说明书,包括全部设计内容,对电力系统相关状态进行模拟。
3.总体方案图,仿真软件模拟波形图,计算相关参数。
四、设计时间安排
查找相关资料(2天)、确定总体方案,进行必要的计算。(1天)、对电力系统相关状态进行模拟,计算相关参数,(2天)、
使用(MATLAB)等相关软件进行电路图系统图设计与仿真。(2天)、撰写设计报告(2天)和答辩(1天)。
EPS电动助力转向设计毕业设计论文
毕业设计(论文)题目:EPS汽车电动助力转向
系统的设计
摘要
摘要
汽车电动助力转向系统具有传统液压动力转向系统无法比拟的优势,是汽车动力转向发展的必然趋势。电动助力转向采用电动机直接提供助力,助力大小由电控单元(ECU)控制。它能节约能量,提高安全性,且有利于环保,是一项紧扣现代汽车发展主题的高新技术。本文在借鉴国内外电动助力转向领域研究的最新成果的基础上,从助力特性、控制策略以及控制系统设计三方面对电动助力转向系统进行了研究,并在其基础上开发出系统的电控单元。对助力特性进行了理论上的分析,探讨了初步确定直线型助力特性的特征参数的过程。在此基础上,确定了电动助力转向系统的控制策略。本文设计的EPS控制系统硬件主要由控制器、传感器及信号处理电路、助力电机及驱动电路、通讯电路等组成。控制电路核心采用16位单片机80C196KC。为了实现控制策略,对电动助力转向系统进行了软件设计和编制,以实现在不同工况和不同模式下对直流电机的控制。
关键词:电动助力转向, 助力特性, 控制策略, 软硬件设计
ABSTRACT
ABSTRACT
Eclectic power steering system is inevitable developing direction for automobile power steering,which is much superior to hydraulic power steering system. The assist torque is provided by motor directly in EPS system,whose value is controlled by ECU. EPS can save energy,improve vehicle safety,benefit environment protection,and it is a new high-tech which follows modern vehicle development topic closely .In the foundation of the newest accomplishment of domestic and international EPS,this paper particularly researches the assist characteristic,control strategy and control system design,constructs the bench for EPS,develops electric control unit.
汽车毕业设计--转向系统设计
摘要
本课题的题目是转向系的设计。以齿轮齿条转向器的设计为中心,一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响;二是机械转向器的选择;三是齿轮和齿条的合理匹配,以满足转向器的正确传动比和强度要求;四是动力转向机构设计;五是梯形结构设计。因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向,通过万向节带动转向齿轮轴旋转,转向齿轮轴与转向齿条啮合,从而促使转向齿条直线运动,实现转向。实现了转向器结构简单紧凑,轴向尺寸短,且零件数目少的优点又能增加助力,从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核,主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计,其结果满足强度要求,安全可靠。
关键词:转向系;机械型转向器;齿轮齿条;液压式助力转向器
Abstract
The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design
汽车电动助力转向系统结构设计
车辆工程技术
17
车辆技术
汽车转向系统是依据驾驶员意图进行转向并协调各转向轮转角间关系的车辆底盘关键子系统,作为人-车交换界面的重要组成部分,其性能的好坏直接影响车辆行驶安全舒适性、操作稳定性和驾驶感受。转向系统的电子化为汽车的主动安全、辅助驾驶系统和智能驾驶提供了友好的人机界面和有效的转向执行机构[1-3]。
汽车主动转向(Active Steering System,AFS)系统的核心是通过对转向轮施加一个独立驾驶员操作的附加转角及实现转向传动比的连续变化,来优化车辆对驾驶员输入响应或在紧急情况下提高车辆的操纵性、稳定性和轨迹保持能力。
1 管柱式EPS 系统关键零部件设计及选型
当驾驶员操纵汽车实现转向时,其工作原理如图1所示。EPS 利用车速传感器、扭矩传感器分别检测作用于转向盘上的转矩及车辆行驶速度,并将检测到的电子信号传送给电子控制单元ECU。然后电子控制单元通过对数据分析和运算处理后发出指令确定助力电机的旋转方向和输出助力电流值,控制电动机输出大小和方向适宜的助力扭矩。电机输出的扭矩经离合器和减速机构传递给转向横拉杆并最终作用于轮胎上,实现助力转向,辅助驾驶员完成转向操作。
汽车电动助力转向系统结构设计
张沙沙,王素英,李淑敏
(河北科技学院,河北 保定 071000)
摘 要:传统电动助力转向系统主要是以提供转向助力为控制目标,协调低速时转向轻便性与高速时行驶稳定性。AFS 系统的核心则是通过对转向轮施加一个独立驾驶员操作的附加转角及实现转向传动比的连续变化,优化车辆对转向盘的输入响应。关键词:
混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计与研究
混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计与研究
混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计与研究论文
随着环保意识的增强和节能技术的发展,混合动力客车成为了当今客车市场上的热门产品。而其中的电动液压助力转向系统作为客车的关键部件,在混合动力客车中应用越来越广泛。本论文旨在研究混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计,以提高客车的安全性和舒适性。
一、混合动力客车电动液压助力转向系统的工作原理
混合动力客车电动液压助力转向系统由电机、制动泵、液压缸等组件组成。当驾驶员转动方向盘时,电机将电能转化为机械能,带动制动泵旋转,使制动泵产生液压油。液压油经过泵体反馈控制器进入到液压缸中,从而产生转向助力,这样就可以轻松地转动车轮。
二、混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计
1. 选用合适的电机和制动泵
电机和制动泵的参数要根据车辆的质量和设计速度来选取,以确保液压助力转向系统的工作效率和可靠性。同时也要注意电机和制动泵之间的匹配性,避免电机功率过大或过小影响液压转向助力效果。
2. 设计合理的反馈控制器
反馈控制器的作用是使电机输出的液压油的压力和流量能够满足转动方向盘的要求,并且保持稳定。因此,设计合理的反馈控制器对液压助力转向系统的匹配和优化非常重要。
3. 合理设计液压缸和传动机构
液压缸和传动机构是液压助力转向系统的核心部分,也是实现转向功能的关键部件。因此,合理设计液压缸和传动机构可以提高液压助力转向系统的可靠性和稳定性,从而提高客车的安全性和舒适性。
三、结论
混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计是提高客车安全性和舒适性的重要措施。在设计过程中,应选用合适的电机和制动泵、设计合理的反馈控制器、以及合理设计液压缸和传动机构等,来提高液压助力转向系统的工作效率和可靠性。这将有助于改善客车的驾驶体验和行驶安全性。四、混合动力客车电动液压助力转向系统的优点
汽车电动助力转向系统的设计
汽车电动助力转向系统的设计
第1章绪论
1、1 汽车转向系统简介
汽车转向系就是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构,在汽车转向行驶时,保证各转向轮之间有协调的转角关系。它由转向操纵机构、转向器与转向传动机构组成。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、与行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类:手动转向技术(MS)、液压助力转向技术(HPS)、电控液压助力转向技术(ECHPS)、电动助力转向技术(EPS)、四轮转向技术(4WS)、主动前轮转向技术(AFS)与线控转向技术(SBW)。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点,就是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术,她就是目前国内转向技术的研究热点。
1、1、1 转向系的设计要求
(1) 汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转,任何车轮不应有侧
滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损,并降低汽车的行驶稳定性。
(2) 汽车转型行驶后,在驾驶员松开转向盘的条件下,转向轮能自动返回到直
线行驶位置,并稳定行驶。
(3) 汽车在任何行驶状态下,转向轮都不得产生共振,转向盘没有摆动。
(4) 转向传动机构与悬架导向装置共同工作时,由于运动不协调使车轮产生
的摆动应最小。
(5) 保证汽车有较高的机动性,具有迅速与小转弯行驶能力。
(6) 操纵轻便。
(7) 转向轮碰撞到障碍物以后,传给转向盘的反冲力要尽可能小。
(8) 转向器与转向传动机构的球头处,有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
汽车电动助力转向系统匹配设计计算及验证
230 307 10.25
轮胎内转角δ(deg) 转向节臂长度L(mm)
方向盘圈数n
37.2 88.97
3.2
齿条全行程 S(mm) 转向器传动效率η3
转向器线角传动比mm/rev
140 0.86 43.75
3 助力电机及减速机构匹配设计
本 文 选 用 有 刷 电 机, 减 速 机 构 为 蜗 轮
蜗杆式,有刷电机常用减速比范围在 15 ~
定转速为:
n=nv·iw 电机额定输出功率计算:
(3-7)
P N=
Td·n 9.549
(3-8)
通常有些电机厂会将电机额定转速圆整,
摘 要:转 向系统是汽车重要的组成部分,本文根据实际工作情况,介绍了汽车电动助力转向系统计算匹配,并验证 了该方法的实用可行性。
关键词:电动助力转向系统匹配;齿条力;电机匹配
1 引言 转向系统影响着汽车行驶中的操纵稳定
性以及行车安全,是汽车重要的系统之一。电 动助力转向系统(Electric Power Steering, 简称 EPS)具有节能、环保、高效等诸多优势, 成为目前转向系统发展的主流趋势。
2 转向器匹配 转向器是汽车转向系统的核心部件 , 汽
图 1 C-EPS 系统结构图
方向盘 电动助力转向管柱
转向转动轴 转向拉杆
转向器
车上常用的转向器较多为齿轮齿条式转向器
电动助力转向系统的研究与设计
电动助力转向系统的研究与设计
摘要
电动助力转向系统(Electric Power Steering System,简称EPS),是汽车工程领域的热门课题之一。本文在研究了电动助力转向系统工作原理的基础上,设计开发了EPS的电子控制单元ECU (Electronic Control Unit)的硬件电路和相应的控制软件框图。
本文详细分析了电动助力转向系统电子控制单元的功能,研究开发了以89c52单片机为微处理器的电子控制单元。控制单元具有实时数据信号采集和系统控制功能,根据采集的数据信号,确定电动机输出的目标电流,利用PWM脉宽调制技术,通过H桥式电路控制电动机的输出电流和转动方向,实现助力转向功能。
在研制了实验用ECU装置后,开发了相应的控制软件。控制软件分为控制策略的实现和数据信号采集与分析两部分。整个软件系统采用了模块化的设计思想。在数据信号采集与控制部分,设计了系统主程序、A/D采集程序、车速信号采集程序和PWM控制程序。
本文所设计的EPS电子控制单元性能稳定,结构合理,与整车匹配性能好,可保证EPS实现良好的转向助力效果。
关键词:电动助力转向电子控制单元单片机控制策略
Electronic power steering system Research and Design
ABSTRACT
Electric Power Steering System (EPS) is one of the focuses research in automotive engineering. This paper is based on the principles of EPS to study the operation, designed and developed the Electronic Control Unit (ECU) and the soft ware diagram of the ECU.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
汽车电动助力转向系统的设计
第1章绪论
1.1 汽车转向系统简介
汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构,在汽车转向行驶时,保证各转向轮之间有协调的转角关系。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分,其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、和行驶安全性。目前汽车转向技术主要有七大类:手动转向技术(MS)、液压助力转向技术(HPS)、电控液压助力转向技术(ECHPS)、电动助力转向技术(EPS)、四轮转向技术(4WS)、主动前轮转向技术(AFS)和线控转向技术(SBW)。转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点,是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术,他是目前国内转向技术的研究热点。
1.1.1 转向系的设计要求
(1) 汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转,任何车轮不应有侧
滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损,并降低汽车的行驶稳定性。
(2) 汽车转型行驶后,在驾驶员松开转向盘的条件下,转向轮能自动返回到
直线行驶位置,并稳定行驶。
(3) 汽车在任何行驶状态下,转向轮都不得产生共振,转向盘没有摆动。
(4) 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时,由于运动不协调使车轮产生
的摆动应最小。
(5) 保证汽车有较高的机动性,具有迅速和小转弯行驶能力。
(6) 操纵轻便。
(7) 转向轮碰撞到障碍物以后,传给转向盘的反冲力要尽可能小。
(8) 转向器和转向传动机构的球头处,有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
(9) 在车祸中,当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时,转向
系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
(10) 进行运动校核,保证转向轮与转向盘转动方向一致。
1.2 EPS的特点及发展现状
1.2.1 EPS与其他系统比较
对于电动助力转向机构(EPS),电动机仅在汽车转向时才工作并消耗蓄电池能量;而对于常流式液压动力转向机构,因液压泵处于长期工作状态和内泄漏等原因要消耗较多的能量。两者比较,电动助力转向的燃料消耗率仅为液压动力转向的16%~20%。
液压动力转向机构的工作介质是油,任何部位出现漏油,油压将建立不起来,不仅失去助力效能,并对环境造成污染。当发动机出现故障停止工作时,液压泵也不工作,结果也会丧失助力效能,这就降低了工作可靠性。电动助力转向机构不存在漏油的问题,只要蓄电池内有电提供给电动助力转向机构,就能有助力作用,所以工作可靠。若液压动力转向机构的油路进入空气或者贮油罐油面过低,工作时将产生较大噪声,在排除气体之前会影响助力效果;而电动助力转向仅在电动机工作时有轻微的噪声。
电动助力转向与液压动力转向比较,转动转向盘时仅需克服转向器的摩擦阻力,不存在回位弹簧阻力和反映路感的油压阻力。电动助力转向还有整体结构紧凑、部件少、占用的空间尺寸小、质量比液压动力转向约轻20%~25%以及汽车上容易布置等优点。
1.2.2 EPS的特点
(1)EPS节能环保。
由于发动机运转时,液压泵始终处于工作状态,液压转向系统使整个发动机燃油消耗量增加了3%~5%,而EPS以蓄电池为能源,以电机为动力元件,可独立于发动机工作,EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题,EPS通过电子控制,对环境几乎没有污染。(2)EPS装配方便。
EPS的主要部件可以集成在一起,易于布置,与液压动力转向相比减少了许多原件,没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等,原件数目少,装配方便,节约时间。
(3)EPS效率高。
液压动力转向系统效率一般在60%~70%,而EPS得效率较高,可高达90%以上。
(4)EPS路感好。
传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数,工作驱动力大,但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS系统的滞后性可以通过EPS控制器的软件加以补偿,是汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。
(5)EPS回正性好。
EPS系统结构简单,不仅操作简便,还可以通过调整EPS控制器的软件,得到最佳的回正性,从而改善汽车的操纵稳定性和舒适性。
(6)动力性。
EPS系统可随车速的高低主动分配转向力,不直接消耗发动机功率,只在转向时才起助力作用,保障发动机充足动力。(不像HPS液压系统,即使在不转向时,油泵也一直运转处于工作状态,降低了使用寿命)
1.2.3 EPS在国内外的应用状况
国外EPS的发展之路:
因为微型轿车上狭小的发动机舱空间给液压助力转向系统的安装带来了很大的麻烦,而EPS原件比较少,重量轻,装配方便,比较适合在微型轿车上安装。因此在国外,EPS系统首先是在微型轿车上发展起来的。
上世纪80年代初期,日本铃木公司首次在其Cervo轿车上安装了EPS系统,随后还应用在其Alto车上。此后,EPS在日本得到迅速发展。出于节能环保的考虑,欧、美等国的汽车公司也相继对EPS进行了开发和研究。虽然比日本晚了十年时间,但是欧美国家的开发力度比较大,所选择的产品类型也有所不同。日本起初选择了技术相对成熟的有刷电机。
有刷电机比较成熟,在汽车上的应用较广,比如雨刷、车窗等部分,稍作改进就适应了EPS的要求,因此研发周期较短,上世纪80年代末期就开始产业化,主要装配在微型车上。而欧美则选择了难度较大的无刷电机,但是电子控制系统比较复杂,延长了研发周期。直到90年代中期欧美才开始量产。从长远发展看,有刷电机存在一定弊端,比如电机产生的噪声较难克服,磨损较严重,存在电磁干扰等问题。因此,日本现在国内装配的EPS也逐渐转向无刷电机了。