汽车助力转向系统及其相关标准分析
汽车电动助力转向系统的控制策略分析
汽车电动助力转向系统的控制策略分析陈军明(郑州宇通客车股份有限公司,郑州 450000)摘 要:汽车转向为汽车行业各项性能中的重要组成部分,电动助力转向技术属于其他类别的新兴技术,动力转向模式区别于传统电力的工作原理,其主要是通过电子控制系统的具体操作单元,电子控制系统传感器主要以采集信号控制功率的电机运行,从而辅助汽车在转向方面的功能实现。
总之,汽车电动助力转向系统是目前电子控制技术研究中的一项重要领域,应对其相关软件控制器进行合理设计,使系统基本助力特性得到有效调整,从而使驾驶要求得到有效提升。
关键词:汽车技术;电动助力转向;系统控制0 引言 交通工具的使用和发展人类社会在任何时代都具有技术提前性,汽车出现后,成为了陆地上的交通工具,有不可替代的作用在。
现代社会人们逐渐增强汽车的功能指标要求,同时在细节层面的优化发展的关键点之一。
操作汽车时,转向在驾驶的过程中是必不可少的步骤,除了司机需要按照操作标准进行设备调整,在汽车内部零件和设备系统的优化,科技水平也在不断上升,从传统转向系统液压制动转变为今天已经开始使用电动助力转向,这是一个技术的飞跃,同时,是汽车应用领域的一个巨大进步。
其改变了过去机械传动在实际运行中故障率高的问题,该技术的具体发展与汽车行业综合技术水平的提高密切相关。
1 汽车电动助力转向系统的概述 汽车电动助力转向系统的基本结构和位置各不相同,主要包括转向轴动力结构、齿轮动力结构和齿条动力结构。
虽然位置上有一定差异,但基本工作原理是相似的,其中最典型的是转向轴动力结构。
结构主要取决于输入轴和输出轴的力量,通过基本驱动机制来指导整个方向盘转向杆,也可以确保司机在现实操作过程中,通过输入角位移,速度传感器的对车速进行有效测试,确保传输操作信号及电子控制单元(ECU)的实现有效采集、从而确定电子控制单元(ECU)的功率大小和方向值,可以得出与之相对应的输出转矩功率,可以指导驱动电路的控制信号,以促进整体转向轴电压和电流对动力转向功能基本电机输出转矩的实现过程中的整体实时控制。
电动助力转向系统
第1章绪论1.1电动助力转向系统概述随着科学技术的飞速发展,汽车各方面的性能都有了很大的发展,但同时人们对汽车的性能也有了更高的要求。
为了取得更好的汽车性能,充分利用机械和电子两方面的优势,提供机电一体化的解决方案,日益被业界人士推崇为有效的应对策略。
虽然汽车是机械技术的完美再现,但是由于机械技术在短期内不会再有很大的突破,而电子技术正越来越体现出其相对而言更优越的地方,所以研制机、电相结合的汽车相关部件正成为当前的主要趋势。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分,也同样顺应这样的发展趋势。
就目前而言,应当说也已经找到了比较完美的解决方案。
汽车助力转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。
其作用是使汽车在行驶过程中能够按照驾驶员的意图,适时地改变其行驶方向,能与行驶系统配合共同保持汽车持续稳定地行驶。
汽车方向盘助力系统经历了从机械助力到液压助力(hydraulic Power steering HPS)再到电子液压助力系统(electric hydraulic power steering EHPS)这三个阶段的演变。
经过多年的探索,电动助力转向(Electric Power Steering ,简称EPS)作为一种全新的动力转向模式走入了业界的视野,并且很快成为动力转向系统研究与开发的的热点。
由于电动助力转向系统相对于液压动力转向系统有着诸多的优点,因此电动助力转向系统及其相关配套的部件的研究与开发正愈来愈备受各主要汽车生产企业的青睐。
电动助力转向系统(EPS,Electric Power Steering)是未来转向系统的发展方向。
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,电动助力转向系统还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。
正是因为由于有了这些优点,电动助力转向系统作为一种新的转向技术,部分取代了液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering,简称HPS)。
汽车电动助力转向特性分析-标准排版的本科论文
汽车电动助力转向特性分析摘要:汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering System简称EPS)是近年来发展起来的种新型动力转向系统,具有节能、质量轻、安全、环保等一系列优点,正逐步取代传统的液压助力转向系统,成为未来汽车转向系统的发展方向,其出现并迅速成为世界汽车技术研究的热点。
汽车转向系统的发展经历了从简单的纯机械转向系统、液压助力转向系统,电控液压助力转向系统,到更为节能、操纵性能更好的电动助力转向系统这几个阶段。
本文论述了EPS的特点、工作原理、结构组成、国内外的研究现状,通过对EPS各组成部分和汽车转向系统的分析出了EPS性能评价指标,并对三种助力特性曲线的特点进行了分析和比较。
EPS系统作为今后汽车转向系统的发展方向,这给EPS带来了更加广阔的应用前景。
关键词:电动助力转向;特性;发展Electric Power Steering Characteristics were AnalyzedAbstract :EPS is a new type of automobile steering system,which has the advantages of saving fuel,light,safety and producing less pollution. EPS is taking the place of HPS gradually and becoming the trend of steering system. It is rapidly become the hotspots in the research of automobile technology of the world.The developing process of steering system has experienced several phases from the simple Mechanical Steering System, Mechanical-Hydraulic Steering System to Electric-Hydraulic Steering System,till the Electric Power Steering System(EPS) with lower energy consumption and higher performance.The article discusses the characteristics of EPS,working principle,composition and the research status of domestic and abroad. Through the analysis of components of EPS system and the steering system, then the state function of the combination system model was deduced and the model for simulation was built in this paper. Given the EPS performance evaluation,analysis and compare the three types of assist characteristic,and then design a new type of assist curve in order to reduce the steering force which based on the parameters of a certain type of car. EPS has a great use in future.Keyword: Electric power steering Characteristic Development目录1 绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展状况 (3)1.2.1国外发展状况 (3)1.2.2 国内发展状况 (4)2转向系统的概述 (6)2.1转向系统的发展过程 (6)2.1.1机械式转向系统 (6)2.1.2液压式助力转向系统(HPS) (7)2.1.3电液式助力转向系统(EHPS) (8)2.2电动助力转向系统 (10)2.2.1电动助力转向系统的结构 (10)2.2.2电动助力转向系统的工作原理 (11)2.2.3电动助力转向系统的类型 (13)2.2.4电动助力转向的关键技术 (14)2.2.5电动助力转向系统的优点 (15)3 电动助力转向系统受力与性能分析 (17)3.1电动助力转向系统受力 (17)3.2 理想转向盘力矩的研究 (18)3.3电动助力转向系统性能的主要评价指标 (19)3.3.1 转向回正能力评价 (19)3.3.2 转向轻便性评价 (19)3.3.3 转向盘中间位置操纵稳定性评价 (20)3.3.4 转向盘振动评价 (20)3.3.5 转向路感及路感强度 (21)4 电动助力转向助力特性研究 (22)4.1助力特性曲线定义 (22)4.2转向助力特性曲线设计概述 (22)4.3电动助力特性曲线类型 (23)4.3.1直线型 (24)4.3.2折线型 (25)4.3.3曲线型 (25)4.4不同助力特性曲线参数的影响 (26)5 结论与发展 (29)5.1结论 (29)5.2发展 (29)参考文献 (30)1绪论随着我国经济的持续发展,人民生活水平不断提高,汽车渐渐走入人们生活中,成为现代步伐的工具,而随着汽车保有量的增加以及由此带来的一系列问题,使得“安全、节能、环保”成为未来汽车发展的三大主题。
转向系统装配SE分析标准
转向系统装配分析标准1.术语与定义1.1转向系统组成电动助力转向13245转向管柱带传动轴总成 2.转向管柱护罩3.转向器带横拉杆总成4.转向器左支架5.转向器右支架2.转向系统分析标准1.工具可达性1.1装配工具与共线车型一致1.2套筒与周边零部件间隙≥2mm1.3预紧工具与周边零部件间隙≥7mm1.4定扭力扳手与周边零部件间隙≥2mm1.5电池/动工具与周边零部件间隙≥7mm1.6加长杆与周边零部件间隙≥4mm1.7定扭力扳手旋转角度≥60°1.转向器分析规范2.1动力转向器安装点需设计圆孔、长圆孔安装结构(其他结构需进行尺寸链校核)2.2整体式动力转向器总成轴套端面尺寸L大于等于10mm,防止出现紧固力矩的过程中出现连轴转的现象。
2.3动力转向器与稳定杆、一级催化转化器装配关系与基础车型保持一致(催化器随前悬举升)2.4需确认转向护罩与动力转向器供货状态;若动力转向器护罩单独装配需确认护罩装配定位结构及手操作空间满足性例问题:机械转向器总成缺少定位结构,导致转向器护罩总成无法定位;定位结构在侧面,人员装配时不易看到。
对策:在转向防尘罩底座上设计限位结构,并且将限位结构设计在前面,装配时容易看到,满足装配要求2.5建议动力转向器上隔热板随总装供货2.6转向支架与悬架应具有较高的定位精度,转向器与转向支架具有较高的定位精度,转向系统的定位精度高,可提高四轮定位的精度及悬架合装精度。
以CHB121车型为例:a:转向器支架同副车架有3个定位孔,通过M10的螺栓连接,主定位孔直径10.4mm,辅助定位孔直径11.2mm;左右两个支架。
b:转向器同转向器支架有4个安装孔,M10螺栓进行连接,存在一个主定位直径10.2mm,同侧为长圆孔进行X向定位,其余同个安装孔为大圆孔,直径15.8mm。
2.7动力转向器随发动机举升时与周边件间隙大于15mm2.8动力转向器安装螺栓装配过程中与周边件间隙大于10mm2.9电动转向机布置在动力转向器上时需考虑转向电机线束走向合理性及手装配操作空间可行性2.10整车前束调整时工具满足操作空间满足要求2.11动力转向器与转向管柱对接时装配操作空间满足要求、工具操作空间满足要求、人员可视性满足要求2.12转向横拉杆在四轮调整时调整量大,影响节拍,转向横拉杆由线体装配时可进行预调整3.转向护罩1问题:机械转向器总成与转向传动轴总成需要在驾驶室连接,经过分析只能连接A处,所以转向传动轴总成要与转向器分装后一起举升,在举升过程中转向传动轴总成与转向柱下护罩发生干涉。
客车动力转向系统的设计布置及常见问题分析
上世纪80年代初期,国内大部分客车都是在货车底盘上加装车身而来。
由于货车底盘的前悬较短并且发动机前置,导致车内空间运用率不高,车内噪声较大。
随着国民经济的发展,我国高速公路也在飞速发展,人们对出行及旅行的舒适性、安全性规定越来越高,交通密度的增长和车速的提高对客车的转向性能都提出了更高的规定。
客车转向系统设计的好坏直接影响着客车的驾驶稳定性、安全性和操纵灵活性。
下面简要介绍客车动力转向系统的设计布置及常见问题的分析。
1、客车动力转向系统的设计要点1.1 客车动力转向的设计规定(1)转向轮转角和驾驶员转动方向盘的转角应保持一定的比例关系。
(2)动力转向系统失灵时,仍能用机械系统操纵车轮转向。
(3)减轻驾驶员作用在转向盘上的手力,同时还应有路感,并随转向阻力的增长而增大。
(4)方向盘应能平稳回位,保证汽车的直线行驶能力。
(5)转向系统应能在车辆转弯时灵活平稳地将扭力传到前轮。
(6)不允许路面不平引起的振动导致方向盘回跳或方向失控。
1.2 动力转向器的选择动力转向系统由于具有转向操纵灵活、轻便,能吸取路面对前轮产生的冲击,设计时转向器结构形式的选择也灵活多样等优点,因此,已在各国的汽车制造中普遍采用。
我国大客车一般采用的是整体式-液压动力转向器,其工作原理如图1所示。
液压式动力转向以液体的压力作动力来完毕转向加力。
其特点是油液工作压力可达6-10MPa,甚至更高,所以结构紧凑,动力缸尺寸小、重量轻;因油液具有不可压缩性,故灵敏度高;油液的阻尼作用可以用来吸取路面冲击;动力装置无需润滑。
其缺陷是结构复杂,对加工精度和密封规定高等。
动力转向器型号的选择须根据前桥负荷、整车的布置等因素来综合考虑。
转向器选择的合适与否对整个转向系统起着至关重要的作用。
1.3 转向器及中间过渡臂的布置转向器及中间过度臂的合理布置对于整车的行驶稳定性有非常重要的作用。
每一种转向器对其安装都有规定,在满足转向器安装规定的情况下,应根据整车的前转向桥和前悬挂的特点,保证转向拉杆和前悬挂的运动干涉在允许的范围内。
(完整版)汽车转向系统诊断与维修
汽车转向系统诊断与维修1 概述1.1 汽车转向系统概述用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。
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至关重要,因此汽车转向系统的零件都称为保安件。
汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。
汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向。
就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是, 驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵横轴线偏转一定角度。
这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构,即称为汽车转向系统。
汽车转向系统分为两大类:机械转向系统和动力转向系统。
机械转向系统:完全靠驾驶员手力操纵的转向系统。
动力转向系统:借助动力来操纵的转向系统。
动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。
1。
2 转向系简介及工作原理机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源,其中所有传力件都是机械的。
机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。
驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。
从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。
作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。
经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆,再传给固定于转向节上的转向节臂,使转向节和它所支承的转向轮偏转,从而改变了汽车的行驶方向。
转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。
1。
2.1 转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成,它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。
1。
2。
2 机械转向器机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。
目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。
汽车电动助力转向系统的维护与故障诊断探讨
车辆工程技术115维修驾驶汽车电动助力转向系统以电子控制技术为技术支撑,通过改善汽车动态与静态性能,保证驾驶的舒适,提升汽车行驶的安全性。
汽车电动助力转向系统最大的优势则体现在工作效率高、能耗少上,但是其优势性能的发挥建立在日常的检修维护基础之上,也要求检修维护人员掌握故障处理技巧,做到故障的有效、快速处理,确保其性能的有效发挥。
1 汽车电动助力转向系统概述其主要构成是ECU控制器、管柱、扭矩角度传感器、无刷电机。
汽车电动助力转向系统利用无刷电机提供转向助力,出现转向动作时,传感器可以迅速测定转向角度大小,及时将信号传输给ECU控制器,而其接收到车速及相关信号后,指导实现电动助力转向系统的实时控制。
2 汽车电动助力转向系统常见故障诊断2.1 汽车电动助力转向系统的常见故障最常见的故障是汽车电动助力转向系统无助力或者误助力。
前者指其运行过程中驾驶员需要助力时电动助力转向系统却无法及时提供助力支持,这一故障发生率较高[1]。
导致其无助力的原因是多方面的,有离合器失效断开、电机驱动电路失效的原因,也有直流电机发生故障的原因。
而误助力是指驾驶员驾驶汽车不需要电动助力转向系统助力时,该系统却提供了助力。
相对来说,该类型故障发生率较低,多为传感器失效故障、离合器错误断开等原因引起。
除了这两大故障之外,左右转向力矩不均、前进途中车辆偏于一侧、电机工作不正常等也是常见故障。
2.2 电动助力转向系统故障检修在发现故障后应及时检修分析车辆具体情况,判断故障部位。
检修传动带,传动带作为核心的连接部件,类型较多,应用广泛。
传动带检查的重点是其松紧度的检查,还有其与带轮的配合情况检查。
检查储液罐,主要检查储液罐中的油脂状态,一旦油脂出现问题,必须及时更换,其使得车身水平的基础上,让发动机处于怠速状态。
故障后要重点检查液面是否有乳化现象,且及时清除旧液压油,更换新液压油,检查空气排放情况,检查系统内是否存在气泡,如果发现有气泡,则认为有空气进入系统,及时排出空气,直到不再产生气泡。
汽车转向节标准__解释说明以及概述
汽车转向节标准解释说明以及概述1. 引言1.1 概述汽车转向节是汽车转向系统中一个重要的组成部分,它起着连接转向装置和车轮的关键作用。
作为一项关乎行车安全的技术标准,汽车转向节标准的制定和遵守对于保障驾驶员和乘客的安全具有重要意义。
1.2 文章结构本文将对汽车转向节标准进行解释说明,并概述其主要内容和适用范围。
首先,将介绍汽车转向节标准的背景和定义,以及相关法规和监管机构。
接着,将对该标准的结构和功能要求、材料和加工要求、性能和安全要求进行详细解析。
然后,将探讨该标准适用的车辆类型和用途、环境条件和使用年限限制,并介绍特殊情况下的例外规定。
最后,通过总结主要观点和发现,展望未来标准化工作可能面临的挑战并提出建议。
1.3 目的本文旨在帮助读者更好地理解汽车转向节标准,并提供相关领域从业人员参考与指导。
通过对该标准内容进行全面阐述和分析,以期加强对汽车转向节的认识和理解,提高对该零部件质量和安全性的重视程度。
同时,本文也为进一步标准化工作的开展提供了基础和指导,有助于推动行业发展,促进汽车转向技术的创新与提升。
2. 汽车转向节标准的解释说明2.1 定义和背景汽车转向节是指安装在汽车前轮悬挂系统上,用于实现轮胎左右转向的关键部件。
它通过将驾驶员的转向动作传递给前轮,控制车辆行进方向。
因此,转向节对于汽车的稳定性、操控性和安全性具有重要影响。
在过去的几十年中,随着汽车制造技术的不断发展,各国纷纷制定了标准来规范汽车转向节的设计、制造、使用和检测。
这些标准旨在保障汽车用户的行车安全,并提升整个行业的质量水平。
2.2 标准的实施与遵守为确保汽车转向节符合标准要求并能够正常工作,各生产厂家必须严格执行相关标准进行设计、加工和试验验证。
同时,在生产过程中应进行质量监控和检测,以确保每一台出厂产品都符合标准要求。
此外,交通管理部门也对销售和使用的汽车进行抽查,检查其转向节是否符合国家或地区制定的相关标准。
未通过检查的汽车将无法上市销售或被要求进行整改,以确保公众使用的汽车转向节达到安全可靠的水平。
新能源汽车电气技术(第2版)课件:新能源汽车电动助力转向系统
四、EPS系统的优缺点
1.EPS系统具有以下优点: 与其他转向系统相比,该系统突出的优点表现在: 1)更加节省能源和环保。因为EPS没有液压器件,所以可算得上是标准 的“按需供能型”系统,即在转向的情况下系统才工作,而汽车停止时或者 直线运行时完全不消耗任何能量,这样一来耗能就会相对较少。因此与液压 动力系统进行比较,可以节约能源80%到90%。而在不转向时,EPS燃油消耗 会降低2.5%;在使用转向系统时,则会减少5.5%。另外又因为在-40℃的低 温的状况下,EPS也可以较好地工作,而传统的液压系统只有液压油预热后 才可以工作,由于EPS没有起动时的预热过程,所以节省了许多能量。EPS也 不存在液态油的泄漏问题,从而也不会对环境造成严重的污染,符合了环保 的设计理念。 2)助力效果相对更好。EPS可根据汽车运行的不同工况,通过优化设计 助力特性曲线,获得准确的助力,助力效果十分理想。同时还可以通过控制 阻尼系数减小因为路面的干扰对转向系统产生的影响,保障车辆低速行驶时 的轻便性,提高汽车高速行驶时的稳定性,进而提高汽车的转向性能。
六、电动助力转向系统(EPS)工作原理
转向器选择齿轮齿条式,转向盘转矩通过扭矩传感器来测得。当没有转向动作时,助力 电机不工作;当驾驶员有转向操作时,扭矩传感器发出一个电压信号,电子控制单元(ECU) 根据电压信号值推算得到转向盘转矩的大小及方向,同时,车速传感器将检测到的当前车速 传递到电子控制单元(ECU),电子控制单元(ECU)先根据车速选择与之对应的助力特性曲 线,再根据转向盘转矩进行运算处理,得到目标助力转矩的大小以及方向,再经过一系列计 算确定助力电机的旋转方向和驱动电流的大小,助力电机根据得到的驱动电流提供相应的助 力转矩,减速增扭后作用到转向轴上,为转向系统提供与工况相适应的助力。
《汽车转向系基本要求》国家标准
《汽车转向系基本要求》强制性国家标准编制说明1 工作简况1.1 任务来源和背景进入二十一世纪第一个十年,中国汽车产业持续高速发展,汽车电子的发展和对汽车安全、技术需求的提升使原标准的适应性出现了缺口,比如,希望通过消除机械转向管柱以提高乘员安全性、且更易适应左右置转向盘生产需求的转向操纵装置和转向车轮之间没有任何机械连接的线控转向技术;另外与挂车相关的转向标准的缺失,使GB 17675-1999《汽车转向系基本要求》已不能适应时代的需求,需要对其进行修订。
本标准修订任务来源为国家标准化管理委员会于2010年12月2日以国标委综合[2010]87号文下达的制修订计划,归口单位为工业和信息化部,标准名称为《汽车转向系基本要求》,计划编号为20101254-Q-339。
1.2 主要起草单位和工作组成员主要起草单位:南京汽车集团有限公司汽车工程研究院、南京东华智能转向系统有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、国家重型汽车质量监督检验中心、上海汽车集团股份有限公司技术中心、中国第一汽车集团公司技术中心、清华大学、江苏大学、江苏罡阳转向系统有限公司、东风日产乘用车公司技术中心、扬州中集通华专用车有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、南京理工大学。
工作组成员:万兴宇、许迎光、陈春华、刘地、季学武、颜尧、周中坚、谷杰、郁金龙、耿国庆、傅培根、王春宏、王良模、农蕃榛、邬世锋、朱春庆、朱德江、许庆卫。
1.3 主要工作过程标准修订工作组一直持续跟踪UN R79法规的发展演变以及智能网联汽车标准制修订,翻译UN R79法规原文,对比UN R79与GB17675-1999在技术要求和试验方法中的差异,评估GB 17675-XXXX 参照UN R79进行修订对行业造成的影响,同时结合转向分标委、汽车工程学会转向分会所组织的国内外汽车企业技术交流会,收集了大量信息和技术资料,掌握了最新的国内外现状及动态,并按照拟参照采用的UN R79法规,组织相关单位进行了多轮车辆摸底验证试验,积累了车辆转向系统的分析、试验数据。
轻型载货汽车电动助力转向系统的故障预警与诊断
轻型载货汽车电动助力转向系统的故障预警与诊断随着汽车技术的不断发展,电动助力转向系统在轻型载货汽车中得到了广泛应用。
该系统通过电动助力机构为驾驶员提供转向辅助力,使得驾驶更加轻松便捷。
然而,由于长期使用和各种原因导致的故障不可避免,因此及时的故障预警与诊断就显得尤为重要。
一、轻型载货汽车电动助力转向系统故障预警在现代汽车中,故障预警系统已经成为了必备的配置之一。
对于电动助力转向系统来说,故障预警能够及时发现并报警驾驶员,以防止故障的进一步恶化。
可以通过以下几个方面来实现故障预警:1. 传感器监测:电动助力转向系统中设置有多个传感器,用于感知转向力、车速等参数。
通过对这些传感器进行实时监测,一旦传感器出现异常,系统就能够迅速判断出故障,并将其通过仪表盘上的警告灯或声音提示的形式告知驾驶员。
2. 数据分析:电动助力转向系统中的控制单元会持续地对各个传感器所收集到的数据进行分析。
通过数据分析,系统能够判断是否存在故障,并将分析结果通过仪表盘上的显示屏或者语音提示的形式反馈给驾驶员。
3. 自学习功能:部分先进的电动助力转向系统还会具备自学习功能。
系统会通过学习正常驾驶过程中的数据,建立一个标准模型。
当检测到数据与标准模型有较大的偏离时,系统就能够认为可能存在故障,并进行相应的预警。
二、轻型载货汽车电动助力转向系统的故障诊断在完成故障预警之后,为了进一步确定故障的具体原因,需要进行故障诊断。
轻型载货汽车电动助力转向系统的故障诊断主要包括以下几个方面:1. 故障码读取:通过连接诊断仪器,可以读取到电子控制单元中存储的故障码。
故障码会对应于不同的故障类型,通过查阅相关故障码手册或在线数据库,可以快速了解故障的大致原因。
2. 电压检测:电动助力转向系统中的电动助力机构通常由电池供电。
因此,在检测故障时,需要检查电池电压是否正常。
如果电池电压过低或者过高,都可能导致系统故障,需要进行相应调整或更换。
3. 机械部件检查:电动助力转向系统中还涉及到机械部件,如电动助力机构、传动装置等。
汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析
西南林业大学本科毕业(设计)论文(2012届)题目汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析教学院系机械与交通学院专业车辆工程学生姓名李铖龙指导教师陈继飞(实验师)评阅人刘学渊(实验师)2012年6月3日汽车电动助力转向系统结构及其工作原理分析李铖龙(西南林业大学车辆工程专业2008级,云南昆明,650224)摘要:在汽车的发展历程中,转向系统经历了由机械式转向系统发展为液压助力转向系统,电控液压助力转向系统和电动助力转向系统的四个阶段。
汽车电动助力转向系统与传统的机械、液压助力转向系统相比具有转向灵敏、能耗低、与环境的兼容性好、成本低等优点。
在很多高端车上都装有EPS,因此,开发EPS(Electric Power Steering)具有很大的实际意义和商业价值。
电动助力转向系统主要由控制部分、执行部分和程序这三个部分组成,控制部分主要由信号采集电路、单片机和信号发送电路组成。
其中单片机是控制部分的核心部件,信号采集电路采集到的转矩和车速信号送单片机处理后,单片机再发出控制信号给信号发送电路,经过驱动电路驱动电机转动。
执行部分主要由电机、减速机构和电磁离合器的组成。
它起着转向辅助动力的产生,传递和中断的作用。
本文详细分析了汽车电动助力转向系统的结构、工作原理、故障维修以及它的发展趋势系统地介绍了汽车电动助力转向系统。
从而得出,电动助力转向系统具有操作轻便、省力的优点。
关键词:电动助力转向,单片机,电机控制Electric power steering system structure and working principleLiChengLong(Vehicle Engineering 2008, Southwest Forestry University, Kunming Yunnan,650224)Abstract:In the course of development of the automobile, the steering system has gone through four stages of mechanical steering system, the development of hydraulic power steering system, electronically controlled hydraulic power steering system and electric power steering system. Electric power steering systems and traditional compared to the mechanical, hydraulic power steering system with steering sensitivity, low energy consumption, and environmental compatibility, low cost. In many high-end car is equipped with EPS, and therefore, the development of EPS has great practical significance and commercial value. The electric power steering system by the control part of the operative procedures of these three components, the control part of the signal acquisition circuit, micro-controller and signal transmission circuit. Where the micro-controller is the core component of the control section to send single-chip processing of the torque and speed signals collected by the signal acquisition circuit, micro-controller and then control signals to the signal transmission circuit through the drive circuit drive motor rotation. The executive part of the main motor, reducer, the composition of the bodies and the electromagnetic clutch. It plays a steering auxiliary power generation, transmission and interrupt the role. This paper analyzes the structure of the automotive electric power steering system, the working principle, fault repair, and its development trend of a systematic introduction to the automotive electric power steering system. Thus obtained, the electric power steering system, easy operation,Key words: electric power steering SCM motor control。
汽车设计_转向系统
第一节概述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。
机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘,经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。
有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。
采用动力转向的汽车还装有动力系统,并借助此系统来减轻驾驶员的手力。
对转向系提出的要求有: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)汽车转向行驶后,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,转向轮不得产生自振,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,保证转向盘与转向轮转动方向一致。
正确设计转向梯形机构,可以使第一项要求得到保证。
转向系中设置有转向减振器时,能够防止转向轮产生自振,同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低.为了使汽车具有良好的机动性能,必须使转向轮有尽可能大的转角,并要达到按前外轮车轮轨迹计算,其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍.通常用转向时驾驶员作用·在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。
没有装置动力转向的轿车,在行驶中转向,此力应为50—100N;有动力转向时,此力在20—50N.当货车从直线行驶状态,以10km/h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶,且路面干燥,若转向系内没有装动力转向器,上述切向力不得超过250N;有动力转向器时,不得超过120N。
汽车参数实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作,深入了解汽车各个参数的测量方法、原理及数据处理方法,掌握汽车性能测试的基本技能,为今后从事汽车行业相关工作打下基础。
二、实验内容1. 发动机冷却水和润滑油温度测量(1)测量原理:利用温度传感器测量发动机冷却水和润滑油温度。
(2)实验步骤:①连接温度传感器,确保连接牢固。
②启动发动机,使冷却水和润滑油达到规定温度。
③读取温度传感器显示的温度值,记录实验数据。
2. 排气污染物检测(1)测量原理:利用尾气分析仪检测排气中的CO、HC、CO2、O2和NO等污染物。
(2)实验步骤:①连接尾气分析仪,确保连接牢固。
②启动发动机,使车辆达到规定车速。
③读取尾气分析仪显示的污染物浓度值,记录实验数据。
3. 汽车结构参数测量(1)测量原理:利用尺子、卷尺等工具测量汽车总宽、总长、侧向尺寸等结构参数。
(2)实验步骤:①将汽车停在平坦、干燥的路面上。
②使用尺子、卷尺等工具,依次测量汽车的总宽、总长、侧向尺寸等参数。
③记录实验数据。
4. 汽车传感器实验(1)测量原理:利用传感器测量汽车相关参数,如空气流量、进气歧管绝对压力、氧传感器等。
(2)实验步骤:①连接传感器,确保连接牢固。
②启动发动机,使传感器达到规定工作状态。
③读取传感器显示的参数值,记录实验数据。
5. 汽车制动性实验(1)测量原理:利用惯性测量系统、制动压力传感器等设备测量制动协调时间、充分发出的制动减速度和制动距离。
(2)实验步骤:①连接惯性测量系统、制动压力传感器等设备,确保连接牢固。
②启动发动机,使车辆达到规定车速。
③进行制动实验,记录制动协调时间、充分发出的制动减速度和制动距离。
6. 汽车毫米波雷达实验(1)测量原理:利用毫米波雷达测量车辆与周围环境的距离、速度等参数。
(2)实验步骤:①连接毫米波雷达,确保连接牢固。
②进行实验,记录雷达测量数据。
三、实验结果与分析1. 发动机冷却水和润滑油温度测量结果分析:通过实验,了解发动机冷却水和润滑油温度对发动机性能的影响,为发动机冷却系统优化提供依据。
汽车转向系统测试技术与规范
Gong Cheng Ji Shu
汽车转向系统测试技术与规范
张晓峰 河源理工学校 广东河源 517000
【摘 要】 我国入世以后汽车行业得到了飞速的发展,汽车已逐渐成为人们日常生活中必不可少的工具。中国作为世界上最有发展潜力和规 模最大的汽车消费市场,市场前景甚为广阔。作为汽车安全行驶的重要保障,汽车转向系统在汽车生产中具有十分重要的作用。开展汽车转向系 统缺陷工程分析的基础性工作,就是研究汽车专向系统测试技术和规范的工作。本文从汽车转向系统的分类入手,对汽车转向系统测试技术与规 范进行了分析和探讨。
是整体设计的效果会直接作用到绿色建筑的使用效果。绿色环保建筑 规划设计需要将建筑物所在地社会、正如台等一系列条件相结合,然 后进行整体的分析、全局的思考,整体设计,可以在一定程度避免和 减少盲目追求所谓的先进绿色技术,徒有虚名,仅仅放目尺于某个局 部,不顾整体。例如在热带地区使用蓄热墙体和保温材料就变得没有 任何意义;而对于严寒地区,如果窗户的热工性能不好,热量会通过 窗户迅速散失,那么使用再昂贵的墙体保温材料也不会达到节能的效 果。实现节能环保的目的,这就是绿色建筑重视整体的形象体现。
2.4 设计信息管理技术。随着技术在建筑业的发展和普及,在建筑 设计过程中出现了大量的电子文件,且这些电子文件格式及来源也纷 繁复杂。电子文件的管理成为了日常工作中很重要的一个环节。目前, 大多数设计企业及单位仍然采用传统的纸质文件管理方法,这导致了 很多问题的出现,如设计资料混乱无法实现快速查找,甚至是资料的 丢失;“信息孤岛现象”严重以及信息交流顺序混乱等问题。这种不合 理的信息管理方式严重影响了整个设计企业的经营管理水平的提高。 因此,设计企业和单位需要采用一种适应信息化社会的建筑设计信息 管理方式。在绿色建筑整合设计过程中设计会产生大量的数据与图纸, 如何对他们进行良好管理成为日常工作中一个重要组成部分。数据库 技术是目前实现保存和管理数据的最基本、最成功的软件技术。数据 库简单地说就是数据的仓库,即资料存放的地方。数据库技术可以科 学的组织和存储数据,高效的获取、更新和加工数据,同时还可以保 证数据的安全性、可靠性、正确性和持久性。数据库技术的使用使得 系统中的数据存储独立于任何特定的应用程序,保证了系统在升级、 更新、变动中数据的统一性。设计信息管理系统在系统底层使用关系 数据库来实现数据的存储和管理,并且利用当今主流数据库卓越的数 据管理功能实现数据的底层操作。数据库技术能够在统一控制下为尽 可能多的用户服务,实现数据资源共享。
汽车助力转向系统及其相关标准分析
路感直 接 、信 息反馈 丰 富 ;液压泵 由发 动机驱动 ,转
向动力 充沛 ,大小 车辆都适 用 ;技 术成熟 ,平均 制造
成本低 等优点 ,已在各 国的汽车制造 中普遍采用 。
力转 向系统在 汽车转 向系统 中的重 要性 和必要性 。汽
3 6 1 9 、 QCT 2 9 1 9 、QCT 3 0 1 9 、QCT 0 —99 / 9 — 9 9 / 0 — 9 9 /
3 —1 9 ” 01 9 9
、
Q / 0 — 9 9 CT 3 2 19 和 Q / 0 — 9 9 CT 3 3 19 等 。
标 准对 液压助 力转 向器系统 及主要 部件 的制造 和装配
型车辆转 向下 , 比有助力转 向装 置要大2 0 0 N以上 。
质量 ;转 向控制阀和活塞的装配调整质量 ;抗路面 的反 冲击能力 ;系统及零部件寿命等方面做 出了规范要求。
一
11 机 械 液 压 助 力 转 向 系统 的优 缺 点 .
直是 全世界 汽车行业 研究 的重 点 。汽 车转 向系统 的
1 )优点。机械液压助力转 向系统 由于具有转 向操
好坏直 接影 响到汽 车的驾驶 舒适 性 、安 全性 和能耗 , 甚至影响到环境… 。汽车助力转 向系统在经历 了长 足的
护成 本较高 ;整套 油路 经常保持 高温高 压状态 ,使用
压力流体控制 阀 、v 型传动皮带 、储 油罐 等组成 。其作 用是 在驾驶员 的控制 下 ,借助 于汽车发 动机 带动 液压 泵产生 的液体 压力驱 动 力来 产生转 向动 力 ,从 而实 现 车轮转 向 。它 解决 了原始 的机械转 向系统 ,仅 靠驾 驶
汽车转向系统测试技术与规范
有大量的机械结构部件存在于汽车的转向系统中,这些转向系统在汽车的行驶中具有十分重要的作用。
从驾驶员端到转向车轮末端都存在着转向系统,一般来说,汽车的转向系统一共包括以下几种相关的机械结构部件,也就是汽车转向传动机构、汽车转向器以及汽车转向操纵机构等。
本文对这些机械结构部件以及转向系统液压助力装置测试技术和方法,进行了分析和介绍。
1机械结构部件在汽车转向系统中测试技术研究1.1测试汽车转向操纵机构的技术分析在驾驶员和转向器之间的汽车的转向操纵机构主要是发挥了连接的作用,其属于包括转向器到转向盘之间全部零部件在内的总称,一般来说,现在汽车转向操纵机构的主要作用就是向转向器传递驾驶员转动转向盘的操作力。
其中的转向盘主要由轮辋、轮辐以及轮缘等组成,利用汽车轮毂之间的内花键转向盘换就能够发挥出连接转向管柱的作用。
①目前在我国一般都是选择QC/T563-1999试验方法对转向盘进行试验,主要的试验项目包括以下几种:也就是老化试验、摩擦试验、表面硬度、受力变形、热性能以及外观等。
②现在我国主要采用QC/T649-2000试验方法来试验汽车的转向传动轴总成,汽车的转向传动轴的试验项目在我国一般来说主要包括以下几个方面:扭转疲劳寿命试验、静扭强度试验、滑动花键的滑动启动力试验、转动力矩试验以及总成间隙试验等[1]。
③现在我国主要采用QC/T647-2000试验方法来试验汽车的转向万向节总成,汽车的转向万向节总成试验项目在我国一般来说主要包括以下几个方面:轴承的压出力试验、万向节与轴的拔拉力试验、转动方向间隙试验、摆动力矩试验、最大工作角试验等。
1.2测试转向器的技术在转向传动机构和操纵机构中转向器起到了连接的作用,现在常见的汽车转向器包括蜗杆曲柄指销式转向器、循环球式转向器、齿轮齿条式转向器等。
现在我国主要采用QC/T29096-92试验方法对非动力转向器总成进行试验,非动力转向器总成试验的主要方法包括疲劳寿命试验、强度试验以及性能试验等;采用QC/T529-2000试验方法对液压助力转向器总成进行试验,液压助力转向器总成试验主要包括可靠性试验和性能试验等[2]。
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 DesignABSTRACTElectric 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.The thesis Considers the functions of the electronic control unit of EPS, studied and developed the hardware that adopted 89c51as its microprocessor. The control unit was able to realize real-time data/signal acquisition and system control. The target current of motor output could be determined by the obtained data; and utilizing the Pulse-Width Modulation (PWM) technology, power could be provided to the steering system by controlling the output current and rotation direction through H-bridge circuit.The software program, which was divided into the realization of control strategy and the acquisition & control of data/signal, was developed in modular after the design of experimental ECU was completed. And the main program, A/D acquisition program, speed signal acquisition program and PWM control program are developed in the second part.The result showed that the electronic control unit designed was with stable performance, appropriate structure and excellent matching condition, and the excellent power steering effect could be ensured by EPS.Key words: Electric Power Steering System (EPS) Electronic Control Unit Single-Chip Microprocessor Control Strategy目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1汽车电动助力转向系统的特点 (2)1.2电动助力转向系统国内外的研究现状 (4)1.3 EPS的发展趋势和急待解决的核心技术 (5)1.4本课题研究的目的与意义 (6)第2章电动助力转向系统方案确定及工作原理 (7)2.1电动助力转向系统的工作原理 (9)2.1.1电动助力转向系统的组成和工作原理 (9)2.1.2电动助力转向系统的分类 (11)2.1.3电动助力转向系统的技术要求 (12)2.2电动助力转向系统的数学模型 (13)2.2.1转向盘和转向柱输入轴子模型 (14)2.2.2电动机模型 (14)2.2.3输出轴子模型 (16)2.2.4齿轮齿条子模型 (16)2.3电动助力转向系统的主要部分 (17)2.3.1转矩传感器 (18)2.3.2车速传感器 (19)2.3.3直流电动机 (20)2.3.4电磁离合器 (21)2.3.5减速机构 (22)2.3.6电子控制单元ECU (23)第3章电动助力转向系统的硬件设计 (24)3.1电子动力转向系统控制器的总体结构 (24)3.2控制器微处理芯片的选择 (26)3.2.1控制器微处理器常用芯片及选型 (26)3.2.2 89C52芯片及A/D转换芯片介绍 (26)3.2.3 89C52外部总线扩展及片外ROM的连接 (28)3.3控制器输入通道的设计 (30)3.3.1转矩信号的采集 (30)3.3.2电动机电流信号的采集 (31)3.3.3车速信号的采集 (33)3.4控制器输出通道的设计 (34)3.4.1电动机的PWM控制 (34)3.4.2电磁离合器和显示控制电路的设计 (39)3.4.3 电动机保护电路及继电器驱动电路设计 (40)3.5系统供电电源电路设计 (41)3.6系统硬件抗干扰措施 (42)第4章电动助力转向系统的软件设计 (45)4.1 EPS的控制策略 (45)4.1.1 EPS的PID控制 (45)4.2电子动力转向系统各功能模块的软件设计 (48)4.2.1 A/D采集程序 (48)4.2.2 PWM控制程序 (49)4.2.3车速信号采集程序 (51)4.2.4系统主程序 (53)结论 (55)谢辞 (56)参考文献 (57)附录 (59)外文资料翻译 (66)前言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。
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汽车助力转向系统及其相关标准分析万科重庆车辆检测研究院,国家客车质量监督检验中心重庆401122;[摘要] 对汽车用机械液压助力转向系统、电子液压助力转向系统和电动助力转向系统的原理、优点、缺点及相关标准进行了阐述和分析。
关键词:汽车,助力转向系统,标准分析Vehicle Power Steering System And Relevant Standards AnalyzeWankeChongqing Vehicle Test & Research Institute, National Coachquality Supervision And Test Center,Chongqing 401122;[Abstract]This article analyzes the principles,advantages,defects and the relevant standards of mechanical hydraulic pressure power steering system,electron hydraulic pressure power steering system and electrical power steering system .Keywords: Vehicle,power steering system, standards analysis汽车转向系统作为整车构造中最重要的系统之一,一直是全世界汽车行业研究的重点。
汽车转向系统的好坏直接影响到汽车的驾驶舒适性、安全性和能耗,甚至影响环境[1]。
汽车助力转向系统在经历了长足的发展后已得到了整个汽车行业的认可和应用,在国标[2]中专门规定车辆转向轴最大设计轴荷大于4000kg时,必须采用转向助力装置,由此可见助力转向系统在汽车转向系统中的重要性和必须性。
汽车助力转向系统经历了机械液压助力转向系统、电子液压助力转向系统以及最新的电动助力转向系统三个阶段,目前这三种系统都有不同程度广泛的应用。
1.机械液压助力转向系统机械式液压助力转向系统主要由液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐等组成。
其作用是在驾驶员的控制下,借助于汽车发动机带动液压泵产生的液体压力驱动力来产生转向动力从而实现车轮转向。
它解决了原始的机械转向系统仅靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向而导致劳动强度大、操纵轻便性非常不理想、特别是对于大型车辆起步时的转向操纵非常吃力的问题。
通过我中心长期的试验结果来看,在国标GB 17675-1999的试验条件下,大型车辆方向盘转向力在没有助力转向装置比有助力转向装置的情况下要大200N以上。
1.1 机械液压助力转向系统的优缺点(1)优点。
机械液压助力转向系统由于具有转向操纵灵活、轻便;在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性大;能吸收路面对前轮产生的冲击;方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接,操控安全可靠、路感直接、信息反馈丰富;液压泵由发动机驱动,转向动力充沛,大小车辆都适用;技术成熟,平均制造成本低等优点,已在各国的汽车制造中普遍采用。
(2)缺点。
主要缺点是:只具有固定的动力放大倍率,不能同时满足汽车高、低速行驶时的转向助力要求;由于需要依靠发动机动力来驱动油泵,不论是否需要转向助力,系统总要处于工作状态,能耗较高;液压系统的管路结构复杂,各种控制阀数量较多,后期的保养维护成本较高;整套油路经常保持高温高压状态,使用寿命会受到影响;高压高温的液压油在管路中流过时有不同程度的渗漏,造成环境污染和资源浪费。
1.2 机械液压助力转向系统相关标准目前机械液压助力转向系统的主要标准有:QC/T 529-2000[3]、QC/T 530-2000[4]、QC/T 305-1999《汽车动力转向控制阀总成技术条件》、QC/T 306-1999《汽车动力转向控制阀总成台架试验方法》、QC/T 299-1999《汽车动力转向油泵技术条件》、QC/T 300-1999《汽车动力转向油泵台架试验方法》、QC/T 301-1999《汽车动力转向动力缸技术条件》、QC/T 302-1999《汽车动力转向动力缸台架试验方法》和QC/T 303-1999《汽车动力转向油罐技术条件》等。
标准对液压助力转向器系统及主要部件的制造和装配质量;转向控制阀和活塞的装配调整质量;抗路面的反冲击能力;系统及零部件寿命等方面做出了规范要求。
经过近10年的发展和对新技术及试验方法的引进,我国已开始对QC/T 529-2000和QC/T 530-2000两个总成标准进行修订,现在已完成了征求意见、会审上报。
这次修订的标准与现有的标准主要差别有:将QC/T 529-2000、QC/T 530-2000两个标准合并为《汽车液压助力转向器技术条件与试验方法》一个标准;修订后的标准增加了对齿轮齿条式动力转向器的规范要求;在空载转动力矩测定试验中根据国外先进标准增加了有动力条件下的转动力矩试验使得试验更接近实际工况;在转向特性试验中增加了特性曲线限定框图,只要转向力特性曲线在限定框图内即可判定产品达到质量要求,可简单、快捷、准确的保障产品出厂质量,提高劳动生产效率,对液压动力转向器批量生产具有指导意义;逆向疲劳试验中的加载条件采用不同于现有标准(单一载荷)的2阶梯载荷,使试验更接近实际工况的同时还能避免产品功能过剩或不足;再有就是增加了环境试验以考核系统对不同环境变化的承受能力。
总成试验的主要设备有液压动力转向系统性能试验台和可靠性试验台。
2. 电子液压助力转向系统由于机械液压助力较多地消耗发动机动力,所以在此基础上改进开发出了更节能的电子液压助力转向系统(下称ECHPS系统)。
这种系统的转向油泵不由发动机皮带直接驱动,而由电动机驱动,并且在液压助力系统的基础上加装了电控系统,使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关,还与车速相关;机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀;新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。
2.1电子液压助力转向系统的优缺点(1)优点。
ECHPS系统具有机械液压助力的大部分优点,而且最主要的是能够根据转角、车速等参数通过电子控制单元控制电磁阀从而使转向助力大小自行调节,能够满足高、低速时的转向助力变化要求,更加人性化;同时ECHPS系统还能降低能耗,反应也更加灵敏。
随着技术的不断成熟,如今ECHPS系统已经成为很多家用车型的标准配置。
(2)缺点。
ECHPS系统的主要缺点是:引入了很多电子单元,其制造、维修成本会相应增加,使用稳定性目前也不如机械液压式;由于仍采用液压系统,结构相对复杂,液压油渗漏问题也未得到根本解决,造成环境污染和资源浪费也在所难免。
2.2电子液压动力转向系统相关标准虽然ECHPS系统这几年在我国逐渐广泛应用起来,但我国直到去年才起草了《汽车电控液压助力转向器总成技术条件及试验方法》行业标准的征求意见稿。
该意见稿主要参考了日本丰田公司和德国ZF公司相关技术资料,以及前述1.2中修订的行业标准《汽车液压助力转向器技术条件与试验方法》和若干我国已形成的电动助力转向器(EPS)标准(见后面3.2)等,其主要内容是在《汽车液压助力转向器技术条件与试验方法》(修定稿)的基础上提出了对ECHPS系统电控装置的自检、显示功能,对电源电压波动的适应能力,耐电源极性反接及过电压性能,抗跌落、振动性能,电磁兼容性能和适应恶劣环境变化性能的规范要求。
主要试验设备除了相关液压系统的性能及可靠性试验台外,还需要:瞬态传导抗扰度测试系统、屏蔽室及各种环境试验舱。
但笔者对征求意见稿的第6.2.6.2.1条不甚理解,因为按照其所述的“符合GB/T 21437.2的有关规定”的试验目的应该是,发脉冲波形到零部件的电源线上,看部件在电源上有脉冲电压干扰时,部件的工作正常与否,是做传导抗干扰;而后面一句话“采用自由场法在屏蔽室内进行实验,抗扰性电平限值为30V/m”所叙述的试验目的应该是用天线来发射,形成强的电磁场环境,考察部件处于这种环境中工作能不能正常,是标准GB/T17619-1998所规定,是做辐射抗干扰。
前后两句话的内容不一致。
3. 电动助力转向系统电动助力转向系统(下称EPS系统)与前两种转向系统的最大区别之一是,该系统完全独立于发动机而利用直流蓄电池作为动力源。
与液压助力转向系统的结构对比可以看出,EPS系统没有复杂的油液管路和油泵,取而代之的是直接干脆的电子线路和设备,(结构简图见图1)。
EPS 系统是通过电子控制单元根据转向参数和车速等信号,控制电动机扭矩的大小和方向,电动机再由电磁离合器通过减速机构减速增扭后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与工况相适应的转向作用力,从而实现汽车的转向。
3.1电动助力转向系统的优缺点(1)优点。
EPS系统相对于液压式助力转向系统的优点是:结构简单,操作简便;汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力,同时还可以通过调整电动助力转向系统控制器的软件,得到最佳的回正性,从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性,使汽车高速行驶时保持良好的转向性能。
另外EPS系统以蓄电池为能源,以电机为动力元件,独立于发动机工作,效率高,相对于前两种转向系统可以减少汽车燃油消耗量3%~5%左右;EPS系统也不存在液压动力转向系统的液压油泄漏和噪声高的问题,对环境几乎没有污染,所以从节能、环保角度讲,电动助力转向系统也要优于传统的液压助力转向系统。
(2)缺点。
虽然EPS系统较传统的液压动力转向系统有很多优点,但是其也有不尽如人意的地方,如制造、维修成本高,容易受到电磁干扰,使用稳定性不强;电动机直接驱动转向机构,只能提供有限的辅助力度,难以在大型车辆上使用;电动机较大惯性、摩擦力所带来的路感信息匮乏,使实际驾驶中的操控乐趣大大减少等等这些都是其现阶段的缺点。
图1 EPS系统结构简图3.2 电动助力转向系统相关标准EPS系统最近几年在国内汽车领域的逐渐应用,部分转向器企业已开始生产自主品牌的EPS 系统产品,我国陆续发布了《汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法》、《汽车电动助力转向系统用电动机技术条件》、《汽车电动助力转向电子控制器技术条件与台架试验方法》以及《汽车电动助力转向扭矩用传感器技术条件与台架试验方法》等行业标准的征求意见稿,对EPS系统总成及主要部件的性能及可靠性做出了规范要求。
标准主要是从EPS系统的总成、控制器、传感器、转向电机及故障诊断等方面进行考核,其中系统总成主要试验项目及相关评价参数和试验曲线见表1所示。
主要试验的设备有:电动助力转向系统性能试验台和可靠性试验台、电磁辐射抗扰度测试系统、电磁骚扰测试系统、静电放电测试系统、电波暗室及各种环境试验舱。