汽车转向器的国内外发展浅述

汽车转向器的国内外发展浅述

摘要:论文主要浅谈了汽车的转向系统在国内外发展的现状,主要在于电动助力转向器为未来转向系统的发展趋势。

关键词:汽车转向系统电动助力转向系统

Development on Automobile Steering System

Abstract: This paper reviewed the automobile steering system of the domestic and foreign development present situation, this paper points out that electric power steering device is the future trend of the development of the steering system.

Keyword: Automobile steering system;Electric power steering system

1 汽车转向系统

汽车转向系统是汽车主要的安全部分,它的发展趋势主要分为两个不同阶段,就是传统的机械转向系统与现代的助力转向系统。

1.1 机械转向系统

传统的机械式转向系统所主要讲的为通过操作者通过作用于转向盘上的作用力就是它的转向动力,然后没有给它别的外部助力,接着利用转向轴和转向器,其次它的传动机构就马上传给转向轮,所以得到

了它的变动车轮转角用意,这样去变动车轮滚动的不同位置[1]。不过最老式的汽车转向系统就为没有助力的纯机械式的转向系统。机械转向系统这样的系统不但加强了操作者停车和低速的行驶情况下的转向操纵的压力,尤其它的转向灵敏性与它的轻便性都是不同相对的,根本不能从基础上处理汽车在各个不同的路感和工况下的转向相冲突。

1.2 助力转向系统

助力转向就是在纯机械转向系统中加上了助力泵,利用发动机来使助力泵的工作它给单纯的人力的转向供给的助力,有助力的转向它会变得更加的轻松。

1.2.1 液压助力转向系统

液压助力转向系统它就是在老式的纯机械式转向装置上添加了控制阀、油泵、动力缸、储油罐和回油管路等液压动力装置来给予的转向助力。液压动力装置根据发动机曲轴上得到的能量,储存在它的液压罐中间,转向期间根据机械机构的控制发出的能量,进而从转向系统给与的助力[2]。

1.2.2 电控液压助力转向系统

根据选定了转向器与机械控制参数之后,传统的液压的助力转向系统的助力特性从而就跟着确定了,不会再对各个参数加于控制和调节,所以很困难在协调不一样的工况情况下转向轻便性和路感的之间

的联系,所以也就不能更加地满足大家对汽车操控性能日益增加所提出的要求[3～4]。

通过以上的论述的局限性,设计者在传统液压助力转向装置增加了改正,发明了电控液压助力转向系统(Electric Hydraulic Power Steering,简称EHPS)。在原来的系统中新增了一个电磁阀,经过车速传感器与转向盘转角传感器它们的输入信号,用来电控单元(Electric Control Unit,简称ECU)来控制电磁阀开启的大小,直接调节动力缸的供油量,因此对比它们的精确地控制助力大小,在现在这种转向系统在汽车生产中得到了广泛应用。电控技术的引用产生了助力转向技术发展的重大改变,可是液压装置却始一直有,所以引发出来漏油、管路不简便、高成本等缺点成了电动助力转向的发展奠定了基础。

1.2.3 电动助力转向系统

电动助力转向系统(Electric Power Steering,简称EPS)根据电控液压助力转向的基础的起源发展起来的为一种全新机电结合转向技术。系统的助力开始是一个由电控单元ECU控制电流输入的电动机,不是液压动力缸。在ECU的操作下,经过对于助力电机给予的电流大小与方向的变化进行控制与调节,以更加明白的地实现了设计者最开始设定的在不同车速与不同转向盘转角下所要的最好的转向助力[5～6]。

1.2.4 电磁助力转向系统

电磁助力转向系统主要就是由车速传感器、扭矩传感器、控制单

元、电磁力发生装置这些组成的。电磁助力转向系统与简便的电动助力转向系统最大的不同就是产生助力的装置不一样:电动助力转向系统的助力由电动机所给予的,然而电磁助力转向系统的助力是通过电磁力发生装置。电磁助力转向系统与电动助力转向系统之间的差于是少了电动机、电磁离合器及减速机构,结构比以前更加的简单、价格更加的低,再而就是能较佳地减少地面冲击对系统的作用,所以广泛应用于轻型汽车及普通型轿车上。

1.2.5 线控转向系统

EPS它是根据人力与电机助力两部分去驱动转向轮转向。经过技术的不断创新,汽车转向系统会向全助力电动转向的方向发展,它就是;驱动转向轮转向的力完全用电机提供;转向盘只作为一个控制电机的信号发生器。线控转向系统(Steering ByWire,简称SBW)它作为该技术的典型代表,减去了转向盘与转向轮的机械连接,完全通过电能实现转向。

2 电动助力转向系统(EPS)的国内外发展现状

电动助力转向系统为上世纪八十年代出现的一种机电技术,日本铃木公司于1988年首先研发出EPS,先后装备在Cervo车和Alto车上。

国内EPS的研发起步有些落后,但是已列入高新科技产业项目其

中之一。清华大学、同济大学、华中科技大学等高校先后开展了一些有关的研究,在系统建模与助力特性这些地方得到了一定的成果。这些有相关研究的背景后的高校与企业有了合作,形成产、学、研一体的研发模式,可是并没有形成大规模的产业链。现在,国内技术成熟并能实现批量生产EPS的内资企业不多,而日本JTEKT、德国ZF及韩国Mando等先后在中国成立了EPS生产基地,它们具有外资背景的企业占据了国内EPS市场的相当大的份额。

2.1 EPS的特点

EPS转向系统根据电机产生的动力协助操作者进行转向,而且利用电控单元控制力矩大小和方向。低车速时转向相当的轻便,高车速时转向盘相当的沉重,合理地配合了驾驶员驾驶感觉良好的要求,而且确保了行车的稳定性能。机电技术通过结合使得EPS与液压助力转向系统比较具有如下好处。

(1)显著减少了燃油消耗。液压助力转向系统利用发动机带动液压油泵来给予助力,不管转向在不就不转向,只要发动机在运转,它就会消耗其中的能量。

(2)技术优势。EPS转向系统仅仅在转向时电机的时候提供助力;在转向盘不转向的时候,电动机它不会工作的,所以减少了燃油消耗,从而这个转向装置就要按需供能的助力系统。因为不需要液压系统,所以使在气温很低环境的情况下,EPS转向系统也可以快速响应,避免