汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-wenkub
2022-12-12 21:39:09 本頁面
【正文】 消耗、磨損與噪音的固有缺陷。 機(jī)械式的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由液壓泵、油管、壓力流量控制閥體、 V型傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐等部件構(gòu) 成。它與日 — EPS 比較相似，兩者的主要區(qū)別是扭矩傳感器的安裝位置有所不同。 1 齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器 (REPS)的助力電機(jī)和減速增扭機(jī)構(gòu)則直接驅(qū)動(dòng)齒條提供助力。但由于助力電機(jī)安裝在駕駛艙內(nèi)，受到空間布置和噪聲的影響，電機(jī)的體積較小，輸出扭矩不大，一般只用在小型及緊湊型車輛上。 轉(zhuǎn)向柱助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器 (CEPS)的助力電機(jī)固定在轉(zhuǎn)向柱的一側(cè)，通過減速增扭機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連，直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向軸助力轉(zhuǎn)向。目前，在全世界汽車行業(yè)中， EP8 系統(tǒng)每年正以 9％ 10％ 的增長速度發(fā)展，年增長量達(dá) 130萬 150 萬套。此外， EPS 的重復(fù)利用率高，組件的 95％可以再回收利用，而傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回收利用率只有 85％ [1]。 在國外， EPS 已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，并成為汽車零部件高新技術(shù)產(chǎn)品，而我國動(dòng)力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前絕大部分采用機(jī)械轉(zhuǎn)向或液壓助力轉(zhuǎn)向， EPS 的研究開發(fā)處于起步階段。隨著電子技術(shù)的發(fā)展 , EPS 技術(shù)日趨完善 , 并且其成本大幅度降低 , 為此其應(yīng)用范圍將越來越大。日本的大發(fā)汽車公司、三菱汽車公司、本田汽車公司 , 美國的 Delphi 公司 , 英國的 Lucas 公司 , 德國的 ZF 公司 , 都研制出了各自的 EPS。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提供大的轉(zhuǎn)向操縱助力 , 目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應(yīng)用。在接下來的數(shù)年內(nèi) , 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)革新差不多都是基于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng) , 比較有代表性的是變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ( Variable Displacement Power Steering Pump) 和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向 ( Electric Hydraulic PowerSteering, 簡稱 EHPS) 系統(tǒng)。 機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) , 由于采用純粹的 機(jī)械解決方案 , 為了產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤 , 這樣一來 , 占用駕駛室的空間很大 , 整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得比較笨拙 , 駕駛員負(fù)擔(dān)較重 , 特別是重型汽車由于轉(zhuǎn)向阻力較大 ,單純靠駕駛員的轉(zhuǎn)向力很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向 , 這就大大限制了其使用范圍。 1 汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)械本體的設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1. 1 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作用及簡要介紹 作為汽車的一個(gè)重要組成部分 , 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成 , 如 何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性 , 使汽車具有良好的操縱性能 , 始終是各汽車生產(chǎn)廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要研究課題。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價(jià)低廉 , 目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對(duì)操控性能要求不高的微型轎車、農(nóng)用車上仍有使用。變流量泵助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下 , 泵的流量會(huì)相應(yīng)地減少 , 從而有利于減少不必要的功耗。 但是液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在系統(tǒng)布置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與 噪聲等方面存在不足。 EPS 的助力形式也從低速范圍助力型向全速范圍助力型發(fā)展 , 并且其控制形式與功能也進(jìn)一步加強(qiáng)。 1 自 1953 年美國通用汽車公司在別克轎車上使用液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以來， HPS 給汽車帶來了巨大的變化，幾十年來的技術(shù)革新使液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展異常迅速，出現(xiàn)了電控式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (Electric Hydraulic Power Steering，簡稱 EHPS)。 試驗(yàn)表明， EPS 還具有高效節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。 EPS 系統(tǒng)控制的核心 ECU具有故障自診斷功能，當(dāng) ECU 檢測到某一組件工作異常，如系統(tǒng)各傳感器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器、電源系統(tǒng)及汽車點(diǎn)火系統(tǒng)等，便能立即控制電磁離合器分離，停止助力，顯示相應(yīng)故障代碼，轉(zhuǎn)為手動(dòng)轉(zhuǎn)向，按普通轉(zhuǎn)向控制方式工作，以確保行車安全可靠。據(jù) TRW 公司預(yù)測，到 2021 年全世界生產(chǎn)的轎車中每 3 輛就有 1 輛裝備 EPS，到 2021 年，全球 EPS 產(chǎn)量將達(dá)到 2500 萬套。這種形式的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于安裝。 齒輪助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器 (P— EPS)的助力電機(jī)和減速增扭機(jī)構(gòu)與小齒輪相連，直接驅(qū)動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向。由于助力電機(jī)安裝于齒條上的位置比較自由，因此在汽車的底盤布置時(shí)非常方便。通過優(yōu)化電控單元 (ECU)內(nèi)部的算法，讓電機(jī)向齒條直接提供轉(zhuǎn)向助力可以獲得良好的轉(zhuǎn)向路感。無論車是否轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)總處于工作狀態(tài)，能耗較高，又由于液壓泵的壓力很大，比較容易損害助力系統(tǒng)，且不易安裝和維護(hù)。 新一代的 EPS 是利用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速等信號(hào)，控制電動(dòng)機(jī)輸出扭矩的大小和方向，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力。 當(dāng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭矩傳感器檢將測到的轉(zhuǎn)矩信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送至電子控制單元ECU， ECU 再根據(jù)扭矩信號(hào)、車速信號(hào)、軸重信號(hào)等進(jìn)行計(jì)算，得出助力電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和助力電流的大小，完成轉(zhuǎn)向助力控制。所以， EPS 可以在各種路況和車速下，給駕駛員提供一個(gè)安全、穩(wěn)定、輕便、舒適的駕駛環(huán)境。 45176。 ，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。 ，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向管柱。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn) 向臂、轉(zhuǎn)向操縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等。 機(jī)械轉(zhuǎn)向器分為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器。 采用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí) ，與齒條連的左、右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近。 側(cè)面輸入，一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭貨車上。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用，所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推力軸承，使軸承壽命降低，還有，斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點(diǎn)。當(dāng)車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)，應(yīng)選用 V 形和 Y形斷面齒條，用來防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。配合過緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來困難，配合過松齒條仍能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。扭矩傳感器主要有接觸式和非接觸式兩種。因此扭轉(zhuǎn)傳感器類型的選取根據(jù) EPS 的性能要求中和考慮。裝配有離合器的 EPS，多采用渦輪蝸 桿減速機(jī)構(gòu)，裝配在減速機(jī)構(gòu)的一側(cè)。 EPS 系統(tǒng)中電磁離合器應(yīng)用較多的為單片干式電磁離合器。此外還要求電機(jī)低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、
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