【正文】 況系數(shù)。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)聯(lián)接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來(lái)補(bǔ)償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯(lián)軸器（用來(lái)聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬(wàn)向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯(lián)軸器（允許綜合位移）、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來(lái)補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板彈簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。如圖41從右到左為液壓缸，滑臺(tái)，轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)，彈性聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)矩傳感器，萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器，減速器，助力電機(jī)，萬(wàn)向聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)矩傳感器，凸緣聯(lián)軸器，磁粉制動(dòng)器，滑臺(tái)，液壓缸。(3)能量轉(zhuǎn)換法是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換守恒定律的關(guān)系來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)矩的一種方法，它是一種間接測(cè)量方法。傳遞法轉(zhuǎn)矩傳感器 平衡力法 能量轉(zhuǎn)換法圖37 轉(zhuǎn)矩傳感器的分類從傳感器的分類來(lái)說，以往所有的轉(zhuǎn)矩傳感器都屬于結(jié)構(gòu)型傳感器，由于都要利用彈性元件的機(jī)械變形，因此轉(zhuǎn)矩傳感器具有體積大、耗材多等缺點(diǎn)。在該系統(tǒng)中，最主要的性能參數(shù)為汽車的車速，轉(zhuǎn)向盤的主扭矩和電動(dòng)機(jī)目標(biāo)電流，下面對(duì)這三者所用的傳感器和檢測(cè)方法加以詳細(xì)的說明。使用轉(zhuǎn)速高時(shí)，需降低力矩使用。本試驗(yàn)臺(tái)采用瑞安市中瑞控制器廠生產(chǎn)的CZ型磁粉制動(dòng)器(如圖32)，其技術(shù)參數(shù)如表32。本試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試減速機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。表31分析了不同電動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及其滿足EPS使用要求的情況。此外，ECU還有安全保護(hù)和自我診斷功能， ECU通過采集電動(dòng)機(jī)的電流、電動(dòng)機(jī)電壓、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等信號(hào)判斷其系統(tǒng)工作狀況是否正常，一旦系統(tǒng)工作異常，助力將自動(dòng)取消，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?dòng)轉(zhuǎn)向狀態(tài)，同時(shí)ECU將進(jìn)行故障診斷分析。該助力特性曲線可用下式函數(shù)表示 (24)比較上述3種助力特性曲線，直線型助力特性最簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)量小，存儲(chǔ)方便，有利于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并且在實(shí)際中調(diào)整容易；曲線型助力特性復(fù)雜，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，調(diào)整不方便；折線型助力特性則介于兩者之間。圖23所示為傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的助力特性曲線，俗稱盆形曲線。電動(dòng)機(jī)助力轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)為了提高汽車操縱的輕便性而對(duì)轉(zhuǎn)向系外加的力矩，其大小由EPS的ECU根據(jù)傳感器傳來(lái)的車速信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤扭矩等參數(shù)決定。除了回正力矩以外，駕駛員還需要克服主銷的摩擦阻力矩，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的摩擦力矩(其大小取決于轉(zhuǎn)向機(jī)效率)，各個(gè)球頭的摩擦力矩以及原地轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎與地面的摩擦力矩等。整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)主要有三個(gè)部分：(1)是機(jī)械部分，包括EPS轉(zhuǎn)向機(jī)械系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；(2)是控制部分，包括電子控制系統(tǒng)以及程序調(diào)試系統(tǒng)；(3)是數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)。(7)報(bào)警要求任一元件及線路損壞，故障代碼或故障報(bào)警顯示燈應(yīng)立即顯示。u 單個(gè)電器元器件損壞。損壞：被試總成按規(guī)定的可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目完成試驗(yàn)后，有下列情況之一出現(xiàn)，則認(rèn)為己損壞。兩者比較，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的燃料消耗率僅為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的16%~20%。汽車EPS試驗(yàn)臺(tái)的使用將會(huì)大大提高產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和檢測(cè)精度，為質(zhì)量管理提供了統(tǒng)計(jì)資料，且使產(chǎn)品的裝配、調(diào)試、檢測(cè)工作變得十分簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率大幅度提高。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自生產(chǎn)至今，經(jīng)過幾十年的應(yīng)用與發(fā)展，已取得了較大的進(jìn)步。(2) 提高了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，減少了對(duì)環(huán)境的污染。此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。通過研究EPS的工作過程，進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)總體方案的設(shè)計(jì)，再對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中參考了東華轉(zhuǎn)向器公司的產(chǎn)品，運(yùn)用AutoCAD畫出試驗(yàn)臺(tái)的裝配圖。其作用是使汽車在行駛過程中能按照駕駛員的操作要求而適當(dāng)?shù)母淖兤湫旭偡较?，并在受到路面?zhèn)鱽?lái)的偶爾沖擊及汽車意外地偏離行駛方向時(shí)，能與行駛系統(tǒng)配合共同保持汽車的操縱穩(wěn)定性和安全性。日本早期開發(fā)的EPS僅僅在低速和停車時(shí)提供助力，高速時(shí)EPS將停止工作。在EPS系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向，增加了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減小了車輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力；EPS旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于助力電機(jī)，沒有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對(duì)轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還可有各種安全保護(hù)措施和故障自診斷功能，使用可靠，維修方便。按此速度發(fā)展，用不了幾年的時(shí)間，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將逐漸占領(lǐng)轎車市場(chǎng)，并向微型車、輕型車和中型車擴(kuò)展。其中傳感器主要包括車速傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器；執(zhí)行器主要包括電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和減速機(jī)構(gòu)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不存在漏油問題，只要蓄電池內(nèi)有電提供給電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，就能有助力作用，所以工作可靠。u 試驗(yàn)后的助力電流特性曲線未滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。(2)輸入、輸出特性按照不同的車速測(cè)量輸入、輸出力矩/力并繪制力矩特性曲線，電動(dòng)助力裝置的助力特性應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，各車速下的曲線對(duì)稱度不小于85%。參考東華轉(zhuǎn)向器公司的試驗(yàn)臺(tái)，我做了少許改變，得到下圖的總體設(shè)計(jì)框圖，此試驗(yàn)臺(tái)能滿足此次設(shè)計(jì)的要求，且自動(dòng)化程度高。把這些量以及ECU(電子控制器)中的一些控制量一起，通過PCI8310多功能板傳送到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上，并適時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)及主要參數(shù)曲線，并最終存到數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，據(jù)此來(lái)分析EPS的性能，然后通過改變EPS裝置中ECU(電子控制器)硬件和軟件的某些方面，從而能使該裝置達(dá)到最佳的工作狀態(tài)，為以后汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的研制提供可借鑒的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。行車轉(zhuǎn)向阻力矩指對(duì)行駛時(shí)的汽車進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生的阻力矩。 此處省略圖23 傳統(tǒng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向助力特性曲線(a)直線型 (b)折線型 (c)曲線型圖24 助力特性曲線助力特性曲線有以下幾種類型：(1)直線型助力特性圖24(a)為典型直線型助力特性。我們根據(jù)采集的電動(dòng)機(jī)電流、轉(zhuǎn)向盤主扭矩和車速的數(shù)據(jù)畫成與助力特性類似的曲線，然后和助力特性曲線比較，如果與之比較相符的話，就說明汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的性能比較好；反之，就說明性能不是很好，針對(duì)這些就應(yīng)該對(duì)電子控制器進(jìn)行硬件和軟件上的修改?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)有較強(qiáng)抗干擾能力，以適應(yīng)汽車復(fù)雜的行駛環(huán)境。表31 不同類型電動(dòng)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)比較 電機(jī)類型項(xiàng)目感應(yīng)電動(dòng)機(jī)永磁有刷電動(dòng)機(jī)永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單三相定子鋁或銅籠轉(zhuǎn)子無(wú)永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)繞組機(jī)械換向器三相定子永磁轉(zhuǎn)子電子換向四相定子鋼鐵轉(zhuǎn)子無(wú)轉(zhuǎn)子繞組無(wú)永磁體負(fù)荷效率(%)9092859785977886系統(tǒng)復(fù)雜程度驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜控制器簡(jiǎn)單控制器簡(jiǎn)單高度復(fù)雜使用技術(shù)成熟成熟仍在發(fā)展仍在發(fā)展可靠性一般較好優(yōu)較好力矩波動(dòng)小電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)考慮基本通過電磁設(shè)計(jì)考慮由電磁設(shè)計(jì)和電子控制考慮功率密度中中高中對(duì)助力大小要求較低的汽車，選用永磁有刷直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)好的選擇，因?yàn)橛兴⒅绷麟妱?dòng)機(jī)技術(shù)成熟、控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；對(duì)要求助力較大的轎車，應(yīng)選擇永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，因?yàn)橛来艧o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)比其它類型電動(dòng)機(jī)更具有優(yōu)勢(shì)。磁粉制動(dòng)器是利用電磁效應(yīng)下的磁粉來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的，具有激磁電流和傳遞轉(zhuǎn)矩基本成線性關(guān)系、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)沖擊、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種多用途性能優(yōu)越的自動(dòng)控制元件，廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)中機(jī)械的加載、制動(dòng)以及卷繞系統(tǒng)中收卷和放卷的張力控制。圖33 激磁電流力矩特性圖34 轉(zhuǎn)速力矩特性(2) 轉(zhuǎn)速力矩特性力矩與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，保持定值。一般來(lái)講傳感器的選用與以下幾個(gè)方面密切相關(guān)：u 控制方面的要求：涉及測(cè)定的目的、測(cè)量的對(duì)象、測(cè)量的范圍以及精度要求等；u 今傳感器的性質(zhì)：包括精度等級(jí)、穩(wěn)定性、對(duì)象的特性影響等；u 使用條件：主要涉及應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境因素；u 供求水平和維護(hù)：也即經(jīng)濟(jì)性和良好的維護(hù)性。測(cè)速發(fā)電機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)單可靠，耐振動(dòng)沖擊，速度范圍小，但溫漂較大，不適于高溫環(huán)境。轉(zhuǎn)矩傳感器按測(cè)量原理的分類如圖37所示:(1)傳遞法(扭軸法)是根據(jù)彈性元件在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)由于彈性元件的變形、應(yīng)力或應(yīng)變而引起機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、電阻、電容、電感、光學(xué)、光電、振弦等物理參數(shù)的變化而形成的轉(zhuǎn)矩傳感器，目前此類傳感器占轉(zhuǎn)矩測(cè)量的絕大部分。轉(zhuǎn)矩傳感器用來(lái)檢測(cè)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器輸入軸扭矩和轉(zhuǎn)向阻力矩，是系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的檢測(cè)部件。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。典型聯(lián)軸器：(1)凸緣聯(lián)軸器：凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器和聯(lián)接螺栓組成。柱銷的一端以圓錐面與一半聯(lián)軸器上的圓錐孔相配合，并用螺母固定。彈性套的擠壓面積AbS=bd查手冊(cè)b=23mm，d=12mmAbS==F=FS=AbSbS帶入數(shù)值bS==滿足要求特點(diǎn)：緩沖吸振，可補(bǔ)償較大的軸向位移，微量的徑向位移和角位移。圖44 萬(wàn)向聯(lián)軸器萬(wàn)向聯(lián)軸器與EPS系統(tǒng)連接，可以補(bǔ)償各部件高度上的微小差別，保證試驗(yàn)臺(tái)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度。47 減速機(jī)構(gòu)支架轉(zhuǎn)向電機(jī)支架和減速機(jī)構(gòu)支架相似，但要滿足轉(zhuǎn)向電機(jī)的要求，如圖48。本設(shè)計(jì)只是對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)由另外兩位同學(xué)來(lái)完成。在此論文完成之際，謹(jǐn)向您致以最誠(chéng)摯的敬意！您淵博的學(xué)識(shí)、求實(shí)的作風(fēng)、具有開拓性的科學(xué)研究和對(duì)事業(yè)的執(zhí)著追求精神，讓我體會(huì)到了現(xiàn)代學(xué)者的風(fēng)采，同樣感到親人般的溫暖和關(guān)愛。 and a reduction gear, which increases the turning force from the motor and transfers it to the steering mechanism. EPS is available in two types: a column type in which the reduction gear is located directly under the steering wheel, and a pinion type in which the reduction gear is attached to the pinion of the rack and pinion assembly. Each type of EPS system is speedsensitive—vehicle speed and engine rotation signals are input from the vehicle into the ECU. shows a vehicle with columntype EPS. The main purpose of any power steering system is, of course, to provide assist to the driver. This is achieved by the torque sensor, which measures the driver’s torque and sends a signal to the controller proportional to this torque. The controller also receives steering position information from the position sensor that is collocated with the torque sensor and together they make up the Sensor. The torque and position information is processed in the controller and an assist mand is generated. This assist mand is further modulated by the vehicle speed signal, which is also received by the controller. This mand is given to the motor, which provides the torque to the assist mechanism. The gear mechanism amplifies this torque, and ultimately the loop is closed by applying the assist torque to the steering column. The power source is from the battery (12V). EPS SystemB. Input and Output Signals on ECU The three primary roles and corresponding functions of the ECU in EPS systems are : 1). Power steering functions Generate assisting force (motor current) pursuant to vehicle speed and input torque to ensure appropriate steering power throughout vehicle speed range. 2). Selfdiagnosis and failsafe functions Monitor the EPS system ponents for failure. Upon detecting any failure, controls EPS functions depending