【正文】 司首次在其Cervo轎車上安裝了EPS系統(tǒng)，隨后還應(yīng)用在其Alto車上。本課題對該系統(tǒng)的進(jìn)行了深入的研究，并將其應(yīng)用于實(shí)踐，這對于推動(dòng)該系統(tǒng)的發(fā)展和最終的產(chǎn)品化應(yīng)用，對于推動(dòng)機(jī)械、傳感器技術(shù)和電子器件制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對于提高我國汽車電子化水平和加快轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有十分重要的意義。單片式電磁離合器包括主動(dòng)輪、從動(dòng)軸、壓盤、磁化線圈和滑環(huán)等。 扭矩傳感器扭矩傳感器檢測扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)變形，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘柌⑤敵鲋岭娮涌刂茊卧?，是電?dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。圖26示出的車速感應(yīng)型助力特性曲線表明，助力既是作用到轉(zhuǎn)向盤上的力矩的函數(shù)，同時(shí)也是車速的函數(shù)。精確地計(jì)算出這些力是困難的。導(dǎo)向座將齒條支持在轉(zhuǎn)向器殼體上。這些端部與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。這種傳動(dòng)比過于小，因而轉(zhuǎn)向盤最輕微的運(yùn)動(dòng)將會(huì)使車輛突然改變方向。齒輪模數(shù)取值范圍多在2～3mm之間。因而前輪從左到右總共轉(zhuǎn)動(dòng)約60176。第4章 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)與布置齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器因結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制造工藝簡便等優(yōu)點(diǎn), 既適用于整體式前軸,也適用于采用獨(dú)立懸架的斷開式前軸, 被廣泛地應(yīng)用在轎車、輕型客貨車、微型汽車等車輛上。圖43內(nèi)輪一側(cè)桿系運(yùn)動(dòng)情況取梯形左底角頂點(diǎn)O1為坐標(biāo)原點(diǎn),X 、Y軸方向如圖53所示, 則同樣可導(dǎo)出齒條行程S與內(nèi)輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系, 即: (44) (45)因此, 利用公式(42)便可求出對應(yīng)于任一外輪轉(zhuǎn)角的齒條行程S, 再將S代入公式(45)即可求出相應(yīng)的內(nèi)輪轉(zhuǎn)角。對于一般平面連桿機(jī)構(gòu), 為了保證機(jī)構(gòu)傳動(dòng)良好, 設(shè)計(jì)時(shí)通常應(yīng)使176。汽車的轉(zhuǎn)向系就是用來改變或保持汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，它由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向輪和專用機(jī)構(gòu)組成。(5) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。介紹了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。隨著的減小，也略有減小，不過小轉(zhuǎn)向力臂也小，操縱力會(huì)有所增大。隨著車輪轉(zhuǎn)角增大, 傳動(dòng)角漸漸變小。其關(guān)系式為： (41) 用解析法求內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí), 齒條便向左或向右移動(dòng),使左右兩邊的桿系產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng), 從而使左右車輪分別獲得一個(gè)轉(zhuǎn)角。則彎曲應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 安全系數(shù)查得許用安全系數(shù)[S]=～，顯然S[S]，故aa剖面安全。 （37）式中 ——齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）； ——齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)； ——齒輪的工作壽命（h）； c)計(jì)算許用應(yīng)力取, （38） （39）應(yīng)力修正系數(shù) （310） （311）(1) 選擇齒輪類型根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件，選用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合傳動(dòng)方案(2) 選擇齒輪傳動(dòng)精度等級選用7級精度(3) 初選參數(shù)初選 按當(dāng)量齒數(shù)(4) 初步計(jì)算齒輪模數(shù)轉(zhuǎn)矩 （312）閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器裝在前橫梁上或前圍板上。若傳動(dòng)比是1:1，轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)1176。球頭銷通過螺紋與齒條連接。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)(一) EPS系統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的主要元件 （1)齒條是在金屬殼體內(nèi)來回滑動(dòng)的，加工有齒形的金屬條。圖31 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式 轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定為了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。 電子控制單元電子控制單元（ECU）的功能是依據(jù)扭矩傳感器和車速傳感器的信號，進(jìn)行分析和計(jì)算后，發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作。這種布置方案的特點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)布置在地板下方、轉(zhuǎn)向器上部，工作條件比較差對密封要求較高；電動(dòng)機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩基于與轉(zhuǎn)向軸助力式相同的原因可以小些，因而電動(dòng)機(jī)尺寸小，同時(shí)轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸也小，這將有利于在整車上的布置和減小質(zhì)量；轉(zhuǎn)向軸等位于轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪以上的零部件，不承受電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩的作用，故尺寸可以小些；電動(dòng)機(jī)距駕駛員遠(yuǎn)些，它的動(dòng)作噪聲對駕駛員影響不大，但震動(dòng)仍然會(huì)傳到轉(zhuǎn)向盤；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)等與轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪裝在一個(gè)總成內(nèi)，拆裝時(shí)會(huì)因相互影響而出現(xiàn)一定的困難；轉(zhuǎn)向器與典型的轉(zhuǎn)向器不能通用，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造。在車速達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，離合器分離，并暫時(shí)停止電動(dòng)機(jī)的助力作用。據(jù)悉，自主品牌研發(fā)的EPS系統(tǒng)離產(chǎn)業(yè)化就差整車廠批量裝車認(rèn)可這一臺(tái)階了，相信很快就可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。(6）動(dòng)力性。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不存在漏油的問題，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。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向具有節(jié)約燃料、有利于環(huán)境、可變力轉(zhuǎn)向、易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊化等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)緊扣當(dāng)今汽車發(fā)展主題的新技術(shù)，他是目前國內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究熱點(diǎn)。(4) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量增加了3%~5%,而EPS以蓄電池為能源，以電機(jī)為動(dòng)力元件，可獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)工作，EPS幾乎不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)燃油。此后，EPS在日本得到迅速發(fā)展。在可預(yù)見的將來，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車領(lǐng)域必定會(huì)有廣泛的應(yīng)用。 6軸承 7滑環(huán) 8電動(dòng)機(jī)圖22 電磁離合器工作原理簡圖其工作原理如圖所示，裝有磁化線圈2的主動(dòng)輪1與電動(dòng)機(jī)軸固定連接，來自控制器的控制電流經(jīng)滑環(huán)7輸入磁化線圈，于是主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，將壓盤3吸到主動(dòng)輪上，然后電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)主動(dòng)輪、壓盤及壓盤轂上的花鍵傳給從動(dòng)軸5，實(shí)現(xiàn)助力作用。扭距傳感器由分相器單元分相器單元2及扭桿組成（如圖24）。圖26 車速感應(yīng)型助力特性當(dāng)車速Va=0時(shí)，相當(dāng)于汽車在原地轉(zhuǎn)向，助力特性曲線的位置居其他各條曲線之上，助力強(qiáng)度達(dá)到最大。為此用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩MR(N齒條的橫向運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)或推動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿，使前輪轉(zhuǎn)向。側(cè)面螺母將橫拉桿外端與橫拉桿鎖緊（見圖32）。轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比必須使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)同樣角度時(shí)需要更大的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。主動(dòng)小齒輪齒數(shù)多數(shù)在5～7個(gè)齒范圍變化，壓力角取20176。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪右轉(zhuǎn)30176。其中, 與之配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同傳統(tǒng)的整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)相比有其特殊之處。把公式(42)和(45)結(jié)合起來便可將表示為的函數(shù),記作:反之, 也可利用公式(44)求出對應(yīng)于任一內(nèi)輪轉(zhuǎn)角的齒條行程S, 再將S代入公式(43)即可求出相應(yīng)的外輪轉(zhuǎn)角。, 但一般后置式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的都偏小。汽車的轉(zhuǎn)向性能是汽車的主要性能之一，它能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，對于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3) EPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。, 以此作為約束條件即要滿足聯(lián)立不等式： 由此可解得：由于轉(zhuǎn)向器處于中立狀態(tài)時(shí)（即），值較小，故可近似地認(rèn)為：于是可得h的取值范圍：＜h≤(414) 研究結(jié)論研究得到，對于同一，隨著γ增大，σi略有減小，但要求安裝距離h相應(yīng)地增大，同時(shí)ζmax也隨之加大。傳動(dòng)角是指轉(zhuǎn)向梯形臂與橫拉桿所夾的銳角。而橫拉桿長則可由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的上述參數(shù)以及已知的汽車參數(shù)K和轉(zhuǎn)向器參數(shù)M來確定。aa截面左側(cè)查得；由表查