汽車EPS系統(tǒng)精解

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS〔ElectricalPowerSteering〕1轉(zhuǎn)向系的功能與組成2電動(dòng)轉(zhuǎn)向的根本概念3電動(dòng)轉(zhuǎn)向器及各總成的構(gòu)造4電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開展與現(xiàn)狀1轉(zhuǎn)向系的功能轉(zhuǎn)向系的功用是保證汽車按照駕駛員的意志進(jìn)展轉(zhuǎn)向行駛或堅(jiān)持穩(wěn)定的直線行駛。汽車順利并輕便轉(zhuǎn)向，需求處理兩個(gè)根本問題。一是汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，一切車輪需求繞著一個(gè)轉(zhuǎn)向中心轉(zhuǎn)動(dòng)；二是必需經(jīng)過某種方式增大駕駛員支配轉(zhuǎn)向盤的手力，構(gòu)成足夠的作用力使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。SteeringwheelSteeringcolumnPitmanarmSteeringgearDraglinkSteeringarmSteeringknuckleTrackarmTrackrod1轉(zhuǎn)向系的組成增大支配轉(zhuǎn)向盤的手力Pinion小齒輪rack齒條angleoftheinnerwheel內(nèi)輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向節(jié)臂SteeringarmTierod橫拉桿？轉(zhuǎn)向“輕便〞與“靈敏〞機(jī)械轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)梯形臂轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸Powersteeringsystem液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器l.轉(zhuǎn)向支配機(jī)構(gòu)2.轉(zhuǎn)向控制閥3.機(jī)械轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸總成4.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)構(gòu)造5.轉(zhuǎn)向油罐6.轉(zhuǎn)向油泵R.轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸右腔L.轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸左腔高速行駛過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向盤“發(fā)飄〞電控液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(速度敏感型)1〕何為電動(dòng)轉(zhuǎn)向2〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向器根本構(gòu)成與根本原理3〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向與液壓轉(zhuǎn)向的比較4〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的分類5〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向的根本原理2電動(dòng)轉(zhuǎn)向的根本概念與根本原理

1〕何為電動(dòng)轉(zhuǎn)向電動(dòng)轉(zhuǎn)向是一種簡稱，它有別于電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向。前者指的是一種純電機(jī)助力轉(zhuǎn)向安裝，后者指的是一種電控液壓助力轉(zhuǎn)向安裝。普通講電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力安裝包含電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的機(jī)械部分、控制器、電機(jī)和傳感器等。其相對(duì)關(guān)系可以不同。2〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向器根本構(gòu)成與根本原理

控制器〔ECU〕扭矩〔角度〕傳感器直流電機(jī)〔帶或不帶電磁離合器〕減速安裝機(jī)械轉(zhuǎn)向器部分EPS顯示燈線束及接插件轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸

2〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向器根本構(gòu)成與根本原理電動(dòng)轉(zhuǎn)向器提供助力的安裝。助力的大小由控制器〔ECU〕經(jīng)過輸出電流對(duì)電機(jī)進(jìn)展控制，提供最理想的電流。ECU采集的信號(hào)來自扭矩傳感器、車速傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的信號(hào)。轉(zhuǎn)向力的扭矩大小與扭桿的改動(dòng)角度成正比；車速傳感器安裝在轎車變速器上，也可以直接從電子儀表盤上獲得，反映的是變化的汽車行駛速度。發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)取自發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈。3〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向與液壓轉(zhuǎn)向的比較1能耗降低。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無液壓安裝，是“按需型〞系統(tǒng)，既只需轉(zhuǎn)向時(shí)系統(tǒng)才任務(wù)，耗費(fèi)較少的能量。在各種行駛工況下均可節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)能源3～5%左右。2輕量化顯著。液壓動(dòng)力系統(tǒng)因有液壓缸、油泵、轉(zhuǎn)閥、液壓管道等部件，使系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，零件數(shù)目多，占用空間大，布置不方便。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)那么表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，系統(tǒng)構(gòu)造緊湊，分量減輕，無油滲漏問題，系統(tǒng)易于布置等。3優(yōu)化助力控制特性。液壓助力的增減有一定的滯后性，反響敏感性較差，隨動(dòng)性不夠。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于采用電子控制，可以使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向性能得到優(yōu)化，加強(qiáng)隨動(dòng)性。4系統(tǒng)平安維護(hù)。當(dāng)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)缺點(diǎn)時(shí)，即切斷電動(dòng)機(jī)與助力齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳送，迅速轉(zhuǎn)入人工—機(jī)械轉(zhuǎn)向形狀。5準(zhǔn)確助力轉(zhuǎn)向。就是在汽車轉(zhuǎn)向過程中，該轉(zhuǎn)向器根據(jù)不同車速、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，準(zhǔn)確的提供各種行駛路況下的最正確轉(zhuǎn)向助力或阻尼，這都是在計(jì)算機(jī)〔ECU〕控制下實(shí)現(xiàn)的。？支配穩(wěn)定性中的兩大問題A汽車高速行駛過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向盤發(fā)飄。B汽車行駛過程中轉(zhuǎn)向盤放手回正時(shí)產(chǎn)生的前輪擺頭景象。液壓助力轉(zhuǎn)向處理了汽車轉(zhuǎn)向輕便性問題，處理不了“發(fā)飄〞和“擺頭〞問題。1〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可根據(jù)車速經(jīng)過控制助力電機(jī)，降低高速行駛時(shí)轉(zhuǎn)向助力，增大轉(zhuǎn)向手力，甚至于加大高速轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力，這樣才干真正處理高速發(fā)飄問題2〕高程度的控制器曾經(jīng)具有添加轉(zhuǎn)向軸回正阻力的才干，添加了從方向盤到車輪的整個(gè)彈性系統(tǒng)的阻尼，能使轉(zhuǎn)向盤放手回正時(shí)產(chǎn)生的擺頭景象衰減的更快。隨著帶角度信號(hào)傳感器的運(yùn)用，可以使車輪更快的回正到零位。電動(dòng)轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)提高了汽車支配穩(wěn)定性有較好的汽車轉(zhuǎn)向輕便性有較好的汽車平安性降低了發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗節(jié)省了油料減少了污染提高了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)低溫任務(wù)性能4〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向器的分類5〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向的根本原理汽車電動(dòng)轉(zhuǎn)向器動(dòng)作原理框圖電動(dòng)轉(zhuǎn)向理想的轉(zhuǎn)向手力模型隨轉(zhuǎn)向盤力矩增大，電機(jī)電流〔轉(zhuǎn)矩〕按一定規(guī)律增大；隨汽車車速增大，電機(jī)電流〔轉(zhuǎn)矩〕按一定規(guī)律減??；隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速添加；隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同.利用轉(zhuǎn)向手力模型的實(shí)例1〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向安裝的構(gòu)造2〕控制器的構(gòu)造3〕電機(jī)的構(gòu)造4〕傳感器的構(gòu)造5〕汽車的缺點(diǎn)代碼實(shí)例3

電動(dòng)轉(zhuǎn)向器及各總成的構(gòu)造1〕電動(dòng)轉(zhuǎn)向安裝的構(gòu)造

軸助力式C-EPS

小齒輪助力式P-EPS齒條助力式R－EPS齒條助力式DD－EPSC-EPS總成圖北斗星電動(dòng)轉(zhuǎn)向管柱北斗星汽車EPS2〕控制器新控制器3〕電機(jī)4〕傳感器(電位器式〕電位器式傳感器特性曲線電磁感應(yīng)式傳感器電位器式(NSK)電感式(KOYO)電位器式電位器式蝸輪蝸桿式減速機(jī)構(gòu)5〕日本鈴木“北斗星〞汽車的缺點(diǎn)代碼實(shí)例日本鈴木“北斗星〞汽車的缺點(diǎn)代碼實(shí)例電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自1988年3月初次在日本鈴木汽車公司的塞爾沃轎車上運(yùn)用以來，緊接著在大發(fā)汽車公司的米勒、三菱汽車公司的米尼卡、鈴木汽車公司的奧拓等轎車上相續(xù)采用。目前，國外幾家大公司〔如德國的ZF，英國盧卡斯—偉利達(dá)，美國的德爾福、Saginaw、TRW，日本的NSK、Koyo等〕都竟相推出本人的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1998年北京第五屆國際汽車博覽會(huì)和2000年北京第六屆國際汽車博覽會(huì)上德國的ZF公司展出了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1〕電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的開展歷史4電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開展與現(xiàn)狀德國ZF電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔2000北京國際汽車展覽會(huì)〕日本大發(fā)電動(dòng)助力系統(tǒng)國內(nèi)外電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)現(xiàn)狀2〕構(gòu)造的開展〔1〕在安裝液力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)困難的緊湊型小車上，開展C-EPS?！?〕由于更強(qiáng)調(diào)環(huán)保和節(jié)能的趨勢，P-EPS將會(huì)成為未來電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重點(diǎn)開展方向。多用于輕型轎車?！?〕電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)用向中型噸位車型開展。R-EPS型和DD-EPS型電動(dòng)轉(zhuǎn)向器得到了開展?！?〕電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)用向卡車開展，開展出X-EPS〔循環(huán)球電動(dòng)轉(zhuǎn)向器〕3〕產(chǎn)品開展現(xiàn)狀〔1〕2000年昌河汽車之北斗星廂式車安裝電動(dòng)轉(zhuǎn)向器，掀開我國汽車轉(zhuǎn)向器歷史上新的一頁?！?〕到如今已有12家大專院校、研討院所和28家國營和民營企業(yè)立項(xiàng)或單獨(dú)開發(fā)該種產(chǎn)品。其中大部分單位在研制和消費(fèi)C-EPS，少部分在研制P-EPS、R-EPS和X-EPS?！?〕到如今已有8家企業(yè)在開展電機(jī)，大部分消費(fèi)有刷電機(jī)，小部分消費(fèi)無刷電機(jī)。〔4〕到如今已有2家消費(fèi)電位計(jì)式傳感器，還有幾家消費(fèi)相位差式傳感器、電磁感應(yīng)式傳感器、霍爾元件式傳感器。4