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1、2006年第12期液压与气动17汽车转向技术进展分析1121胡建军,李彤,龚为伦,秦大同ReviewonVehicleSteeringTechnology1121HUJian-jun,LITong,GONGWe-ilun,QINDa-tong(1.重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400030;2.重庆青山工业有限责任公司,重庆402761)摘要:综述了汽车转向技术的发展,从机械式转向系统,液压转向系统,电控液压转向系统,到电动助力转向系统和下一代线控转向系统,主要叙述了电动助力转向系统的结构,工作原理和主要的控制策略,分析比较了国内外发展现状、存
2、在的问题及其发展趋势,为国内企业自主研制开发汽车转向系统提供了参考依据。关键词:机械转向;动力转向;电动助力转向;发展趋势中图分类号:U463.4文献标识码:B文章编号:1000-4858(2006)12-0017-06随着汽车电子技术的迅猛发展,人们对汽车转向面状态反应灵敏的优点,但同时也容易产生打手和摆操纵性能的要求也日益提高。汽车转向系统已从传统振等现象,且其承载效率相对较弱,故主要应用于小汽机械转向、液压助力转向(HydraulicPowerSteering,简车及轻型货车上,目前大部分低端轿车采用的就是齿[1]称HPS)、电控液压助力转向(
3、ElectricHydraulicPower轮齿条式机械转向系统。Steering,简称EHPS),发展到电动助力转向系统2液压转向机构(ElectricPowerSteering,简称EPS),最终还将过渡到随着车辆载重的增加以及人们对车辆操纵性能要线控转向系统(SteerByWire,简称SBW)。求的提高,简单的机械式转向系统已经无法满足需要,1机械转向机构动力转向系统应运而生,它能在驾驶员转动方向盘的1.1机械转向机构的概念同时提供助力,动力转向系统分为液压转向系统和电机械转向系统是指以驾驶员的体力作为转向能动转向系统2种。其中液压转向系统是
4、目前使用最为源,其中所有传力件都是机械的,汽车的转向运动是由广泛的转向系统。驾驶员操纵方向盘,通过转向器和一系列的杆件传递2.1传统的液压动力转向系统(HPS)到转向车轮而实现的。机械转向系由转向操纵机构、液压转向系统在机械系统的基础上增加了液压系转向器和转向传动机械3大部分组成。统,包括液压泵、V形带轮、油管、供油装置、助力装置1.2机械转向机构的分类和控制阀。它借助于汽车发动机的动力驱动液压泵、通常根据机械式转向器形式可以分为:齿轮齿条空气压缩机和发电机等,以液力、气力或电力增大驾驶式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式。应用最广的员操纵前轮转向的
5、力量,使驾驶员可以轻便灵活地操纵汽车转向,减轻了劳动强度,提高了行驶安全性。两种是齿轮齿条式和循环球式(用于需要较大的转向力时)。液压助力转向系统从发明到现在已经有了大约半在循环球式转向器中,输入转向圈与输出的转向个世纪的历史,可以说是一种较为完善的系统,由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。它由液压泵摇臂摆角是成正比的;在齿轮齿条式转向器中,输入转向圈数与输出的齿条位移是成正比的。循环球式转向收稿日期:2006-05-31器由于是滚动摩擦形式,因而正传动效率很高,操作方基金项目:重庆市自然科学基金重点资助项目(8718);教育便且使用寿命长,而
6、且承载能力强,故广泛应用于载货部长江学者发展计划,新世纪优秀人才支持计划(NCET-04-汽车上。齿轮齿条式转向器与循环球式相比,最大特0848)点是刚性大,结构紧凑重量轻,且成本低。由于这种方作者简介:胡建军(1973)),男,四川人,博士,副教授,主要式容易由车轮将反作用力传至转向盘,所以具有对路从事车辆动力传动研究工作。18液压与气动2006年第12期作为动力源,经油管道控制阀向动力液压缸供油,通过Benz和SiemensAutomotive两大公司共同投资6500活塞杆带动转向机构动作,可通过改变缸径及油压的万英镑用于开发EPS,目标是到20
7、02年装车,年产大小来改变助力的大小,由此达到转向助力的作用。300万套,成为全球EPS制造商。到目前为止,EPS系传统液压式动力转向系统一般按液流的形式可以分统在轻微型轿车、厢式车上得到广泛的应用,并且每年为:常流式和常压式2种类型,也可根据控制阀形式分以300万台的速度发展。为转阀式和滑阀式。3.1电动助力转向系统的结构及分类随着液压动力转向系统在汽车上的日益普及,人电动助力转向系统主要是在机械式转向系统的基们对操作时的轻便性和路感的要求也日益提高,然而础上加上了传感器(包括车速传感器、转矩传感器和小液压动力转向系统却存在许多的缺点:¹由于其本身
8、齿轮位置传感器)、电子控制单元(ECU)、助力电机、的结构决定了其无法保证车辆在任何工况下转动转向电磁离合器
