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转向系统开发系列---液压助力转向

2019-07-09 17:35:03·  来源:IND4汽车人  
 
首先,我们来简单了解一下转向系统1、转向系统---EPS的历史随着2000 年昌河汽车之北斗星厢式车安装电动转向器,掀开我国汽车转向器历史上新的一页。由于它在转向
首先,我们来简单了解一下转向系统

1、转向系统---EPS的历史

随着2000 年昌河汽车之北斗星厢式车安装电动转向器,掀开我国汽车转向器历史上新的一页。由于它在转向方面明显的优越性,很受广大客户欢迎。最初组装的200 台电动转向试销车很快被抢购一空。正是由于北斗星汽车在国内首装电动转向,带动了国内电动转向开发热。直至今日EPS已经成为主流。

2、转向系统分类

转向系统开发系列---液压助力转向1
 
2.1:机械转向系统

工作原理:以驾驶员的体力作为转向动力,其中所有传力件都是机械结构,无辅助动力源。


转向系统开发系列---液压助力转向2

2.2:液压助力转向系统

工作原理:兼用驾驶员的体力和发动机动力作为转向动力,其中发动机动力通过液压助力形式体现——发动机驱动转向助力泵输出液压油,通过液压作用在转向器的活塞上提供助力。


转向系统开发系列---液压助力转向4



2.3:电液助力转向系统

工作原理:目前基本分两种——(1)电磁阀式,根据车速控制转向器转阀,电控非电动;(2)电动泵式,根据车速及方向盘扭矩控制电机转速,进而控制转向油泵的流量。电控+电动。


转向系统开发系列---液压助力转向4

2.4:电动助力转向系统

工作原理:直接依靠电机提供助力,系统取消液压附件,根据车速和方向盘扭矩控制助力大小,电动,电控。

转向系统开发系列---液压助力转向5
 
电动助力转向的核心部分由扭矩传感系统、助力系统和控制系统3大部分组成。        

扭矩传感系统:由输入轴、输出轴、扭力杆、轴套、线圈线轴套等零部件组成; 

助力系统:由电机、蜗杆和蜗轮等零部件组成;

控制系统:由微处理器、扭矩传感器信号处理模块、电源及电源控制模块、车速信号处理模块等组成。  

比较基础的关于转向的术语中英文对照表

转向系统开发系列---液压助力转向6

下面,我们开始液压助力转向系统的内容

液压助力转向器总成细节结构:

从下图中我们可以知道,液压助力转向系统主要依靠的就是扭杆和转阀的作用。(如下图片中的转向器带拉杆总成是前置梯形位置)

扭杆是链接小齿轮上输入输出轴之间的杆子。扭杆刚度直接影响到了转向系统的刚度。

一般情况下,我们选择扭杆的刚度为≥1.6N.m/°。

扭杆的机械限位角度一般我们会选取为±5°。


转阀的工作流程:

扭杆在监测到方向盘有输入扭矩后,由于负载阻力的存在,扭杆首先会发生变形。扭杆变形的角度一般在±5°内。
 
转动过程中发生相对角度的大小与驾驶员转动方向盘的角速度有关,越快,变形角越大,提供的助力就越大。反之亦然。当发生扭杆变形后,这是转阀就会起作用。转阀的工作原理如下。


转阀的工作原理:

在中间位置时

从泵流出的压力油,阀和输入轴的边部组成的缝隙敞开着,压力油经左右两端的缝隙,由于此时液压缸左右两边对称,两端压力相等,直接通过回油流入油箱,再到循环到泵,此中状态也是泵压力最小的状态。
由于此时液压缸左右两端的压力相等,因此不产生任何助力。


右转时的位置 

转向器右转时,从管柱部的回转力通过花键传向输入轴,但是,由于车轮的反力,齿轮轴和输入轴之间产生一个相对的扭动。根据这个相位差,槽部的左右两端的开口也就产生了一个右>左的开口面积差,流量也变大,因此液压缸内部产生了一个同时流入的流量差,同时对从左液压缸返回的油的回油测开口面积也变大。此时塞环左右两端的压力差上升,由于左右压力差产生了液压助力。


左转时位置


转向系统阀体特性:

液压助力转向系统由于转阀不能自动进行油压的调整,因此液压系统不能提供可变助力。

阀体特性、转向器缸体大小,泵的流量确定后,整个系统的助力能力已经确定。这是除了液压助力系统的最大缺点。在客户越来越最求手感的市场下,液压助力系统是没有什么优势的。

 
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