电控液压助力转向系统简介

1、电控液压助力转向 (ECHPS系统简介反力控制式反力控制式ECHPS系统是在传统液压助力转向 系统 (HPS的基础上增加一套反力控制装置而构成的。 该系统通过对转向控制阀的阀芯施加随车速而变化的反作用力, 使得转向操纵力矩必须克服施加在阀芯上的反作用力而引起的转动阻力矩, 才能使阀芯和阀套产生相对转动而产生助力,见图1。目前, 产生反作用力的方式大都采用液压助力转向系统中的液压力,也有通过电磁方式施加反作用力。1.液压反力式 ECHPS 系统液压反力式 ECHPS 系统是在传统 HPS 系统的基础上增加一套液压反力装 置而构成,见图 2。液压反力装置由电磁阀和活塞等组成。活塞套在阀芯的上 部,

2、二者可轴向移动,但不能相对转动。活塞的下端及阀套的上端都加工有 V 形槽,槽中放置有滚柱。活塞与转向器壳体上部形成反力腔,反力腔中装有 弹簧。反力腔与转向器进油口的通道上安装有电磁阀,电磁阀受车速信号的 控制。当车速较低时,电磁阀关死,反力装置不起作用。此时,系统的工作 状态与传统 HPS 系统相同。 随着车速的提高, 电磁阀逐渐开启, 反作用腔中建 立起一定的压力。此时,由于受弹簧力和液压力的共同作用,滚柱受到较大 的轴向力,使得产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转向盘转矩较大, 即转向助力减小。电磁阀开度越大,节流阻力越小,反作用腔中压力越高, 产生相同的阀芯和阀套间的相对转角所需的转

3、向盘转矩越大,转向助力越小。 由图 2可知,在反作用腔与回油口的通道上安装有单向阀。当转动转向盘 而使活塞相对阀芯向上运动时,反作用腔中压力进一步增加,此时单向阀开 启,使反作用腔中压力不会超过设定值,也避免转向操纵过于沉重。 另外,反作用腔中的弹簧可提高转向盘中间位置路感。图 1 反力机构原理 1-阀芯; 2-扭杆;3-反力机构; 4-阀套图 2 液压反力式 ECHPS 系统上述电控液压助力转向系统是通过将进油腔的油液引入反力腔, 对阀芯的 转动施加阻力矩,不能产生助力。而以下介绍的电磁反力方式,不仅能产生 阻力,还能产生助力。图3为电磁反力式液压助力转向器及其主要元件结构图,它是在普通转向

4、 器中增加一套由永久磁环、双环形铁芯及励磁线圈组成的电磁反力装置而构 成的。由 30块 N 极和 S 极交错布置的永久磁铁组成的永久磁环通过保持架与阀 芯固定,由齿环、齿圈和环形盘组成的双环形铁芯与阀套相连,励磁线圈固 定在壳体中。齿环和齿圈上各有 15个径向齿, 二者通过环形盘连成一个整体, 且齿圈的 内齿与齿环的外齿相互错开半个齿,见图3(c。齿圈内齿和齿环外齿间有一定 的径向间隙,永久磁环即插在此间隙中,见图3(d。直行位置时,相邻两块永 久磁铁中的一个与齿圈内齿和齿环外齿重叠 3/4个磁铁宽度,而另一个则与齿 圈内齿和齿环外齿重叠 1/4个磁铁宽度。 图3 电磁反力式液压助力转向器及主要元件结构(a转向器 (b永久环形及保持架 (c双环形铁芯端视图 (d双环形铁芯轴向剖 视图 (e正向电流感应出的磁极 (f励磁线圈总成 (g反向电流感应出的磁极当励磁线圈中无电流通过时,在 永久磁环的作用下,齿圈内齿和齿环外齿感应出相应的极性,对永久磁环(阀芯和双环形铁芯(阀套的相对转动有一定的阻碍作用。当给励磁线圈通以正向电流时,在永久磁环和励磁线圈电流磁场的共同作用下,齿环和齿圈感应出相应的极性,对阀芯和阀套的相对运动阻碍更大。改变电流方向时,双环形铁心的内外圈齿的感应极性也随之改变,对阀芯和阀套的 相对转动起推进作用。因此该系统在不过多减少扭杆刚度的条件下,能够获