转向系统设计培训

1、开发部Development Dept.底盘设计所Page 1转向系统设计转向系统设计讲师：郭长胜讲师：郭长胜2016.10.222016.10.22 开发部Development Dept.底盘设计所Page 2学习目的学习目的 拓宽专业知识面，拓宽专业知识面， 对转向系统有一对转向系统有一个大概的了解个大概的了解开发部Development Dept.底盘设计所Page 3转向系统总体概述液压转向系统电动转向系统计算匹配结束开发部Development Dept.底盘设计所Page 4一、转向系统概述一、转向系统概述1.1.转向系统概述转向系统概述请先看看下图中一个典型的转向系统布置图，对

2、转向系统的各个部件有个大致的印象。开发部Development Dept.底盘设计所Page 51.1 1.1 系统概述系统概述 汽车转向系由转向操纵机构、转向器、动力装置、转向车轮组成。 转向系统对整车有重要的作用。 首先,通过转向盘及相关的转向传动及执行机构来控制转向轮的绕主销的转动来实现汽车的转向，这就是汽车最基本的转向功能。 其次是凭借转向盘的力的反馈，将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶员，这就是我们通常所说的路感。这种反馈也是驾驶员感觉、检测车辆运动状态的重要途径之一，是评价车辆操控性能的评价指标之一。 这里所说的方向盘反馈给驾驶员的力与驾驶员施加给方向盘的力是一对作用力与反作用

3、力，他们是大小相等，方向相反的。过于追求转向力的轻便必定会以牺牲部分路感为代价的。一、转向系统概述一、转向系统概述开发部Development Dept.底盘设计所Page 61.2 1.2 系统术语系统术语转向中心：为使汽车在转弯时减少阻力和轮胎磨损，汽车转向时各个车轮都应作纯滚动，此时，各轮的轴线必须相交于一点，点O称为转向中心；转弯半径：转向中心到外转向轮与地面接触点之间的距离。转弯半径越小，汽车的机动性能越好一、转向系统概述一、转向系统概述转向力：转向时，施加在方向盘上的力开发部Development Dept.底盘设计所Page 71.3 1.3 转向系统的分类转向系统的分类 一、转

4、向系统概述一、转向系统概述开发部Development Dept.底盘设计所Page 8液压助力转向（HPS）： 一、转向系统概述一、转向系统概述开发部Development Dept.底盘设计所Page 9电动液压助力转向（EHPS）： 一、转向系统概述一、转向系统概述开发部Development Dept.底盘设计所Page 10电动助力转向（EPS）： 一、转向系统概述一、转向系统概述开发部Development Dept.底盘设计所Page 112 2 液压助力转向液压助力转向二、液压助力转向二、液压助力转向主要零部件：转向管柱总成、转向器总成、转向油杯、转向油泵、转向管路等开发部De

5、velopment Dept.底盘设计所Page 122.1 2.1 转向管柱总成转向管柱总成基本作用：A）将方向盘力矩传至中间轴再从传至转向器；B）提供能量吸收装置保证安全C) 其他作用方向盘的倾斜调整转向防盗锁止系统组合开关、点火锁等电器元件的装配搭载二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 132.1 2.1 转向管柱总成转向管柱总成二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 14主要技术要求：A）调节手柄调节力80N；B）管柱角度调节力80N；C）转向管柱总成（H3404010-0600）

6、装上模拟锁具并锁止，在转向芯轴方向盘盘毂处施300Nm的扭矩时，转向轴锁止不得有松脱、裂纹现象；D）管柱总成压馈力峰值：3.0-4.0KN，馈缩量不小于60mm 转向轴下体总成压溃力峰值：1.0-3.0KN,溃缩量70mm 转向管柱（方向盘）在车辆碰撞时对驾驶员的伤害指数是衡量转向柱安全性能的一个重要指标，现在国家执行的GB11557防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定，此标准要求的有两个重要指标：1）方向盘中心向后及向上的移动量不大于127mm；2）方向盘对驾驶员的冲击力不大于11123N。 此规定基本等同于欧洲(ECE12)及美国(FMVSS 203)的要求。F）装配至整车，模态要求35Hz

7、；其他见相关标准二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 15管柱的布置二、液压助力转向二、液压助力转向）（）（2sin22cos21442222由于转向操纵机构包含了不等速万向节，不可避免地存在转向力矩波动的问题。为轴1与轴2形成的平面一和轴2与轴3形成的平面二的夹角为轴2的相位角为等效夹角故整个管柱的力矩波动范围（cos1/cos）力矩波动范围：0.951.051与2差值不大于6开发部Development Dept.底盘设计所Page 162.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器基本作用：A）驱动车轮绕主

8、销转动B）吸收地面对整车的激励C) 放大转向管柱传递的力矩D) 调节整车的前束二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 172.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 182.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器二、液压助力转向二、液压助力转向 规范和主要尺寸小齿轮Pinion模数 Module1.75压力角 Pressure angle20齿数 Number of teeth8螺旋角 He

9、lical angle24齿条Rack模数 Module 1.75压力角 Pressure angle20螺旋角 Helical angle16齿数 Number of teeth30旋向 Helical direction右旋 Right规范Specification油缸内径 Cylinder inner diameter(mm)45齿条直径 Rack Diameter(mm)25/ 24(Teeth area)行程 Rack stroke1461(72 0.52)传动比 Gear ratio45.74旋转圈数 Revolution3.192.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿

10、条转向器齿轮齿条转向器开发部Development Dept.底盘设计所Page 202.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 212.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器二、液压助力转向二、液压助力转向ItemsBenchmark partTRW Proposal Off set angle ()2020 Length OBJ Center to OBJ Center(mm)(1328)(1328) Length IBJ Center

11、to IBJ Center(mm)652 1.0652 1.0 Length IBJ Center to OBJ Center(mm)(338) (338) Length IBJ Center to End of Ball Tie Rod(mm)290 1.0290 1.0 Length OBJ Center to End of OTR Socket(mm)78 0.578 0.5 Length Rack Center to Valve End(mm)196.5196.5 Length Rack Center to Housing Upper End(mm)119119 Length Rack

12、 Center to Housing Lower End(mm)4242 Length Rack Center to Housing Yoke End(mm)39.6 Max.39.6 Max.开发部Development Dept.底盘设计所Page 222.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器二、液压助力转向二、液压助力转向Open / Close扭杆刚度大，转向力大；扭杆刚度小，转向力小开发部Development Dept.底盘设计所Page 232.2 2.2 动力转向器总成动力转向器总成-齿轮齿条转向器齿轮齿条转向器主要技术要求：A）转向器最高工作

13、压力9MPa，最大工作流量8L/min。此值为初定值，后期以底盘调校确定值B）总成正效率70%，逆效率65% C）内球销摆角30D）转向力特性曲线左右对称度应90%QCT 530汽车动力转向器总成技术条件二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 242.3 2.3 转向油杯转向油杯主要作用：A）储存转向液B）过滤转向液二、液压助力转向二、液压助力转向主要技术要求：A）振动耐久B）跌落要求C) 清洁度D）与转向液的相容性开发部Development Dept.底盘设计所Page 252.3 2.3 转向油泵转向油泵主要作用：增大油压，提供足够助力

14、二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 262.3 2.3 转向油泵转向油泵二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 272.3 2.3 转向管路转向管路二、液压助力转向二、液压助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 282.3 2.3 转向管路转向管路二、液压助力转向二、液压助力转向主要技术要求： 最大工作压力 爆破压力 材质 热老化、耐臭氧等 耐高低温 胶管层粘结强度开发部Development Dept.底盘设计所Page 293 3 电动助力转向电动助力转向

15、三、电动助力转向三、电动助力转向扭矩传感扭矩传感器器减速器减速器DC 马达马达机械转向器机械转向器中间轴中间轴ECU增加了电机、ECU、传感器、减速器等部件，省去了转向管路、转向油泵、转向油杯等部件开发部Development Dept.底盘设计所Page 303 3 电动助力转向电动助力转向三、电动助力转向三、电动助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 313 3 电动助力转向电动助力转向三、电动助力转向三、电动助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 323 3 电动助力转向电动助力转向三、电动助力转向三、电动助力转向出力出力 kNkN

16、3456789101112R-EPS H-EPS有刷电机有刷电机无刷电机无刷电机VGR 齿齿条条一般一般 & & 大功率大功率 增强大功增强大功率率 (12V) (12V)超大功率超大功率 (12V) (12V)12V或加大或加大电压电压C-EPSP-EPS1314151617HPS 12V 12V 全部范围全部范围 12VDP-EPS无刷电机无刷电机超大功率超大功率 (24V)(24V)无刷电机无刷电机开发部Development Dept.底盘设计所Page 333 3 电动助力转向电动助力转向三、电动助力转向三、电动助力转向Vehicle Speed(Vehicle Speed(车辆速度

17、车辆速度) ) 减速器减速器 MotorMotor( (马达马达) ) E.C.UE.C.UEngine Speed(Engine Speed(发动机速度发动机速度 ) ) TorqueTorque( Sensor( Sensor扭矩传感器扭矩传感器) ) Input Input TorqueTorque( (输入扭矩输入扭矩) ) Output TorqueOutput Torque ( (输出扭矩输出扭矩) ) 开发部Development Dept.底盘设计所Page 343 3 电动助力转向电动助力转向三、电动助力转向三、电动助力转向开发部Development Dept.底盘设计所Page 354 4 转向匹配计算转向匹配计算四、转向匹配计算四、转向匹配计算开发部Development Dept.底盘设计所Page 36ENDEND谢谢 谢谢 ！人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们