汽车转向系统课件

汽车转向系统杨鹏yyyn@概念用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置作用是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成转向系统的发展机械液压助力转向系统用纯人力驱动各种机械结构的组合，使用相当费力，稳定性、精确性、安全性无法保证于是助力系统的出现变得非常有必要1902年2月，英国FrederickW.Lanchester发明了“causethesteeringmechanismtobeactuatedbyhydraulicpower”即液力驱动转向机构克莱斯勒率先实现了液压助力转向系统的商业化生产，将其命名为Hydraguide油压转向系统，并于1951年将其搭载在克莱斯勒的第六代Imperial车型上代表车型：老款宝马3系（E90）、老款奥迪A6（C6）、辉腾、君威机械液压助力转向原理机械液压助力系统的主要组成部分有液压泵、油管、压力流体控制阀、V型传动皮带、储油罐机械液压助力系统将一部分发动机动力输出转化成液压泵压力，对转向系统施加辅助作用力，从而使轮胎转向根据系统内液流方式的不同可以分为常压式液压助力和常流式液压助力机械液压助力系统方向盘与转向轮之间全部是机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，大小车辆都适用；技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。由于依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高，所以车辆的行驶动力无形中就被消耗了一部分；液压系统的管路结构非常复杂，各种控制油液的阀门数量繁多，后期的保养维护需要成本；整套油路经常保持高压状态，使用寿命也会受到影响电子液压助力转向系统机械液压助力大幅消耗发动机动力，所以人们在此基础上进行改进，开发出了更节省能耗的电子液压助力转向系统电子液压助力的原理与机械液压助力基本相同，不同的是油泵由电动机驱动，同时助力力度可变。车速传感器监控车速，电控单元获取数据后通过控制转向控制阀的开启程度改变油液压力，从而实现转向助力力度的大小调节。电子液压助力拥有机械液压助力的大部分优点，同时还降低了能耗，反应也更加灵敏，转向助力大小也能根据转角、车速等参数自行调节，更加人性化。不过引入了很多电子单元，其制造、维修成本也会相应增加，使用稳定性也不如机械液压式，随着技术的不断成熟，这些缺点正在被逐渐克服，电子液压助力已经成为很多家用车型的选择。电子液压助力从上世纪90年代后期开始逐渐普及，福特、大众、丰田、本田、马自达、标致、雪铁龙等品牌均有使用电子液压助力系统的车型。马自达3、凯旋、老款福克斯使用的都是这样的系统。电动助力转向系统EPS利用电动机产生的动力协助驾车者进行转向，一般由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成汽车在转向时，转矩(转向)传感器会检测到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号发给电控单元，电控单元根据传动力矩、拟转的方向等信号向电动机控制器发出指令，电动机就会根据具体的需要输出相应大小的力矩，从而产生助力转向。如果不转向，则系统不工作，处于休眠状态等待调用电动助力转向系统结构精简，质量小，占用空间少；只消耗电力，能耗低；电子系统反应灵敏，动作直接、迅速不过电动机直接驱动转向机构，只能提供有限的辅助力度，难以在大型车辆上使用；同时电子部件较多，系统稳定性、可靠性都不如机械式部件；路感信息匮乏，实际驾驶中的操控乐趣大大减少；以及成本较高等等，这些都是电动助力转向系统的劣势所在随速可变助力转向在平时停车入库等低速行驶时，如方向盘转向轻盈确实很方便，但是如果在高速行驶时，方向盘转向过于轻盈反而是一种危害，因为不利于车辆高速行驶的稳定性。而随速可变助力转向可以做到这点，当车低速行驶时，它可以提供大的助力，保证方向盘转动轻盈和灵活；当车速较高时，它提供的助力就会较小，以增强行车的安全性和稳定性。与传统的机械式液压助力系统相比，这类系统多出了一套能够读取速度传感器信息的电子控制单元，并与转向柱连接的机械阀上增加了电磁阀机构。通过电流控制电磁阀开度，可以改变助力油液的流量，使得油液推动助力活塞的力量被改变，就实现了助力力度的调节。代表：可变转向比转向系统机械式可变转向比系统电控式可变转向比系统方向盘与转向机构通过一个可以调节的行星齿轮连接，当车辆低速行驶时，电动机驱动蜗轮与输入轴同向运转，蜗轮壳体与输入轴的旋转角度相叠加，输出轴的旋转角度便大于输入轴，车轮便能转动更大的角度，我们的转向动作被“放大”，使车辆变得非常灵活，而当车速较高时，我们需要更大的转向比来提供精准沉稳的指向，辅助电机会驱动蜗轮反向旋转，与输入轴的部分旋转角度相抵，最终输出轴的旋转角度会低于输入轴，我们的转向动作被“缩小”。这套AFS系统的转向比可在10:1到18:1之间连续调节。BMW、Toyota采用此技术通过特殊工艺加工出齿距间隙不相等的齿条，这样方向盘转向时，齿轮与齿距不相等的齿条啮合，转向比就会发生变化，中间位置的左右两边齿距较密，转动方向盘，齿条在这一范围内的位移相对较小，在