汽车助力转向系统

汽车助力转向系统姓名：张凯时间：2013.05.17汽车助力转向系统汽车转向系统概述汽车助力转向系统的定义与分类汽车助力转向系统的工作原理汽车助力转向系统的优缺点汽车助力转向系统发展方向及展望1.汽车转向系统概述1.1汽车转向系统的定义汽车转向系统是指用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steeringsystem)。1.2汽车转向系统的功用汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。1.3对转向系统的性能要求主要概括为转向灵敏度和操纵轻便性。高的转向灵敏度，要求转向器具有小的传动比，以小的转向盘转角迅速转向，好的操纵轻便性，则要求转向器具有大的传动比，这样才能以较小的转向盘操纵力获得大的转向力矩。1.4在实际应用中能转向系统的要求实际应用中，一般要求：当转向轮达到最大设计转角时，转向盘总转数不宜超过5圈，而转向盘操纵力最大不超过250N1.5传统转向系统的缺点汽车的转向特性受驾驶员驾驶技术的影响严重转向传动比固定，使汽车转向响应特性随车速、侧向加速度等变化而变化，驾驶员必须提前针对汽车转向特性幅值和相位的变化进行一定的操作补偿，从而控制汽车按其意愿行驶。这就变相地增加了驾驶员的操纵负担，使汽车转向行驶存在很大的不安全隐患。2.汽车助力转向系统的定义与分类2.1汽车助力转向系统的定义汽车助力转向系统是协助驾驶员作汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘的用力强度，当然，助力转向在汽车行驶的安全性、经济性上也一定的作用。2.2汽车助力转向系统的分类

汽车助力转向系统按照提供动力的形式大致可以分为3类：液压助力转向系统（HydraulicPoweredSteering，HPS)，电动液压转向系统(ElectricallyHydraulicPoweredSteering，EHPS)，电动助力转向系统(ElectricPowerSteering，EPS)。将来的趋势是电线转向(SteeringByWire，SBW)，即采用线控技术，在方向盘和转向轮之问没有机械连接。

3.汽车助力转向系统的工作原理3.1液压助力转向系统的构成压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。3.1.2液压助力系统的分类液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种，按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。3.1.3液压常流式转向系统的工作原理图3.1液压常流式转向系统的工作原理图1油箱2溢流阀3齿轮油泵4进油道量孔5单向阀6安全阀7滑阀8反作用阀9阀体10回位弹簧

11转向螺杆12转向螺母13纵拉杆14转向垂臂15助力缸3.1.4汽车直线行驶时如图3.1所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。3.1.5汽车向右转弯时

图3.2汽车向右转弯时滑阀的运动情况汽车向右转弯时，转向螺杆11（左旋螺纹）顺时针方向转动，与转向轴制成一体的滑阀7和转向螺杆克服回位弹簧10及反作用阀8一侧的油压的作用力而向右移动。此时如图3.2所示，环槽A与C，B与D分别连通，而环槽C与E使进油道与助力缸15的L腔相通，形成高压回路；B与D使回油道与R腔相通，形成低压回路。在油压差的作用下，活塞向右移动，而转向螺母12向左移动。纵拉杆13也向右移动，带动转向轮向右偏转。由于系统压力很高（一般为6.9Mpa以上），汽车转向主要依靠推力。驾驶作用于转向盘的转向力基本上是打开滑阀所需的力，一般为5～10N，最大不超过10N,因而转向操纵十分轻便。3.1.6汽车向左转弯时图3.3汽车向右转弯时滑阀的运动情况汽车左转弯时滑阀7左移，如图3.3所示，油路改变流通方向，助力缸15加力方向相反。

在转向过程中，助力缸的油压随转向阻力而变化，二者相互平衡。汽车转向时，助力缸只提供动力，而转向过程仍由驾驶员通过转向盘进行控制。3.2电子液压助力系统3.2.1电子液压助力系统的特点

与传统液压助力系统相比。这套系统的转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并且在之前的基础上加装了电控系统，使得转向辅助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。机械结构上增加了液压反应装置和液流分配阀，新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等。3.2.2电子液压助力系统的工作原理

图3.4电子液压助力系统结构示意图

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。电控单元获取车速传感器、发动机点火开关传感器、方向盘转角传感器及方向盘转速传感器的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3.3电动助力转向系统3.3.1电动助力转向