电子转向助力工程师 电子液压助力作为汽车转向系统,它的原理及其特点?

小编 2024-12-27 电子应用 23 0

电子液压助力作为汽车转向系统,它的原理及其特点?

为了实现以液压助力转向器为基础的电控液压助力转向器的助力特性随着速度可以变化,可根据其结构通过以下3种方式来达成目标: 流入转阀中的流量变化 / 转阀的通流面积变化 / 扭力杆的等效刚度变化。

电控液压助力转向系统根据工作原理分三种:流量控制式 / 阀特性控制式 / 反力控制式电子液压助力。

电子泵式电子液压助力系统的结构图

主要零件为:无刷直流电机、转阀、齿轮泵,一般通过 ECU 控制无刷直流电机的转速,进而控制齿轮泵的供油量,如果电机转速越快,则液压泵的供油量就越大,最终助力的效果也越好。

流量控制式电子液压助力系统,它在齿轮齿条式液压助力转向器的基础上并联一个含流量控制阀的旁通支路,行车电脑根据车速控制流量的方式来控制阀的开度,进而控制流入转阀的流量,最终在助力缸的两端形成不同的压差。

电控液压助力转向系统的组成

助力转向系统三大零件:机械转向装置 / 伺服控制装置 / 液压助力装置。

机械转向装置构成:方向盘、转向器、转向柱、车轮悬架、转向架,机械转向装置在汽车没有转向助力的情景下,驾驶员可通过操纵方向盘和传力机构的方式来带动车轮转动,其中液压助力装置构成:液压缸 、恒流液压泵 、 储油罐 、 转阀,其中伺服控制装置组成:电子速率计、 电液控制阀 、多种液压阀。

电控液压助力转向系统的工作原理 :当汽车低速行驶的时候电液控制阀会关闭,而液压油唯一能通过转阀流通,此时系统的工作状态和传统的液压助力系统一样,车速提高的同时, 行车电脑控制电液控制阀也慢慢开启。这个时候的液压旁路也慢慢打开,随着扭力杆的刚度的变化导致助力也改变,当车速超过预定值的时候液压旁路完全打开,而液压油经液压旁路中的截止阀直接流回储油罐,此时转阀中没有液压油流动,最终油缸两端压力达到平衡才达到助力的消失,这个近似一个机械式转向器来保证了转向系统的安全性和清晰路感。

电控液压助力转向系统的特点

1.汽车以50km/h以内的低速行驶时,电控液压助力转向器近似纯液压助力转向器,提高的转向助力较大;

2.汽车以50-120km/h的中速行驶时,电控液压助力转向器实现相同转向手力的作用下,其扭力杆的变形量减小的方式来达到等效的扭力杆刚度改变,最终实现车速虽然升高但是转向助力减小;

3.汽车以120km/h 以上的高速行驶时,电控液压助力转向器为纯机械转向系统,无助力。

汽车中转向系统中电动助力的构造和特点

电动助力转向系统的关键零件:电动机、减速机构、转矩传感器、车速传感器、电磁离合器、转向器、子控制单元 ECU 。

电动助力转向系统的工作原理是:在转向盘上施加的力通过转向轴传递其转矩,一般转矩传感器是固定在转向轴上,在方向盘输入轴与输出轴间会产生相对角度位移,转矩传感器将角位移转换成控制器的电信号,并按照车速传感器传送的车速信号和电子控制单元电信号,通过ECU的分析和控制策略,它可获取助力的大小,然后电动机将助力作用到减速机构,并传输到转向轴上达到对助力转向的控制。特别的是,如果转向盘不转向,则助力电动机不工作。电动助力转向系统可在不同车速下提供不同的合理助力,在低速行驶转向保持轻便和灵活,而在高速转向时保持稳定可靠性。

电动助力转向系统根据其转向助力机构的结构与安装位置的不同,可分为三类转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式。三者基本工作原理是相同的。

电动助力转向系统的转向助力特点

助力特性就是助力随车辆运动状况变化而变化的规律。其中助力电动机输出转矩的控制是核心。通常在汽车低速转向时,驾驶员转向提供的手力大便于转向,高速行驶时转向提供的手力小获得清晰的路感。电动助力转向系统就是保持驾驶员的驾驶习惯,提供驾驶员和手动转向一致和可控的转向特色,保证转向轻便性和清晰路感。

1) 转向各角度的过渡必须平滑来避免跳跃感的出现。

2) 助力力矩在达到非常高峰值时候要保持恒定,避免因为助力电动机的负荷过大而出现失效。

3) 在输入转矩很小的转向角度时需要助力的输出小,这样保持清晰的路感。

4) 助力转矩需随输入转矩的增大/减小而相应增大/减小,保持驾驶人员转向中的平稳。

5) 在常用的快速转向行驶区间为保证转向轻便和降低驾驶员劳动强度,助力部分需要发挥明显的助力效果

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