农用货车电动助力转向系统匹配设计与试验研究.pdfVIP

学术 农用货车 电动助力转向系统匹配设 丌I 与试验研究 422000 湖南邵阳一张维 ／陈志刚 ／张强 212000株洲易力达机电有限公司 湖南株洲 一周廷明 ／刘晟昱 摘要 ： 本文针对某型号汽车的结构特点 ，确定了其选配的电动转向系统助力形式为转向柱式 ，即C—EPS结构 ． 结合某型号汽车转向系统性能升级 的技术要求 ，以某型号汽车为平台 ，进行了电机、减速机构和传感器的匹配设计 上的EPS进行了输入输出特性试验 ． 结果表明匹配设计后的 EPS具有良好的助力效果。 日l言 关参数计算和货车 自身的空间大小，驾驶室 内 考虑实际需要，本文助力电机选用有刷直 节能环 保是汽车行业产 品开发 的趋势。 部空间减小，离合踏板、制动踏板及油 门踏板 流电机 ，减速机构选用蜗轮蜗杆式减速机构 。 汽 车 电动 助力 转 向系 统 (ElectricPower 的布置空间减小 ，为了满足人机工程，最终确 2．2EPS电机及减速机构参数设计 Steering，简称EPS)因其助力特性 良好、燃油 定助力形式为转 向柱式，即C-EPS结构 。电机 由于电机作用于转 向轴上的助力矩T受到 经济性和低温运行性能好、结构紧凑及易于装 作为EPS系统的动力源，根据 ECU的指令输出 i(减速机构减速 比)、Km(电动机电磁转矩常 配等优点，成为国内外各大整车厂家 的首选产 合适的助力力矩 。电机是EPS系统的关键部件， 数 )、Ke(电动机 的反电动势常数 )以及W(转 品。本文体针对某型号农用货车的结构特 点， 对 EPS系统的性能有非常重要的影响。C-EPS电 向盘角速度)的多重影响，随着减速 比的增大， 确定 了其选配 的电动转向系统助力形式为转向 机具有工作环境较好 (驾驶室内环境 )、力矩 转向盘力矩也增大，横摆角速度响应时间变长 ， 柱式，即C-EPS结构。结合某 型号农用货车转 波动小、机械振动小、密封要求低、噪声低、 相位滞后上升。它们之间的关系如下： 向系统性能升级 的技术要求，以某型号农用货 功率低、体积小、转速低、接插件不要求防水、 Tmax(w)=iKm(Um— Keiw)／Rm (1) 车为平台，为确保电动助力转向系统具有好的 表面防护要求低、散热环境好、机电时间常数 其 中：Tmax(W)：电机作用于转向轴上的最 操作手感、较低的噪声和较高的可靠性，进行 低的特点 [2]。减速机构的作用是放大助力电机 大助力矩。Um 电源加在 电动机回路两端的电压。 了电机、减速机构和传感器 的匹配设计，最后 的输 出转矩，减速机构的传动 比较大，要求 电 增大减速比会导致减速机构传动效率降低， 对实 际装配在某型号农用货车上的EPS进行 了 机输 出的转矩越较小，电机的工作转速较高， 使助力效果和回正性能恶化。如果减速比过大， 输入输 出特性试验。 同时减速机构的尺寸也变得很大，这样在空间 会使其逆效率太低甚至 出现 自锁现象，这样转 1．EPS系统组成与工作原理 布置上很 困难；减速机构传动 比过小，要求 电 向系统就会失去 回正功能。在进行EPS电机及 EPS系统主要包括助力电机、扭矩传感器 、 机输出较大转矩，电机的工作转速较低，增大 减速机构匹配时，应选用转矩常数较大的电机 减速机构、控制器 (ECU)，其结构见图如图1 了电机 的尺寸，提高了电机设计的要求。减速 和减速 比较小的减速机构。对于蜗轮蜗杆传动 所示。 机构在选择方案时，主要要求传动效率较高、 机构来讲，其传动 比一般在 152O之间，本文 工作原理：当汽车发动机启动后，EPS处于 转动惯量小，同时要求尺寸尽可能小，以方便 减速 比选为 16．5。 工作状