汽车电动助力转向系统动力学分析与仿真车辆工程专业论文.docxVIP

重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：王南 日期：讹年弓月3【日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重 庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名： 互弓皂 指导教师签名： 日期：V口g年弓月王＼日 第一章绪论第一章绪论 第一章绪论 第一章绪论 1．1引言 随着电子技术的迅速发展，电子技术在汽车上的应用范围不断扩大。汽车转 向系统已从简单的纯机械式转向、液压动力转Ifi-](Hydraulic Power Steering，简称 HPS)、电动液压助力转(Electric Hydraulic Power Steering，简称EHPS)发展到更 为节能及操纵性能更为优越的电动助力转(Electric Power Steering，简称EPS)，最 终还将过渡到线控转向(Steering By Wire，简称SBW)。 电动助力转向(EPS)系统是_种依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统n1。 与传统的液压助力转向(HPS)系统相比，EPS系统具有很多优点：在需要转向时才 启动电动机产生助力，没有液压泵等装置，减少了整车质量，随之减少发动机燃 油消耗，燃油经济性可以提高5．5％左右；能在各种行驶工况下提供最佳助力，减 小由路面不平所引起的对转向系的扰动，提高驾驶舒适性；改善汽车的转向特性， 提高汽车的主动安全性；零件比HPS少，结构更紧凑，易于整车布置，噪音低； 没有液压回路，调整和检测更容易，装配自动化程度更高，且可通过设置不同的 程序，快速与不同车型匹配，缩短生产和开发周期；不存在漏油问题，减小对环 境的污染晗¨31。 1．2汽车电动助力转向系统(EPS)介绍 1．2．1电动助力转向系统工作原理 电动助力转向(EPs)系统主要由转矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构 和电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)等组成，其结构如图1．1所示H1。 EPS系统的工作原理是：当方向盘转动时，转向柱上的转矩传感器可以根据输入 轴和输出轴在扭杆作用下产生的相对转动角位移迅速测出转向助力矩的大小，并 将其转换成电信号与车速传感器测出的车速信号一起传入ECU， ECU对输入的 转矩和车速信号进行运算处理，确定助力转矩的大小和方向，并向电动机发出控 制信号，电动机经离合器及减速机构将转矩传递到转向横拉杆，从而完成助力转 向；当车速超过一定的临界值或者系统出现故障时，EPS系统停止工作。电动助 力转向系统可以很容易地实现在不同车速时提供不同的助力效果，保证汽车在低 速行驶时轻便灵活，高速行驶时稳定可靠瞄儿6l。 第一章绪论I^OTOR 第一章绪论 I^OTOR (电z功讥) (减速孙 WOFIM＆WORM WHEE {蜗轩＆蜗论} 莨飞。 娥溺．-二≯麓荔ii￡么琵貔孰 图1．1 EPS系统的结构 Fig．1．1 Structure of EPS system 1．2．2电动助力转向系统的类型 根据lU动机布置lt援的不同，EPS系统分为：转向杜助力式(Colurnn Type)， 转向器齿轮助／／J式(Pinion Type)不li iAi条助力式(Rack Type)二种类?魁阿1。如图1．2 所卅÷。 转阳杞助力-‘I=l，i勺I乜动机刚定相：转向柱～。侧，通过减速机构与转m桂州连，直 接514云JJ转向柱转阳。【』{于转向枉助力式EPS系统具有结构简r、n紧凑，成本低、维修 力。便等优越性，所以J迎』叶l；tX、J。较，。‘泛。 转向器齿轮助力j‘l=n勺电动机减速村Lg,J 1刊、齿轮村I连，j直接驱动齿轮助力转向。 小齿轮助力式转m系统的转矩传感器、lU动机、离彳}器耵1转向助力机构仍为一体， ，lI是整体安装扫珀乏向小齿轮处，龃接给小齿轮助力，Iq-狄,141、3，较火的转向力。该类 型I，1『使各部件斫j‘N史方便，化当转向盘1j转』iIJt卅I齐II之问装有万向化动装置ft、J‘，转矩 信号地取得与助力li轮部分彳i在I刊‘直线}：，其助