《转向助力系统技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《转向助力系统技术（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、乘用车车工程研究二院底盘盘部车辆转向助力系统介绍车辆转向助力系统介绍乘用车车工程研究二院底盘盘部1、助力转向系统的概述转向助力系统是指在原机械转向系统的基础上 加上一套动力装置或者在改变原机械系统并施加动 力的一种转向系统。具有助力转向系统的汽车在转向时除依靠驾驶 员作用于转向盘的手力外，更主要的是借助于助力 装置实现转向，使转向平便灵活，并减轻驾驶员的 疲劳，也有助于提高汽车高速行驶的安全性。具有动力转向系统的汽车，当方向盘上的切向 力大于20-100N时，动力转向系统应起到助力作用 。乘用车车工程研究二院底盘盘部2、助力转向系统的分类按供能方式分，有液压助力转向、电动助力转 向、电液助力转
2、向、气压助力转向等。对于液压助力转向器来说，按加力装置，有常 压式和常流式；从布置方案，有整体式助力转向器 和半整体式助力转向器。乘用车车工程研究二院底盘盘部3、助力转向系统的要求l 转向车轮的转角以及其偏转速度和转向盘的转角和 转速应分别保持一定的比例关系，即具有随动作用 ； l 操纵转向盘时，动力转向系统产生助力的作用要迅 速、灵敏，与作用在方向盘上的手力相协调； l 司机操纵转向盘时有路感，即能及时地将路面对转 向阻力的影响反映到转向盘上，使作用在转向盘上 的手力随转向助力的增大而增大； l 转向后应能自动回正，并应使汽车具有直线行驶稳 定性； l 工作可靠，即使一旦动力转向系统失灵，驾
3、驶员仍 能操纵转向盘时汽车转向。乘用车车工程研究二院底盘盘部4、液压助力转向系统（HPS）采用液压能作为动力能的助力转向系统。它具有很多优点，包括产生的助力高，一般6- 10Mpa或更高，故动力缸结构尺寸小，质轻；油液 的不可压缩性使其工作灵敏度高；油液的阻尼作用 可以吸收路面冲击；动力装置无需润滑。液压助力转向系由油罐、油泵、转向分配阀、 转向动力缸、机械转向器和油管组成。乘用车车工程研究二院底盘盘部液压助力转液压助力转向（向（HPSHPS）转向柱：将驾驶员操纵转向盘的 动作传递至转向器转向器：将驾驶员操纵的转动转 化为齿条的平动，同时加助力接转向节和车轮接转向节和车轮接方向盘管路：供给液压
4、 油使液压转向系 统工作油泵：产生油压储油罐：提供液 压系统液压油余 量和中转乘用车车工程研究二院底盘盘部（1）液压转向分配阀转向分配阀是液压助力转向中最主要的一部分 ，这部分的结构和制造精度基本上决定了整个转向 系统的助力特性。转向分配阀是根据转向盘的操纵方向、转角范 围与力矩的大小来改变液压动力的传递路线以及油 液压力与通道面积的大小，结构上有滑阀式（阀以 轴向移动来控制油路）和转阀式（阀以旋转来控制 油路）之分。乘用车车工程研究二院底盘盘部液压动力转向器的结构型式还有常压式和常流 式之分。当转向分配阀处在中间位置时常闭，使工作油 液一直处于高压状态的动力转向器，称为常压式动 力转向器；当
5、动力转向分配阀在中间位置时常开， 使工作油液一直处于常流状态的动力转向器，称为 常流式动力转向器。乘用车车工程研究二院底盘盘部常压式：带畜能器，结构复杂，油泵常压，寿命低，消耗功率大，已经逐步被淘汰。常流式： 常流滑阀式：结构简单，易于布置，但整 个分配阀零件书较多。 常流转阀式：整个分配阀零件书较少，结构更简单、先进，工作可靠，制造成本低乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部液压助力转向液压助力转向（HPSHPS）乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底
6、盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部液压助力转向液压助力转向（HPSHPS）SleeveInput shaftTorsion BarL.H CylinderPump R.H CylinderRIGHT directionReserve TankStraightPumpReserve Tank转阀乘用车车工程研究二院底盘盘部液压助力转向液压助力转向（HPSHPS）P:kg/Torque kgfcm502010384246Open / Close助力特性曲线乘用车车工程研究二院底盘盘部（2）转向油泵油泵的种类有很多种，有叶片泵、齿轮泵、柱 塞式泵等。叶片泵由于结构简单，内
7、泄小，产生的压力大 ，所以应用较广泛；而像齿轮泵，承受不平衡径向 力，内泄大，工作压力受到限制，且流量脉动大； 柱塞式泵则结构较复杂等原因，都不及叶片的优点 来的明显。乘用车车工程研究二院底盘盘部叶片泵 转向叶片泵主要是由叶片、定子、转子、流量 控制阀、安全阀、泵轴、各种密封件、轴承等零件 组成。在工作时，泵轴在外驱动力矩作用下带动转 子旋转，使叶片扫过定子内曲面，形成容积变化， 使油液的高低压状态形成。为适应发动机高低转速 变化，转向泵内设有流量控制阀以实现输出流量的 自动调整，使得输出流量符合系统要求。为使转向 系统压力得到限定，在转向泵内，还设有系统安全 阀，可按转向系统要求给予调定，以
8、保护转向系统 安全。乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部油泵气蚀 当介质内有空穴现象存在时。这种空穴以气泡形式和介质混在一起进入油 泵高压区，气泡在高压下会破灭发出噪声，这一瞬 间，气泡周围的高压油质点会以很高速度来占据原 来的气泡空间，使局部产生高压，这时的局部压力 可达几百甚至上千个大气压力。如果这个局部冲击 作用在零件表面，则会引起零件表面的损坏，出现 麻点表面，称为气蚀。气蚀的危害： n 损坏零件 n 造成不可接受的噪声 n 形成高温 n 引起流量波动和压力波动乘用车车工程研究二院底盘盘部气泡高压区表面气泡瞬时破灭，造成气蚀内部气泡瞬时破
9、灭，造成噪声气蚀现象示意图乘用车车工程研究二院底盘盘部产生气蚀的原因：1、吸油不良，如油箱高度太低，吸油管 太细等 ；2、泵内通道不良，避免过于狭窄的通道，避免 急 转弯乘用车车工程研究二院底盘盘部转向油管转向油管是实现液压转向系统各部件连接通道 作用的，分为吸油管、高压管和回油管，其间软硬 管相间（减少噪声）。乘用车车工程研究二院底盘盘部1. 传输液压油助力泵出油 高压油管 转向器转向器回油 低压油管 油箱2. 降低转向系统噪声液压转向系统可出现三种噪声：a.空气传播的噪声在空气中传播，人耳可听到；b. 结构传播的噪声系统组件的振动，是空气噪声的直接原因；c.液体传播的噪声是a、b的主要原因
10、。降低噪声的措施：1) 柔性油管可有效隔振，可有效减小b类噪声，同时通过仔细设计管路，避免共振发生，可使c类噪声的减小（如采用尼龙编织热塑型胶管，可消除噪声，见图）；1. 在油管内置调谐器实现压 力反射波与压力原始波的反相位，使得二者相互抵消，使c类噪声大幅下降。2. 降低油温油管作用乘用车车工程研究二院底盘盘部5、电动助力转向系统（EPS）电动助力转向以电机的转动扭矩输出代替了油 泵的液压能输出。电机 油泵ECU 油管减速机构 油罐传感器 分配阀动力缸代替乘用车车工程研究二院底盘盘部1、针对液压助力转向系统最明显的不足，不但能根据扭矩调节助 力大小，还能根据车速调节助力大小，这就大大增加了车
11、辆尤 其是高速车辆的操纵稳定性和安全性；为什么会出现 电动助力转向 ？乘用车车工程研究二院底盘盘部液压的力矩-压力特性曲线 电动的扭矩-电流特性曲线乘用车车工程研究二院底盘盘部2、减少了零部件数量，装配简单，并且节省了空间 ； 3、省油，由于不需要发动机来带动油泵，节省了3% -5%的燃油 4、消除了油泵油管等部件的漏油可能性，减少了污 染； 5、减少了液压噪声，在驾驶室听不到噪音； 6、汽车电子化集成化的趋势。乘用车车工程研究二院底盘盘部电动机控制器减速机构电动助力转向（电动助力转向（EPSEPS）传感器乘用车车工程研究二院底盘盘部Column Drive（转向柱式）Pinion Drive
12、（小齿轮式）Rack Drive（齿条式）电动助力转向（电动助力转向（EPSEPS）EPS的分类：根据电动机的位置来分乘用车车工程研究二院底盘盘部EPS工作过程首先由方向盘输入力矩，这个力矩由扭矩传感 器测出其大小，并以电流的形式传送到电子控制单 元，电子控制单元根据这个扭矩信号和同时间采集 到的车速大小信号，确定出电机所需的电流大小， 然后电子控制单元把上述电流向电动机输出，控制 电机输出规定的扭矩，和方向盘手力矩一起驱动转 向器，最终驱动转向轮。这种过程是不断检测、反馈和纠正的，使助力 矩满足程序设定的大小。乘用车车工程研究二院底盘盘部6、电动液压助力转向电动液压助力转向是以电机驱动取代发
13、动机驱 动，电动机根据接收到的方向盘角速度传感器信号 、车速信号以及发动机转速信号提供不同的电机转 速，从而使液压泵产生不同的流量，最终转向机得 到不同的助力。乘用车车工程研究二院底盘盘部电动液压助力转向（电动液压助力转向（EHPS)EHPS)Motor-Pump-UnitSteering GearFeed & Return Lines乘用车车工程研究二院底盘盘部乘用车车工程研究二院底盘盘部Principle of EPHS SystemsSteering ManeuverLoadSteering WheelRack & PinionCylinder-+Steering ValveFeed LineReturn LinePumpE-MotorMVehicle SpeedSteering RateECUControl乘用车车工程研究二院底盘盘部7、总结助力转向系统的种类有很多种类，除了上述主要 三种以外，还包括有可变流量油泵助力转向（可变流量油泵助力转向（EVOEVO） 、可变助力转向（、可变助力转向（SSPSSSPS）、电磁控制可变助力转向等、电磁控制可变助力转向等 ，这些或多或少，这些或多或少是是上述三种助力转向系统的变形和改上述三种助力转向系统的变形和改 进。进。未来的转向系统还在朝着更先进的方式前进着。未来的转向系统还在朝着更先进的方式前进着。乘用车车工程研究二院底盘盘部
