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1、浅谈电动转向在军车上的应用毕大宁在汽车上电动转向器已获得广泛的应用。这是由于它的优良的操纵稳定性，转向轻便性， 行驶安全性和良好的机动性能决定的。 再加上油耗小又合乎环保要求。 无论在国内外汽车上， 特别在国产军车上、 电动汽车上有着广泛的使用前景。目前主要的问题是：（1）开发的机型不够多，还不能满足各种汽车的需要。如 P-EPS型，R-EPS 型、DD-EPS型、S-EPS型、。在中高档轿车、豪华小型面包车上，大路货 的C-EPS已由于它输出力矩小而受到限制，迫切需要P-EPS型、R-EPS型电动转向器；在2 3吨货车和中巴车上迫切需要 P-EPS型、S-EPS型电动转向器； 在军车上亦迫切
2、需要P-EPS型、S-EPS型电动转向器。（ 2） 产品的可靠性还有待考验， 特别是批量供货后的产品稳定性。 这需要大量 的使用来验证和考验，这是不可省略的。（ 3） 为进一步提高我军运输装备现代化， 为军车提供电动转向器也是汽车转向器行业的艰巨任务。 由于电动转向器可以为汽车提供良好的机动性， 就为电动转向器在军车上的广泛使用提供了很大的前景和良好的效益。 当然产品的可靠性是重中之重， 对军车尤为重要。 所有的电动转向器品种都可以在军车的使用中得到应用。尤以P-EPS和S-EPS型电动转向器采用的可能性最大，因为这两种电动转向器适用前轴负荷较大的车辆（最大可达2.4吨 3 吨） 。下面分别就
3、我国军车采用电动转向器分以下几个问题进行讨论：1 电动转向的特点汽车电动转向器在目前的结构上可以有多种变型。 可以充分发挥电动转向的特点以适用于不同军车的结构。我的两个专利就是两种汽车电动转向器的变型。（ 1）全自动电动转向器全自动电动转向器顾名思义就是能不需要操作者手动而自动实施转向动作的转向器， 即在该转向器上既有转向电机也有助力电机的结构。 可以是循环球电动转向器（图 1） 、也可以是小齿轮助力的齿轮齿条电动转向器（图2） 。都是在原来的位置装有助力电机， 在转向轴位置装有转向电机。 它们都可以在控制器的控制下根据操作者的要求实施主动转向动作和转向角度， 根据路面的阻力自动增加转向力和助
4、力扭矩。关键的是中间安装有扭矩传感器和角度传感器，它不但可 以反映汽车转向的路面助力变化和转向的角度。图1循环球全自动电动转向器图2齿轮齿条全自动电动转向器（2）半自动电动转向器半自动电动转向器顾名思义就是不能实施主动转向动作的转向器，即在该转向器上也有转向电机和助力电机的结构。也可以是循环球电动转向器（图3）、也可以是小齿轮助力的齿轮齿条电动转向器（图4）。都是在原来的位置装有助力电机，在转向轴位置装有转向电机。但它们都可以在控制器的控制下根据操作 者的要求实施被动的转向动作，所有这些结构都可根据设计者需要任意布置。唯独要遵循1个原则即：符合该车辆各轮系转向几何学原则。图3循环球半自动电动转
5、向器图4齿轮齿条式半自动电动转向器2军车转向系统的特点军车转向系统的特点是：(1)现代化军车整车载荷大，安全系数要求高，除能承受普通水泥路面、 柏油路面、砂石路面上转向要求外，还要承受越野路面甚至泥水坑洼路面转向要 求。导致转向系统必须能承受较大的负载， 它比同类车辆转向桥的负载大0.5 1 倍。(2)现代化军车对车辆转向系统的要求更高：它将提出能实现最大的机动性能：或更小的转弯半径、或横向蟹行行走，这就必须实现全轮转向。多种军车就是要求能实现全轮转向，极大地发挥车辆的机动性。（ 3）现代化军车可能是两轴车辆（如勇士牌、猛士牌越野吉普车） ，也可能是三轴甚至是多轴车辆（如三轴自行火炮、三轴或四
6、轴装甲运兵车） 。（ 4）现代化军车对车辆电动转向系统的可靠性要求更高。因此该电动转向系统的配备必须是直流同步电机、 非接触式传感器和直流同步电机控制器， 配以精密制造的机械转向器部分。 只有这样才能保证该电动转向系统的优良的性能和可靠性。3 如何在军车上应用电动转向系统3.1 在军车上可以按需要分为以下几种：（ 1） 前轴：手动电动转向器；普通军车。（ 2） 前轴：手动电动转向器，后轴：半自动转向器；全轮转向军车。（ 3） 前轴：手动电动转向器，其它轴：半自动转向器；多轮转向军车。（ 4） 方向盘带动电动机械阻尼器；前轴：全自动电动转向器，后轴：半自动转向器；线控转向的全轮转向军车。（ 5）
7、 无方向盘；前轴：全自动电动转向器，遥控的线控转向普通军车。（ 6） 无方向盘；前轴：全自动电动转向器，后轴：半自动转向器；遥控的线控转向全轮转向军车。3.2 军车将首先采用汽车全轮电动转向系统。它采用的是多个循环球电动转向器、主控制器（ ECU） 、每个转向轴（桥 ）单独的梯形机构，组成了整个全轮电动转向系统（工作原理框图见图5） 。该全轮转向车辆每根轴都是转向轴（桥） ，在每根转向轴（桥）上都安装了电动转向器和专门设计的转向梯形机构。该多轴全轮电动转向系统在一个主控制器（ ECU ） 的控制下， 实施全轮电机助力转向并在每个转向桥 （轴）上专门设计的转向梯形机构的限制下每个车轮按规定的轨迹
8、实施小转弯半径转向和横向蟹行行走。 （见图 6）扭矩传感器车速传感器前轮电机后轮电机图5汽车全轮电动转向框图该汽车全轮电动转向系统的特点：(1)提高汽车机动性一实现多轴汽车不同车轴车轮异向转向从而减小了车 辆转向时转弯半径，亦可实现多轴汽车不同车轴车轮同向转向实现车辆的横向蟹 行移动。(2)提高汽车行驶的操纵稳定性一一解决高速发飘问题， 解决回正摆头问 题，解决维持汽车直线行驶问题；(3)提高汽车的转向轻便性，操纵轻便灵活。(4)提高汽车的行驶安全性，防止因侧风、爆胎等因素造成自行跑偏等现 象。(5)不用液压泵节省了 5%发动机动力，节省了发动机燃料油，节省了液压 油，同时也提高了环保性能。3
9、.3全轮转向系统的结构：(1)这是一种汽车多轴全轮电动转向系统。该多轴全轮电动转向汽车每根 轴都是转向轴(图6中8、11),同时可以是驱动桥或是非驱动桥。它采用的是 在每个转向轴(桥)上都装有循环球电动转向器(图 6中2、5),前轮直接由驾驶 员操纵方向盘，每个转向轴(桥)上都有专门设计的梯形机构(图 6中9、4),与 主控制器(图6中7) 一起组成了整个汽车多轴全轮电动转向系统。561012图6全轮转向布置图!出前后轮异向转向一小角度转向前后轮同向转向一蟹行行走图7全轮电动转向系统转向动作图图8多轴电动转向系统（ 2）该多轴全轮电动转向汽车根据转向轴（桥 ）的负荷在每根轴（桥）上安装了一个或
10、两个 （两侧安装） 循环球电动转向器和相应的梯形机构。 采用的电动转向器必需是带扭矩和角度信号的传感器。 如各种非接触式传感器 （如： 各种电磁感应式传感器，包括海拉传感器、巨磁式传感器）和接触式传感器（如：多片电阻式 BI 传感器）等。（2）该多轴电动转向系统在一个总控制器（ECU）的控制下，实施多轴电 动助力转向。亦可采用多个分控制器（ECU）实施控制。（ 3） 该多轴电动转向系统在每个轴 （桥 ）专门设计的梯形机构的限制下每个车轮按规定的轨迹实施同向小角度转向和蟹行行走（ 4） 在多轴电动转向系统采用的可以是循环球电动转向器也可以是齿轮齿条电动转向器。（ 5） 该多轴电动转向系统使用在多
11、轴汽车上，其每根轴都必须是转向轴同时又可以是驱动桥或非驱动桥，根据转向轴（桥 ）的负荷大小在每根轴（桥）上都安装了一个或两个（两侧安装）循环球电动转向器。（ 6） 该多轴电动转向系统在第一轴上安装的是由驾驶员操纵的普通手动电动转向器，在其它轴上则安装的是半自动电动转向器。（7）该多轴电动转向系统采用的是在一个总控制器（ECU）的控制下，实施多个电动转向器电机助力转向，亦可采用多个分控制器（ ECU ）实施控制。（ 8） 该多轴电动转向系统在每个转向轴（桥 ）上都有专门设计的梯形机构，在每个转向轴 （桥 ）梯形机构的限制下每个车轮只能按规定的轨迹实施同向小角度转向和蟹行行走。 该梯形机构可以是布
12、置在转向轴之前的、 也可以是布置在转向轴之后的。（ 9） 该多轴电动转向系统在各轴之间无杆系联接，完全靠主控制器（ ECU ）控制。（ 10）完全的线控转向系统，既可以是前轮转向、也可以是全轮转向系统。在线控转向系统中， 方向盘与转向器之间无机械连接， 所以称为线控转向。 这种系统将在遥控汽车上可以得到广泛使用， 如军用遥控汽车和普通汽车上都将有使用价值。 其中转向装置系方向盘直接带动一个转向阻尼装置， 该装置在控制器（ ECU ）的控制下将能模拟路感按一定的路面载荷变化给方向盘以阻力。 其结构如图9,方向盘转向轴下面通过行星齿轮减速器与一电机相连，中间安装有扭矩一角 度传感器。给方向盘的阻力是由控制器模拟路面阻力， 用供给电机的电流使电机 给方向盘以阻力。该值的大小及变化的幅度都是需要经过大量实验确定的。图9方向盘阻尼装置
