汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹課件

汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述功用要求類型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述類型2轉(zhuǎn)向系概述

在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過方向盤來(lái)操縱和控制汽車的行駛方向，從而實(shí)現(xiàn)自己的行駛意圖。在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，它也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成。如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對(duì)更多不同的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。轉(zhuǎn)向系概述

在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過方3轉(zhuǎn)向系功用

汽車轉(zhuǎn)向系的功用是改變和保持汽車的行駛方向。當(dāng)汽車需要改變行駛方向時(shí)，必須使轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，直到新的行駛方向符合駕駛員的要求時(shí)，再將轉(zhuǎn)向輪恢復(fù)到直線行駛位置。這種由駕駛員操縱轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)和回位的－套機(jī)構(gòu)，稱為汽車轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向系功用汽車轉(zhuǎn)向系的功用是改變和保持汽車的行駛4合適的轉(zhuǎn)向力與位置感具有回正功能節(jié)省能源工作可靠適當(dāng)?shù)穆访娣答伭苛己玫牟倏v性文本文本文本文本文本具體要求

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求安靜、噪聲小文本文本合適的轉(zhuǎn)向力與位置感具有回正功能節(jié)省能源工作可靠適當(dāng)?shù)穆访娣?轉(zhuǎn)向系類型

汽車轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪間有無(wú)機(jī)械連接，將轉(zhuǎn)向系分為帶機(jī)械連接的常規(guī)轉(zhuǎn)向系和不帶機(jī)械連接的線性轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向系類型汽車轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系6助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。助力轉(zhuǎn)向是一種以駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號(hào)，以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸出信號(hào)的伺服機(jī)構(gòu)。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操作靈活、輕便，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對(duì)前輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代汽車上普遍采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于1955年在Buick上首次采用，解決了轉(zhuǎn)向輕便性問題助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽7助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力8

機(jī)械式液壓助力原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)機(jī)械式液壓助力9原理

機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向的主要原理是基于機(jī)械式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加了一整套液力系統(tǒng)，包括儲(chǔ)液罐、液壓助力泵、與轉(zhuǎn)向柱相連的機(jī)械閥、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的液壓缸和能夠推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿的活塞等等，液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)只有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向泵才能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。

代表車型：常用于微型車如QQ、比亞迪F0等。原理

機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向的主要原理是基10

技術(shù)成熟穩(wěn)定、可靠性高。

成本較低。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)11

由于液壓泵靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)，所以會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分動(dòng)力，影響燃油經(jīng)濟(jì)性和車輛的動(dòng)力性，尤其對(duì)于動(dòng)力本身就相對(duì)孱弱的小排量車型的影響比較明顯。單純的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)助力力度不可調(diào)節(jié)，很難兼顧低速和高速行駛時(shí)對(duì)指向精度的不同需求。缺點(diǎn)缺點(diǎn)12

電子液壓助力原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電子液壓助力13原理

電子液壓助力原理與機(jī)械式液壓助力完全相同，而與機(jī)械式液壓助力最大的區(qū)別就是不再使用由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)的液壓泵，而是換成了電力驅(qū)動(dòng)的電子泵。

代表車型：馬自達(dá)2、馬自達(dá)3、凱旋、世嘉、307、C5、蒙迪歐致勝、?？怂乖?/p>

電子液壓助力原理與機(jī)械式液壓助力14

動(dòng)力轉(zhuǎn)向可以利用較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力使車輛轉(zhuǎn)彎。但在低速時(shí)為了省力而規(guī)定一定工作壓力，如轉(zhuǎn)向比不變，則在高速時(shí)，由于轉(zhuǎn)向操縱力減小，使駕駛員失去對(duì)車輛的控制，易產(chǎn)生危險(xiǎn)。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系旨在使車輛低速尤其是停放車輛時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，而當(dāng)車速較高時(shí)，電子控制使系統(tǒng)的液壓助力作用減弱，轉(zhuǎn)向操縱力增加，使駕駛員在高速行駛時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向盤有更好的控制。在電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系中，按照車速通過控制電磁閥改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的油壓控制回路，低速時(shí)轉(zhuǎn)向力小，提高操縱力；在中高速時(shí)使之成為與手操縱相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向力，提高操縱穩(wěn)定性。

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系可分為流量控制、反力控制與電子控制電動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三種方式。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向可以利用較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力使車輛轉(zhuǎn)彎。15

電子液壓助力的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在能耗上，首先由電能驅(qū)動(dòng)的電子泵使用發(fā)電機(jī)和電池輸出的電能，不再消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力。其次，能夠通過對(duì)車速傳感器、橫向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器等傳感器的信息的處理，通過實(shí)時(shí)改變電子泵的流量來(lái)改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小，實(shí)現(xiàn)隨速可變助力功能。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)16

電子液壓助力成本更高。相對(duì)機(jī)械式的液壓助力系統(tǒng)，加入了電控系統(tǒng)換上電子泵后、電子液壓助力的制造成本更高，技術(shù)也更加復(fù)雜，保養(yǎng)維修的難度和成本也隨之提高?？煽啃圆患皺C(jī)械液壓助力。電子液壓助力除了會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)的故障外，還增加了電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性，因而可靠性不及傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)。助力力度有限。雖然使用電子泵有明顯優(yōu)勢(shì)，但是，電子泵需要由發(fā)電機(jī)的電能驅(qū)動(dòng)，而車載發(fā)電機(jī)的本身功率和蓄電池能夠提供的最大電流都有限，所以電子泵的功率也受到限制，能承載的負(fù)荷也有限。所以目前使用電子液壓助力的車型大多為中小型車輛。缺點(diǎn)缺點(diǎn)17助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力18

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowerstee19原理

與液壓助力系統(tǒng)一樣，仍然是基于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而來(lái)，只不過助力機(jī)構(gòu)由復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)變成了依靠電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生助力的系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒有了液壓泵、儲(chǔ)液罐、液壓管路和轉(zhuǎn)向柱閥體結(jié)構(gòu)，而是由傳感器、控制單元和助力電機(jī)構(gòu)成。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元完成助力控制。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)“精確轉(zhuǎn)向”

根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置不同，可分為轉(zhuǎn)向柱助力式、齒輪助力式和齒條助力式三種類型。代表車型：6代高爾夫、睿翼、帕薩特、邁騰、CC、途觀原理

與液壓助力系統(tǒng)一樣，仍然是基于齒20當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向軸上的力矩，并將力矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，車速傳感器產(chǎn)生車速信號(hào)，ECU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，向離合器和電動(dòng)機(jī)發(fā)車發(fā)出控制指令，即輸出一個(gè)適合的電流，在離合器結(jié)合的同時(shí)，是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速增距后，施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向21汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹22

相比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有諸多優(yōu)勢(shì)：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，后期的維護(hù)和保養(yǎng)也更加簡(jiǎn)單。系統(tǒng)損耗低（不會(huì)像液壓助力一樣有助力液損耗），運(yùn)行噪音低，不會(huì)有液壓泵或電子泵運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音，提升舒適性。助力力度能夠隨速可變，滿足車輛高速和低速行駛時(shí)對(duì)助力大小的不同需求，響應(yīng)速度較液壓助力系統(tǒng)更快更直接。同時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有著良好的經(jīng)濟(jì)性，純電能驅(qū)動(dòng)，較機(jī)械液壓助力能耗低。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)23

首先是可靠性的問題，雖然現(xiàn)在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是電子系統(tǒng)還是要比純機(jī)械結(jié)構(gòu)“嬌氣”一些。其次，就像電子液壓助力系統(tǒng)一樣，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向遇到的仍然是功率的瓶頸問題，對(duì)于目前的大多數(shù)車輛來(lái)說(shuō)，使用的都是12V的電源系統(tǒng)，能夠帶動(dòng)的助力電機(jī)功率有限，對(duì)于轉(zhuǎn)向負(fù)荷較大的大型車輛來(lái)說(shuō)，電動(dòng)助力就力不從心了。彎道循跡性、路感較差，不適用于對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負(fù)載能力要求較高并且需要精準(zhǔn)操控性的車型。缺點(diǎn)缺點(diǎn)24助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力25

進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥26原理

與傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)相比，這類系統(tǒng)多出了一套能夠讀取速度傳感器信息的電子控制單元，并與轉(zhuǎn)向柱連接的機(jī)械閥上增加了電磁閥機(jī)構(gòu)。通過電流控制電磁閥開度，可以改變助力油液的流量，使得油液推動(dòng)助力活塞的力量被改變，就實(shí)現(xiàn)了助力力度的調(diào)節(jié)?？刂茊卧鶕?jù)車速傳感器的信號(hào)對(duì)電磁閥開度進(jìn)行控制，通過改變助力液流量實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓缸內(nèi)的油液壓力的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變助力力度，相比使用電子泵的電子液壓助力系統(tǒng)有著更高的可靠性，并且依舊保持機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的較高負(fù)載能力和可靠性較高等優(yōu)勢(shì)，尤其適合那些對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負(fù)載能力要求較高并且需要精準(zhǔn)操控性的車型。目前比較典型的系統(tǒng)有通用的“MAGNASTEER磁力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”和寶馬的“Servotronic伺服式可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”。

代表車型：新君威、新君越、凱迪拉克、寶馬、奔馳、保時(shí)捷、法拉利、阿斯頓·馬丁、布加迪威龍?jiān)砼c傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)相比，這類系統(tǒng)多出27

可靠性高。高負(fù)載能力。路感清晰。助力隨速可變，低速時(shí)輕盈靈敏，高速穩(wěn)健厚重，大大提高行車安全性。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)28

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、維護(hù)費(fèi)用較高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)29助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力30線控轉(zhuǎn)向技術(shù)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(SteeringbyWire-SBW)是更新一代的汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接各部件的控制系統(tǒng)，它替代了傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓連接，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與上述各類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(SteeringbyWire-31

圖4所示為ZF公司開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有2個(gè)電機(jī)：路感電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。路感電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱上，控制器根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向工況控制路感電機(jī)產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)矩，向駕駛員提供模擬路面信息。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在齒條上，汽車的轉(zhuǎn)向阻力完全由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)克服，轉(zhuǎn)向盤只是作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入裝置。圖4所示為ZF公司開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有2個(gè)電機(jī)32

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34線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動(dòng)安全性，有利于汽車設(shè)計(jì)制造，并能大大提高汽車的乘坐舒適性。可以實(shí)現(xiàn)前輪的主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，使車輛受到干擾，處于危險(xiǎn)或極限工況時(shí)代替駕駛員實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全性。但是由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間無(wú)機(jī)械連接，生成讓駕駛員能夠感知汽車實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的“路感”比較困難；且電子器件的可靠性難以保證。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動(dòng)安全性，有利于汽車設(shè)計(jì)制造，并能35所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前大多處于研究階段，只配備在一些概念汽車上（最早由德國(guó)奔馳公司1990年開始前輪線控轉(zhuǎn)向的研究，斯凱孚SKF的汽車分部推出一款名為Novanta的新型線控汽車，已經(jīng)批量生產(chǎn)），國(guó)內(nèi)研究很少，國(guó)際普遍也處于初級(jí)階段。近年來(lái)一直是大型工程車輛轉(zhuǎn)向關(guān)鍵技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，近年在商用車領(lǐng)域也得到不斷發(fā)展。所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前大多處于研究階段，只配備在一些概念36汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述功用要求類型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述類型37四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述四輪轉(zhuǎn)向（4WS-fourwheelsteering）系統(tǒng)是基于一個(gè)安裝在后懸架上的后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它能夠使駕駛員操縱方向盤時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)汽車前后四個(gè)車輪，不僅提高了高速時(shí)的穩(wěn)定性和可控制，而且提高了低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性。即在高速行駛時(shí)，將后輪與前輪同相位轉(zhuǎn)向，以減小車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（橫擺），改善高速行駛的穩(wěn)定性；而在低速行駛時(shí)，把后輪與前輪逆相位轉(zhuǎn)向，以改善車輛中低速行駛的操縱性，提高快速轉(zhuǎn)向性。目前，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有三種類型：機(jī)械式、液壓式和電子控制液壓式。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述38電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角比例·車速感應(yīng)型電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車39機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)轉(zhuǎn)向器，分別用于前、后輪偏轉(zhuǎn)。兩個(gè)轉(zhuǎn)向器之間用－根雙曲軸連接，采用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為常規(guī)型，如圖所示。機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)轉(zhuǎn)向器，40液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖所示。其后輪的偏轉(zhuǎn)方向始終與前輪偏轉(zhuǎn)方向相同，且后輪的偏轉(zhuǎn)角不大于1.5°。系統(tǒng)沒有采用電子傳感器、計(jì)算機(jī)控制和先進(jìn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車速超過50km／h時(shí)，系統(tǒng)才起作用。倒車時(shí)系統(tǒng)不起作用，在后車架上裝有雙作用液壓缸來(lái)偏轉(zhuǎn)車輪。該液壓缸的壓力油來(lái)自后轉(zhuǎn)向液壓泵。后轉(zhuǎn)向液壓泵由差速器驅(qū)動(dòng)。只有在前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪液壓泵才工作。液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖所示。其后輪的偏轉(zhuǎn)41轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向液壓泵提供的壓力油經(jīng)前動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)閥分配，進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸內(nèi)，前輪便朝相應(yīng)方向偏轉(zhuǎn)。油液的壓力隨同轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)狀況而改變。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速越高、轉(zhuǎn)角越大，油液壓力就越高。后控制閥的供油壓力與上述油液壓力相同。當(dāng)后控制閥內(nèi)滑閥在前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸壓力油的作用下移動(dòng)時(shí)，來(lái)自后轉(zhuǎn)向液壓泵的油液經(jīng)滑閥進(jìn)入后轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸，從而推動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向液壓泵提供的壓力油經(jīng)前動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)42電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角比例·車速感應(yīng)型電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車43橫向加速度·車速感應(yīng)型如圖所示，其結(jié)構(gòu)是在前輪的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器上，再安裝一個(gè)后輪專用的控制閥，產(chǎn)生一個(gè)大致與橫向加速度成比例的，與前輪轉(zhuǎn)向器阻力相平衡的油壓，把該壓力的油液送到后輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，裝入高剛性彈簧，當(dāng)與送來(lái)的油壓達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，輸出桿便產(chǎn)生位移，從而帶動(dòng)后輪開始轉(zhuǎn)向。橫向加速度·車速感應(yīng)型如圖所示，其結(jié)構(gòu)是在前輪的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器44前輪轉(zhuǎn)角·車速感應(yīng)型如圖所示，其結(jié)構(gòu)是在前輪的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器上，再安裝一個(gè)后輪專用的控制閥，產(chǎn)生一個(gè)大致與橫向加速度成比例的，與前輪轉(zhuǎn)向器阻力相平衡的油壓，把該壓力的油液送到后輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，裝入高剛性彈簧，當(dāng)與送來(lái)的油壓達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，輸出桿便產(chǎn)生位移，從而帶動(dòng)后輪開始轉(zhuǎn)向。前輪轉(zhuǎn)角·車速感應(yīng)型如圖所示，其結(jié)構(gòu)是在前輪的動(dòng)力轉(zhuǎn)向器上45前輪轉(zhuǎn)角感應(yīng)型為了把前輪轉(zhuǎn)角傳給后輪，在前輪齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒條軸上，安裝了后輪轉(zhuǎn)向齒輪，其角位移，通過中間傳動(dòng)軸，傳給后輪轉(zhuǎn)向器。后輪具有小轉(zhuǎn)角同相轉(zhuǎn)向，大轉(zhuǎn)角逆相轉(zhuǎn)向的功能。在微小轉(zhuǎn)向的高速行駛時(shí)，形成了同相轉(zhuǎn)向，獲得了行駛穩(wěn)定性，在大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向的極低速行駛時(shí)，變成逆相轉(zhuǎn)向，獲得了小半徑轉(zhuǎn)向性能。前輪轉(zhuǎn)角感應(yīng)型為了把前輪轉(zhuǎn)角傳給后輪，在前輪齒輪齒條式轉(zhuǎn)向46前輪轉(zhuǎn)角比例·車速感應(yīng)型在動(dòng)力傳至后輪轉(zhuǎn)向軸之前，與前者基本相同，但后輪的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由相位控制部分和動(dòng)力補(bǔ)助部分構(gòu)成。動(dòng)力補(bǔ)助部分以油壓為動(dòng)力，由后輪滑閥和動(dòng)力缸構(gòu)成。相位控制部分能實(shí)現(xiàn)對(duì)后輪同相位或逆相位的控制。前輪轉(zhuǎn)角比例·車速感應(yīng)型在動(dòng)力傳至后輪轉(zhuǎn)向軸之前，與前者基47汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述功用要求類型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述類型48汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)(1)傳感器技術(shù)(2)控制策略的研究(3)助力電機(jī)的研究汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)(1)傳感器技術(shù)49傳感器技術(shù)

性能完善的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速信號(hào)、電機(jī)電壓信號(hào)、電機(jī)電流信號(hào)等。目前，傳感器的成本是制約電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)迅速市場(chǎng)化的主要因素，因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)適合電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用的性價(jià)比較高的傳感器是未來(lái)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。傳感器技術(shù)

性能完善的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要采集轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角信50控制策略的研究

控制策略是影響助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一，也是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都在探討將先進(jìn)的控制理論應(yīng)用于助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究，如魯棒控制理論、模糊控制理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論和自適應(yīng)控制理論等。今后，控制策略研究的重點(diǎn)主要集中在如何抑制電機(jī)的力矩波動(dòng)、如何獲得較好的路感、如何抑制路面干擾和傳感器的噪聲等方面，以進(jìn)一步優(yōu)化和改善助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性?？刂撇呗缘难芯?/p>

控制策略是影響助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素之一51助力電機(jī)的研究

助力電機(jī)是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的執(zhí)行元件，助力電機(jī)的特性直接影響到控制的難易程度和駕駛員的手感。目前，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)普遍采用成本較低的直流有刷電機(jī)。由于直流無(wú)刷電機(jī)采用電子換向，減少了換向時(shí)的火花，不需要經(jīng)常維護(hù)以及具有較高的效率和功率密度等優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越多的關(guān)注。因此，開發(fā)適合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用的低成本的直流無(wú)刷電機(jī)是今后助力電機(jī)的研究方向。助力電機(jī)的研究

助力電機(jī)是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的執(zhí)行元件52再見！

さようなら！再見！さようなら！53汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹54汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述功用要求類型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述類型55轉(zhuǎn)向系概述

在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過方向盤來(lái)操縱和控制汽車的行駛方向，從而實(shí)現(xiàn)自己的行駛意圖。在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，它也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成。如何設(shè)計(jì)汽車的轉(zhuǎn)向特性，使汽車具有良好的操縱性能，始終是各汽車廠家和科研機(jī)構(gòu)的重要課題。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對(duì)更多不同的駕駛?cè)巳海嚨牟倏v性設(shè)計(jì)顯得尤為重要。轉(zhuǎn)向系概述

在汽車行駛中，轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng)。我們通過方56轉(zhuǎn)向系功用

汽車轉(zhuǎn)向系的功用是改變和保持汽車的行駛方向。當(dāng)汽車需要改變行駛方向時(shí)，必須使轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線偏轉(zhuǎn)一定角度，直到新的行駛方向符合駕駛員的要求時(shí)，再將轉(zhuǎn)向輪恢復(fù)到直線行駛位置。這種由駕駛員操縱轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)和回位的－套機(jī)構(gòu)，稱為汽車轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向系功用汽車轉(zhuǎn)向系的功用是改變和保持汽車的行駛57合適的轉(zhuǎn)向力與位置感具有回正功能節(jié)省能源工作可靠適當(dāng)?shù)穆访娣答伭苛己玫牟倏v性文本文本文本文本文本具體要求

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求安靜、噪聲小文本文本合適的轉(zhuǎn)向力與位置感具有回正功能節(jié)省能源工作可靠適當(dāng)?shù)穆访娣?8轉(zhuǎn)向系類型

汽車轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪間有無(wú)機(jī)械連接，將轉(zhuǎn)向系分為帶機(jī)械連接的常規(guī)轉(zhuǎn)向系和不帶機(jī)械連接的線性轉(zhuǎn)向系。轉(zhuǎn)向系類型汽車轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系59助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)通過液壓泵產(chǎn)生的液體壓力或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。助力轉(zhuǎn)向是一種以駕駛員操縱轉(zhuǎn)向盤（轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)角）為輸入信號(hào)，以轉(zhuǎn)向車輪的角位移為輸出信號(hào)的伺服機(jī)構(gòu)。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使轉(zhuǎn)向操作靈活、輕便，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式的選擇靈活性增大，能吸收路面對(duì)前輪產(chǎn)生的沖擊等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代汽車上普遍采用助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于1955年在Buick上首次采用，解決了轉(zhuǎn)向輕便性問題助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指在駕駛員的控制下，借助于汽60助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力61

機(jī)械式液壓助力原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)機(jī)械式液壓助力62原理

機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向的主要原理是基于機(jī)械式的齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加了一整套液力系統(tǒng)，包括儲(chǔ)液罐、液壓助力泵、與轉(zhuǎn)向柱相連的機(jī)械閥、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的液壓缸和能夠推動(dòng)轉(zhuǎn)向拉桿的活塞等等，液壓泵由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)只有發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向泵才能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。

代表車型：常用于微型車如QQ、比亞迪F0等。原理

機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向的主要原理是基63

技術(shù)成熟穩(wěn)定、可靠性高。

成本較低。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)64

由于液壓泵靠發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)，所以會(huì)消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分動(dòng)力，影響燃油經(jīng)濟(jì)性和車輛的動(dòng)力性，尤其對(duì)于動(dòng)力本身就相對(duì)孱弱的小排量車型的影響比較明顯。單純的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)助力力度不可調(diào)節(jié)，很難兼顧低速和高速行駛時(shí)對(duì)指向精度的不同需求。缺點(diǎn)缺點(diǎn)65

電子液壓助力原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電子液壓助力66原理

電子液壓助力原理與機(jī)械式液壓助力完全相同，而與機(jī)械式液壓助力最大的區(qū)別就是不再使用由發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶驅(qū)動(dòng)的液壓泵，而是換成了電力驅(qū)動(dòng)的電子泵。

代表車型：馬自達(dá)2、馬自達(dá)3、凱旋、世嘉、307、C5、蒙迪歐致勝、福克斯原理

電子液壓助力原理與機(jī)械式液壓助力67

動(dòng)力轉(zhuǎn)向可以利用較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力使車輛轉(zhuǎn)彎。但在低速時(shí)為了省力而規(guī)定一定工作壓力，如轉(zhuǎn)向比不變，則在高速時(shí)，由于轉(zhuǎn)向操縱力減小，使駕駛員失去對(duì)車輛的控制，易產(chǎn)生危險(xiǎn)。電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系旨在使車輛低速尤其是停放車輛時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，而當(dāng)車速較高時(shí)，電子控制使系統(tǒng)的液壓助力作用減弱，轉(zhuǎn)向操縱力增加，使駕駛員在高速行駛時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向盤有更好的控制。在電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系中，按照車速通過控制電磁閥改變動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的油壓控制回路，低速時(shí)轉(zhuǎn)向力小，提高操縱力；在中高速時(shí)使之成為與手操縱相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向力，提高操縱穩(wěn)定性。

電子控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向系可分為流量控制、反力控制與電子控制電動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)三種方式。

動(dòng)力轉(zhuǎn)向可以利用較小的轉(zhuǎn)向盤操縱力使車輛轉(zhuǎn)彎。68

電子液壓助力的優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在能耗上，首先由電能驅(qū)動(dòng)的電子泵使用發(fā)電機(jī)和電池輸出的電能，不再消耗發(fā)動(dòng)機(jī)本身的動(dòng)力。其次，能夠通過對(duì)車速傳感器、橫向加速度傳感器、轉(zhuǎn)向角度傳感器等傳感器的信息的處理，通過實(shí)時(shí)改變電子泵的流量來(lái)改變轉(zhuǎn)向助力的力度大小，實(shí)現(xiàn)隨速可變助力功能。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)69

電子液壓助力成本更高。相對(duì)機(jī)械式的液壓助力系統(tǒng)，加入了電控系統(tǒng)換上電子泵后、電子液壓助力的制造成本更高，技術(shù)也更加復(fù)雜，保養(yǎng)維修的難度和成本也隨之提高。可靠性不及機(jī)械液壓助力。電子液壓助力除了會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和液壓機(jī)構(gòu)的故障外，還增加了電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性，因而可靠性不及傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)。助力力度有限。雖然使用電子泵有明顯優(yōu)勢(shì)，但是，電子泵需要由發(fā)電機(jī)的電能驅(qū)動(dòng)，而車載發(fā)電機(jī)的本身功率和蓄電池能夠提供的最大電流都有限，所以電子泵的功率也受到限制，能承載的負(fù)荷也有限。所以目前使用電子液壓助力的車型大多為中小型車輛。缺點(diǎn)缺點(diǎn)70助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力71

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowerstee72原理

與液壓助力系統(tǒng)一樣，仍然是基于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)而來(lái)，只不過助力機(jī)構(gòu)由復(fù)雜的液壓機(jī)構(gòu)變成了依靠電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生助力的系統(tǒng)。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒有了液壓泵、儲(chǔ)液罐、液壓管路和轉(zhuǎn)向柱閥體結(jié)構(gòu)，而是由傳感器、控制單元和助力電機(jī)構(gòu)成。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，根據(jù)車速和轉(zhuǎn)向參數(shù)等，由電子控制單元完成助力控制。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大特點(diǎn)就是能實(shí)現(xiàn)“精確轉(zhuǎn)向”

根據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置不同，可分為轉(zhuǎn)向柱助力式、齒輪助力式和齒條助力式三種類型。代表車型：6代高爾夫、睿翼、帕薩特、邁騰、CC、途觀原理

與液壓助力系統(tǒng)一樣，仍然是基于齒73當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向軸上的力矩，并將力矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，車速傳感器產(chǎn)生車速信號(hào)，ECU根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)算處理后，向離合器和電動(dòng)機(jī)發(fā)車發(fā)出控制指令，即輸出一個(gè)適合的電流，在離合器結(jié)合的同時(shí)，是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速增距后，施加在輸出軸上，輸出軸的下端與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器總成中的小齒輪相連，于是由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩最后通過齒輪齒條轉(zhuǎn)向器施加到汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向助力。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向軸相連的轉(zhuǎn)矩傳感器不斷地測(cè)出作用于轉(zhuǎn)向74汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)介紹75

相比液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有諸多優(yōu)勢(shì)：其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，后期的維護(hù)和保養(yǎng)也更加簡(jiǎn)單。系統(tǒng)損耗低（不會(huì)像液壓助力一樣有助力液損耗），運(yùn)行噪音低，不會(huì)有液壓泵或電子泵運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音，提升舒適性。助力力度能夠隨速可變，滿足車輛高速和低速行駛時(shí)對(duì)助力大小的不同需求，響應(yīng)速度較液壓助力系統(tǒng)更快更直接。同時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向有著良好的經(jīng)濟(jì)性，純電能驅(qū)動(dòng)，較機(jī)械液壓助力能耗低。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)76

首先是可靠性的問題，雖然現(xiàn)在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是電子系統(tǒng)還是要比純機(jī)械結(jié)構(gòu)“嬌氣”一些。其次，就像電子液壓助力系統(tǒng)一樣，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向遇到的仍然是功率的瓶頸問題，對(duì)于目前的大多數(shù)車輛來(lái)說(shuō)，使用的都是12V的電源系統(tǒng)，能夠帶動(dòng)的助力電機(jī)功率有限，對(duì)于轉(zhuǎn)向負(fù)荷較大的大型車輛來(lái)說(shuō)，電動(dòng)助力就力不從心了。彎道循跡性、路感較差，不適用于對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負(fù)載能力要求較高并且需要精準(zhǔn)操控性的車型。缺點(diǎn)缺點(diǎn)77助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力78

進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥79原理

與傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)相比，這類系統(tǒng)多出了一套能夠讀取速度傳感器信息的電子控制單元，并與轉(zhuǎn)向柱連接的機(jī)械閥上增加了電磁閥機(jī)構(gòu)。通過電流控制電磁閥開度，可以改變助力油液的流量，使得油液推動(dòng)助力活塞的力量被改變，就實(shí)現(xiàn)了助力力度的調(diào)節(jié)。控制單元根據(jù)車速傳感器的信號(hào)對(duì)電磁閥開度進(jìn)行控制，通過改變助力液流量實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)液壓缸內(nèi)的油液壓力的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變助力力度，相比使用電子泵的電子液壓助力系統(tǒng)有著更高的可靠性，并且依舊保持機(jī)械液壓助力系統(tǒng)的較高負(fù)載能力和可靠性較高等優(yōu)勢(shì)，尤其適合那些對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的負(fù)載能力要求較高并且需要精準(zhǔn)操控性的車型。目前比較典型的系統(tǒng)有通用的“MAGNASTEER磁力輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”和寶馬的“Servotronic伺服式可變助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)”。

代表車型：新君威、新君越、凱迪拉克、寶馬、奔馳、保時(shí)捷、法拉利、阿斯頓·馬丁、布加迪威龍?jiān)砼c傳統(tǒng)的機(jī)械式液壓助力系統(tǒng)相比，這類系統(tǒng)多出80

可靠性高。高負(fù)載能力。路感清晰。助力隨速可變，低速時(shí)輕盈靈敏，高速穩(wěn)健厚重，大大提高行車安全性。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)81

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、維護(hù)費(fèi)用較高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)82助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力電子液壓助力電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electricpowersteering簡(jiǎn)稱EPS）進(jìn)化的機(jī)械式液壓助力--增加電子控制單元+電磁閥線性控制轉(zhuǎn)向助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類

機(jī)械式液壓助力83線控轉(zhuǎn)向技術(shù)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(SteeringbyWire-SBW)是更新一代的汽車電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接各部件的控制系統(tǒng)，它替代了傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓連接，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與上述各類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的根本區(qū)別就是取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(SteeringbyWire-84

圖4所示為ZF公司開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有2個(gè)電機(jī)：路感電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)。路感電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向柱上，控制器根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向工況控制路感電機(jī)產(chǎn)生合適的轉(zhuǎn)矩，向駕駛員提供模擬路面信息。驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在齒條上，汽車的轉(zhuǎn)向阻力完全由驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)克服，轉(zhuǎn)向盤只是作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入裝置。圖4所示為ZF公司開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有2個(gè)電機(jī)85

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87線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動(dòng)安全性，有利于汽車設(shè)計(jì)制造，并能大大提高汽車的乘坐舒適性。可以實(shí)現(xiàn)前輪的主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，使車輛受到干擾，處于危險(xiǎn)或極限工況時(shí)代替駕駛員實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全性。但是由于轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向柱之間無(wú)機(jī)械連接，生成讓駕駛員能夠感知汽車實(shí)際行駛狀態(tài)和路面狀況的“路感”比較困難；且電子器件的可靠性難以保證。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠提高汽車被動(dòng)安全性，有利于汽車設(shè)計(jì)制造，并能88所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前大多處于研究階段，只配備在一些概念汽車上（最早由德國(guó)奔馳公司1990年開始前輪線控轉(zhuǎn)向的研究，斯凱孚SKF的汽車分部推出一款名為Novanta的新型線控汽車，已經(jīng)批量生產(chǎn)），國(guó)內(nèi)研究很少，國(guó)際普遍也處于初級(jí)階段。近年來(lái)一直是大型工程車輛轉(zhuǎn)向關(guān)鍵技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一，近年在商用車領(lǐng)域也得到不斷發(fā)展。所以線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前大多處于研究階段，只配備在一些概念89汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述功用要求類型四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

概述類型90四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述四輪轉(zhuǎn)向（4WS-fourwheelsteering）系統(tǒng)是基于一個(gè)安裝在后懸架上的后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它能夠使駕駛員操縱方向盤時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)汽車前后四個(gè)車輪，不僅提高了高速時(shí)的穩(wěn)定性和可控制，而且提高了低速時(shí)的機(jī)動(dòng)性。即在高速行駛時(shí)，將后輪與前輪同相位轉(zhuǎn)向，以減小車輛轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（橫擺），改善高速行駛的穩(wěn)定性；而在低速行駛時(shí)，把后輪與前輪逆相位轉(zhuǎn)向，以改善車輛中低速行駛的操縱性，提高快速轉(zhuǎn)向性。目前，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有三種類型：機(jī)械式、液壓式和電子控制液壓式。四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述91電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角比例·車速感應(yīng)型電子控制液壓式機(jī)械式液壓式橫向加速度·車速感應(yīng)型前輪轉(zhuǎn)角·車92機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)轉(zhuǎn)向器，分別用于前、后輪偏轉(zhuǎn)。兩個(gè)轉(zhuǎn)向器之間用－根雙曲軸連接，采用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為常規(guī)型，如圖所示。機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在機(jī)械式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，采用了兩個(gè)轉(zhuǎn)向器，93液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖所示。其后輪的偏轉(zhuǎn)方向始終與前輪偏轉(zhuǎn)方向相同，且后輪的偏轉(zhuǎn)角不大于1.5°。系統(tǒng)沒有采用電子傳感器、計(jì)算機(jī)控制和先進(jìn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。當(dāng)車速超過50km／h時(shí)，系統(tǒng)才起作用。倒車時(shí)系統(tǒng)不起作用，在后車架上裝有雙作用液壓缸來(lái)偏轉(zhuǎn)車輪。該液壓缸的壓力油來(lái)自后轉(zhuǎn)向液壓泵。后轉(zhuǎn)向液壓泵由差速器驅(qū)動(dòng)。只有在前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪液壓泵才工作。液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)液壓式四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)如圖所示。其后輪的偏轉(zhuǎn)94轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向液壓泵提供的壓力油經(jīng)前動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)閥分配，進(jìn)入前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸內(nèi)，前輪便朝相應(yīng)方向偏轉(zhuǎn)。油液的壓力隨同轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)狀況而改變。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)速越高、轉(zhuǎn)角越大，油液壓力就越高。后控制閥的供油壓力與上述油液壓力相同。當(dāng)后控制閥內(nèi)滑閥在前輪轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸壓力油的作用下移動(dòng)時(shí)，來(lái)自后轉(zhuǎn)向液壓泵的油液經(jīng)滑閥進(jìn)入后轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸，從而推動(dòng)后輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向液壓泵提供的壓力油經(jīng)前