EPS组成介绍ppt课件.ppt
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1、电动助力转向技术电动助力转向技术 杨成杨成307110304330711030431电动助力转向系统 电动助力转向(简称EPS)系统利用直流电动机提供转向动力,辅助驾驶员进行转向操作。电动助力转向系统根据其助力机构的不同可以分为电动液压式(简称EPHS)和电动机直接助力式两种。2一、电动液压助力转向系统 电动液压助力转向系统的液压泵(齿轮泵)通过电动机驱动,与发动机在机械上毫无关系,助力效果只与转向盘角速度和行驶速度有关,是典型的可变助力转向系统。其特点是由ECU提供供油特性,汽车低速行驶时助力作用大,驾驶员操纵轻便灵活;在高速行驶时转向系统的助力作用减弱,驾驶员的操纵力增大,具有明显的“路感
2、”,既保证转向操纵的舒适性和灵活性,又提高了高速行驶中转向的稳定性和安全感。3二、直接助力式电动转向系统 直接助力式电动转向系统是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统,可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的辅助动力。4直接助力式电动转向系统的结构和工作原理 当转向轴转动时,转矩传感器开始工作,把两段转向轴在扭杆作用下产生的相对转角转变成电信号传给电子控制单元(ECU),ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,并将指令传递给电动机,通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统(转向轴)中,从而完成实时控制的助力转向。5(四)(四)电动助力转向系统的
3、工作原理电动助力转向系统的工作原理电动助力转向系统框图电动助力转向系统框图ECU转角电流电动机转矩传感器转矩车速减速机构齿轮齿条式转向器离合器转矩传感器检测作用在输入轴的力矩,ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号控制电动机的旋转方向和助力电流的大小,电动机的力矩通过减速机构作用到小齿轮上,实现助力转向。 6(四)(四)电动助力转向系统的分电动助力转向系统的分类类根据助力电机布置位置的不同,电动助力转向分为转向轴助力式、齿轮助力式、齿条助力式。转向轴助力式转向轴助力式齿轮助力式齿轮助力式齿条助力式齿条助力式7转向管柱助力式转向管柱助力式 助力位置在转向管柱上。该方案的助力转矩经过了转向器放大,
4、因此要求电机的减速机构传动比较小;电机布置在驾驶室内,工作环境较好,对电机的密封要求低。但是,因电机安装位置距驾驶员近,所以要求电机的噪声一定要小;由于电机距离转向盘较近,电机的力矩波动容易直接传到转向盘上,导致转向盘振动,使驾驶员手感变坏;由于助力转矩通过转向管柱传递,因此要求转向管柱有较大的刚度和强度。这种助力方式比较适合用于前轴负荷较小的微型轿车。8齿轮助力式 助力位置在转向器小齿轮处。该方案的助力转矩也经过了转向器放大,因此要求电机的减速机构传动比也相对较小;电机安装在发动机舱内,工作环境较差,对电机的密封要求较高;由于电机的安装位置距离驾驶员有一定距离,对电机的噪声要求不是太高;同时
5、,电机的力矩波动不太容易传到转向盘上,驾驶员手感适中;助力转矩不通过转向管柱传递,因此对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴负荷中等的轻型轿车。9齿条助力式 助力位置在齿条上。该方案的助力转矩作用在齿条上,助力转矩没有经过转向器的放大,因此要求电机的减速机构具有较大的传动比,减速机构相对较大;电机布置在发动机舱内,工作环境差,对其密封要求也较高;由于电机的安装位置距离驾驶员较较远,对电机的噪声要求不高;同时,电机力矩波动不易传到转向盘上,驾驶员具有良好的手感;助力转矩不通过转向管柱传递,因此对转向管柱的刚度和强度要求较低。这种助力方式比较适合用于前轴负荷较大的高级轿车和货
6、车上。10(五)(五)电动助力转向的系统组成电动助力转向的系统组成电动助力转向系统一般由扭矩传感器、电控单元(微处理器)、电动机与电磁离合器、减速器等组成。车速传感器扭矩传感器减速机构电动机与离合器转向器蓄电池电控单元11(五)(五)电动助力转向的系统组成电动助力转向的系统组成(1)电动机;(2)蜗杆;(3)蜗轮;(4)力矩传感器机构;(5)电位器;(6)电动机接插线;(7)力矩传感器接插线;(8)吸能套管;(9)转向盘锁装置;(10)开关支架;(11)下支架;(12)减振垫片 12(五)(五)电动助力转向的系统组成电动助力转向的系统组成v转向盘转矩传感器转向盘转矩传感器测量转向盘转矩大小和方
7、向。电动助力转向系统中转矩传感器有接触式和非接触式。考虑到成本,一般采用接触式转矩传感器。1输入轴;2扭杆;3信号输出端; 5电位计,6转向器小齿轮;7滑环1小齿轮;2差分变压器;3接口电路;4输入轴;5扭杆;6传动齿轮;7直流发电机13(五)(五)电动助力转向的系统组成电动助力转向的系统组成v助力电机及减速机构助力电机及减速机构 助力电机用来实现转向系统的助力,对助力电机的基本要求是:助力转矩大、转矩波动小、转动惯量小,功率密度大、可靠性高,易控制。目前电动助力转向系统普遍采用永磁直流有刷电机和直流无刷电机。直流无刷采用电子换向,无需维护,功率密度大,但成本较高;直流有刷电机技术成熟,控制器
8、简单,成本低。1离合器;2电动机;3传感器轴;4扭杆;5滑块;6球槽;7连接杆; 8钢球;9蜗轮;10蜗杆 1循环球;2滚珠螺杆;3螺旋齿轮; 4拔叉;5电刷;6转子 14不同电机技术特点的比较类型性能永磁有刷直流电机永磁无刷直流电机感应电机开关磁阻电机特 点转动绕组永磁定子机械换向器三相定子永磁转子电子换向三相定子铝或铜笼转子无永磁体四相定子钢铁转子无转子绕组无永磁体效 率低高对12V系统低比永磁电机低功率密度低高低低力矩波动/噪声通过电机设计时考虑基本上通过电磁设计考虑通过电子控制器考虑通过电磁设计和电子控制来考虑技术成熟程度技术很成熟仍在发展技术很成熟仍在发展系统复杂程度控制器最简单控制
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