转向
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转向系统工作原理
转向系统是汽车的重要组成部分,它负责控制车辆的转向方向和角度。
在驾驶
过程中,转向系统的工作原理对于车辆的操控性和安全性至关重要。
转向系统的工作原理可以简单地分为三个步骤,转向输入、转向传递和转向输出。
首先,当驾驶员转动方向盘时,转向输入被传递到转向系统中。
这个输入会触发转向系统内的一系列机械或电子装置,从而使车轮产生相应的转向动作。
在转向传递过程中,转向系统会根据车速、路况等因素进行调整,以确保车辆的转向动作平稳和准确。
最后,转向输出则是指车辆实际的转向动作,它由转向系统内的零部件和机械装置来完成。
转向系统的工作原理受到多种因素的影响,其中最主要的是车速和路况。
在高
速行驶时,转向系统需要更大的力量来控制车轮的转向,以确保车辆的稳定性和安全性。
而在复杂的路况下,如颠簸路面或弯道行驶,转向系统也需要更加灵敏的响应来应对车辆的转向需求。
另外,转向系统的工作原理还受到车辆类型和转向系统类型的影响。
不同类型
的车辆,如轿车、卡车或SUV,其转向系统的工作原理可能会有所不同。
而液压
转向系统、电动助力转向系统等不同类型的转向系统,也会在工作原理上有所区别。
总的来说,转向系统的工作原理是一个复杂而精密的过程,它需要多种因素的
协调和调节才能确保车辆的转向动作准确、平稳和安全。
因此,在日常驾驶中,我们应该注意保养转向系统,定期检查转向系统的工作状态,以确保车辆的操控性和安全性。
汽车的转向技巧
1. 手握方向盘放松:在驾驶过程中,手握方向盘的同时也要放松手臂和身体,以保持舒适和灵活的状态。
2. 微调方向盘:要在车道内行驶,需要时刻调整方向盘,以保持正确的车道位置。
3. 手臂保持在9点-3点位置:在车道上行驶时,手臂应该放在方向盘的9点-3点位置,这样可以更好地控制方向盘。
4. 转动方向盘时不要过度:转动方向盘时要保持适度的转动角度,不要过度转动,以免造成过度调整方向。
5. 统一速度和方向:在拐弯时,要统一方向和速度,尽量匀速行驶,不要急刹车或加速。
6. 注意身体重心:在拐弯时,要注意身体重心的变化,将身体倾向于拐弯的一侧,以保持平衡。
7. 利用倒车镜:在倒车时,可以利用倒车镜观察后方情况,以便更好地控制方向。
8. 使用手刹:在泊车或上坡时,可以使用手刹,以防止车辆滑动或溜坡。
汽车转向沉重的故障原因
汽车转向沉重的故障可能有多种原因。
以下是一些可能的原因:
动力转向系统问题:动力转向系统由助力转向泵、助力转向传动系统和转向机构组成。
如果其中任何一个部分损坏或故障,转向会感到沉重或困难。
轮胎问题:过度磨损、胎压不正确、轮胎过硬等问题可能导致转向沉重。
检查轮胎是否正常,胎压是否适当。
悬挂系统问题:悬挂系统负责支撑车辆并提供平稳的行驶。
如果悬挂系统出现问题,例如悬挂弹簧断裂或避震器失效,可能导致转向感到沉重。
轮毂轴承故障:如果轮毂轴承损坏或过度磨损,可能会导致转向变得沉重。
听听是否有任何异常的噪音来确定轮毂轴承是否存在问题。
转向系统液压问题:转向系统的液压油可能泄漏或老化,造成助力转向效果不良,导致转向沉重。
简述四轮转向的功能四轮转向是一种汽车转向系统,通过控制四个车轮的转向角度,实现车辆的转向功能。
与传统的两轮转向相比,四轮转向具有更好的操控性、稳定性和便利性。
下面将从四个方面来介绍四轮转向的功能。
1. 提升操控性四轮转向可以根据车辆速度和转向角度来调节四个车轮的转向角度,使车辆在转弯时更加稳定,减小转弯半径,提高操控性。
特别是在高速行驶时,四轮转向可以使车辆更加灵活,减小转弯时的侧倾,提升操控的稳定性和舒适性。
2. 提高行驶稳定性四轮转向可以使车辆在变道、超车或紧急避让时更加稳定。
通过控制后轮的转向角度,可以有效减少侧滑和失控的风险,提高行驶的安全性。
尤其是在恶劣天气或路况下,四轮转向可以帮助车辆更好地应对突发情况,提高行驶的稳定性。
3. 缩小转弯半径四轮转向可以使车辆在转弯时更加灵活,减小转弯半径,提高通过狭窄路段或复杂交通情况时的便利性。
通过控制前后轮的转向角度,可以使车辆更加灵活地转向,适应不同的道路情况,缩短转弯距离,提高通过性和驾驶便利性。
4. 提升驾驶舒适性四轮转向可以提高驾驶的舒适性,减小驾驶员的疲劳感。
通过控制四个车轮的转向角度,可以使车辆在行驶过程中更加平稳,减小颠簸和震动,提高乘坐舒适度。
尤其是在长途驾驶或高速行驶时,四轮转向可以减少车辆的侧倾和晃动,提升驾驶的舒适性。
四轮转向具有提升操控性、提高行驶稳定性、缩小转弯半径和提升驾驶舒适性等功能。
通过控制四个车轮的转向角度,可以使车辆在不同道路情况下更加灵活、稳定和舒适,为驾驶员提供更好的驾驶体验。
四轮转向技术的不断发展和应用将进一步提升汽车的性能和安全性,为驾驶者带来更加便利和舒适的驾驶体验。
机械转向原理
机械转向原理是指利用一系列机械装置将人为施加的力或扭矩转化为车辆前轮的转向力或转矩,以实现驾驶员对车辆的控制。
机械转向原理是汽车转向系统的核心部分。
常见的机械转向原理包括齿轮传动、拉杆传动和滑块传动。
齿轮传动是一种常用的机械转向原理。
它通过一系列齿轮的配合,将驾驶员施加的力或扭矩传递给转向齿轮。
转向齿轮与前轮连接,通过齿轮间的齿合作用将力或扭矩传递给前轮,使前轮产生转向效果。
拉杆传动也是一种常见的机械转向原理。
它通过一条拉杆连接驾驶员的操纵机构和前轮。
当驾驶员施加力或扭矩时,拉杆传递这种力或扭矩到转向机构,进而使得前轮转向。
滑块传动是一种简单而有效的机械转向原理。
它利用滑块与传动杠杆的配合,将驾驶员施加的力或扭矩转化为前轮的转向力或转矩。
当驾驶员施加力或扭矩时,滑块向前移动,使得传动杠杆受到力或扭矩的作用,从而使得前轮转向。
除上述机械转向原理外,还有一些其他的转向装置和机构,如齿轮齿条传动、滑轮传动等,它们也可以实现转向效果。
总之,机械转向原理是汽车转向系统中的关键部分,通过合理设计的机械装置,将驾驶员施加的力或扭矩转化为前轮的转向力或转矩,从而实现车辆的转向控制。
转向系的组成转向系是汽车的重要组成部分之一,它由多个部件组成,包括转向盘、转向柱、齿轮、齿条、转向节、悬挂系统等。
下面将从不同层次对转向系的组成进行详细介绍。
一、转向盘和转向柱转向盘是汽车驾驶员用来控制车辆方向的一个圆形手柄,它与转向柱相连。
当驾驶员通过旋转转向盘时,就会使得转向柱也跟着旋转。
通常情况下,汽车中的转向柱都是由两根金属管拼接而成,并通过支撑杆固定在底盘上。
可以说,这两个部件是整个转向系的核心。
二、齿轮和齿条在传统的机械式方向盘中,齿轮和齿条是非常重要的组成部分。
当驾驶员旋转方向盘时,就会使得齿轮也跟着旋转。
而齿轮上有一些小凸起(即“牙齿”),它们与连接在底盘上的齿条相互咬合。
这样一来,当驾驶员旋转方向盘时,齿轮就会带动齿条一起运动,从而改变车轮的方向。
三、转向节转向节是连接汽车底盘和车轮的一个重要部件。
它通常由两个球头和一根金属杆组成。
其中,一个球头连接底盘,另一个球头连接车轮。
当驾驶员通过转向盘控制方向时,转向柱就会带动齿轮和齿条运动,进而使得转向节发生旋转。
这样一来,就可以改变车轮的方向。
四、悬挂系统悬挂系统也是整个转向系中不可或缺的一部分。
它主要由弹簧、减震器、横臂等组成。
当汽车行驶时,路面的颠簸会产生很大的冲击力,如果没有悬挂系统来缓冲这些力量,那么汽车就很容易失去控制。
因此,在整个转向系中,悬挂系统承担着非常重要的作用。
综上所述,转向系是汽车中非常重要的一个组成部分。
它由多个部件组成,并通过相互配合来实现驾驶员对汽车方向的控制。
其中最核心的部件是转向盘和转向柱,而齿轮、齿条和转向节等部件则起到了相应的辅助作用。
此外,悬挂系统也是整个转向系中不可或缺的一部分,它能够有效地缓冲路面颠簸产生的冲击力,从而保证汽车在行驶过程中的稳定性和安全性。
向左向右转的动作要领转弯是日常生活中常见的动作之一,无论是行走还是驾驶车辆,我们都需要掌握向左向右转的动作要领。
正确的转弯技巧不仅可以保证安全,还可以提高效率。
下面将为大家介绍向左向右转的动作要领。
一、向左转的动作要领1. 提前准备:在转弯前,先观察交通情况,并提前减速。
如果有必要,打开左转向灯,提醒其他车辆和行人你的意图。
2. 转向操作:当接近转弯点时,将车身靠近道路中心线。
同时,将方向盘向左转动,使车辆转向左侧。
要保持转向的连贯性和平稳性,避免急转弯或过度转向。
3. 观察周围:在转弯过程中,要时刻观察周围的交通情况,特别是左侧的车辆和行人。
确保没有来车或行人通过后,再继续转弯。
4. 完成转弯:当车辆完全进入目标道路后,及时恢复方向盘的直行位置,并关闭左转向灯。
同时,加速使车辆与周围车辆保持相对稳定的速度。
二、向右转的动作要领1. 提前准备:向右转弯前,同样需要提前观察交通情况,并减速。
打开右转向灯,向其他车辆和行人传达你的意图。
2. 转向操作:接近转弯点时,将车身靠近道路右侧。
将方向盘向右转动,使车辆转向右侧。
同样要保持转向的连贯性和平稳性。
3. 观察周围:在转弯过程中,要时刻观察周围的交通情况,特别是右侧的车辆和行人。
确保没有来车或行人通过后,再继续转弯。
4. 完成转弯:当车辆完全进入目标道路后,及时恢复方向盘的直行位置,并关闭右转向灯。
同样要加速使车辆与周围车辆保持相对稳定的速度。
三、转弯的注意事项1. 提前观察交通情况:在转弯前,要提前观察周围的交通情况,特别是左右侧的车辆和行人。
确保转弯的安全性。
2. 打开转向灯:转弯前要打开相应的转向灯,以提醒其他车辆和行人你的意图。
同时,要在转弯完成后及时关闭转向灯。
3. 控制车速:转弯时要适当减速,以保证转弯的稳定性和安全性。
避免急转弯或过快转弯。
4. 观察盲区:在转弯时,要特别注意观察盲区,确保没有来车或行人通过。
5. 注意直行车辆:转弯时要特别留意直行车辆,确保不会与其发生碰撞。
汽车转向的工作原理
汽车转向的工作原理是通过操纵转向系统,将方向盘的转动转化为车轮的转动,从而改变车辆的行进方向。
主要包括以下几个关键组成部分。
1. 方向盘:由驾驶员操作,通过转动方向盘来改变车辆的行进方向。
2. 转向柱:将方向盘的转动传输至转向机构,通常通过一个万向节连接。
3. 转向机构:位于车辆前部的机械装置,将方向盘的转动转化为车轮的转动。
常见的转向机构有齿条与齿轮机构、滚珠螺杆机构等。
4. 轴承系统:位于转向机构中,主要用于减小转向时的摩擦,使转动更顺畅。
5. 曲柄杆或液压转向助力装置:用于为转向过程提供助力,减轻驾驶员的操作力度。
液压转向助力装置主要由液压泵、液压缸和液压油管组成。
6. 钢丝绳、齿轮或液压:将转向机构传递的转动力量传递给车轮。
7. 车轮转向系统:车辆的转向是通过车轮的转动来实现的。
车轮转向系统包括前轮悬挂系统、转向节、连杆、转向节杆、转
向臂等部件。
当驾驶员转动方向盘时,方向盘会转动转向柱,将转动传输至转向机构。
转向机构通过各种机械装置将转动传递至车轮,使车轮发生转动,从而改变车辆的行进方向。
在转向过程中,液压转向助力装置可以提供额外的助力,减轻驾驶员的操纵力度。
整个转向系统的设计和组成部分可以根据不同车型和制造商的要求而有所不同,但基本原理是相通的。
汽车的转向简单原理汽车的转向原理是指通过操纵方向盘及转向机构,使车辆改变行进方向的过程。
汽车的转向主要包括前轮转向和后轮转向两种方式。
前轮转向是目前汽车常见的方式,是指通过转向机构将驾驶员的方向盘转动信号传递到前轮,从而改变车辆行进方向。
后轮转向则是指后轮在特定条件下也能转动,以增加车辆的稳定性和驾驶性能。
前轮转向是最常见的转向方式,也是目前大多数汽车采用的转向方式。
它的原理是通过方向盘与前轮连接的转向机构来实现。
当驾驶员将方向盘转动时,转向机构会将转动的信号传递到前轮,通过转向拉杆、转向节和转向球头等零部件,将转动的力矩传递给前轮,使前轮发生转向,从而改变车辆的行进方向。
前轮转向机构的中心部件是转向齿条和齿柄,它们之间通过传动齿轮和传动轴连接。
当驾驶员转动方向盘时,方向盘的转动力转化为转向齿条的移动力,由齿条将这种移动力传递给轮毂。
齿条和齿柄之间通过齿轮传动机构的作用,使齿条按照一定角度转动,进而改变了车辆的行进方向。
在传递过程中,通过转向节等部件,将人工产生的转动力矩传递给前轮。
后轮转向则是将驾驶员的方向盘转动信号传递到后轮,从而实现车辆的转向。
后轮转向通常是通过操纵车辆上的一些装置和传感器来实现的。
这些装置和传感器会根据车速、转向角度等要素,自动控制后轮的转向角度。
后轮转向能够有效提高车辆的稳定性和驾驶性能,特别是在高速行驶和转弯时,通过使后轮同向或逆向转动,可以在一定程度上减少车辆的侧滑和过渡翻滚现象,提高车辆的操控性和平稳性。
除了前轮转向和后轮转向,还有一些特殊的转向方式也被广泛应用于汽车中。
例如四轮转向、主动转向和电动助力转向等。
四轮转向是指将转向信号分别传递到前轮和后轮,从而改变车辆行进方向。
主动转向则是利用电子控制系统来控制转向机构,根据车辆的行驶状态和驾驶员的操作意图,自动调整转向角度。
电动助力转向在传统的转向机构基础上,增加了电动助力装置,可以提供更好的转向感受和转向力矩,提高驾驶的舒适性和安全性。
汽车转向工作原理
汽车转向是通过操纵方向盘并利用转向系统来改变车辆的行驶方向。
转向工作原理包括以下几个步骤:
1. 方向盘操纵:驾驶员通过握住方向盘,并根据需要旋转方向盘来指示车辆的转向方向。
这个操纵过程实际上是人的主观意志,通过身体动作转化为方向盘的相对旋转。
2. 传递力量:方向盘上的旋转会传递到转向柱上,通过传动杆、传动齿轮、传动丝杠等机械装置将旋转方向传递给转向系统。
3. 转向系统:转向系统主要由转向助力装置、转向机构以及转向齿条等部件组成。
其中,转向助力装置通常是利用液压或电动原理来增加方向盘转动的力量,使操纵更轻松。
转向机构通过转向轴、连杆和齿条等组成,将方向盘的旋转转化为车轮的转动。
4. 转向角度:转向齿轮与车轮之间的机械连接使得车轮的转动方向与方向盘的转动方向保持一致,从而改变车辆的行驶方向。
转向角度的大小决定了车辆的转弯半径和转向灵活性。
5. 转向稳定性:为了保持车辆的稳定性,在转向过程中还需要通过悬挂系统、车身结构和动力系统等来提供支撑和保持平衡。
总的来说,汽车转向的工作原理是通过驾驶员操纵方向盘,通过转向系统将方向盘的力量传递到车轮上,从而实现车辆的转
向。
转向的灵活性和稳定性是转向系统设计的重要考虑因素,以确保安全和舒适的驾驶体验。
汽车电子控制转向技术的发展趋势时间:2012-03-30 14:57:35 来源:作者: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系统、液压动力转向系统(HydraulicPowerSteering,简称HPS)、电动液压助力转向系统(ElectricHydraulicPowerSteering,简称EHPS)发展到如今的更为节能及操纵性能更为优越的电动助力转向系统(ElectricalPowerSteering,简称EPS)。
EHPS 和EPS等助力系统在汽车上的采用,改善了汽车转向力的控制特性,降低了驾驶员的转向负担,然而汽车转向系统始终处于机械传动阶段,由于转向传动比固定,汽车转向特性随车速变化进行一定的操作补偿,从而控制汽车按其意愿行驶。
如果转向盘与转向轮通过控制信号连接,即采用电子转向系统(Steering-By-WireSystem,简称SBWS),转向盘转角和汽车前轮转角之间关系(汽车转向的角传递特性)的设计就可以得到改善,从而降低驾驶员的操纵负担,改善人—车闭环系统性能。
本文综述了电子控制转向技术的发展、原理,并探讨了该项技术的发展趋势。
一、电子控制转向系统的发展概况自1953年通用汽车公司在凯迪拉克和别克轿车上首次批量使用液压动力转向系统以来,液压动力转向系统给汽车的发展带来了巨大的变化,使驾驶员的转向操纵力大大降低,转向的灵敏性得到了提高。
随着生产技术的发展,动力转向系统在体积、价格和所消耗的功率等方面都取得了惊人的进步。
在20世纪80年代后期,又开发了变减速比、电控液压动力转向系统。
但是动力转向系统的技术革新都是基于液压动力转向系统的,无法消除HPS系统在布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面的缺陷。
直到1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统,才真正摆脱了液压动力转向系统的束缚[1]。
此后,电动助力转向技术得到迅速发展,其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。
日本的大发汽车公司、三菱汽车公司、本田汽车公司,美国的Delphi公司,英国的Lueas公司,德国的ZF公司,都研制出了各自的EPS。
如大发汽车公司在其Mira车上装备了EPS,三菱汽车公司在其Minica车上装备了EPS,本田汽车公司在Accord车上装备了EPS。
Delphi公司已经为大众的Polo、菲亚特Punto开发出EPS[2]。
本田还在其AcuraNXS 赛车上装备了EPS[3]。
EPS的助力形式也从低速范围助力型向全速范围助力型发展,并且其控制形式与功能也进一步加强。
日本早期开发的EPS仅仅在低速和停车时提供助力,高速时EPS将停止工作。
新一代的EPS则不仅在低速和停车时提供助力,而且还能在高速时提高汽车的操纵稳定性。
如日本铃木公司装备在WagonR+车上的EPS是一个负载-路面-车速感应型助力转向系统[4]。
由Delphi公司为Funte车开发的EPS为全范围助力型,并且设置了两个开关,其中一个用于郊区,另一个用于市区和停车。
当车速大于70km/h后,这两种开关设置的程序则是一样的,以保证汽车在高速时有合适的路感,这样即使汽车行驶到高速公路时驾驶员忘记切换开关也不会发生危险。
市区型开关还与油门有关,使得在踩油门加速和松油门减速时,转向更平滑。
随着电子技术的发展,EPS技术日趋完善,并且其成本大幅度降低,为此其应用范围将越来越大。
早在20世纪60年代末,德国Kasselmann等试图将转向盘与转向车轮之间通过导线连接(即电子转向系统),但由于当时电子和控制技术的制约,电子转向系统一直无法在实车上实现。
奔驰公司于1990年开始了前轮电子转向系统的深入研发,并将其开发的电子转向系统应用于概念车F400Carving上。
世界其他各大汽车厂家、研发机构(包括Daimler-Chrysler、宝马、ZF、DELPHI、TRW等)以及日本的光洋(Koyo)精工技术研究所、日本国立大学、本田汽车公司等也先后对汽车电子转向系统做了深入研究。
目前许多汽车公司开发了自己的电子转向系统,一些国际著名汽车生产商已在其概念车上安装了该系统。
日本Koyo技术研究所根据他们自己的研究试验结果,利用电子转向系统进行主动控制的汽车,在摩擦系数很小的坚实雪地上进行蛇行、移线、侧向风试验中基本按照预定的轨迹行驶,比传统转向系统在路线跟踪性能上有较大的提高。
在对开路面上进行制动试验也能基本保证汽车的直线行驶,制动距离也大大缩短。
日本大学和本田汽车公司在汽车电子转向系统方面也做了一些理论工作和模拟器试验研究。
他们从人—车闭环系统特性出发,设计了理想的转向系统传动比,使汽车的稳态增益不随车速变化,并重点研究了驾驶员角控制特性和力控制特性对汽车主动安全性的影响。
宝马汽车公司的概念车BMWZ22,应用了SBWS和BBW(Brake-By-Wire)技术,转向盘的转动范围减少到了160°,使紧急转向时驾驶员的忙碌程度得到了很大程度的降低。
目前由于汽车供电系统的因素,转向电动机难以提供较大功率,现阶段电子转向系统的研究以及近期的应用对象主要针对轿车。
要在重型载货汽车上应用,还必须采用液压执行机构。
随着蓄电池技术的发展和42V电子设备在汽车上的应用,全电子转向系统将应用到中型和重型车上。
目前,42V电源已经在一些概念车上得到应用,通用的“自主魔力”和Bertone 的“FILO”都采用了42V电源。
国内动力转向器目前还处于机械—液压动力转向阶段,对于电动助力转向系统,清华大学、北京理工大学、华南理工大学等高校开展了系统结构方案设计和系统建模及动力分析等研究,但目前还没有实用的电动助力转向系统和电子转向系统。
二、EPS的组成原理和分类(一)EPS的组成电动助力转向系统是在传统机械转向机构的基础上发展起来的。
系统通常由转矩传感器、车速传感器、电子控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成[5]。
Alto汽车电子控制动力转向系统的组成如图1所示。
(二)EPS的原理电子控制动力转向系统是利用电动机作为助力源,根据转向参数和车速等,由微机完成助力工作的,其原理可概述如下。
不转向时,电动机不工作;当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转矩传感器不断检测转向轴上的转矩,并由此产生一个电压信号,该信号与车速信号同时输入电子控制器,由控制器中的微机根据这些输入信号进行运算处理,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转向,调整转向的辅助动力。
电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后,加在汽车的转向机构上,使之得到一个与工况相适应的转向作用力。
电子控制电动助力转向控制系统的核心是一个4kBROM和256kBRAM的8位微机。
转向盘转矩信号和车速信号经过输入接口送入微机,随着车速的提高,通过微机控制相应地降低助力电动机电流,以减少助力转矩。
发动机转速信号也被送入微机,当发动机处于怠速时,由于供电不足,助力电动机和离合器不工作。
点火开关的通断(on/off)信号经A/D转换接口送入微机,当点火开关断开时,电动机和离合器不能工作。
微机控制指令经D/A 转换后送入电动机和离合器的驱动放大电路中,控制电动机的旋转方向和离合器的结合。
电动机的电流经驱动放大回路、电流表A、A/D转换接口反馈给微机,将电动机的实际电流与按微机指令应给的电流相比较,调节电动机的实际电流,使两者接近一致。
(三)EPS分类根据电动机驱动部位的不同,将电动助力转向系统分为3类:转向轴助力式、转向器小齿轮助力式和齿条助力式[6-10]。
图1为转向轴助力式转向系统。
其转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构组成一体,安装在转向柱上。
其特点是结构紧凑,所测取的转矩信号与控制直流电动机助力的响应性较好。
这种类型一般在轿车上使用。
小齿轮助力式转向系统的转矩传感器、电动机、离合器和转向助力机构仍为一体,只是整体安装在转向小齿轮处,直接给小齿轮助力,可获得较大的转向力。
该形式可使各部件布置更方便,但当转向盘与转向器之间装有万向传动装置时,转矩信号的取得与助力车轮部分不在同一直线上,其助力控制特性难以保证准确。
齿条助力式转向系统的转矩传感器单独地安装在小齿轮处,电动机与转向助力机构一起安装在小齿轮另一端的齿条处,用以给齿条助力。
该类型又根据减速传动机构的不同可分为两种:一种是电动机做成中空的。
齿条从中穿过,电动机的动力经一对斜齿轮和螺杆螺母传动副以及与螺母制成一体的铰接块传给齿条。
这种结构是第一代电动助力转向系统,由于电动机位于齿条壳体内,结构复杂,价格高,维修也困难。
另一种是电动机与齿条的壳体相互独立。
电动机动力经另一小齿轮传给齿条,由于易于制造和维修,成本低,已取代了第一代产品。
因为齿条由一个独立的齿轮驱动,可给系统较大的助力,主要用于重型汽车。
三、电子转向系统电子转向系统(Steering-By-WireSystem,SBWS)由转向盘模块、转向执行模块和主控制器(ECU)3个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助模块组成,如图2所示。
转向盘模块包括转向盘、转向盘转角传感器、转矩传感器和转向盘回正力矩电动机。
其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传递给主控制器;同时接收主控制器送来的力矩信号,产生转向盘回正力矩,以提供给驾驶员相应的路感信息。
转向执行模块由前轮转角传感器、转向执行电动机、转向电动机控制器和前轮转向组件等组成。
其主要功能是接收主控制器的命令,控制转向电动机实现要求的前轮转角,完成驾驶员的转向意图。
主控制器对采集的信号进行分析处理,判别汽车的运动状态,向转向盘回正力矩电动机和转向电动机发送命令,控制两个电动机的工作,尽可能保证在不同车速下汽车转向响应特性基本一致,减少驾驶员对汽车转向特性随车速变化而进行补偿的任务,减轻驾驶员负担。
同时控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别,判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理,当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时,电子转向系统将自动进行稳定控制或将驾驶员错误的转向操作屏蔽,而以合理的方式自动驾驶车辆,使汽车尽快地恢复到稳定状态。
故障处理控制器是电子转向系统的重要模块,它包括一系列的监控和实施算法,针对不同的故障形式和故障等级作出相应的处理,以求最大限度地保持汽车的正常行驶。
它采用单独的专用处理器,能更好地提高汽车安全性能。
电子转向系统目前存在两种形式:前轮电子转向系统和后轮电子转向系统。
前者,传统的转向元件被2个布置在汽车前侧角落的激励器所代替,这2个激励器从控制器获取信息,从而驱动前轮,同时,该系统还利用电动机向驾驶员提供路面信息。
至于后轮电子转向系统,则是利用传感器来确定后轮的偏转,并以前轮的偏转角度和车速作为参考。