电动转向管柱DVP1
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汽车管柱式电动助力转向器浅析作者:何永昌来源:《时代汽车》2016年第03期摘要:本人介绍了汽车电动助力转向系统的发展现状,市场现状,重点介绍了管柱式电动助力转向器的发展情况,结构,及各部件的功能。
关键词:转向系统;电动助力转向器;转向器结构发展基本集中在转向器上。
传统的HPS 由于转向助力受液压泵和本身机械特性的限制,提供的助力和效率难以实现突破,一旦零件加工完成,产品的助力特性就已经确定好了,在低速时无法提供较大的助力,而在高速通常助力要求非常小以保持车辆的行驶稳定性,且液压系统时刻需要消耗能量以维持随时转向所需的高压助力,而EPS摒弃了传统的转向助力泵、转向助力油管、转向助力液等,仅在需要转向提供动能,具有良好的操控性及行驶稳定性。
而在未来汽车智能化,甚至无人驾驶的发展趋势下,具有无需依赖传统发动机动力,能够自动转向的EPS将全面替代传统的HPS和EHPS。
2 EPS简介EPS在日本最先获得实际应用,它将最新的电机技术和高性能的电子控制技术应用于汽车转向系统,从而显著改善汽车转向的动态和静态特性,大大提高了车辆行驶中驾驶员的舒适性和安全性。
同时随着人们环保节能意识的增强,减少能量消耗和环境污染已成为各大汽车公司开发和研究的主流,在这方面具有绝对优势的电动助力转向技术也得到迅速发展。
从研究中可以看到,在综合路面的试验中,电动助力转向系统消耗的能量仅是传统的液压助力式转向系统的十分之一,因而装配电动助力转球主要转向系统厂家均已经推出各自的管柱式电动转向系统,为满足中国庞大的市场需求,均已经在中国设立研发中心和生产基地。
中国本土也出现了—批具有管柱式电动转向器开发能力的企业,例如湖北恒隆,株洲易力达,豫北等。
电动助力转向器被研发出来之后,一直被作为高新技术应用在高价位汽车上,随着近几年的发展才逐步面向大众化,普及型车型。
3 管柱式电动助力转向器结构3.1 转向管柱转向管柱;主要的功能如下,上端用来安装方向盘,传递驾驶者输入的力矩,调节方向盘的角度,拉出或缩进方向盘;提供能量吸收装置保证安全;附属功能,譬如:方向盘角度调整、点火开关钥匙、转向防盗锁、喇叭电路、雨刮、转向灯、钥匙驻留报警开关、制动一变速内锁系统、巡航控制器、线性换挡机构等。
论电动转向管柱型(C-EPS)转向传动轴松动异响问题的一种低成本解决方案胡旋峰发布时间:2022-01-17T09:53:55.526Z 来源:《基层建设》2021年第29期作者:胡旋峰[导读] 随着国家对对碳排放的管控越发严格,汽车排放指标管控也日益严苛,东风柳州汽车有限公司广西柳州 545001。
摘要:随着国家对对碳排放的管控越发严格,汽车排放指标管控也日益严苛,所以汽车的低油耗、低排放、电动化是判定一款汽车能否上市以及生命周期长短的重要指标。
转向系统电动化是自2014以来仅次于发动机系统大量应用在汽车上的降低油耗的措施之一,电动转向系统除了具备手感好、噪音小的优势之外,异响问题却成为了故障高发板块,本论文就致力于解决C-EPS型转向传动轴因紧固螺栓扭力衰减所产生的异响问题(文内所提及的电动转向系统均为C-EPS型)提出了一个行之有效的低成本方案。
关键词:汽车零部件;C-EPS;电动转向系统;转向传动轴;扭力衰减;异响1、解决转向传动轴螺栓扭力衰减问题的必要性1.1电动转向传动轴故障率明显高于液压转向传动轴据国内某主机厂售后故障率统计(按照15个月的售后周期进行统计),电动转向传动轴故障所导致的故障率约占到电动转向系统故障率的30.21%左右,但在液压转向系统,转向传动轴的故障率仅为5.34%左右,两者的故障率相差6倍。
转向传动轴作为中间桥梁用于将驾驶员的转向动作传递到方向机上,最终实现转向的功能,整车负载都集中在方向机上,电动转向系统转向力的助力源为管柱电机,需要通过转向传动轴传递到方向机,所以在该系统中转向传动轴承受了直接驱动力(60N.m左右),而液压转向系统转向力的助力源为方向机,转向传动轴只承受小部分方向机反馈给驾驶员的助力,由此可见两种转向系统对转向传动轴和方向机输入轴连接处的结构和工艺强度是完全不同的。
1.2、转向传动轴螺栓扭力衰减的不良后果扭力衰减的初始故障为异响,影响驾驶体验,对于整车厂来说,会给车主带来极差的产品体验及品牌印象,若螺栓没有采用防松措施的情况下,任由该故障继续发展,严重的会导致转向传动轴与机械方向机输入轴完全脱开,造成不可估量的交通事故,对驾驶员的生命财产安全带来严重威胁。
电控液压助力转向系统组成和工作原理简介电控液压助力转向系统(EHPS)是现代汽车转向系统的重要部分,它结合了电子控制和液压动力,以提供更精确、更稳定的转向助力。
以下是电控液压助力转向系统的组成和工作原理的详细介绍。
一、组成电控液压助力转向系统主要由以下几个部分组成:1.转向柱:这是驾驶员操作转向的主要设备,转向柱上装有转向盘。
2.电动助力泵:该设备由电动机驱动,将油从储油罐中泵出,增加液压压力。
3.储油罐:储存液压油,同时保持液压系统的压力。
4.动力转向器:这是一个将液压能转化为机械能的装置,它利用阀控制液压油的流动,从而产生转向助力。
5.电子控制单元(ECU):根据车速、方向盘转角等信息,控制电动助力泵的运转和提供转向助力的大小。
二、工作原理电控液压助力转向系统的工作原理可以概括为以下几点:1.电动助力泵:电动助力泵由电动机驱动,根据ECU的指令调整输出压力。
在低速时,电动机产生的助力较大,以增强转向性能;在高速时,电动机产生的助力较小,以保证稳定性。
2.液压回路:当驾驶员转动方向盘时,动力转向器中的阀会开启,使液压油流入助力缸中。
液压缸中的活塞受到液压力,推动转向柱和转向轮转动。
同时,液压回路中的单向阀确保液压油只能流向一个方向,防止回流。
3.电子控制单元:ECU根据车速、方向盘转角等信息,计算出合适的助力大小和方向。
它通过调节电动机的电流或电压,控制电动助力泵的输出压力,从而提供合适的助力。
此外,ECU还可以监控系统的运行状态,如有异常会立即采取措施。
4.反馈系统:在电控液压助力转向系统中,还设有反馈系统。
反馈系统通过传感器监测方向盘的转角和速度、车速等信息,将这些信息反馈给ECU。
ECU根据这些信息调整助力泵的工作状态,确保系统始终处于最佳工作状态。
5.液压油的循环:在系统中,液压油不断地在回油管路和助力缸之间循环流动。
回油管路中的温度传感器可以监测液压油的温度,防止过高或过低。
如果液压油的温度过高,系统会自动减少助力泵的工作时间,或者开启冷却系统降低温度。
比亚迪轿车电动转向装置的检修作者:汪贵行汪学慧来源:《汽车维修与保养》 2016年第10期一辆2000年9月购买的比亚迪F3DM混合电动汽车,使用近6年,近期发现转动方向盘时,操纵转向越来越沉重,而且转向时有越来越明显的“咔、咔”声异响。
后来车辆就再也不能转向并发生停驶的故障,同时在仪表盘上出现P/S报警灯亮。
由于此车有明显转向故障的预兆,所以引导我们检修转向系统。
一、电动转向助力电机的检修比亚迪F3DM汽车的电动助力转向属于方向柱式助力方式。
现电动转向装置通常有两种助力方式:一是在转向器前方安装电机助力,二是在转向器后方装置电机来助力。
前者为方向柱式助力方式,后者为齿条助力或循环球转向助力方式。
比亚迪F3DM电动汽车的电动助力转向属于方向柱助力式,直接在方向盘转向管柱的下方,安装助力电机和减速装置,产生较大的转矩以减轻驾驶员的转向操作力,这就是转向柱电动助力系统,如图1所示。
这种系统结构简单成本较低,可使用直流电机,只在车辆转向时电机才提供助力,比起液压助力式转向系统,具有良好的燃油经济和成本低的特点,多在经济型轿车和电动轿车上使用。
1.比亚迪电动汽车电机助力装置的解剖图2为该电机助力结构图,在转向柱下方有一套蜗轮蜗杆的减速机构。
助力电机的转子轴上有花键套与蜗杆端部的花键轴配合,电机转子直接驱动一个双头蜗杆,与37个齿的蜗轮配合形成较大减速的装置。
蜗轮直接安装在转向柱上,由于电机帮助驱动蜗杆旋转,经蜗轮减速配合的带动,可大大地减轻驾驶员操纵方向盘的力矩。
助力电机属于直流电机,该助力电机的型号为BYDF3DM-3418100A-C1,额定电压为20V,额定工作电流正常状况为60A,当在极端转向状况下的最大负载电流可达80A,输出的额定扭矩为3Nm,电机的额定转速为2 500r/min。
转子上有换向器及碳刷,电机定子有红黑两根粗线,与转向模块ECU相连来供电。
注意在贴近蜗轮处安装有灰色的方向盘转矩传感器,如图2所示,其上有4条细线,它们与转向EPS模块ECU相连,反映了驾驶员操纵方向盘的力矩大小和方向。
电动助力转向系统结构及工作原理嘿,伙计们!今天咱就来聊聊电动助力转向系统这个话题,它可是个相当有趣的东西哦!你有没有想过,为啥现在的车都有个小小的电子设备,就能让你轻轻松松地完成转弯呢?别着急,听我慢慢道来。
咱们得知道电动助力转向系统是干什么用的。
简单来说,它就是一个辅助设备,能让你在开车的时候更容易、更安全地完成转向。
想象一下,以前咱们用手去扭方向盘,手要用力,而且还得不停地转动,才能让车子转弯。
现在有了电动助力转向系统,你就不用那么费劲了,它会帮你分担一部分力量,让你轻松应对各种复杂的路况。
电动助力转向系统的结构其实挺简单的。
它主要由一个电机、一个传感器和一个控制器组成。
电机负责提供动力,传感器则负责检测车辆的转向角度和速度,控制器则是整个系统的大脑,负责根据传感器的数据来控制电机的工作。
这样一来,当你转动方向盘的时候,传感器就会检测到角度和速度的变化,然后把这些信息传递给控制器。
控制器会根据这些信息来判断你需要多大的力才能完成转向,然后再让电机提供相应的动力。
那么,电动助力转向系统的工作原理是怎样的呢?其实也很简单。
当你转动方向盘的时候,传感器会检测到角度和速度的变化。
然后,控制器会根据这些信息来判断你需要多大的力才能完成转向。
接下来,控制器会让电机提供相应的动力。
电机接收到控制器的指令后,就会开始工作。
它的转速会随着你转动方向盘的角度而变化,从而产生不同的力矩。
这样一来,你就不需要用太大的力气去转动方向盘了。
电动助力转向系统的优点还挺多的。
它可以让你在开车的时候更加轻松。
以前咱们用手去扭方向盘,手要用力,而且还得不停地转动,才能让车子转弯。
现在有了电动助力转向系统,你就不用那么费劲了,它会帮你分担一部分力量,让你轻松应对各种复杂的路况。
电动助力转向系统还可以提高驾驶的安全性能。
因为它可以减轻驾驶员的疲劳程度,所以在长时间驾驶的过程中,它可以有效地降低事故的发生率。
电动助力转向系统还可以节省能源。
页)15标准弯曲耐久试验转向柱试验前后,各部应无裂纹、破损等现象。
按照转向柱带中间轴总成扭转间隙试验,满足间隙≤55'。
按照轴承径向刚度试验,满足:施加50N 力,位移量≤0.15mm施加200N力,位移量≤0.25mm。
按照轴承轴向刚度试验,满足:在50N 时,间隙值≤0.1mm。
在200N 时,间隙值≤0.15mm按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2016按Q/ZTB 02.029-2010要求输入输出力矩特性输入施加4Nm力矩时,输出力矩大于35Nm按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2017按Q/ZTB 02.029-2010要求管柱总成性能试验预计该车的最大转向扭矩为30Nm~35Nm,以每分钟10~15转的速度原地转向手力4Nm左右,方向盘达到每秒400º的转速时方向盘的手力预计12~15Nm具体指标可以在初步标定后确定。
按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2018按Q/ZTB 02.029-2010要求管柱总成压溃试验压溃力的峰值小于4600N,压溃行程≥60mm按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2019标准正向加载扭转疲劳试验试验循环,10万次。
加载力矩±35Nm,试验完后各零件无破坏。
力矩传感器输出变化小0.02V,蜗轮磨损小于0.04mm。
按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2020按Q/ZTB 02.029-2010要求回转耐久试验(无转向器)A:管柱输出力矩55Nm,B:试验循环:10万次C:试验后各零件无破坏,蜗轮齿侧(单面)磨损小于0.04mm。
按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.20页)21按Q/ZTB 02.029-2010要求逆向加载扭转疲劳试验A:管柱输出力矩±15Nm,B:试验循环:100万次C:试验后各零件无破坏,蜗轮齿侧(单面)磨损小于0.05mm。
按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.2022按Q/ZTB 02.029-2010要求回转耐久试验(带转向器端部冲击)A:管柱输出最大力矩30Nm,B:试验循环:10万次C:安装位置:模拟实车D:试验后各零件无破坏,蜗轮磨损小于0.04mm。
按Q/ZTB 02.029-2010要求DV DV01工装件2017.6.202017.8.201杭州世宝企业标准低温性能试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常将处于工作状态下的DUT置于-40℃的箱内,工作24h,取出后塑料零部件不应有龟裂、变形等缺陷;恢复至常温后进行功能检查。
DV DV01工装件2017.6.202017.8.202杭州世宝企业标准高温性能试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常将处于工作状态下的DUT置于70℃的箱内,工作96h,取出后塑料零部件不应有软化、龟裂、变形等缺陷,恢复至常温后进行功能参数检查DV DV01工装件2017.6.202017.8.203杭州世宝企业标准湿热循环试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常温度上限55℃,进行6个循环DV DV01工装件2017.6.202017.8.20ECU部分页)4杭州世宝企业标准击穿强度不允许出现介质击穿和电弧温度 (35±5)℃湿度 (50 ± 5) %试验电压 500 V AC, 50 Hz持续时间 60s试验电压施加于绝缘端子之间绝缘端子与壳体之间(当壳体是绝缘体时,施加于绝缘端子与壳体外电极之间)DV DV01工装件2017.6.202017.8.205杭州世宝企业标准静电放电DUT所有功能在试验后均正常工作状态:将试品与负载和电源连接好,试品处于正常工作状态,用静电探头直接接触试品进行直接接触放电试验。
放电电压:正负7kV。
不带电状态:将试品置于非通电状态,用静电探头直接接触试品进行直接接触放电。
放电电压:正负4/6/8kVDV DV01工装件2017.6.202017.8.206杭州世宝企业标准绝缘电阻绝缘电阻> 10 MΩ温度 (35±5)℃湿度 (50 ± 5) %试验电压间距< 3.8 mm时 100 VDC间距> 3.8 mm时 500 V DC持续时间 60s试验电压施加于绝缘端子之间绝缘端子与壳体之间(当壳体是绝缘体时,施加于绝缘端子与壳体外电极之间)DV DV01工装件2017.6.202017.8.207杭州世宝企业标准机械冲击试验DUT的所有功能在试验后均正常冲击方向要求同DUT在车辆上的安装方向,如果不能确定安装方向,则6个方向都要进行。
试验条件如下表加速度 500m/s2额定冲击持续时间 6ms额定冲击波形 半正弦冲击总数 10×6=60DV DV01工装件2017.6.202017.8.20页)8杭州世宝企业标准随机振动试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常激励源宽带随机振动试验时间每个轴向进行8个小时加速度的RMS值 Severity 2:19.7 m/s²将试样按车辆安装状态固定在振动试验台上,进行振动试验(严酷等级:Severity 2)。
DV DV01工装件2017.6.202017.8.209杭州世宝企业标准长时过电压试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常试验电压(V) 17试验温度(℃) 50试验时间(min) 60DV DV01工装件2017.6.202017.8.2010杭州世宝企业标准短时过电压(JumpStart)试验DUT的所有功能在试验中和试验后均正常进行试验,如下表试验电压(V) 试验时间(min)26 1DV DV01工装件2017.6.202017.8.2011杭州世宝企业标准短路试验DUT的一个或多个功能在试验过程中异常,在试验结束后自动恢复正常。
DUT不带负载,供电电压14V,将每一路输入输出分别对电源和地进行短路,短路时间每次60s。
DV DV01工装件2017.6.202017.8.2012杭州世宝企业标准自由跌落试验外观可有损伤,DUT的一个或多个功能在试验过程中异常,在试验结束后自动恢复正常。
每个DUT跌落次数 6个面各2次跌落高度 1m撞击面混凝土地面DV DV01工装件2017.6.202017.8.2013杭州世宝企业标准断路试验DUT的一个或多个功能在试验过程中异常,在试验结束后自动恢复正常。
DUT正常连接,供电电压14V,工作状态下,将接插件每根针断开10s,然后恢复线路,检查DUT功能参数。
DV DV01工装件2017.6.202017.8.2014杭州世宝企业标准电源电压缓慢变化试验在工作电压范围内功能正常,在工作电压范围外不要求功能,但电压恢复后要功能正常电源电压首先由15V降低到0V;电源电压再从0V上升到15V.电压变化率 (0.5±0.1)V/minDV DV01工装件2017.6.202017.8.2015杭州世宝企业标准电压中断后复位试验在工作电压范围内功能正常,在工作电压范围外不要求功能,但电压恢复后要功能正常按下图电压曲线进行试验,每当电压恢复至UBmin= 9V时进行功能检查,电压变化要在100ms内完成。
DVDV01工装件2017.6.202017.8.20页)16杭州世宝企业标准防反接特性试验DUT的一个或多个功能在试验过程中异常,在试验结束后不能自动恢复正常,需要通过简单操作才可复位。
DUT在反接电压为14 V±0.1 V下,持续加电1min试验电压(V) 试验时间(min)-14 1DV DV01工装件2017.6.202017.8.2017Q/ZTB 09.013-2012三万综合1.5万强化路试路试中无异常路试后按出厂检测内容测试合格Q/ZTB 09.013-2012中规定的试验道路及方法PV PV013工装件17.08.3017.10.30化学成分GB/T699GB/T699材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20抗拉强度≥530MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20屈服强度≥315MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20断后伸长率≥45%GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20化学成分GB/T699GB/T699材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20抗拉强度≥410MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20屈服强度≥245MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20断后伸长率≥25%GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20化学成分GB/T699GB/T699材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20抗拉强度600MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20屈服强度355MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20断后伸长率≥16%GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20化学成分GB/T699GB/T699材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20抗拉强度≥735MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20屈服强度≥430MPa GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20断后伸长率≥9%GB/T228.1-2010材料工程师DV DV01工装件2017.6.202017.8.20材料验证GB/T6993512GB/T69920 GB/T6994534GB/T699 65Mn。