電控動力轉(zhuǎn)向裝置的優(yōu)勢分析
傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向裝置的缺點
根據(jù)控制方式的不同,動力轉(zhuǎn)向裝置分為傳統(tǒng)動力轉(zhuǎn)向裝置和電控動力轉(zhuǎn)向裝置。
傳統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向裝置具有固定的放大倍數(shù),這在動力轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計上存在一些缺陷:如果動力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)是基于汽車在停車或低速行駛時轉(zhuǎn)動方向盤的力度來確定的,那么動力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)會使汽車在高速行駛時轉(zhuǎn)動方向盤的力度顯得過小, 從而不利于汽車高速行駛時的方向控制(反過來,如果以汽車的轉(zhuǎn)向力作為設(shè)計依據(jù),就要確定動力轉(zhuǎn)向裝置的固定放大倍數(shù)。
這將非常困難。
控制電子動力轉(zhuǎn)向裝置的優(yōu)點
電子控制技術(shù)在汽車動力轉(zhuǎn)向裝置中的應(yīng)用可以使汽車的行駛性能達到滿意的效果。也就是說,汽車在低速行駛時,可以使轉(zhuǎn)向輕便靈活(中高速轉(zhuǎn)彎時,還可以保證最佳的動力放大倍數(shù)和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向手感,從而提高高速行駛的操縱穩(wěn)定性。
電子助力轉(zhuǎn)向(EPS),簡稱電子助力轉(zhuǎn)向裝置,根據(jù)動力源不同可分為液壓電子助力轉(zhuǎn)向裝置(液壓EPS)和電動電子助力轉(zhuǎn)向裝置(電動EPS)。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向裝置的基礎(chǔ)上,增加了電磁閥、速度傳感器和電子控制單元。電子控制單元根據(jù)檢測到的車速信號控制電磁閥連續(xù)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向助力的放大倍數(shù),以滿足高、低速時對轉(zhuǎn)向助力的要求。電動EPS以DC電機為動力源,電子控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)向參數(shù)和車速信號控制電機扭矩的大小和方向(電機的扭矩通過減速機構(gòu)由電磁離合器減小和增大,然后將力施加到轉(zhuǎn)向器上,從而獲得適合工況的轉(zhuǎn)向力。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將最新的電力電子技術(shù)和高性能電機控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng),可以顯著改善汽車的動靜態(tài)性能,提高駕駛員的舒適性和安全性,減少環(huán)境污染。所以這個系統(tǒng)一提出,就引起了很多大汽車公司的關(guān)注,紛紛開展研究。在未來的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,電動助力轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)的主流。與其他轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)的突出優(yōu)點如下:
1.油耗。
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機驅(qū)動液壓油泵,使得液壓油不斷流動,浪費了部分能量。相反,當(dāng)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)需要轉(zhuǎn)向操作時,只需要電機提供的能量,能量可以來自電池,也可以來自發(fā)動機。而且能耗與方向盤的轉(zhuǎn)向和當(dāng)前車速有關(guān)。如果方向盤不轉(zhuǎn),馬達就不會運轉(zhuǎn)。當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時,電機在控制模塊的作用下開始工作,輸出相應(yīng)大小和方向的扭矩,產(chǎn)生轉(zhuǎn)向力矩。而且系統(tǒng)在車輛原地轉(zhuǎn)彎時輸出最大轉(zhuǎn)向扭矩,輸出扭矩也隨著車速的變化而變化。該系統(tǒng)真正實現(xiàn)了“按需供能”,是真正的“按需”系統(tǒng)。汽車在寒冷的冬天起步時,傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)反應(yīng)較慢,液壓油只有預(yù)熱后才能正常工作。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計不依賴于發(fā)動機,沒有液壓油管,對寒冷天氣不敏感,系統(tǒng)甚至可以在-40工作,因此提供了快速的冷啟動。因為
在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,電動助力機與助力機構(gòu)直接相連,使其能量可直接用于車輪轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)采用慣性減震器,使車輪的反向旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪的擺振大大降低了耗水量。因此,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗干擾能力大大增強。與液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,旋轉(zhuǎn)扭矩由電機產(chǎn)生,不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng),增強了方向盤對方向盤的跟隨性能。
3.轉(zhuǎn)向和扶正特性得到了改進。
時至今日,助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能已經(jīng)達到極限,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扶正特性改變了這一切。當(dāng)駕駛員將方向盤轉(zhuǎn)動一個角度,然后松開時,系統(tǒng)可以自動調(diào)整,使方向盤回到中心。該系統(tǒng)還允許工程師使用軟件來最大程度地調(diào)整設(shè)計參數(shù),以獲得最佳的對準(zhǔn)特性。從最低速度到最高速度,可以得到一系列回歸正常的特性曲線。通過靈活的軟件編程,很容易得到電機在不同車速、不同車況下的轉(zhuǎn)矩特性。這種扭矩特性可以顯著提高系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向能力,并提供與車輛動態(tài)性能攝像機匹配的轉(zhuǎn)向?qū)?zhǔn)特性。然而,在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中,要改善這種特性,必須對底盤的機械結(jié)構(gòu)進行改造,這是很難實現(xiàn)的。
4.提高了操縱穩(wěn)定性。
當(dāng)汽車高速行駛時,通過過度轉(zhuǎn)向來測試汽車的穩(wěn)定特性。通過采用這種方法,高速行駛(100km/h)的汽車被迫側(cè)翻一個過大的彎道。在短時間定位的過程中,微電腦控制使汽車具有更高的穩(wěn)定性,駕駛員感覺更舒適。
5.提供可變轉(zhuǎn)向輔助。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來自電機。通過軟件編程和硬件控制,可以獲得覆蓋整車速度的可變轉(zhuǎn)向力。可變轉(zhuǎn)向力取決于轉(zhuǎn)向扭矩和車速。無論停車時、低速行駛時還是高速行駛時,都能提供可靠可控的感覺,在停車場更容易操作。對于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)來說,獲得可變的轉(zhuǎn)向力矩是非常困難和昂貴的。為了獲得可變的轉(zhuǎn)向扭矩,必須增加額外的控制器和其他硬件。但在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,可變轉(zhuǎn)向力矩通常是寫入控制模塊的,可以通過重寫獲得。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用“最清潔”的電作為能源,完全取消液壓裝置,液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不存在液體油的泄漏??梢哉f該系統(tǒng)順應(yīng)了‘綠色化’的趨勢。該系統(tǒng)沒有液壓油、軟管、油泵和密封件,因此避免了污染。然而,用于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油管的聚合物不能回收利用,容易污染環(huán)境。
7.該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,占用空間小,布局方便,性能優(yōu)越。
由于系統(tǒng)有很好的模塊化設(shè)計,不需要重新設(shè)計、測試和加工不同的系統(tǒng),不僅節(jié)約了成本,而且為設(shè)計不同的系統(tǒng)提供了很大的靈活性,更容易在生產(chǎn)線上組裝。因為發(fā)動機上沒有機油泵、油管和皮帶輪,工程師有更大的空間來設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制模塊可以與齒輪齒條一起設(shè)計,也可以單獨設(shè)計,因此發(fā)動機零部件的空間利用率極高。系統(tǒng)省略了安裝在發(fā)動機上的皮帶輪和機油泵,預(yù)留的空間可以用來安裝其他部件。很多消費者在購買車輛時都非常關(guān)心車輛的保養(yǎng)。裝有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車,沒有油泵和軟管連接,可以減少很多后顧之憂。事實上,在傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,液壓油泵和軟管的事故率占整個系統(tǒng)故障的53%,比如軟管漏油和油泵漏油。
8.生產(chǎn)線裝配得很好。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有液壓系統(tǒng)所需的油泵、油管、流量控制閥、儲油箱等部件,所以pa的數(shù)量
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