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(1)液压式动力转向系统 .其中属于转向加力装置的部件是:转向液压泵、转向油管、转向油罐 以及位于整体式转向器 内部的转向控制阀及转向动力缸 等。当驾驶员转动转向盘 时,通过机械转向器使转向横拉杆 移动,并带动转向节臂,使转向轮偏转,从而改变汽车的行驶方向。与此同时,转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动,使转向动力缸产生液压作用力,帮助驾驶员转向操作。由于有转向加力装置的作用,驾驶员只需比采用机械转向系统时小得多的转向力矩,就能使转向轮偏转。
(2)电动助力动力转向系统,简称电动式EPS或EPS(Electronic Power Steering system)在机械转向机构的基础上,增加信号传感器、电子控制单元和转向助力机构。
电动式EPS是利用电动机作为助力源,根据车速和转向参数等因素,由电子控制单元完成助力控制,其原理可概括如下:当操纵转向盘时,装在转向盘轴上的转矩传感器不断地测出转向轴上的转矩信号,该信号与车速信号同时输入到电子控制单元。电控单元根据这些输入信号,确定助力转矩的大小和方向,即选定电动机的电流和转动方向,调整转向辅助动力的大小。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,使之得到一个与汽车工况相适应的转向作用力。
2.3 转向系的发展趋势
助力转向系统经过几十年的发展,技术日趋完善。今后,电动助力转向系统将进一步成熟,转向系统主要从以下几个方面进一步发展: 2.3.1传感器技术
性能完善的电动助力转向系统需要采集转向盘转角信号、转向盘转矩信号、转向盘转速信号、电机电压信号、电机电流信号等。目前,传感器的成本是制约电动助力转向系统迅速市场化的主要因素,因此,设计和开发适合电动助力转向系统使用的性价比较高的传感器是未来技术发展的关键。
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2.3.2控制策略的研究
控制策略是影响助力转向系统性能的关键因素之一,也是电动助力转向系统的核心技术之一。目前,国内外许多学者都在探讨将先进的控制理论应用于助力转向系统的研究,如鲁棒控制理论、模糊控制理论、神经网络控制理论和自适应控制理论等。今后,控制策略研究的重点主要集中在如何抑制电机的力矩波动、如何获得较好的路感、如何抑制路面干扰和传感器的噪声等方面,以进一步优化和改善助力转向系统的动态性能和稳定性。 2.3.3助力电机的研究
助力电机是电动助力转向系统的执行元件,助力电机的特性直接影响到控制的难易程度和驾驶员的手感。目前,电动助力转向系统普遍采用成本较低的直流有刷电机。由于直流无刷电机采用电子换向,减少了换向时的火花,不需要经常维护以及具有较高的效率和功率密度等优点而受到越来越多的关注。因此,开发适合助力转向系统使用的低成本的直流无刷电机是今后助力电机的研究方向。
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3 转向系摆振常见故障诊断
3.1 轮胎磨损不正常
(1)现象:轮胎磨损速度加快,胎面形状出现异常。 (2)原因:
1)轮胎气压不符合要求; 2)轮胎长期未换位;
3)前轮定位不正确,其中尤其是前束与外倾配合不正确; 4)轮毂轴承松旷或转向节与主销松旷; 5)纵、横拉杆或方向机松旷; 6)钢板弹簧U形螺栓松旷; 7)钢板弹簧衬套与其销松旷; 8)前轮径向圆或端面圆跳动太大; 9)前轮旋转质量不平衡; 10)前轮摆头;
11)前轴与车架纵向中心线不垂直或车架两边的轴距不等; 12)前轴或车架弯、扭变形; 13)前轴刚度不足;
14)转向横拉杆(尤其是弓形横拉杆)或横拉杆臂刚度不足; 15)前轮放松制动回位慢或制动拖滞; 16)轮胎螺栓松动;
17)经常超载、偏载、起步过急、高速转弯或制动过猛; 18)经常行驶在拱度较大的路面上;
19)转向梯形不能保证各车轮纯滚动,出现过多转向或不足转向; 20)轮胎质量不佳。
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图3.1 前轮轮胎磨损不正常示意图
3.2 转向盘自由行程过大
(1)现象:汽车保持直线行驶位置静止不动时,轻轻来回晃动转向盘,感到游动角度很大。
(2)原因:
1)转向器内主、从动啮合部位松旷或主、从动部分的轴承松旷; 2)转向盘与转向轴的连接部位松旷; 3)转向器垂臂轴与垂臂连接部位松旷; 4)纵、横拉杆球头连接部位松旷;
5)纵、横拉杆臂与转向节的连接部位松旷; 6)转向节与主销松旷; 7)轮毂轴承松旷。
(3)诊断方法:按下列方法诊断,其流程图如图3.2所示:
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