【37页】【毕业论文】捷达轿车转向系统改进毕业设计说明书.doc文档下载

输出轴除通过扭杆与输入轴相连外，还经行星齿轮减速机构离合器与助力电机相连。

驾驶者在操作方向盘时，给输入轴输入了角位移，输入轴和输出轴之间的相对角位移是扭杆受扭，扭矩传感器将扭杆所受到的扭矩转化为电压信号输入控制装置并控制电机的助力和方向。

将影响到转向操纵力转向路感等问题，因此进步改善电动机的性能是下步努力的个主要方向。

首先，的应用范围将会进步拓展，将作为标准件装备在汽车上，并将在动力转向领域占据主导地位。

目前，在全世界汽车行业中，电动转向系统每年正以的增长速度发展，年增长量以万万套，估计直年，该产品的产量将由目前的万套增长到万套，年达到万套。

按此速度发展，用不了几年的时间，电动转向将会完全占领轿车市场。

其次，尽管已达到了其最初的设计目的，但仍然存在些急待解决的问题，比如提高现在应用的系统性能的可靠性降低生产的成本等，另外，电动机其次，尽管已达到了其最初的设计目的，但仍然存在些急待解决的问题，比如提高现在应用的系统性能的可靠性降低生产的成本等，另外，电动机本身的性能及其与电动助力转向系统的匹配都按此速度发展，用不了几年的时间，电动转向将会完全占领在全世界汽车行业中，电动转向系统每年正以的增长速度发展，年增长量以万万套，估计直年，该产品的产量将由目前的万套增长到万套，年达到万套。

部分内容简介发展趋势电动助力转向系统是项综合了现代控制技术机电体化及现代化电子技术等技术的高新技术，与传统液压动力转向相比有许多优点，其发展前景非常好。

首先，的应用范围将会进步拓展，将作为标准件装备在汽车上，并将在动力转向领域占据主导地位。

目前，在全世界汽车行业中，电动转向系统每年正以的增长速度发展，年增长量以万万套，估计直年，该产品的产量将由目前的万套增长到万套，年达到万套。

按此速度发展，用不了几年的时间，电动转向将会完全占领轿车市场。

其次，尽管已达到了其最初的设计目的，但仍然存在些急待解决的问题，比如提高现在应用的系统性能的可靠性降低生产的成本等，另外，电动机本身的性能及其与电动助力转向系统的匹配都将影响到转向操纵力转向路感等问题，因此进步改善电动机的性能是下步努力的个主要方向。

第三，未来的将向电子四轮转向的方向发展，并于通过总线技术电子悬架。

发动机电子控制等起统协调控制汽车的运动。

随着电子技术的发展，今后有可能取消转向系统的机械部分而采用所谓的线控转向系统。

概括地说，今后电动助力转向技术的发展方向主要是改进控制系统的性能提高系统可靠性和降低控制系统的制造成本。

只有进步改进控制系统的性能，才能满足更高档车的使用要求，只有降低成本才能在大多数汽车上得到广泛应用。

对于我国来说，由于在这方面和国外的差距很大，所以在今后相当长的段间内，仍须集中精力解决好传感器电动机和电子控制器等方面的研究开发工作。

电动助力转向系统的工作原理及的机械部分有多种型式，其中较常见的是齿轮齿条转向机构，助力装置则由电动机代替传统助力转向系统中的液压缸，电动机从汽车蓄电池中获得电源。

根据电动机驱动部位的不同，分为转向轴助力式转向器小齿轮助力式和齿条助力式三中。

典型的电动助力机构为转向轴助力式，即助力电机被固定在转向轴上，从电动机输出轴上输出的助力矩经减速及离合机构传递到转向轴。

但无论是哪种形式的电动助力转向系统，其构成和工作原理都是大致相同的。

的转向合奏由靠扭杆相连的输入轴和输出轴组成，输出轴通过传动机构带动转向拉杆使车轮转向。

输出轴除通过扭杆与输入轴相连外，还经行星齿轮减速机构离合器与助力电机相连。

驾驶者在操作方向盘时，给输入轴输入了角位移，输入轴和输出轴之间的相对角位移是扭杆受扭，扭矩传感器将扭杆所受到的扭矩转化为电压信号输入控制装置并控制电机的助力和方向。

与此同时，车速传感器检测到的车速信号也输入控制装置，在车速低于设定值时，离合器接合，系统提供助力在车速超过设定值时，停止对电机提供，系统不提供助力，同时，离合器切断，以避免转向系统受电机惯性力矩的影响。

多采用永磁直流电机。

为了改善电机的操作稳定性，降低震动和噪声，常在电机转子周缘开设斜槽或不对称环槽。

扭矩传感器采用由双电位器构成的电桥，电位器的转动由扭杆和相应的机械装置实现。

系统结构示意图如图图结构示意图第章方案设计电动助力转向系统选型电动助力转向系统按照电动机布置位置的不同，可以分为转向轴助力式齿轮助力式齿条助力式种。

转向轴助力式电动助力转向器的助力电机固定在转向柱的侧，通过减速增扭机构与转向轴相连，直接驱动转向轴助力转向。

这种形式的电动助力转向系统结构简单紧凑易于安装。

现在多数就是采用这种形式。

此外，的助力提供装置可以设计成适用于各种转向柱，如固定式转向柱斜度可调式转向柱以及其它形式的转向柱。

但由于助力电机安装在驾驶舱内，受到空间布置和噪声的影响，电机的体积较小，输出扭矩不大，般只用在小型及紧凑型车辆上。

齿轮助力式电动助力转向器的助力电机和减速增扭机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮实现助力转向。

由于助力电机不是安装在乘客舱内，因此可以使用较大的电机以获得较高的助力扭矩，而不必担心电机转动惯量太大产生的噪声。

该类型转向器可用于中型车辆，以提供较大的助力。

齿条助力式电动助力转向器的助力电机和减速增扭机构则直接驱动齿条提供助力。

由于助力电机安装于齿条上的位置比较自由，因此在汽车的底盘布置时非常方便。

同时，同和相比，可以提供更大的助力值，所以般用于大型车辆上。

转向轴式电动助力转向系统虽然提供的助力没有其它两种方式提供的助力大，但在安装方面要方便的多。

再者，这次设计的电动助力转向系统主要是针对轿车来进行开发的，轿车空间相对较小，空间问题是我们要考虑的重点问题。

转向轴式对空间紧凑的经济型轿车很适合。

所以我选择转向轴助力式。

机械部分系统方案设计机械转向系统由转向操纵机构转向器和转向传动机构三大部分组成。

设计要求转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。

转向系应满足如下基本要求保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速小转弯的能力内外转向轮转角间的匹配硬保证当汽车转弯行驶时，全部车轮绕同瞬时转向中心旋转，任何车轮只有滚动而无侧滑当转向轮收到地面冲击时，转向系传到转向盘的逆向冲击要小汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自激振动，转向盘没有摆动操纵轻便转向时加在转向盘上的力，对轿车不应超过，对中型货车不应超过，对重型货车不应超过，否则应考虑动力小尺寸小质量轻可靠性高抗干扰能力强。

我们采用的永磁直流电机，主要参数如表所示。

表电动机基本参数型式永磁式直流电动机额定时间分钟标称输出额定转速额定转矩额定电流旋转方向正反转允许最大电流电磁离合器电磁离合器是保证电动助力只在预定的范围内起作用。

当车速电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动地切断电动机的电源，恢复手动控制转向。

此外，在不助力的情况下，离合器还能够消除电动机的惯性对转向的影响。

为了减少与不需要转向助力时驾驶车辆感觉的差别，离合器不仅具有滞后输出的特性，同时还具有半离合器状态区域。

离合器采用干式电磁式离合器，主要参数见表。

表干式单片电磁离合器型式干式单片电磁离合器额定时间连续功耗额定转矩线圈阻抗减速机构减速机构用来增大电动机传递给转向器的转矩。

它主要有两种形式双行星齿轮减速机构和涡轮蜗杆减速机构。

由于减速机构对系统工作性能的影响较大，因此在降低噪声提高效率和左右转向操作的对称性方面对减速机构提出了较高的要求。

扭矩传感器扭矩传感器用以检测转向盘转矩的大小和方向，以及转向盘转角的大小和方向，它是系统的控制信号之。

精确可靠低成本的扭距传感器是决定能否占领市场的关键因素之。

扭距传感器主要有接触式和非接触式两种。

常用的接触式主要指电位计式传感器有摆臂式双排行星齿轮式和扭杆式三种类型，而非接触式转矩传感器主要有光电式和磁电式两种。

前者的成本低，但受温度和磨损影响易发生漂移使用寿命较低。

，需要对制造精度和扭杆刚度进行折中，难以实现绝对转角和角速度的测量。

后者的体积小精度高抗干扰能力强刚度相对较高，易实现绝对转角和角速度的测量，但是成本较高。

因此扭矩传感器类型的选取根据的性能要求综合考虑。

图扭矩传感器我们选用非接触式扭矩传感器。

如图所示为非接触式扭矩传感器的典型结构。

输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。

当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对位置就被改变了。

花键和键槽的相对位移改变量等于扭转杆的扭转量，使得花键上的磁感强度改变，磁感强度的变化，通过线圈转化为电压信号。

信号的高频部分由检测电路滤波，仅有扭矩信号部分被放大。

非接触扭矩传感器由于采用的是非接触的工作方式，因而寿命长，可靠性高，不易受到磨损，有更小的延时，受轴的偏转和轴向偏移的影响更小。

现在已经广泛用于轿车和轻型车中，是传感器的主流产品。

本次设计选用了德国公司生产的系列的非接触式扭矩传感器。

电流传感器我们选用闭环霍尔传感器，它的优点是电路形式简单成本相对较低，精度和线性度较好，响应时间较快，温度漂移较小。

表电流传感器主要参数型式闭环霍尔电流传感器额定电流测量范围输出电流精度摄氏度匝数比电源士的电流控制的上层控制器用来确定电动机的目标电流。

根据的特点，上层控制策略分为助力控制回正控制和阻尼控制。

的电流控制方式控制过程为控制器根据转向盘转矩传感器的输出和车速超过气的输出由助力特性确定电动机的目标电流，然后电流控制器控制电动机的电流，使电动机输出目标助力矩。

因此的控制要解决两个问题确定助力特性跟踪该助力特性。

整个控制器可以分为上下两层，上层控制器