行業(yè)動態(tài)
液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已發(fā)展了半個多世紀(jì),其技術(shù)已相當(dāng)成熟。但隨著汽車微電子技術(shù)的發(fā)展,對汽車節(jié)能性和環(huán)保性要求不斷提高,該系統(tǒng)存在的耗能、對環(huán)境可能造成的污染等固有不足已越來越明顯,不能滿足時代發(fā)展的要求。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將新的電力電子技術(shù)和高性能的電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng),能顯著改善汽車動態(tài)性能和靜態(tài)性能、提高行駛中駕駛員的舒適性和安全性、減少環(huán)境的污染等。因此,該系統(tǒng)一經(jīng)提出,就受到許多大汽車公司的重視,并進(jìn)行開發(fā)和研究,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)主流,與其它轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)突出的優(yōu)勢體現(xiàn)在
降低了燃油消耗
液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機(jī)帶動液壓油泵,使液壓油不停地流動,浪費(fèi)了部分能量。相反電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)僅在需要轉(zhuǎn)向操作時才需要電機(jī)提供的能量,該能量可以來自蓄電池,也可來自發(fā)動機(jī)。而且,能量的消耗與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及當(dāng)前的車速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時,電機(jī)不工作,需要轉(zhuǎn)向時,電機(jī)在控制模塊的作用下開始工作,輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動轉(zhuǎn)向力矩,而且,該系統(tǒng)在汽車原地轉(zhuǎn)向時輸出轉(zhuǎn)向力矩,隨著汽車速度的改變,輸出的力矩也跟隨改變。該系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了"按需供能",是真正的"按需供能型"(on-demand)系統(tǒng)。汽車在較冷的冬季起動時,傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)反應(yīng)緩慢,直至液壓油預(yù)熱后才能正常工作。由于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計時不依賴于發(fā)動機(jī)而且沒有液壓油管,對冷天氣不敏感,系統(tǒng)即使在-40℃時也能工作,所以提供了快速的冷起動。由于該系統(tǒng)沒有起動時的預(yù)熱,節(jié)省了能量。不使用液壓泵,避免了發(fā)動機(jī)的寄生能量損失,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性,裝有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛和裝有液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車輛對比實(shí)驗(yàn)表明,在不轉(zhuǎn)向情況下,裝有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國輛燃油消耗降低2.5%,在使用轉(zhuǎn)向情況下,燃油消耗降低了5.5%。
增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向跟隨性
在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,電動助力機(jī)與助力機(jī)構(gòu)直接相連可以使其能量直接用于車輪的轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)利用慣性減振器的作用,使車輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振大大減水。因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的抗擾動能力大大增強(qiáng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比,旋轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生于電機(jī),沒有液壓助力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向遲滯效應(yīng),增強(qiáng)了轉(zhuǎn)向車輪對轉(zhuǎn)向盤的跟隨性能。
改善了轉(zhuǎn)向回正特性
直到今天,動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的發(fā)展已經(jīng)到了極限,電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的回正特性改變了這一切。當(dāng)駕駛員使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動一角度后松開時,該系統(tǒng)能夠自動調(diào)整使車輪回到正中。該系統(tǒng)還可以讓工程師們利用軟件在大限度內(nèi)調(diào)整設(shè)計參數(shù)以獲得佳的回正特性。從低車速到高車速,可得到一簇回正特性曲線。通過靈活的軟件編程,容易得到電機(jī)在不同車速及不同車況下的轉(zhuǎn)矩特性,這種轉(zhuǎn)矩特性使得該系統(tǒng)能顯著地提高轉(zhuǎn)向能力,提供了與車輛動態(tài)性能相機(jī)匹配的轉(zhuǎn)向回正特性。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中,要改善這種特性必須改造底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)起來有一定困難。
提高了操縱穩(wěn)定性
通過對汽車在高速行駛時過度轉(zhuǎn)向的方法測試汽車的穩(wěn)定特性。采用該方法,給正在高速行駛(100km/h)的汽車一個過度的轉(zhuǎn)角迫使它側(cè)傾,在短時間的自回正過程中,由于采用了微電腦控制,使得汽車具有更高的穩(wěn)定性,駕駛員有更舒適的感覺。
提供可變的轉(zhuǎn)向助力
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向力來自于電機(jī)。通過軟件編程和硬件控制,可得到覆蓋整個車速的可變轉(zhuǎn)向力??勺冝D(zhuǎn)向力的大小取決于轉(zhuǎn)向力矩和車速。無論是停車,低速或高速行駛時,它都能提供穩(wěn)定的,可控性好的感覺,而且更易于車場操作。
對于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng),可變轉(zhuǎn)向力矩獲得非常困難而且費(fèi)用很高,要想獲得可變轉(zhuǎn)向力矩,必須增加額外的控制器和其它硬件。但在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,可變轉(zhuǎn)向力矩通常寫入控制模塊中,通過對軟件的重新編寫就可獲得,并且所需費(fèi)用很小。
采用"綠色能源",適應(yīng)現(xiàn)代汽車的要求
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)用"干凈"的電力作為能源,取締了液壓裝置,不存在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中液態(tài)油的泄漏問題,可以說該系統(tǒng)順應(yīng)了"綠色化"的時代趨勢。該系統(tǒng)由于它沒有液壓油,沒有軟管、油泵和密封件,避免了污染。而液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)油管使用的聚合物不能回收,易對環(huán)境造成污染。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,占用空間小
由于該系統(tǒng)具有良好的模塊化設(shè)計,所以不需要對不同的系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計、試驗(yàn)、加工等,不但節(jié)省了費(fèi)用,也為設(shè)計不同的系統(tǒng)提供了極大的靈活性,而且更易于生產(chǎn)線裝配。由于沒有油泵、油管和發(fā)動機(jī)上的皮帶輪,使得工程師們設(shè)計該系統(tǒng)時有更大的余地,而且該系統(tǒng)的控制模塊可以和齒輪齒條設(shè)計在一起或單獨(dú)設(shè)計,發(fā)動機(jī)部件的空間利用率極高。該系統(tǒng)省去了裝于發(fā)動機(jī)上皮帶輪和油泵,留出的空間可以用于安裝其它部件。許多消費(fèi)者在買車時非常關(guān)心車輛的維護(hù)與保養(yǎng)問題。裝有電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車沒有油泵,沒有軟管連接,可以減少許多憂慮。實(shí)際上,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%,如軟管漏油和油泵漏油等。
生產(chǎn)線裝配性好
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲油罐等部件,零件數(shù)目大大減少,減少了裝配的工作量,節(jié)省了裝配時間,提高了裝配效率。
電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自20世紀(jì)80年代中期初提出以來,作為今后汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向,必將取代現(xiàn)有的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電控制液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
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