转向器装配图
电动助力转向系统就是在机械转向系统中,用电池作为能源,电动机为动力,以转向盘的转速和转矩以及车速为输入信号,通过电子控制装置,协助人力转向,并获得最佳转向力特性的伺服系统。EPS汽车转向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性,对于确保车辆的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。
电动助力转向系统主要由减速机构和转向机构组成，减速机构把电动机的输出经过减速增扭传递到动力辅助单元，实现助力。由于蜗轮蜗杆传动比大，传动平稳噪声低故减速机构选为蜗轮蜗杆式。由于齿轮齿条式转向器，传动平稳，结构简单故转向机构选为齿轮齿条式。
本文设计研究了电动助力转向系统，对其工作原理做了阐述，并进行了选型。同时对齿轮齿条式转向器的结构进行分析，并对其重要零件进行了设计计算与强度校核。
通过仿真和研究初步证明所建立数学模型的正确性和设计控制器的相对合理性。对转向系统分别建立了机械转向系统、EPS系统和基于PID控制的EPS系统，并应用MATLABSimulink进行仿真，并达到了预计的设想和要求。
电动助力转向系统的工作原理
EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电子控制单元( ECU) 、电动机和减速机构组成。其主要工作原理是:汽车在转向时,扭矩传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向。这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向和车辆速度等数据信号,向电动机控制器发出动作指令。电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩以产生助动力,从而实现了助力转向的实时控制。如果不转向,则本套系统处于休眠状态等待调用。由于它不转向时不工作,所以也节省了能源。
电动转向系统布置图
蜗轮蜗杆减速器
齿轮
齿轮轴
齿条
