电子转向（精选九篇）
电子转向 篇1
动力转向装置就是在转向系统中增设动力装置。采用动力装置的目的是使转向操纵轻便, 提高响应特性。一般说来, 在停车及车速很低时, 转向盘的操纵很重, 高速时较轻快, 当车速增高时更加轻快。如果减小停车摆放时的操纵力, 那么当高速行驶时, 操纵力就会过小, 致使汽车操纵稳定性差。反之, 如果加大高速行驶时的操纵力, 则停车摆放及低速行驶时所需要的操纵力就过大了。为了实现在各种行驶条件下转向盘上所需要的操纵力都是最佳值, 即在停车状态时能提供足够的助力, 使原地转向容易, 而随着车速的增加助力逐渐减小, 在高速行驶时则无助力或助力很小, 以保证驾驶员有足够的“路感”, 在动力转向系统上采用了电子控制系统。
目前, 常见的电子控制动力转向装置有两种类型:一种是电子控制液压动力转向装置;另一种是电子控制电动助力转向装置。本文主要介绍电子控制液压转向装置。
1 电子控制液压动力转向装置结构
电子控制液压动力转向装置由车速传感器动力转向ECU、电磁阀、分流阀、转向高压油泵、储油罐、液压动力转向器等构成, 其中车速传感器、ECU和电磁阀三者间以电路相连, 电磁阀、分流阀、转向高压油泵、储油罐、液压动力转向器彼此之间用管路相连。
1.1 车速传感器
车速传感器用来检测汽车的车速, 并把测得的信号传送给动力转向ECU。
1.2 动力转向ECU
动力转向ECU根据车速传感器传来的速度信号, 控制通向电磁阀的电流大小。
1.3 液压动力转向器
液压动力转向器由齿轮——齿条机械式转向器、转阀式转向控制阀和转向动力油缸3部分组成。
1.3.1 齿轮——齿条机械式转向器。
它的主要作用是减速增矩, 并把转向盘转矩传递给转向横拉杆, 带动转向节左右转动, 使转向车轮偏转, 以实现汽车转向。
1.3.2 转阀式转向控制阀。
当转向盘转动扭力杆发出扭力时, 控制阀轴与转阀进行相对旋转, 并改变与各个通道口的连通状态, 以控制动力油缸油压流量并切换通向动力缸左室和右室的油路。当高压作用于油压反力室时, 柱塞强制压住控制阀轴, 在扭力杆上即使发生扭力, 由于柱塞压力的作用, 限制了控制阀轴与转阀之间的相对旋转。控制阀轴本身也是一个空心轴, 它套在轴阀的内孔中, 转阀的内孔表面和控制阀轴的外圆柱表面上部轴向分布着6条沟槽, 它们分别相对并与四组径向分布的油道相贯通。这四组油道是:高压进油口P, 回油出口R, 通向转向动力油缸左右工作腔的油道C2和C1。
1.3.3 转向动力油缸。
转向动力油缸与横拉杆连动的活塞和转向动力油缸缸体两部分组成。活塞把转向动力油缸缸体分成了左、右室, 当从转向高压油泵来的高压油液进入左 (右) 室时, 在高压油液的作用下, 活塞向右 (左) 运动, 从而带动横拉杆向右 (左) 运动, 以实现动力转向。输向转向控制阀的高压油液从转向控制阀的高压油入口P进入转向控制阀内, 由于转阀与控制阀轴之间的6条轴向沟槽间隙相同, 它们对油流的阻力相等, 进入转向控制阀的高压油液直接经控制阀轴的回油出口R返回储油罐。因此, 转向动力油缸中活塞两侧油压相等, 活塞处于中间静止状态、液压动力转向装置不产生转向增力作用。
1-转向高压油泵2-控制阀轴3-转阀4-转向动力油缸5-储油罐
当汽车有转弯时, 转向盘向右转动, 转向轴也向右转动, 从而形成动控制阀轴向右旋转, 这样扭力杆被扭转变形, 控制阀轴相对转阀的位置发生变化, 转阀与控制阀轴之间的进油孔和出油孔的通道面积和位置关系同时发生变化。因压力轴转向高压油条扭向转向控制阀的高压油液, 如图1所示, 路线流向转向动力油缸左侧的油室中, 造成转向动力油缸活塞两边油压不等, 活塞被推向右移动, 增大了向右的转向力。汽车向左转弯时, 它的液流方向与汽车向右转弯时液流方向相反, 其他动作过程相同。当转向液压系统出现故障时, 如果因发动机不能起动, 转向高压油泵不能工作, 或转向液压油路出现漏油等故障、转向动力油缸就不能产生转向动力作用.这时扭力杆通过销连接直接传递扭矩, 使转向系统处于手动转向动作状态.以保证安全行车, 不过这时转向会明显感到沉重。
2 电子控制液压动力转向装置的控制原理
2.1 汽车停止或低速行驶时
在汽车停止或低速行驶时, 转向ECU根据车速传感器传来的信号使电磁阀线圈通电电流增大, 从而增加转向动力缸的助力、使汽车转向盘操纵轻便。
2.2 汽车中、高速行驶时
2.2.1 直线行驶。
汽车直线行驶时、转向盘操纵角小, 扭力杆的扭力相对也小, 转阀与控制阀轴的连通通道的开度相应减小, 转向控制阀一侧的压力升高, 由于分流阀的作用。电磁阀一侧的扭矩增加。随着车速上升, 控制电磁阀的线圈通电电流变小, 进而电磁阀的节流面积随之变小, 而作用于油压反力室的压力增加, 柱塞推动控制阀轴压力也变大。
2.2.2 中、高速转向。
当从有油压反力作用的中、高速区域的直线行驶状态转向时, 扭力杆钮转角变小, 转阀与控制阀轴的连通口开度减小, 在转向控制阀一侧油压进一步升高。随着转向控制阀一侧油压升高.油液从固定孔出来向油压反力室供应。从分流阀向油压反力室供应的一定流量的油液, 加上从固定孔出来的油液, 增加对柱塞的推压力, 转向盘操纵力随转向盘转角线性增加, 所以在中、高速转向时能获得稳定的转向手感。
参考文献
[1]李红海.汽车电控液压助力转向系统电子控制系统研究[J].重庆交通大学, 2010.
电子转向 篇2
论文摘要：通过汽车转向时稳定性分析阐明了四轮转向的优点。而鉴于轮毂电机在电动汽车上应用的诸多优点，及其功率受结构体积的限制，轮毂电机的应用将使汽车由性能更好的四轮驱动替代两轮驱动，它不但充分利用了地面对车轮的附着力和驱动力，而且结合用直线步进电机控制转向力的汽车转向系统，能更容易地实现全面改善转向性能的四轮转向系统。由于四轮驱动4WD与四轮转向4WS相结合的电子差速计算理论还有待完善，通过对轮毂电机运行的电子差速转向控制原理分析和数学推导，提出了4WD-4WS相结合的逆、同相控制模式的差速计算公式及四轮毂电机驱动结合四轮转向的电子差速实施结构原理。
河南金穗传统IT转向电子商务 篇3
*本文是中国MBA2009(第五届)企业案例大赛的总决赛案例。清华大学经济管理学院、中欧国际工商学院、北京大学光华管理学院、哈尔滨工业大学管理学院、上海交通大学安泰经济与管理学院的代表队分别就案例企业的问题提出了解决方案。
今年是河南航天金穗电子有限公司(下简称河南金穗)成立以来的第13个年头。作为航天信息股份有限公司与许继集团共同投资组建、承担“金税工程”中增值税专用发票防伪税控系统在河南省的推广与技术协作服务商,河南金穗已经发展到了一个相对平稳、增长缓慢的新阶段。
目前,河南金穗年业务规模近2亿元,有员工600余名,在河南省设立了32个分公司、59个技术支持服务站,形成了 “省-地市-区、县”严密的三级服务体系。业务范围以防伪税控为主、其他相关计算机软件以及系统集成为辅、技术咨询与服务为一体的业务格局。
以规模与实力计,河南金穗在河南IT界处于领先地位,以技术与服务计,河南金穗在全国同样从事该业务的同行比,也是名列前茅。
总经理陆振华是一位谦和、前瞻和富有洞见的企业家。萦绕在他脑海中的一个问题是:如何利用现有的客户资源与服务网络,将公司继续做大、做强,再上新台阶?
2009年8月,河南金穗着手“打造精品服务、进军电子商务”。
一切将要开始。一切远未开始。
河南金穗前身为河南国瑞信息技术有限公司,成立于1996年,1999年由许继集团有限公司与航天信息股份有限公司共同整合成河南金穗公司,承担国家“金税工程”中的重要部分—增值税专用发票防伪税控系统在河南省的推广与技术协作服务。
一个大的背景是,1994年,我国税制进行了重大改革,确立以增值税为主体的流转税制度。时任国务院副总理的朱 基在听取电子部、航天工业总公司、财政部、国家税务总局等单位的汇报后,指示实施“金税”工程。1994年3月底,“金税”工程试点工作正式启动。
金税工程由一个网络、四个软件系统组成。即覆盖全国国税系统的,区县局、地市局、省局到总局的四级广域网络;四个软件系统分别为:防伪税控开票系统、防伪税控认证系统、计算机稽核系统、发票协查系统。
河南金穗与金税工程的渊源最早可追溯到1995年初,那时,公司总经理陆振华作为技术专家即参与金税工程在珠海的试点工作,陆振华以其出色的技术和良好的服务得到客户及航天公司负责人的高度认可,于是被派往河南开展服务与市场推广工作。从1996年到2003年,河南金穗都是在河南不懈地推广和维护着金税工程防伪税控系统,直到2003年7月1日,河南金穗才享受到“金税”工程政策的便利。彼时,国家税务总局下发文件,强制规定2003年7月1日后,增值税一般纳税人必须通过防伪税控系统开具专用发票,同时全国统一废止增值税一般纳税人所用的手写版专用发票。作为航天工业总公司在河南境内的工作站和区域服务提供商,河南金穗自然取得了河南省金税工程的服务资格。
由于总经理陆振华出身于技术,很快他便组建了自己的研发队伍,围绕税务信息化及企业信息化,开发了纳税申报、网上认证等一系列软件产品并占据了河南市场。
2004年,一个非常偶然的机会,河南金穗的软件开发业务还延伸到河南省公安系统。到目前为止,河南全省的人口管理软件市场基本为河南金穗一家独占。考虑到河南占全国近十分之一的人口因素,该业务尚有不少想象空间。
传统业务增长乏力
防伪税控在2003年7月1日起全国范围内大力推广后,业务趋向基本平稳。就像人口的出生与死亡一样,企业的进入与退出也存在一定比率。在河南,每年大约有10%~15%的新增企业进入。企业退出市场的数字会相对平稳,总体来说,新增企业略高于退出市场的企业。
防伪税控还是一个全国垄断、条块分割的区域市场。分属河南区域市场的河南金穗,就不可能将市场之手延伸到河北市场。
同时,那些企业自主开发的其他软件也面临着类似的问题。这些软件高度依托“金税”工程在河南当地的客户资源优势。正是因为有了“金税”工程的客户资源与三级服务体系,企业开发的其他软件才得以在河南地区整体推广。而且,这些软件多数围绕企业财税管理展开,在外省的业务开拓与发展,难以形成规模。
市场与地域的局限,成为河南金穗公司业绩增长的瓶颈。虽然现有业务稳步增长,但是态势平稳,上升速度与空间极为有限。
是守成还是谋求更大的发展?陆振华一心想将企业做大。
做大的方法无非两个,一是沿着产品开发的思路,开发新的产品品类,这种想法貌似容易,实施起来难度却很大,任何一个产品从选型、产品开发到推向市场,都是一个漫长的历程。而要找到第二个类似金税工程的项目,则更是难上加难,“难于上青天”。增值税关系到国民经济的命脉,可谓皇粮国税,这样的机会千载难逢。
第二种思路是大力发展新业务,利用现有客户实现增值。河南金穗于是在原来的三级服务体系之上,嫁接了一些简单产品的销售。这些产品包括前面提到的计算机、打印机、扫描仪等。
陆振华最近两年还在尝试针对手中的15余万客户实施培训、管理咨询。现在看来这个思路是失败的。因为这样势必要求本企业员工的素质非常高。而问题是河南金穗600名员工中,就有300余名从事三级服务体系,他们直接面对客户,从事软件安装等服务性工作。他们只能从事服务工作,或者加载一些简单的销售。
有着良好客户基础的河南金穗,尚需要精耕细作。只是在传统的服务、电脑、打印机、扫描仪之外,还可以加载什么?
还有更大的潜在危机。任何产品都有它的生命周期和定价策略。软件产品刚进入市场时价格会高,而后会逐步走低。2009年,河南省发展与改革委员会指导调整了防伪税控服务费,从原来的450元/年调整为400元/年。往后趋势只会越来越低,甚至随着技术发展,产品与服务也不是没有被免费或淘汰出局的可能。
陆振华将目光转向互联网。在他看来,网上购物越来越成为一种潮流与趋势。互联网不仅可以突破地域的概念,而且可以激发企业的活力、给予无穷遐想空间。
通过互联网提升服务质量
陆振华与互联网的接触由来已久。早在2000年,第一次互联网泡沫来临之前,陆振华就在原机械工业部属下的亿万网担当领导职务。起初,亿万网只是利用互联网进行电子商务,本身并不赚钱。后来慢慢地转向与传统商务相结合。现在,亿万网已经成为低压电器的门户网站。
现在,陆振华掌管着三个公司,其中就包括亿万网和河南金穗。陆振华有时候也在反思河南金穗所走过的路。此前,河南金穗一直沿着传统软件的思路,在河南地区开展销售业务。这种努力的结果使河南金穗收获了大量客户资源以及相对稳定的业绩增长。七八个软件系统、32个分公司、59个技术支持服务站、近400名一线服务人员(包括呼叫中心在内),如何监管服务人员的服务过程、提高服务质量?
现有产品的销售与管理存在很大难度。因为服务人员较为分散,他们分布在全省各地,而且是独自一人提供(上门)服务。陆振华于是想通过互联网提高服务质量、监管服务人员。
2009年8月,河南金穗的企业网站重新改版。改版后的航天金穗网增加了客户评价内容,无论客户是否满意,都可以对包括呼叫中心、培训部、三级服务体系的一线员工进行服务评价及服务投诉。从现实效果来看,通过网上服务评价,改善了服务质量,提高了客户满意度,取得了良好效果。同时,又带来了网站流量的提升,吸引了眼球,可谓一举两得。
航天金穗网还接受网上培训报名。陆振华的想法是,从网络培训到在线软件,传统业务中凡是能够网络化的,一律网络化。这样可以提前知道报名信息,统一安排派工,减少人为操作的空间。
河南金穗还投资兴建了一个90座席的呼叫中心,用于传统业务的服务支持,陆振华认为这是企业必须要做的,毫无商量余地。之所以将软件搬到网上,变成在线软件,无非是想利用互联网做得更好、更规范,响应的速度更快、更便捷。
电子商务的第一步就是将现有业务能上网的都上网。这样一方面可以提升实体服务质量,另一方面也是将15余万客户用互联网这根线串起来,将他们吸引过来,提升网络用户的粘性。
2009年8月25日,河南金穗成立了电子商务筹备委员会。陆振华任主任,廖顺秋任常务副主任,其他各业务部门均抽调人参加,共二十余人。他们多为业务部门负责人及业务精英,以及对电子商务感兴趣的人。当然,这不是一个独立的部门。他们还在原来的工作岗位上,只是对电子商务的筹备研究提供设想和试用。
廖顺秋是主管办公室、物流、信息化的副总经理。因其对IT驾轻就熟,所以被任命为电子商务筹备委员会的副主任。廖顺秋画了一张图,在那张图表上,电子商务横跨3级服务体系。
陆振华期望在传统业务之外,能够将电子商务做起来。“做起来”的具体所指是能够占据销售额的一定比例,能够与传统业务持平或者甚至超过传统业务。若是电子商务仅仅占据10%,那么一切都没有意义。
陆振华、廖顺秋心里跟明镜似的。他们在心里都画了一张SWOT分析图,而且结果出奇地一致。所谓优势就是:企业拥有15万客户,客户黏度很高。这些客户都是财务人员,70%~80%为女性,25~55岁之间,她们谨慎、成熟、对数字敏感。还有一个优势就是,企业已然形成三级服务体系,企业的技术支撑服务人员跟这些客户面对面接触,他们准确地知道客户在哪,姓名、联系方式,甚至会有情感沟通和私人交情。
陆振华甚至列举出了其他一些便利条件:网上申报业务是需要KEY的,一旦有了KEY,企业的身份与交易安全性就有了保障。因为长期业务往来,企业财务人员对河南金穗比较信任,有利于电子商务的开展。
劣势与优势一样明显。企业内部缺乏电子商务方面的专业人才,原有队伍要么搞软件开发、要么做培训、技术支持服务,他们欠缺对电子商务的敏感与策划,是为人才的不足。领军人陆振华在明确提出企业要全面进军电子商务之后,并没有找到一个很好的点来具体实施、落实工作。
最后的结果可以想见。航天金穗网首页除了在线软件、金穗论坛(BBS)、网上服务评价区+总经理信箱等主要栏目之外,销售仅限于将现有业务电子化,这和陆振华想象中的如淘宝、凡客诚品类大型电子商务网站相去甚远。
来自互联网的畅想
河南金穗将电脑等相关周边产品搬到网上的原因在于,这是一项传统业务,企业原来就在三级服务体系之上加载了电脑销售;企业也想尝试回馈客户,按照电脑每5年淘汰一次的话,10万用户每年就会淘汰2万台电脑,要是河南金穗能从中成功获取30%的市场份额,则一年可以实现6000台的销量。但问题是,怎么做到这一点?
航天金穗网上出售商品乏人问津的关键原因有二:一是网站用户数有限,毕竟航天金穗网刚推广两个月,正处于用户积累阶段;二是网站上摆放的物品是否合适、是否适销对路,这仍待验证,究竟放什么?怎么运作?
目前互联网上比较热销的产品是手机、服装、电子数码产品。针对终端客户—15万税务软件的直接使用者,女性,25～55岁,是不是可以开展服装与化妆品销售?
这样的产品和服务不一而足。从数码产品到培训、财务软件、在线记账……从针对个体的服装、化妆品到针对企业的财务信息化、办公用品……拥有庞大客户群的河南金穗,可以在买卖双方架起一座沟通的桥梁,发挥“团购”优势,提高对供应商的议价能力。只要价格够低、质量有保证,就会对客户构成吸引力。
陆振华的想法非常简单,就是在网上放置各种各样的产品,供用户自己选择,这样试销一段时间之后,总能找出客户喜欢的品类。问题是一次只能选择其中一个品类,这么多的品类要同时上,不现实。
廖顺秋倾向于社区模式,在社区之上,加载各种各样的应用与服务。廖顺秋作为电子商务的具体牵头人,很想拿出一个样板给陆振华看,让他明白自己的思路,于是他在河南当地找了一家软件公司,开发出一款类似QQ的聊天工具。只是从测试的结果来看,这款软件远没有成熟。直到现在,廖顺秋也没法说服陆振华,因为陆振华不上QQ,不玩开心网。陆振华总觉得这种模式不可靠,与现有业务距离太远,还会遇到互联互通的问题。
相信受此迷惑的不仅仅是陆振华和河南金穗。对于那些已积累了一大批客户资源的企业而言,如何充分挖掘现有客户资源、实施业务拓展,已经成为一个具有普遍意义的全新课题。虽然前有诺基亚、用友、金蝶、金山、中国移动、中国电信向互联网转型的实验,陆振华总觉得没法参考,因为它们也尚未被证明就是成功了的。
陆振华非常推崇柳传志的“撒一层土,夯实了,再撒一层土,再夯实”理论。企业在进入新业务时要看是不是可行、走得是不是塌实。只有塌实了,才可以再走、再跑。因此,在新业务的探索过程中,必须要小心谨慎,看准了再做。
陆振华决心拿出一部分资金来对本公司电子商务方向进行投资。但他希望能看到廖顺秋提交一份商业计划书:做什么?怎么做?谁来做?
一种汽车电子转向助力装置的发明 篇4
汽车转向系通常由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成, 可分为机械转向系和动力转向系。机械转向系的操纵能量由人体产生, 动力转向系则兼用人体和发动机动力作为转向能源。为了操纵轻便、转向灵敏和提高行车安全, 目前高级乘用车、豪华客车和重型货车广泛采用了动力转向系。动力转向系一般是在机械转向系的基础上加装转向助力装置, 常用的助力装置是液压式, 主要由转向泵、动力油缸、控制阀、转向油罐和油管等组成。
液压转向助力装置依靠发动机带动液压泵提供动力。由于液压油在管路中经转向阀不断地循环, 油压产品以油作为动力传递介质, 在运作过程中会有漏油现象发生而污染产品及环境, 也会逐渐影响其动力的传递品质。为解决此问题, 现发明一种汽车电子转向助力装置, 因该发明不包含液压部分, 可免除漏油的污染, 达到环保的目的。
二、发明内容
该装置包括转向连接机构、转向齿轮机构、电机、控制器、扭力检测传感器和减速器, 转向连接机构与汽车方向盘连接, 转向连接机构包括输入轴与输出轴, 输入轴与输出轴由扭杆连接, 输出轴通过转向接头与转向齿轮机构连接, 电机安装在输入轴与输出轴之间, 并通过螺杆与扭杆连动, 其是由电池供电以产生扭矩;控制器分别与电机和扭力检测器连接, 控制器可控制电机的电流大小及转向, 扭力检测传感器可将转向连接机构输出力的大小转换成信号送至控制器, 可将扭力传到输出轴的减速器安装在转向连接机构上, 并与电机所联动。本发明可以包括车速检测器, 车速检测器与控制器相连接, 可以为电机依据不同车速产生适当的辅助动力。本发明不含液压部分, 可免除漏油的污染, 达到环保的目的。
三、技术实施方案
如图1、2所示, 本发明是一种电子转向助力装置, 包括转向连接机构10、转向齿轮机构11、电机40、控制器21、扭力检测传感器44和减速器46, 转向连接机构10直接受汽车方向盘15所带动, 转向机构10包括输入轴30与输出轴31, 输入轴30与输出轴31由扭杆32连接, 输出轴31通过转向接头33与转向齿轮机构11连动、联动, 其是由电池供电以产生扭矩;控制器21分别与电机40和扭力检测传感器44连接, 控制器21可控制电机40的电流大小及转向, 该控制器21包含“停止与运行”与“空转与运行”两种模式;扭力检测传感器44可将转向连接机构10出力的大小转换成信号送至控制其21, 本发明还可包含车速检测器45, 车速检测器45与控制器21连接, 将检测到的车速传给控制器21, 车速检测器45提供电机40依不同车速产生一种适当的辅助动力;可将扭力传到输出轴31的减速器46安装在转向机构10上, 并与电机40所连动, 其可降低转速并将提高的扭力传到外接的输出轴31。
四、预期效果
由于该装置不涉及液压部分, 因此在其运转过程中不会有漏油现象发生而污染产品及环境, 也不会因泄露或污染而影响转向动力传递, 是一种新型、有效的汽车转向装置, 经试验验证后, 如符要求可大力推广使用。
摘要：为解决液压转向助力因漏油而污染转向助力产品及环境, 同时也会影响其动力的传递品质, 现发明一种汽车电子转向助力装置, 解决上述问题, 进而达到环保目的。
关键词：转向助力,电子转向,助力装置
参考文献
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电子转向 篇5
1 系统组成
前移式电动叉车是三支点结构,其转向采用偏转车轮方式。转向系统主要由方向盘、步进电机、转向控制器、三相感应电机、转向变速箱和转角位置传感器、转向轮等组成。(结构原理如图1所示)。此EPS系统基于CAN总线控制的,控制器可以通过CAN接口与叉车的其它控制模块实时交换,实现整机的联动控制。其工作过程为:当驾驶员发出操作指令后,装在转向手柄上的步进电机的将其转换成电信号(作为主令信号)并传送到控制中。通过连接在转向齿轮减速箱的输出轴的转角电位器检测转向轮的位置信息,同时由感应电机的传感器检测电机的转速和方向,控制器根据两者的反馈信号对电动机进行控制。此外,控制器实时采集系统中的一些重要参数,形成有效采样数据,供系统所用,包括:电机电流、电机的运行频率、电机温度、电机电源电压等(基本构成单元如图2所示)。
2 关键部件的选取及计算
2.1 转向电机的校核
(1)叉车转向阻力矩计算
式中:M滑为滑动阻力矩;G为后桥负荷,G=1490kg;μ为粘着系数,μ=0.6;x为当量力臂,R为车轮半径,R=165mm;R静=0.95R。
代入数据得:
式中:M滚为滚动阻力矩;f为滚动系数,f=0.025;A为滚动力臂,a=0.037m。
代入数据得:M滚=1490×0.025×0.037=14N·m,则:M=195+14=209N·m
(2)转向电机的额定转矩
式中:Pe为电机额定功率,kW;Ne为电机额定转速,r/min;T为作用在转向轮上的额定扭矩,T=Te×i=0.25×155=388N·m。
显然T>M,即转向电机完全能满足转向功能。
2.2 操纵力的计算
式中:μ为尼龙与钢套的摩擦系数(μ=0.3～0.5),取μ=0.4;N为摩擦环上的作用力,由压缩弹簧调定。
此系统的转向力通过一并紧螺母调定(与方向盘半径无关),弹簧力F1为:
式中:H0为弹簧原始高度,H0=88mm;k为弹簧刚度,k=0.21;H1为压缩弹簧的正常工作高度,H1=50mm。
作用在摩擦环上的正压力为:
θ为摩擦环作用角,θ=45°。
故作用在方向盘上的转向力为:
对于动力转向要求操纵力不大于30N。所以本叉车转向力满足设计要求。
2.3 转向控制器的选取
确定蓄电池电源的电压等级;考虑电流和额定功率;确保选取的控制器的最大电流超过交流感应电机的最大电流(一般取2～3min短时工作的最大电流)等。
该系统选取控制器为意大利ZAPI EPS-AC,性能指标如下:蓄电池电压48V;最大电流(48V):70A(可持续时间2min);工作频率:8kHz;环境温度:-30℃～40℃;逆变器最高温度:75℃。
3 整车试验及结果分析
按国家标准GB/T 6323.4-1994和GB/T 6323.5-1994在交流前移式叉车上进行转向试验。相关的试验数据见表2。
由表2可见,此EPS转向系统与同型号装有HPS转向系统的叉车相比,有良好的操纵性能,实现了节能降噪的设计要求,有以下显著优势:
(1)增强了转向跟随性
在EPS系统中,电动机与转向减速机构直接相连,其能量直接用于车轮的转向。这样增加了系统的转动惯量,电机部分的阻尼也使得车轮的反转和转向前轮摆振幅大大减小,转向系统的抗扰动能力大大加强。由控制器根据主令信号和反馈信号控制电机的转向速度和方向,转向的速度和灵敏度可以通过参数进行调节。和HPS系统相比,没有转向迟滞效应,增强了转向车轮对转向盘的跟随性能。
(2)节能静音
HPS系统需要电动机带动液压油泵,使液压油不停地流动,浪费了部分能量。相反电动转向系统的EPS需要转向操作时才需要电机提供的能量,是真正的“按需供能型”(on demand)系统,有效提高了系统的工作时间,并减少了噪音污染。
(3)省力
本系统中,方向盘的转动仅起产生电信号的作用,方向盘主要克服轴承的阻力矩以及尼龙与钢套之间的摩擦力,而轴承的阻力矩很小,可以忽略不计,尼龙和钢套之间的摩擦力使得司机在转向时有一定的手感,使操作轻便舒适。
(4)角度显示及自动回正功能
此转向控制采用闭环控制,用转角电位器和转向电机的内置编码器反馈转向电机的转速和方向,通过CAN总线控制可在仪表界面实时显示转向轮的转向角度。同时通过参数设置,系统能快速响应自动回正的操作指令并能实现转向终端限速的功能。
4 结语
此EPS转向系统为闭环控制方式,通过多个传感器检测、反馈操作部件(方向盘)和执行部件(转向轮)的信息,抗干扰性能及跟随性能优异,操作稳定性更好,系统控制更安全可靠。其闭环控制技术为国内叉车首次使用,对国内电动叉车的EPS转向系统的设计和应用有借鉴的意义。
参考文献
[1]顾绳谷.电机及拖动基础(第4版)[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2]陆植.叉车设计[M].北京:机械工业出版社,1991.
[3]郁强,张金华.电动转向系统开发与研究[J].轻型汽车技术,2002(8):4-10.
电子转向 篇6
1. 电子控制液压助力转向系统的组成
电子控制液压助力转向系统是在传统的机械液压动力转向系统上增加了电控装置。如图1,电控装置主要由电控单元(ECU)和电动旁通阀(电动执行机构)组成,并对主阀(转向器的控制阀)的结构进行了改进,在阀内增加了旁通油路,使进入转向器的液压油从进油口流进,经过旁通控制油路后,再从转向器的出油口流出。
电控制单元(ECU)由DC-DC电源模块,CAN通讯模块,车速处理模块,故障处理模块,电机驱动模块,位置处理模块组成。通过CAN通讯模块检测到车速信号,通过车速处理模块对信号滤波整形,然后通过电机驱动模块控制电动执行机构,通过位置处理模块可实现对控制系统的闭环控制。并通过故障处理模块对控制过程进行监控。
电动执行机构即电动旁通阀由位置检测模块和步进电机模块组成。直接与液压助力转向器的控制阀安装在一起;步进电机的尾部装有位置传感器。主要是通过步进电机来控制液压动力转向系统中的转向油的流量,使得电子控液压助力转向系统的阀特性与车速相关,随车速的变化而相应变化。
2. 电子控制液压助力转向系统的控制策略
电子控制液压助力转向系统的控制策略由ECU输出的位置信号与装于步进电机尾部的位置传感器检测的位置信号构成闭环控制的液压助力系统。首先把不同车速下旁通阀开度的理想曲线(如图2)以数据的形式存入ECU的RAM中,这些数据包括了车辆行驶所有车速范围内的最佳旁通阀的开度。车辆行驶时,车速通过CAN通讯或车速传感器信号输入ECU,以这个参数为已知数,通过它可以在RAM中储存的表格中查询相应的最佳旁通阀开度,在通过步进电机的旋转角度与旁通阀的开度的对应关系,计算出步进电机对应的旋转角度变量存放在Flash中,然后由ECU发出指令,控制步进电机旋转角度按变量值旋转,改变旁通阀的开度,完成旁通油路油量大小的调节。
当旁通阀的开度与车速对应的理想开度有误差时,装于步进电机尾部的位置传感器就会把信号反馈给ECU,然后通过ECU自动调节到规定的工作状态。
3. 电子控制液压助力转向系统工作原理
传统的转阀式动力转向器,在车辆直线行驶时,转阀及阀芯均处于中间位置,此时转阀及阀芯的相对位置,使动力缸活塞两侧与进、回油路均接通如图3A,使得从转向油泵排出的液压油经过转向器的分配阀后又回到储油罐中,动力转向不起作用。当车辆转弯时,驾驶员操纵方向盘转动一角度,使得转向轴带动阀芯转动,从而改变了转阀与阀芯所构成的油液通路,使动力缸一侧与进油口接通,另一口与进油口隔绝如图3B,并通过转阀上的回油通路流回储油罐,实现动力转向。
电子控制液压助力转向系统与传统的转阀式动力转向系统基本相同,仅液压油从转向器的进油口流入后,又经过旁通油管路,通过旁通阀控制流量后,再经转阀上的回油通路流回储油罐。而旁通阀是由ECU控制的。车辆行驶时,一方面通过装在车轮上的车速传感器不断的采集车速信号或通过CAN通讯从符合J1939协议的汽车CAN网络中直接获取车速信号,输入到电子控制单元即ECU中。电子控制单元(ECU)根据输入的车速信号及事先设定的控制策略(图2),计算出预定的控制旁通阀回油节流口所需的开度即步进电机对应的旋转角度,然后发出控制信号,通过驱动电路驱动电动执行机构完成开或关阀的动作,控制旁通节流口开到与汽车行驶车速相对应的开度,使转向动力放大倍率实现连续可调。
当ECU从CAN通讯或车速传感器获取的信号,经ECU分析有故障,就会调用储存在ECU中的故障模式,对现有的故障进行判断,若是严重故障,立即切断ECU的电源,使得转向器可按传统的液压助力模式工作;若经ECU分析,所出现故障与ECU中储存的故障进行比较,判断故障属于普通故障,则通过仪表板上的故障灯及故障代码告知驾驶员,此时电子控制液压助力转向系统还可继续使用,但不是正常的控制状态。
4. 电子控制液压助力转向系统的特点
⑴与普通的液压助力转向器(HPS)相比,电子控制液压助力转向器(ECHPS)通过转阀式电动旁通阀控制主阀特性,获得随车速变化的阀特性(如图4)。普通的液压助力转向器(HPS)的控制阀只能够得到一个固定的随方向盘输入扭矩变化的助力特性曲线,而电子控制液压助力转向器(ECHPS)在同一方向盘输入扭矩下,根据不同的车速,及事先设定的控制策略,可得到一个随车速连续变化的助力特性,车速高时助力压力小,车速低时助力压力大。即使转向器的助力特性由一个曲线变成为一个曲面。
⑵由于电液助力转向系统的助力特性可根据转向速率、车速等参数设计为可变助力特性,改善了低速时转向的轻便性,高车速时的操纵稳定性,使驾驶员能够更轻松便捷的操纵汽车。
⑶通过软件编程和硬件控制,可得到覆盖整个车速的可变转向力。可变转向力的大小取决于车速。无论是停车,低速或高速行驶时,它都能提供可靠的,可控性好的感觉,而且更易于操作。
⑷该系统结构简单,安全可靠,在电气系统发生故障时,能确保系统维持普通液压动力转向器的输入输出特性。
5. 在混合动力车上的应用
根据现代客车节能减排绿色环保的设计理念,我公司开发了SX6114GG车。选择在此车上使用江门生产的电子控制液压助力转向系统,可以更好的利用整车的CAN通讯,实现对电子控制液压助力转向系统的控制要求。
此车属于并联式油电混合动力车,采用发动机和电动机两套独立的驱动系统驱动车轮。驱动系统根据整车控制策略可以采用发动机单独驱动,电动机单独驱动,发动机电动机混合驱动三种模式。
而在传统的燃油车中,通常使用由发动机驱动车轮的一种模式,液压泵也是靠发动机的驱动来实现动力转向。所以并联式混合动力客车6114GG的转向系设计与传统车型相比有所不同:
⑴车辆运行在纯电动模式时,如何解决动力转向的问题;
⑵在发动机和电动机同时工作时,怎样解决液压油泵动力供给的唯一性;
⑶如何利用整车的CAN通讯系统与电控液压助力转向系统的控制系统信号连接;
为了解决上述问题,实现对动力转向系统精准控制,对转向系统作如下布置。
5.1动力转向管路的布置
采用电动转向油泵与发动机驱动转向油泵双套液压系统,即电动机驱动的转向液压系统与发动机驱动转向液压系统并存。通过整车控制器的控制策略,使得只要发动机工作,动力转向系统的液压泵就由发动机驱动,电动转向油泵不工作,只有在纯电动工况下,电动油泵才能工作,并且为了防止电动转向油管路油液与发动机驱动转向油管路油液反流,在管路中增加了两个液压单向阀,如图5所示。
5.2电子控制液压助力转向系统的布置
由于所采用的电子控制液压助力转向器在外型尺寸,性能参数上与我们通常使用的液压助力动力转向器基本相同,仅在转向器上增装了电动旁通阀。所以布置方式与传统的左置立式布置相同,为避免运动干涉,采用作图法确定转向器的具体位置。
对于控制器根据其外型及尺寸布置在仪表盘下的地方,尽量靠近转向器,便于控制器线束的安装具体见图6。
6. 应用电子控制液压助力转向系统应注意的问题
⑴应用电子控制液压助力转向系统要求有车速传感器或合适的CAN总线系统。
⑵当控制器系统通电工作中,在点火开关未关闭时,不要随意拆下电源线和打铁线,以免丢失电控单元的信息数据。
⑶不要打开电子控制器的盖板,以防不慎造成控制系统故障。
⑷当在车上需要进行电弧焊时,应断开电子控制单元的电源,避免焊接时高电压损坏电控单元。
7. 结束语
经过对电子控制液压助力转向系统在6114GG混合动力客车上试用,其操稳性及安全性正在体现。
总之,电子控制液压助力转向系统提供了一种多重静特性曲线,可以获得理想的汽车操纵稳定性。随着人们对稳定性,安全性的要求提高,确信电子控制液压助力转向系统会得到广泛应用。
参考文献
[1]蒋丛生,周士贵,肖国明.一种电控液压助力转向器电控装置.2009年度中国汽车工程学会转向技术学术年会论文汇编.
[2]刘惟信主编.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001.7.
铁路转向架自动转向装置设计 篇7
当前各机车车辆厂、车辆段在制造修理过程中通常使用吊车吊运进行转向架的转轨转线作业。相比较而言, 在这类工位使用转盘类设备进行作业要比吊车吊运更加安全经济, 效率更高, 工艺更加顺畅。目前在用的转向架转向转盘装置大部分采用手动驱动, 劳动强度很大。因此笔者根据现场应用实际要求, 设计制造了全部采用气动元件控制, 能够将自动定位、转向、推出、延时复位等全部动作自动实现的新型转向架自动转向装置。
2 机械结构设计
转向架自动转向装置由8转盘、5底座、4回转支承、7辅助滚子支承装置、3转向架定位装置、2推出装置和6回转气缸及花纹钢板盖板等组成 (如图1) 。设备直径3200mm, 高550mm, 整体安放在设备基础圆形地坑中, 盖板上平面与车间地面平齐。该装置除了可以承载转向架或轮对载荷外, 还允许车间内5t叉车通行。
底座通过地脚螺栓固定于地坑内, 转盘为型钢焊接结构并通过回转支承定位在底座上, 由回转气缸驱动以底座转轴为中心上做90°回转。转盘整体结构具有足够的承载强度和抗冲击能力, 保证旋转作业无扇形摆动和轴间晃动。
转盘上设置相互垂直的两股轨道 (通过轨道和转向轨道, 轨距1435mm) , 轨道内侧面、顶面与设备安装处所内已铺设安装好的井字形钢轨对齐。由于转向架质量很大, 在刚刚驶入转盘轨道时会对回转支承乃至底座产生较大的倾覆力矩, 因此本设计特别在转盘井字形轨道下部安装了8个辅助滚子支承装置。
转向架定位装置安装在转向轨道内侧面, 和活动橡胶缓冲止挡块配合实现转向架自动定位, 转向作业结束时, 推出装置自动升起将转向架推离转盘。转盘回转过程两个末端除了安装有机械挡铁外, 还加装了油压缓冲器, 以吸收设备和转向架回转动能, 减少冲击造成的机械结构损害。
3 气动控制系统设计
气动控制原理图如图2。
图中1为气源处理元件, 用于对压缩空气进行过滤调压和润滑;2为杠杆式机控阀, 用于转盘自转90°到位检测;3为延时气控阀, 用于控制推出气缸动作;4、5为推出气缸;6、7为快速排气阀, 用于提高推出动作的运动速度;8、9为定位气缸;10为回转气缸;11、12为单向节流阀, 用于调整回转气缸运动速度, 继而实现转盘自转慢进-快退的运动方式;13为人控换向阀, 用于实现转向架通过作业和转向作业的切换;14为延时气控阀, 用于控制转盘的转向和复位动作;15为气控阀, 用于控制定位气缸动作;16为杠杆式机控阀, 用于转向架前轮检测。
转向架转向作业各气动元件基本动作顺序如下:初始状态下气阀2、3、15、16均为复位状态, 气阀14为延时换向后状态-前轮对进入到转向轨道碰撞活动橡胶缓冲止挡块触动检测气阀16换向-气阀15a端进气换向, 同时气阀14复位-定位气缸8、9活塞伸出, 定位杠杆露出轨面, 并将转向架定位, 同时回转气缸10动作, 转盘开始自转-转盘自转90°到位, 触动机械挡铁和检测气阀2换向-气阀15复位, 气阀3a端进气, 延时4～5s后换向-定位气缸8、9复位, 推出杠杆在推出气缸4、5的作用下快速旋转, 将转向架推出-检测气阀16复位-气阀14a端进气, 延时若干时间, 待转向架离开转盘后换向-回转气缸10动作驱动转盘逆向旋转90°, 气阀2、3复位, 系统进入下一工作循环。
当转向架需进行通过作业时, 可人工操纵阀13进行换向, 转盘在回转气缸10的驱动下自转90°, 使通过轨道与转向轨道换位, 从而实现转向架的通过。
4 结束语
与其他传统控制方式 (如电动方式、液压方式) 相比, 在转向架自动转向装置上采用气动控制技术有以下几个优点:
4.1 工作介质是压缩空气, 目前各机车车辆厂、车辆段均集中供应, 动力实现容易。
4.2 气动元件已经实现了标准化, 输出力以及工作速度的调节非常容易, 安装维护简单, 可靠性高, 使用寿命长, 防潮性能好, 使用安全。即便气动控制系统出现故障, 只要无严重的机械结构损坏, 关闭气源该转盘仍能手动实现必要的通过和转向功能。
4.3 采用气动控制实现转向架转向功能仅需要价格低廉的几只气缸和气阀, 机械传动方式是最简单的杠杆机构, 具有明显的成本优势。液压控制方式实现同样的功能时虽然机械结构类似, 但造价偏高, 检修困难。而采用电动方式实现同样功能则需要相对复杂的减速机-齿轮传动机构, 特别对于转向架定位及推出这样简单的功能用电动控制方式实现时, 结构要复杂的多, 而且还容易带来地坑返潮积水引起电路漏电等安全隐患。
当然采用气动控制技术也有动作速度易受负载的变化而变化, 低速稳定性不好, 输出力较小等缺点, 但在转向架转向这样的应用场合, 是能满足工作要求的。
该设备自研制成功以来, 又陆续在多个单位获得安装应用, 使用效果良好。运用该设备替代吊车转运客货车转向架, 对于提高工作效率, 降低能耗和劳动强度具有积极的意义。
摘要：介绍了铁路转向架自动转向装置的机械结构, 阐明了其气动控制系统工作原理。
关键词：气动控制,转向架,转向
参考文献
[1]闻邦椿.机械设计手册[M].机械工业出版社, 2010年.
双转向桥转向机构定位方法改进措施 篇8
1. 转向机构组成
汽车起重机的双转向桥转向机构主要由转向盘、转向管柱、角传动器、转向传动轴、转向器、转向垂臂、转向拉杆、转向摇臂、梯形转向拉杆、转向轮等组成,如图1所示。角传动器安装在转向盘下面,当驾驶员转动转向盘时,角传动器将转向柱的垂直转动,变为转向传动轴的水平转动。转向传动轴通过转向器带动转向垂臂前、后摆动。转向垂臂摆动时,通过转向拉杆拉动转向摇臂摆动。转向摇臂通过每个转向轮的转向拉杆拉动同侧转向轮偏转,再通过梯形转向拉杆带动另一侧的车轮摆动,实现车辆转向。
起重机转向机构带动转向轮摆动时,必须满足以下3个条件:一是每个转向轮应尽量做到纯滚动,以减少轮胎的异常磨损,并使转向轻便。二是从转向盘的中间位置向两侧转向的角度应相等,以保证起重机向两侧转向时,都能达到最大的转向角,三是转向轮回正后应保证转向轮定位准确,以保证起重机能直线行驶。
2. 传统定位方法
为了保证起重机向两侧转向时转向轮摆角相等,传统的装配方法如下:首先,将转向盘从一个极限位置转到另一个极限位置,数转向盘可以转动的总圈数;其次,从一个极限位置开始转动,转至总圈数一半的位置,默认该位置为转向器的中间位置;再次,保持转向盘在中间位置不动,粗略估计转向垂臂安装角度α,将转向垂臂安装到转向器输出轴上。然后,将转向盘转到正中位置,将转向轮调整至直行位置,将起重机悬架高度调整到设计总高度中间位置。接着,测量转向摇臂的角度,将转向摇臂置于设计位置。最后,调整各转向拉杆长度,将转向拉杆安装到位。转向垂臂安装角度α如图2所示。
3. 存在问题
传统定位方法存在以下4个问题:一是手动转动转向盘、转向器数圈,转向盘和转向器的中间位置判断不准确。二是无法精确调整转向垂臂的安装角度,会因转向垂臂的安装角度不对,造成转向盘从中间位置向左、右转向的圈数不相等,往往需要将转向垂臂拆下进行2次调整。三是转向摇臂安装角度测量不准确,与设计有偏差后,会造成同一转向桥左、右两侧转向轮的前束值偏离,转向轮回正后无法保证起重机直线行驶。四是装配人员的劳动强度大、装配工时长。
4. 改进措施
(1)增设转向器中间位置标记
由转向器和转向输入轴制造厂家分别在转向器壳体和转向器输入花键轴轴端增设表示转向器中间位置的对正标记,如图3所示。在连接转向传动轴十字轴与转向器输入花键轴前,装配人员先分别逆时针、顺时针转动到极限位置,大体检查圈数相等后,再将这2个对正标记对正并紧固,这样可保证转向盘中间的准确位置,调试人员无须对其进行再次调整,从而提高装配效率。
(2)增设转向垂臂对正标记
为了解决转向垂臂装配时难以对正问题,我们在转向器壳体、转向器输出轴及转向垂臂上分别增设对正标记,并在车架立板靠近转向器支架位置开设观察孔,如图4所示。安装转向垂臂时,先转动转向传动轴,使转向器输出轴的标记与其壳体上的标记对正,以此表明转向器位于转向角的中间位置。再将转向垂臂的标记与转向器输出轴标记对齐,以此表明转向器输出轴端与转向垂臂安装角度准确。在靠近转向器支架的车架立板上开设观察孔,便于安装人员和检验人员检验各标记是否正确。
(3)采用转向摇臂测量杆
为了提高转向摇臂定位角度的准确性,我们设计、制造了转向摇臂测量杆,以此检测转向摇臂安装角度。该转向摇臂测量杆两端为关节轴承,中间为连杆,连杆中间采用螺栓连接,可以转动螺栓来调节2个关节轴承之间的长度,其一端关节轴承设有箭头标记,另一端则不带标记,如图5a所示。安照转向垂臂的设计角度,在转向垂臂上设置标记,如图5b所示。
将转向摇臂安装后,先将转向摇臂测量杆带有箭头标记关节轴承紧固在转向摇臂上的安装孔内,另一端紧固在车架上。再转动摇臂测量杆中间的螺栓,使关节轴承上的箭头标记对准转向摇臂的上的标记,就可保证转向摇臂的安装角度。最后调整转向拉杆长度后,将转向拉杆安装到位。
3.改进效果
电子转向 篇9
轮迹调整在悬架开发过程中是重要的一环。其首要目标是优化车辆的操控性,因为底盘系统中,车轮前束角负责车辆制动时的方向稳定性以及车辆转向的精准度等。连杆和控制臂等悬架部件则确保量产车辆精确保持在底盘开发过程中所设定的车轮定位角。
通常情况下,车辆轮迹一旦设定,便不可再调整,而采埃孚底盘工程师却突破了这一传统的底盘设计概念。他们测试了车辆在行驶过程中动态调整轮迹对车辆操控性的影响,并在此基础上开发了一款可调节长度的连杆机构,将其安装于主动式后轮转向系统的中部。车辆行驶时,电子控制单元会发出指令,通过机电执行机构调整车辆车轮的定位值。其优势在于能够在车辆行驶过程中,通过调整车辆车轮定位值来实现车辆转向。此款后轮转向的最大转向角度可达3度,于前轮的转向角度相比虽然似乎不足为道,但在后轮转向的辅助下,车辆的整体转向性能将得以大幅提升。与前轮转向相互作用,对车辆的操控性产生了非常明显的积极影响,这正是AKC系统的研发目标。AKC系统秉持按需供力原则,以高效能的方式运行。依据客户要求和可用的安装空间,有两种版本可供选择。其一是执行机构位于后桥中部,也称“中部执行机构”系统,其二是两个后轮各有一个执行机构,如在保时捷911 Turbo和911 GT3车型中的应用。
“该技术可有效运用于几乎所有驾驶工况。”采埃孚乘用车底盘技术事业部研发总监、底盘系统业务负责人Peter Holdmann博士说,“当车辆低速于狭小区域过弯时,AKC系统使后轮的转动方向与前轮方向相反,以增大车辆转向角度。这样一来,转弯半径将减小10%,从而使车辆更易于操纵。当车辆高速行驶时,也就是说,车速至少在60公里/小时以上,该系统可使后轮的转动方向与前轮方向保持一致,从而提高车辆稳定性和操控性。”
