针对混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计与研究

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1、轻型汽车技术2015(1／2)技术纵横49混合动力客车电动液压助力转向系统的匹配设计与研究徐劲朱晓(南京依维柯汽车有限公司)摘要：通过对一款混合动力客车电动液压助力转向系统(EHPS)的开发研究，介绍了液压泵的工作流量和电机的额定功率的计算匹配方法，并详细分析了系统的控制策略，即对不同的行驶状况调节转向助力的方法，提供更好的驾驶舒适性和稳定性，并达到节能的目的。最后通过样车的操纵稳定性试验，验证了这种开发方法是正确可行的。关键词：电动液压助力转向系统(EHPS)匹配计算控制策略1刖吾合动力客车和二类底盘产品。此车型

2、在低速行驶近年来，以纯电动和混合动力为主的新能源和启停时采用纯电动驱动模式，高速稳定行驶时采用发动机驱动模式，充分利用发动机的经济工汽车技术已经成为各国汽车企业在汽车领域研发的重点，能否掌握新能源汽车的关键技术决定了况，达到节能减排的目的，其配置的动力电池除可各国汽车企业能否在未来市场的竞争中占有主导以提供纯电动模式行驶所需的能量外，还能为车地位。新能源汽车的关键技术包括驱动电机、动力内外的用电设备提供充足稳定的电源，且在电量电池和电控系统的大“三电”，以及电动转向系不足时可由发动机或外接电源对电池进行充电。表1是

3、新开发车型的整车基本参数。统、电动制动系统和电动空调系统的小“三电”。目前，电动转向系统在新能源汽车中应用最广泛表1整车基本参数的是电动助力转向系统(EPS)和电动液压助力转主要参数项具体值向系统(EHPS)两类。EPS系统发展比较成熟，在全长／全宽／全高(mm)5990x2Ooox2740传统汽车领域也被广泛应用，但是受助力电机功轴距(mm)331O率的限制，系统输出的转向力矩较小，所以在中小前悬／后悬(mm)l0oo／l680型轿车及微型客车上应用较多。而EHPS系统因前轮距／后轮距(mm)l695／1540为

4、对传统的液压助力系统改动较小，系统输出的整备质量(kg)33oo转向力矩较大，且可靠性更好，所以在新能源客车最大设计总质量()5O00及一些大型乘用车上被广泛应用。空载轴荷分配(前／后kg)1580／l720为了满足旅行房车、抢救指挥车、冷藏运输车满载轴荷分配(前／后kg)l620，2660等专用车辆需要长期使用稳定的、大容量的电源最大乘员数(人)17的需求，我们开发了一款适合专用车辆改装的混50技术纵横轻型汽车技术2015(1／2)因为新车型的总质量和前轴负荷较大，需要(mm)。较大的转向力矩，并且考虑在基础车型

5、的液压助转向器油缸内活塞环体移动的速度fmm／s)计力转向系统上做尽可能小的改动，所以在设计转算如式2。向系统时选择采用电动液压助力转向系统(EH—v,=nst(2)PS)。其中，n是方向盘的最大转速，取1．25r／s，t是2系统主要部件的选型与匹配齿条螺距，即齿轮齿条传动比。电动液压助力转向系统(EHPS)的基本组成转向器工作时的理论流量(L／min)计算如式3。如图1所示，与传统液压助力转向系统相比，增加Qo=(3)10了车速传感器、转角传感器、转矩传感器、控制器转向器工作时的实际流量(L／min)计算如式4。

6、(ECU)、无刷电机驱动的液压泵等。包括转向器Q=1．5Q0+Q2(4)在内的其他部件都是沿用的基础车型原件，所以其中，Q是动力转向器允许的内泄漏流量新系统需要针对转向器的规格和整车需要的转向力矩，匹配合适的电动液压泵，即确定液压泵的工(L／min)。将表2中的参数代人计算，得转向器工作时作流量和电机的额定功率。的实际流量为8．61L／min，转向泵的工作流量要略大于此值。综上可得出，液压泵的工作流量必须满足≥訇岖画臣画奎I8．61L／rain，初选液压泵的工作流量Q=9L／min。2．2计算驱动液压泵的电机的额定

7、功率———攫施搋转向系统的相关参数如表3。图1电动液压助力转向系统(EHPS)原理图表2转向系统相关参数2．1计算液压泵的工作流量一个轮胎上的满载垂赢负荷(N)8575新车型采用的齿轮齿条式转向器，主要参数轮胎气~K(Pa14．3x105如表2。转向拉杆与转向节连接点到主销中心线的力臂长度(Il1)0．1467表2齿轮齿条式转向器参数液压泵的总效率8O％项目参数活塞环体半径(him)25．775汽车在停车时原地转向所受的转向阻力最齿条半径fmm114大，故最大转向阻力矩(N·m)计算如式5。小齿轮节圆半径(mm)9

8、厂—齿轮齿条传动比47-27寺K1~V／7-(5)内泄漏流量(L／min10．8其中，G是一个轮胎上的垂直负荷(N)；p是轮胎气压(Pa)；是轮胎和路面问的滑动摩擦系数，转向器油缸的工作面积(mm2)计算如式1。S=S1一S2=1TR一1Tr21(1)一般取0．7。此公式为经验公式，取安全系数K=2。齿条上的最大作用力(N)计算如式6。其中，s是活塞环体面积