电动液压助力转向系统动力学分析与能量分布研究

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1、电动液压助力转向系统动力学分析与能量分布研究摘要节能减排是现代汽车发展的一个重要目标。电动液压助力转向系统采用电动机驱动液压油泵，不仅节约了能量，而且能够根据汽车行驶工况调整助力的大小，获得良好的路感。此外这种转向系统还具有结构简单紧凑、安装布置方便等优点，在国内外多款车型上得到广泛采用。国内对该系统的研究尚处于起步阶段，核心零部件技术仍被国外垄断。因此对该系统的研究是十分必要的。本文研究的主要内容有：首先分析了EHPS系统的工作原理和转向控制阀在汽车各行驶状态时的工作特性。其次将EHPS系统分为机械模块、液压模块、电机模块以及控制模块，分别建立各模块的数学模型及仿真模型。并建立

2、了整车操纵动力学模型。确定了模型中的各项参数的数值。为下一步的仿真分析研究打下基础。根据转向盘力矩特性，通过仿真分析，得到各车速下转向回正力矩特性；提出了转向助力特性曲线的设计方法。通过分析EHPS系统的转阀的工作特性曲线，确定了电动机转速与车速、转向盘角速度的关系。最后提出了EHPS系统的控制方法，并仿真分析了系统的助力特性。分别参考转向盘角阶跃输入实验和转向盘中间位置操纵稳定性试验，对EHPS系统进行仿真分析，确定整车横摆角速度、转向操纵力以及助力液压缸两侧的压力差等系统响应特性。并分析了转向系统各参数对这些响应特性的影响。然后分析了EHPS系统各子系统的能量消耗以及它们之间

3、的能量流动。电动液压助力转向系统的能量消耗主要取决于其在转向中间位置状态的能耗性能。最后分析了转向系统各参数对系统能耗的影响。本文通过对微型轿车电动液压助力转向系统的助力特性和能量流动的分析，探讨了EHPS系统与微型轿车的匹配方法。运用数学模型理论和仿真试验方法，搭建了电动液压助力转向系统与整车的仿真研究平台，并探索了EHPS系统各参数变化对整车操纵稳定性和能量消耗的影响，为后续EHPS系统的优化设计与开发提供了理论与工程基础。关键词：节能；路感：转阀；回正力矩：横摆角速度；能量流动AbstractThereductionoffuelconsumptioninvehiclesre

4、mainsanimportanttargetInvehicledevelopment．Toreducetheenergyconsumption，anelectricmotorcanbeusedtodrivethepumpinElectro．hydraulicpowersteeringsystem．BesidesEHPSenablestheamountofassistancewithsteeringtobevarieddependingontherunningconditionofvehicle，SOastogetagoodroadfeel．Becauseofitssimplean

5、dcompactstructure，convenientinstallment，thissteeringsystemiswidelyacceptedinmanyvehiclesabroadtheworld．Thedomesticresearchofthissteeringsystemisstillinthestartingphase，andthetechnologyofcorecomponentsisstillinforeignmonopoly·Thereforeitisverynecessarytodoresearchinthissteeringsystem．Thepaperm

6、ainlydescribesthefollowingaspects．TheworkingprincipleofElectro·hydraulicpowersteeringsystemisfirstlyanalyzedandthesteeringvalvecharacteristicsatvariousdrivingconditionsaredescribed．SecondlyEHPSsystemissplitintothemechanical，hydraulic，andelectricmoduleandthecontroller；eachisestablishedmathemat

7、icalmodelandsimulationmodel．Thenvehiclesteeringdynamicsmodelisestablished．Finallythevaluesofvariousparametersareascertainedinthemodel，layingthefoundationforthesimulationanalysisresearch．Accordingtodetailedanalysisofthesteeringwheeltorquechara