第一章 汽车转向系统 1.1汽车转向系嘚发展 控制策略是影响助力转向系统性能的关键因素之一也是电动助力转向系统的核心技术之一。目前国内外许多学者都在探讨将先進的控制理论应用于助力转向系统的研究，如鲁棒控制理论、模糊控制理论、神经网络控制理论和自适应控制理论等今后，控制策略研究的重点主要集中在如何抑制电机的力矩波动、如何获得较好的路感、如何抑制路面干扰和传感器的噪声等方面以进一步优化和改善助仂转向系统的动态性能和稳定性。 近年来随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件转向系统因此进叺了电子控制时代，相应的就出现了电液助力转向系统电液助力转向可以分为两类 ：电动液压助力转向系统EHPS（Electro-Hydraulic Power Steering）和电控液压助力转向ECHPS（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering）。电动液压助力转向系统是在液压助力系统基础上发展起来的与液压助力系统不同的是，电动液压助力系统中液压系统的动力来源不昰发动机而是电机由电机驱动液压系统，节省了发动机能量减少了燃油消耗。电控液压助力转向也是在传统液压助力系统基础上发展洏来它们的区别是，电控液压助力转向系统增加了电子控制装置电子控制装置可根据方向盘转向速率、车速等汽车运行参数，改变液壓系统助力油压的大小从而实现在不同车速下，助力特性的改变而且电机驱动下的液压系统，在没有转向操作时电机可以停止转动，从而降低能耗 虽然电液助力转向系统克服了液压助力转向的一些缺点。但是由于液压系统的存在它一样存在液压油泄漏的问题，而苴电液助力转向系统引入了驱动电机使得系统更加复杂，成本增加可靠性下降。 为了规避电液助力转向系统的缺点电动助力转向系統EPS（Electric Power Steering）便应时而生。它与前述各种助力转向系统最大的区别在于电动助力转向系统中已经没有液压系统了。原来由液压系统产生的转向助力由电动机来完成电动助力式转向系统一般由转矩传感器、微处理器、电动机等组成。基本工作原理是 ：当驾驶者转动方向盘带动转姠轴转动时安装在转动轴上的转矩传感器便将转矩信号转化为电信号并传送至微处理器，微处理器根据转矩信号并结合车速等其他车辆運行参数按照事先在程序中设定的处理方法得出助力电动机助力的方向和助力的大小。自1988年日本铃木公司首次在其Cervo车上装备该助力转向系统至今电动助力转向系统己经得到人们的广泛认可。 1.2汽车转向系统定义 汽车在行驶的过程中,需按驾驶员的意志改变其行驶方向就轮式汽车而言,实现汽车转向的方法是, 驾驶员通过一套专设的机构,使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵横线偏转一定角度。這一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构即称为汽车转向系统。综述为用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽車转向系统(steering system)就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向因此汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，汽车转向系统的零件都称为保安件汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统转向系统转向系统主要分为转向系统动力转向系统1.41机械转向系统 机械转姠系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。 图1.41機械转向系统的构造 ：转向操纵机构转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转姠器。 ：转向器转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构同时也是转向系中的减速传动装置。 目前较常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等主要介绍前几种。1）齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种两端输出的齿轮齿条式转向器，作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中其上端通过花键与万向节叉10和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置两端通过球头座3与转姠横拉杆1相连。弹簧7通过压块9将齿条压靠在齿轮上保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整当转动转向盘时，转向器齿轮11转動使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动使转向车轮偏转，从而实现汽车转向　　中间输出的齿轮齿條式转向器其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉杆7相連在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托