详情

原文传递兼顾操纵与节能的ECHPS可变助力特性设计与试验研究

论文题名：	兼顾操纵与节能的ECHPS可变助力特性设计与试验研究
关键词：	中重型商用车辆;电控液压助力转向系统;可变助力特性;优化设计
摘要：	目前，中重型商用车辆普遍采用液压助力转向系统(Hydraulic PowerSteering System，简称HPS)，其助力特性单一，无法兼顾低速行驶时的转向轻便性和高速行驶时的良好“路感”要求。此外，HPS系统的液压转向泵由整车发动机直接驱动，车辆运行过程中，转向泵始终处于高速运转状态，转向泵溢流损失较大，整车燃油经济性较差。针对汽车液压助力转向系统能耗大、助力特性不理想等问题，根据所研究的电控液压助力转向（Electronically ControlledHydraulic Power Steering System，简称ECHPS）系统结构特点，在助力特性设计过程中考虑了比例电磁阀旁通流量特性对系统能耗性的影响，兼顾了转向系统的节能性，完成了可变助力特性台架试验与转向系统能耗特性试验研究，并进行了样车操稳性法规试验，为中重型商用车辆ECHPS系统的应用研究奠定理论基础，本文研究内容主要如下: 　　在分析国内外电控液压助力转向技术发展现状的基础上，结合中重型商用车循环球式HPS系统自身的优点，提出了采用比例电磁阀旁通流量式ECHPS系统设计方案。根据理想的可变助力特性曲线对操稳性的要求，同时考虑比例电磁阀旁通流量特性对ECHPS系统能耗性的影响，将节能性作为助力特性的评价指标，提高车辆操纵稳定性的同时兼顾了转向系统能耗性。根据理想助力特性曲线计算获得了不同车速下比例电磁阀旁通流量大小，采用模糊PID控制策略对比例电磁阀阀芯位移进行精确控制，从而有效地降低转向系统能耗。　　根据循环球式转向器的结构特点和工作要求，以及比例电磁旁通流量特性曲线，设计并生产了符合试验研究条件的核心部件比例电磁阀，为了优化比例电磁阀工作性能，采用了不同控制方法对比例电磁阀旁通流量响应特性进行对比控制研究，并进行了台架试验，仿真与试验结果表明:设计生产的比例电磁阀符合设计要求，具有良好的流量特性。　　基于GY120型HPS转向器设计了ECHPS转向器的样机，并在液压助力转向器性能试验台上进行了ECHPS助力特性的台架试验，试验结果表明:所设计的可变助力特性曲线可以实现重型车辆低速时转向轻便性和高速时的良好“路感”，同时降低了液压助力转向系统的能耗，兼顾了转向系统的节能性。　　根据整车节能性要求，分析了ECHPS转向系统能量流动特性，在此基础上，基于能量流理论对ECHPS系统进行逐级建模分析，根据理想助力特性曲线设计的液压助力控制系统，进行了动态多工况仿真分析。此外，采用申龙SLK6118型大客车作为试验车，对其转向系统加装压力与流量的测量装置，完成了整车转向系统能耗特性试验，试验和仿真结果表明:所建立的ECHPS系统的能量流模型是有效的;ECHPS系统的综合能耗明显低于HPS系统，说明ECHPS系统改善操纵稳定性的同时兼顾了节能性。　　最后，为了评价安装了所开发的ECHPS转向系统的样车操纵稳定性，按照国家法规要求，进行了蛇形试验、转向盘中间位置以及瞬态转向试验，试验结果表明:配备本课题所研究的ECHPS系统的车辆，高速行驶工况下驾驶员的“路感”得到显著改善，同时提高了整车操纵稳定性。
作者：	周泽磊
专业：	车辆工程
导师：	江浩斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文