轉向管柱萬向節(jié)微小擺動扭矩測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車在動力性、舒適性和安全性方面提出了更高的要求。在我國未來汽車技術的發(fā)展趨勢中，安全性已成為人們普遍關注的焦點。Rover750型轉向管柱是基于被動安全技術的設計理念，它的可潰式伸縮吸能結構和管內變形元件的設計，以及兩剛性桿件之間的萬向節(jié)連接，使得在車輛發(fā)生碰撞時，能通過伸縮、變形吸收能量，有效減少駕駛員受方向盤的沖擊力，使整個轉向系統(tǒng)具有更好的安全性。 為了對這種新型的轉向管柱的性能進行評估，其

2、中一點是需要測量它的萬向節(jié)的微小擺動扭矩。由于萬向節(jié)能同時在兩個不同的平面內運動，所以在檢測一個平面內的擺動扭矩時必須保證在另一個平面內的靜止。傳統(tǒng)的檢測方法是通過彈簧掛鉤將萬向節(jié)一端穩(wěn)定在一個平面內，但對測量引入了外力，而且這種外力是變化的，不能作為系統(tǒng)誤差消除。 該論文提出了兩種新型實用的檢測萬向節(jié)擺動扭矩的方法：托肘方法和磁懸浮方法。托肘方法主要是借助力傳感器能夠承受一定范圍內的切向力，而且對這種切向力不敏感的特性，通過力

3、傳感器直接支撐萬向節(jié)的一端，保證在測試過程中萬向節(jié)在另一個平面內靜止。磁懸浮方法類似于磁懸浮列車的原理，用大塊永久性磁鐵產(chǎn)生近似的勻強磁場，通過磁斥力與萬向節(jié)的重力相抵消，從而可以防止萬向節(jié)的一端往下掉。這兩種方法都有效地解決了萬向節(jié)在另一個平面內如何保持穩(wěn)定的問題，而且都不會引入外力，不會對測量結果產(chǎn)生影響。 論文還詳細介紹了根據(jù)托肘方法設計和開發(fā)出來的能實現(xiàn)完全自動化操作的測試系統(tǒng)。論文首先介紹了測試系統(tǒng)在機械設計上的特點，

4、它的工件夾具能在三個坐標軸內自由地滑動，從而有效地防止在測試過程中發(fā)生“卡死”現(xiàn)象而對測量結果產(chǎn)生影響。該測試系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機作為整個系統(tǒng)的核心，通過控制永磁直流力矩電機，采用高精度力傳感器和信號調理放大電路，以及PCL－818L ISA總線數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)對萬向節(jié)微小擺動扭矩的自動測量。經(jīng)過與彈簧掛鉤方法的數(shù)據(jù)進行比較，證明了托肘方法的正確性和有效性，充分表明了該測試系統(tǒng)的高精度、高效率和強大的數(shù)據(jù)運算和處理能力的特性。該系統(tǒng)自投入