外文翻譯--汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展歷史及未來技術趨勢 中文版

1、<p><b>　　附錄</b></p><p>　　汽車轉向系統(tǒng)的發(fā)展歷史及未來技術趨勢</p><p>　?。ê戏使I(yè)大學，機械汽車工程學院）</p><p>　　摘要：轉向系統(tǒng)是整車系統(tǒng)中必不可少的最基本的組成系統(tǒng)，駕駛者通過方向盤來操縱和控制汽車的行進方向，從而實現自己的駕駛意圖。一百多年來，汽車工業(yè)隨著機械和電子技術的發(fā)展而

2、不斷前進。到今天，汽車已經不是單純機械意義上的汽車了，它是機械、電子、材料等學科的綜合產物。汽車轉向系統(tǒng)也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展歷經了長時間的演變。本文介紹了汽車轉向系統(tǒng)的歷史及未來的技術發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關鍵詞：轉向系統(tǒng)；轉向器；液壓助力</p><p>　　傳統(tǒng)的汽車轉向系統(tǒng)是機械式的轉向系統(tǒng)，汽車的轉向由駕駛員控制方向盤，通過轉向器等一系列機械轉向部件實現車輪的偏轉，從而

3、實現轉向。隨著上世紀五十年代起，液壓動力轉向系統(tǒng)在汽車上的應用，標志著轉向系統(tǒng)革命的開始。汽車轉向動力的來源由以前的人力轉變?yōu)槿肆右簤褐ΑＲ簤褐ο到y(tǒng)HPS（Hydraulic Power Steering）是在機械式轉向系統(tǒng)的基礎上增加了一個液壓系統(tǒng)而成。該液壓系統(tǒng)一般與發(fā)動機相連，當發(fā)動機啟動的時候，一部分發(fā)動機能量提供汽車前進的動能，另外一部分則為液壓系統(tǒng)提供動力。由于其工作可靠、技術成熟至今仍被廣泛應用。這種助力轉向系統(tǒng)主要

4、的特點是液壓力支持轉向運動，減小駕駛者作用在方向盤上的力，改善了汽車轉向的輕便性和汽車運行的穩(wěn)定性行的穩(wěn)定性。 但同時液壓助力系統(tǒng)也存在一些缺點： 在車輛設計制造完成后，車輛轉向的助力特性不能改變。直接后果是，當助力特性偏向于低速助力時，汽車在低速段可以得到很好的助力，但是在高速段需要有較好路感的時候，由于助力特性不能調節(jié)，使得駕駛者沒有較好的路感；當助力特性偏向于高速助力時，在低速段得不到很好的助力效果；即使車輛不轉向，液壓

5、系</p><p>　　近年來，隨著電子技術在汽車中的廣泛應用，轉向系統(tǒng)中也愈來愈多地采用電子器件。轉向系統(tǒng)因此進入了電子控制時代，相應的就出現了電液助力轉向系統(tǒng)。電液助力轉向可以分為兩類 ：電動液壓助力轉向系統(tǒng)EHPS（Electro-Hydraulic Power Steering）和電控液壓助力轉向ECHPS（Electronically Controlled Hydraulic Power Steerin

6、g）。電動液壓助力轉向系統(tǒng)是在液壓助力系統(tǒng)基礎上發(fā)展起來的，與液壓助力系統(tǒng)不同的是，電動液壓助力系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)的動力來源不是發(fā)動機而是電機，由電機驅動液壓系統(tǒng)，節(jié)省了發(fā)動機能量，減少了燃油消耗。電控液壓助力轉向也是在傳統(tǒng)液壓助力系統(tǒng)基礎上發(fā)展而來，它們的區(qū)別是，電控液壓助力轉向系統(tǒng)增加了電子控制裝置。電子控制裝置可根據方向盤轉向速率、車速等汽車運行參數，改變液壓系統(tǒng)助力油壓的大小，從而實現在不同車速下，助力特性的改變。而且電機驅動下的液

7、壓系統(tǒng)，在沒有轉向操作時，電機可以停止轉動，從而降低能耗。雖然電液助力轉向系統(tǒng)克服了液壓助力轉向的一些缺點。但是由于液壓系統(tǒng)的存在，它一樣存在液壓油泄漏的問題，而且電液</p><p>　　電動助力轉向系統(tǒng)能在不同車速下提供不同的助力特性。在低速行駛時，增加轉向助力，使得轉向更加輕便 ；在高速行駛時減少轉向助力，甚至為了提高路感增加轉向阻尼。電動助力轉向系統(tǒng)只在轉向時電動機才工作，為轉向提供助力，因而能減少能耗。

8、電動機由蓄電池供電，因此電動助力轉向系統(tǒng)可以在發(fā)動機不工作的情況下工作。電動助力轉向系統(tǒng)沒有液壓系統(tǒng)，與液壓助力系統(tǒng)相比，裝配自動化程度更高。而且電動助力轉向系統(tǒng)可以通過改變微處理器中的助力程序算法，很容易實現助力特性的改變。 科學技術的發(fā)展總是日新月異的，傳統(tǒng)的轉向系均由轉向操縱機構（方向盤）、轉向器、轉向傳動機構三大部分組成。但是思想的火花總是能給人帶來驚喜！電子轉向系統(tǒng)SBW（Steering-By-Wire）的誕生顛覆

9、了轉向系三大部分的舊有觀念，它用微控制器取代了轉向傳動機構，由三大部分變?yōu)榱藘刹糠?。電子轉向系統(tǒng)是汽車轉向系統(tǒng)最為先進和前沿的技術之一。它主要由方向盤控制模塊、轉向執(zhí)行模塊以及微控制器三大模塊組成。方向盤控制模塊的主要功能是通過轉向力矩傳感器檢測駕駛員的轉向意圖，并將檢測到的信號（包括旋轉方向以及旋轉速度等）通過總線傳遞給微控制器，</p><p>　　現代汽車轉向裝置的設計趨勢：  

10、60; 1.1 適應汽車高速行駛的需要    從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用變速比轉向器、高剛性轉向器?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟仙a的轉向器結構的方向。</p><p>　　1.2 充分考慮安全性、輕便性    隨著汽車車速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國內外在許多汽車上已普遍增設能量吸收

11、裝置，如防碰撞安全轉向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。從人類工程學的角度考慮操縱的輕便性，已逐步采用可調整的轉向管柱和動力轉向系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產    隨著國際經濟形勢的惡化，石油危機造成經濟衰退，汽車生產愈來愈重視經濟性，因此，要設計低成本、低油耗的汽車和低成本、合理化生產線，盡量實現大批量專業(yè)化生產。對零部件生產，特別是轉向

12、器的生產，更表現突出。</p><p>　　1.4 汽車轉向器裝置的電腦化    汽車的轉向器裝置，必定是以電腦化為唯一的發(fā)展途徑。</p><p>　　2 現代汽車轉向裝置的發(fā)展趨勢     2.1 現代汽車轉向裝置的使用動態(tài)    隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，轉向裝置的結構也有很大變化。汽車轉向

13、器的結構很多，從目前使用的普遍程度來看，主要的轉向器類型有4種：有蝸桿肖式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)、循環(huán)球式(BS型)、齒條齒輪式(RP型)。這四種轉向器型式，已經被廣泛使用在汽車上。</p><p>　　據了解，在世界范圍內，汽車循環(huán)球式轉向器占45％左右，齒條齒輪式轉向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉向器占10％左右，其它型式的轉向器占5％。循環(huán)球式轉向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉向器有

14、很大的發(fā)展。日本汽車轉向器的特點是循環(huán)球式轉向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的各類型汽車，采用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉向器，已由60年代的62．5％，發(fā)展到現今的100％了(蝸桿滾輪式轉向器在公共汽車上已經被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉向器占65％，齒條齒輪式占 35％。</p><p>　　2.2 循環(huán)球式轉向器特

15、點    循環(huán)球式轉向器的特點是：效率高，操縱輕便，有一條平滑的操縱力特性曲線。布置方便。特別適合大、中型車輛和動力轉向系統(tǒng)配合使用；易于傳遞駕駛員操縱信號；逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。    可以實現變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉向力小、且經常使用，要求轉向靈敏，因此希望中間位置附近速比小，以提高靈敏性。大角度轉向位置轉向阻力大，但使

16、用次數少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉向力。由于循環(huán)球式轉向器可實現變速比，應用正日益廣泛。    通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉向力，具有較大的強度和較好的耐磨性。并且該轉向器可以被設計成具有等強度結構，這也是它應用廣泛的原因之一。變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。高速車輛需要在高速時有較好的轉向穩(wěn)定性，必須保證轉向器具有較高的剛度。齒條齒扇副磨損后可以重新調整間隙，使之具

17、有合適的轉向器傳動間隙，從而提高轉向器壽命，也是這種轉向器的優(yōu)點之一。我國的轉向器生產，除早期投產的解放牌汽車用蝸桿#0;滾輪式轉向器，東風汽車用蝸桿肖式轉向器之外，其它大部分車型都采用</p><p>　　2.3 轉向器生產專業(yè)化    循環(huán)球式轉向器在國外實現了專業(yè)化生產，同時以專業(yè)廠為主、大力進行試驗和研究，大大提高了產品的產量和質量。在日本“精工”(NSK)公司的循環(huán)球式轉

18、向器就以成本低、質量好、產量大，逐步占領日本市場，并向全世界銷售它的產品。德國ZF公司也作為一個大型轉向器專業(yè)廠著稱于世。它從1948年開始生產ZF型轉向器，年產各種轉向器200多萬臺。還有一些比較大的轉向器生產廠，如美國德爾福公司SAGINAW分部；英國BURM#0;AN公司都是比較有名的專業(yè)廠家，都有很大的產量和銷售面。專業(yè)化生產已成為一種趨勢，只有走這條道路，才能使產品質量高、產量大、成本低，在市場上有競爭力。</p>

19、<p>　　2.4動力轉向是發(fā)展方向    動力轉向系統(tǒng)的應用日益廣泛，不僅在重型汽車上必須裝備，在高級轎車上應用的也較多，在中型汽車上的應用也逐漸推廣。主要是從減輕駕駛員疲勞，提高操縱輕便性和穩(wěn)定性出發(fā)。雖然帶來成本較高和結構復雜等問題，但由于優(yōu)點明顯，還是得到很快的發(fā)展。 動力轉向有3種形式：整體式、半分置式及聯(lián)閥式動力轉向結構。目前3種形式各有特點，發(fā)展較快，整體式多用于前橋負荷3～8