Thomson执行器帮助提升皇家交通研究项目的效率.PDF

| Thomson 执行器帮助提升皇家交通研究项目的效率 现今，车辆可以轻松进行弯道行驶以及急转弯，似乎现代助力转向系统已经没 有多少改进空间。然而，瑞典KTH 皇家综合交通研究实验室（ITRL）专注于过驱 动汽车技术的工程师并不这样认为。他们正致力于研究使用小型机电技术替代传统 液压转向技术能否在性能、成本、维护、可持续性和灵活性方面带来优势。 当今的转向系统有什么问题？ 目前，大多数车辆中的助力转向系统都是围绕着转向柱构建的，转向柱在车辆 驾驶员侧占据了很大的空间。通过转动方向盘，驾驶员直接控制高压液压油流向前 轮组件上的执行器，使得车轮能够在将其与悬挂系统连接的球形接头上向左或向右 转动。这种装置在一定程度上运行良好，但是存在很多限制。 一方面，转向柱需要占据大量空间并且会增加机械系统的重量，而该机械系统 十分复杂并且维护成本高昂。例如，如果转向系统在碰撞中受损，维修或者更换成 本费用不菲。另一方面，液压转向系统还需要定期维护。助力转向液必须定期补充， 因为潜在泄漏会损害转向性能，从而危及安全。 能效是一个时下热点问题。“传统转向系统通过直接连接发动机获得动力，因 此在怠速时，车辆将停止向转向系统供电，然而在高速驾驶时，转向系统处于过载 状态。”交通创新专家，ITRL 主管Peter Georén 说道， “必威体育精装版设计趋势是将发动 机更多地用于推进，而不是用于为子系统供电。” 传统转向器的另一个限制是只有前轮旋转，因此转动角度受限。例如，这使得 挤进狭小的停车空间变得极具挑战性，需要进行一系列被称为平行停车的可怕操 作。尽管一些较新的车型可以为我们完成这项操作，但是该功能仍然在车辆可以垂 直进入停车点时才更加有效。除了停车外，配备多个转向执行器能够更好地控制汽 车，减少滚动和转弯阻力，使得驾驶更加愉快、安全。 尽管现在并非转向系统的一部分，外倾角的调整、车轮与车厢的垂直对准是非 常精密的操作，每当坑洼或者其他损伤导致其受到影响时都必须使用专用设备进行 调整。如果该调整可以更方便地完成（甚至自动化完成），则可以节省时间和成本， 实现更平稳的驾驶和更少的轮胎磨损，并且在需要时可提高侧向抓地力，从而提高 安全性。 使用电线替代管道 线控转向是KTH 和ITRL 正在努力解决的一系列更广泛的环境和可持续交通挑 战的一部分。ITRL 正在对其400 kg 的研究概念车（RCV）进行测试，该概念车可 搭载两名乘客并达到70 km/h 的车速。图1。 图1 – 转向组件，Matthias Tidlund 供图 RCV 的每个车轮上都配备了一个由直线执行器控制的转向装置。传统上，转 向力通过液压管道输送高压动力液提供，然而在ITRL 的研究概念车（RCV）中， 电线替代了液压管道并且激活内置在执行器外壳中的小型电机。驾驶员通过方向盘 控制电信号，相比于传统的转向柱和管道系统，这更像是电子游戏的控制器。 为了配备用于测试过驱动技术的系统，ITRL 团队确定RCV 需要8 个电动推杆： 每个车轮上2 个驱动器，其中一个用于控制转向，另一个用于控制外倾角。寻找适 当的直线执行器需要一些时间。他们向许多供应商提交了技术参数，但大多数供应 商都只能在更高电压或者AC （交流）下满足参数要求。然而Thomson Industries 可以满足所需的全部技术参数。Thomson 提供了4 个高速Max Jac MX24-B8M10E0 执行器来执行转向功能，以及4 个Pro 系列执行器来改变车轮外 倾角。 正如预期的一样，新的电动推杆比液压执行器响应速度更快，因为电力沿电线 传输的速度更快。此外，数字控制器与专门设计的转向结构相结合，提供了传动驱 动无法达到的灵活性水平。例如，这种能力可以用垂直停车替代平行停车，或者在 未来实现驾驶过程中的自动重新校准，减少滚动阻力或者撞击坑洼后的调整。 压力测试 测试方案涉及车辆的满载行驶和连续转弯。静态转向对系统的压力要比车辆行 驶时的转向更大，而且在运行接近连接配置的限制之前不久就开始受到影响。执行 器电机上的绕组变得过热并开始烧毁。 无法选择使用不同的执行器，因为已经确定只有Thomson 执行器能够满足所 需的性能参数。因此，注意力转向随执行器提供的库存电机，因为它并不是专为ITRL 测试中的极端条件设计的。Georén 和他的团队测试了一个想法，绕线方式不同的 电机可能会提供所需的性能而且不会烧毁。 电机对比 测试是通过特别合作完成的，参与人员包括