新型电动液压转向系统建模和耦合分析.pdf

学兔兔 新型电动液压转向系统建模及耦合分析 A new type electro-hydraulic steering system modeling and coupling analysis 瞿桂鹏，落 领，左仕林 QU Gui．peng。LAO Ling，ZUO Shi．1in (江西理工大学机电工程学院，赣州341000) 摘 要：以轿车液压转向系统为研究对象，引进了一种具有主动转向和助力转向功能的新型电动液压转 向系统。利用CATIA软件建立了新型电动液压转向系统的数字化三维模型，分析了该转向系 统的结构和功能。并采用一种基于转向盘角速度和车速的附加主动转向活塞杆位移的变传动 比控制策略，建立了从方向盘到车轮转向角的数学模型。最后应用AMESim软件完成了新型电 动液压转向系统的建模，并对助力转向系统和主动转向系统同时工作时的高压油腔内的流量 和压力进行了动态仿真分析。仿真结果表明，两系统同时工作时的流量压力特性相互影响很 小，即在改变助力大小的同时主动转向系统给主动转向活塞杆的附加位移几乎不受影响，在 改变主动转向活塞杆附加位移的同时齿条助力的大小也基本不受影响。故该新型电动液压转 向系统能够较好的实现力和角位移的分工协同控制，对转向系统设计和开发具有一定的指导 意义。 关键词：主动前轮转向；CATIA；AMESim；耦合分析 中图分类号：U461．6 文献标识码：A 文章编号：1009-01 34(2Ol 5)1 0(上)-0078-05 Doi：1 0．3969／j．issn．1 009-01 34．2015．1 9．22 0 引言 转向变传动比的改变。但是由于转向系统的高度集成， 电动液压助力转向系统 (Electro．Hydraulic Power 两系统同时工作时，助力转向和主动转向油路之间，液 Steering System，EHPS)，一般采用直流电机驱动液压 压元件之间耦合对整个转向系统的性能产生的影响是性 助力转向泵，并能根据汽车行驶状态主动调节电机转速 能分析中必须考虑的问题 】。通过采用控制变量法对比 进而控制转向助力的大小，使得汽车在低速时转向轻 仿真分析了助力转向和主动转向高压油腔的压力与流量 便，高速时转向稳重Ⅲ。 时域特性，结果显示两系统之间的液压耦合作用对助力 前轮主动转向系统 (Active Front Steering，AFS)， 与主动功能影响较小，这表明该新型液压转向系统能够 通过改变转向传动比和主动转向干预，使轮胎侧向力始 很好的实现力与角位移的协同控制 】。 终置于线性区，因此相比传统的助力转向系统，具有前 1新型转向系统结构及原理 轮主动转向系统的汽车低速时转向更轻便、灵敏，而高 速时转向更加稳重、精准 l。 1．1转向系统三维模型 目前，EHPS不能实现变传动比控制和通过主动转 CATIA是法国达索公司开发的一款高档CAD／CAE／ 向干预对车辆实施稳定性控制，且现有的AFS多采用在 CAM一体化软件，因其强大的曲面设计功能，先进的 转向盘和齿轮齿条转向器之间的转向柱上集成了一套双 混合建模技术等优点在汽车行业得到了广泛的应用。利 行星齿轮机构，用于向前轮提供叠加转向角，从而实现 用CATIA软件建立的新型电动液压转向系统三维模型如 变