X'inhu EPS
1. Ħarsa ġenerali
Is-sistema ta 'l-istering ta' l-enerġija elettrika EPS (power steering elettriku) hija sistema ta 'power steering li tistrieħ direttament fuq il-mutur biex tipprovdi torque awżiljarju. Meta mqabbel mas-sistema tradizzjonali ta 'l-istering ta' qawwa idrawlika HPS (power steering idrawliku), is-sistema EPS għandha ħafna vantaġġi: biss meta l-istering huwa meħtieġ Biss meta l-mutur jibda jiġġenera l-enerġija, jista 'jnaqqas il-konsum tal-fjuwil tal-magna; jista 'jipprovdi l-aħjar assistenza ta' enerġija taħt diversi kundizzjonijiet tas-sewqan, u jnaqqas id-disturb tat-torque tal-ħruġ tal-mutur ikkawżat mill-wiċċ irregolari tat-triq biex jassisti s-sistema permezz tal-azzjoni tal-apparat ta 'trażmissjoni. Ittejjeb il-karatteristiċi ta 'l-istering tal-karozza u ttejjeb is-sigurtà attiva tal-karozza; mingħajr iċ-ċirkwit idrawliku, l-aġġustament u l-iskoperta huma aktar faċli, il-grad ta 'awtomazzjoni tal-assemblaġġ huwa ogħla, u jista' jitqabbel malajr ma 'mudelli differenti billi jiġu stabbiliti programmi differenti, jitqassar iċ-ċiklu ta' produzzjoni u żvilupp; le Hemm problema ta 'tnixxija taż-żejt u tnaqqas it-tniġġis għall-ambjent.
Is-sistema EPS hija xejra ta 'żvilupp tas-sistema futura ta' power steering.
Dijagramma tal-istruttura tal-EPS
Figura 1 Dijagramma tal-istruttura tal-EPS
Kif muri fil-Figura 1, EPS huwa magħmul prinċipalment minn sensor tat-torque, sensor tal-veloċità tal-vettura, mutur elettriku, mekkaniżmu ta 'deċelerazzjoni u unità ta' kontroll elettroniku (ECU). Is-sensor jiskopri l-kobor u d-direzzjoni tat-torque jew l-angolu ġġenerat mill-istering waqt l-operazzjoni tal-isteering tas-sewwieq, u jikkonverti l-informazzjoni meħtieġa f'sinjali diġitali u jdaħħalhom fl-unità ta 'kontroll. Fl-aħħarnett, jinħareġ il-kmand biex issuq il-mutur biex jaħdem, u t-torque tal-ħruġ tal-mutur huwa megħjun mill-azzjoni tal-apparat tat-trasmissjoni. Għalhekk, is-sensor tat-torque huwa wieħed mill-aktar komponenti importanti fis-sistema EPS. Hemm ħafna tipi ta 'sensors tat-torque, prinċipalment inklużi sensuri tat-torque tal-potenzjometru, sensors tat-torque tal-gauge tar-reżistenza tal-metall, sensuri tat-torque mingħajr kuntatt, eċċ Bl-avvanz tat-teknoloġija, se jkun hemm sensuri b'preċiżjoni ogħla u prezz aktar baxx.
2. Sensor tat-torque tal-potenzjometru
Is-sensuri tat-torque tal-potenzjometru jistgħu jinqasmu prinċipalment f'tip ta 'driegħ spirali, tip ta' gear planetarju bi stadju doppju, u tip ta 'bar tat-torsjoni. Fost dawn, il-kejl tal-bar tat-torsjoni għandu struttura sempliċi u affidabilità relattivament għolja, u kien użat ħafna fil-jiem bikrija.
2.1 Struttura u prinċipju tas-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni fl-EPS
Is-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni huwa magħmul prinċipalment minn rebbiegħa tal-bar tat-torsjoni, konvertitur tal-ispostament tal-angolu u potenzjometru. Il-funzjoni ewlenija tar-rebbiegħa tal-bar tat-torsjoni hija li tiskopri t-torque li s-sewwieq jaġixxi fuq l-isteering wheel u jikkonvertih fl-angolu korrispondenti ta 'rotazzjoni. Il-konvertitur tal-ispostament tal-angolu tar-rotazzjoni huwa par ta 'mekkaniżmi helical, li jikkonvertu l-angolu tar-rotazzjoni relattiv taż-żewġt itruf tar-rebbiegħa tal-bar tat-torsjoni fl-ispostament axjali tal-kmiem li jiżżerżaq, li huwa magħmul minn ballun riġidu, kanal spirali u a slider. Is-slajder jista 'jiċċaqlaq f'direzzjoni helical relattiva max-xaft tal-input, filwaqt li s-slajder huwa mmuntat fuq ix-xaft tal-ħruġ permezz ta' pin u jista 'jiċċaqlaq f'direzzjoni vertikali relattiva max-xaft tal-ħruġ. Għalhekk, meta x-xaft tad-dħul idur relattiv max-xaft tal-ħruġ, is-slajder jiċċaqlaq vertikalment skont id-direzzjoni tar-rotazzjoni tax-xaft tal-input u l-ammont ta 'rotazzjoni relattiv max-xaft tal-ħruġ. Meta l-isteering wheel jiġi mdawwar, it-torque jiġi trażmess lill-bar tat-torsjoni, u d-direzzjoni tax-xaft tad-dħul relattiva max-xaft tal-ħruġ hija devjata. Id-devjazzjoni hija l-moviment tas-slider, il-moviment ta 'dawn id-direzzjonijiet tal-assi huwa kkonvertit fl-angolu ta' rotazzjoni tal-lieva tal-potenzjometru, il-moviment tal-kuntatt li jiżżerżaq fuq il-linja tar-reżistenza jagħmel il-valur tar-reżistenza tal-potenzjometru jinbidel kif xieraq, u l-bidla ta ' reżistenza hija kkonvertita f'vultaġġ permezz tal-potenzjometru. B'dan il-mod, is-sinjal tat-torque jiġi kkonvertit f'sinjal ta 'vultaġġ.
2.2 Disinn tas-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni
Il-bar tat-torsjoni hija parti importanti tas-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni kollu, għalhekk iċ-ċavetta għad-disinn tas-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni hija d-disinn tal-bar tat-torsjoni. Il-bar tat-torsjoni hija konnessa max-xaft ta 'l-istering permezz ta' spline involute b'snien fin, u t-tarf l-ieħor huwa konness max-xaft ta 'output ta' l-istering permezz ta 'pin radjali (dijametru D). L-istruttura bażika tidher fil-Figura 2.
Struttura tal-bar tat-torsjoni tas-sezzjoni ċilindrika
Figura 2 Dijagramma tal-istruttura tal-bar tat-torsjoni tas-sezzjoni ċilindrika
Dijametru ta 'barra ta' l-istruttura tat-tarf tal-bar tat-torsjoni spline involute serrated
d{{0}}(1.15~1.25)d, tul L=(0.5~0.7)d, sabiex tiġi evitata konċentrazzjoni eċċessiva ta' stress, meta tuża flett eċċessiv, ir-raġġ R=(3~5)d, it-tul effettiv tal-bar tat-torsjoni huwa l , d huwa d-dijametru tat-tul effettiv tal-bar tat-torsjoni.
L-ebusija tat-torsjoni k tal-bar tat-torsjoni hija kwantità fiżika importanti tal-bar tat-torsjoni, li tista 'tiġi kkalkulata billi tirreferi għall-formula li ġejja.
Meta tkun soġġetta għat-torque T, l-istress shear tat-torsjoni tiegħu τ u l-angolu ta’ deformazzjoni φ huma rispettivament:
L-ebusija tat-torsjoni tagħha hija:
Fejn id-dijametru tal-bar tat-torsjoni d, tul effettiv, mument ta 'inerzja Ip, koeffiċjent tas-sezzjoni tat-torsjoni Zi
Il-Figura 3 turi l-kurva tat-test ta 'bar tat-torsjoni tas-sensor tat-torque, u l-inklinazzjoni tal-kurva hija l-ebusija tat-torsjoni k.
Is-sensorju tat-torque tal-bar tat-torsjoni intuża ħafna fl-EPS bikrija, iżda minħabba li huwa tip ta 'kuntatt, il-frizzjoni ġġenerata waqt it-tħaddim tagħmilha faċli biex tintlibes u taffettwa l-eżattezza tagħha, u se titneħħa gradwalment.
3. Sensor tat-torque ta 'strain gauge tar-reżistenza tal-metall
Il-kejl tat-torque tas-senser jadotta teknoloġija tal-kejl elettriku tat-tensjoni. Pont tal-kejl huwa ffurmat billi titwaħħal strain gauge fuq ix-xaft elastiku. Meta x-xaft elastiku jiġi kemmxejn deformat mit-torque, il-valur tar-reżistenza tal-pont jinbidel, u l-bidla tar-reżistenza tal-pont tar-razza tiġi kkonvertita fil-bidla tas-sinjal elettriku biex tirrealizza l-kejl tat-torque. Is-sensorju jlesti l-konverżjoni tal-informazzjoni li ġejja:
Is-senser huwa magħmul minn xaft elastiku, pont tal-kejl, amplifikatur tal-istrument u ċirkwit tal-interface. L-assi elastiku huwa element sensittiv, li jiġġenera stress kompressiv massimu u stress tat-tensjoni fid-direzzjonijiet ta '45 grad u 135 grad. F'dan iż-żmien, l-istress prinċipali u l-istress shear huma ugwali. Il-formula tal-kalkolu hija:
fejn τ—istress prinċipali, ugwali għal σ f'dan il-ħin
Wp—mument tal-arblu tas-sezzjoni tax-xaft
Il-pont tal-kejl jista 'juża strain gauges tar-reżistenza tas-semikondutturi u qabbadhom biex jiffurmaw pont sħiħ differenzjali, li l-vultaġġ tal-ħruġ tiegħu huwa proporzjonali għat-torque riċevut mix-xaft tat-torsjoni. Ir-reżistenza tal-gauge tal-istrain R{{0}}R2=R3=R4=R0, tista' tinkiseb il-formula li ġejja:
Il-modulu elastiku tal-materjal tal-assi E
u - vultaġġ tal-provvista tal-pont
S - Koeffiċjent tas-sensittività tar-reżistenza strain gauge
Iċ-ċirkwit ta 'amplifikazzjoni jadotta ċ-ċirkwit ta' amplifikazzjoni għal strumenti, li huwa magħmul minn ċirkwiti ta 'amplifikazzjoni għal strumenti speċjali, u huwa wkoll magħmul minn tliet ċirkwiti op-amp wieħed. Il-fattur ta 'amplifikazzjoni huwa K, u l-vultaġġ amplifikat V huwa:
Sabiex ikun hemm preċiżjoni għolja flimkien, il-koeffiċjent tas-sensittività għandu jsir kostanti.
Fis-sensor tat-torque ta 'strain gauge tar-reżistenza tal-metall, iċ-ċavetta teknika li għandha tiġi solvuta hija:
(1) Iż-żona tax-xogħol tax-xaft elastiku m'għandhiex tkun akbar minn 1/3 taż-żona elastika, u ħu s-segment inizjali. Sabiex timminimizza l-iżball tal-isteresi, agħżel l-akbar dijametru tax-xaft skont l-indiċi tal-kapaċità ta 'tagħbija żejda.
(2) Jintuża strain gauge full-bridge sensittiv għall-forza tad-diffużjoni tas-silikon tat-tip LM, li għandu sensittività aħjar u mhux linearità żgħira.
(3), l-użu ta 'provvista ta' enerġija regolata ta 'preċiżjoni għolja.
4. Sensor tat-torque mingħajr kuntatt
Sensor tat-torque mingħajr kuntatt
Figura 4 turi struttura tipika ta 'sensor tat-torque mingħajr kuntatt. Ix-xaft tad-dħul u x-xaft tal-ħruġ huma konnessi minn bar tat-torsjoni, ix-xaft tad-dħul għandu splines, u x-xaft tal-ħruġ għandu ċavetta. Meta l-bar tat-torsjoni tkun mibruma mill-mument rotazzjonali tal-isteering, il-pożizzjoni relattiva bejn l-isplines fuq ix-xaft tad-dħul u ċ-ċavetta fuq ix-xaft tal-ħruġ tinbidel. Il-bidla relattiva tal-ispostament tal-ispline u ċ-ċavetta hija ugwali għat-torsjoni tal-virga tat-torsjoni, sabiex l-intensità tal-induzzjoni manjetika fuq is-spline tinbidel, u l-bidla tal-intensità tal-induzzjoni manjetika tiġi kkonvertita f'sinjal ta 'vultaġġ permezz tal-coil. Il-parti ta 'frekwenza għolja tas-sinjal hija ffiltrata miċ-ċirkwit ta' skoperta u l-parti tas-sinjal tat-torque biss hija amplifikata. Minħabba l-metodu ta 'ħidma mingħajr kuntatt, is-sensor tat-torque mingħajr kuntatt għandu ħajja twila, affidabilità għolja, mhuwiex suxxettibbli għal xedd, għandu dewmien iżgħar, u huwa inqas affettwat mid-deflessjoni tax-xaft u l-offset axjali. Ġie użat ħafna issa. Fil-karozzi u vetturi ħfief, huwa l-prodott mainstream ta 'sensors EPS.
5. Sensuri oħra tat-torque
Il-Figura 5 turi l-istruttura u l-prinċipju tal-kejl ta 'sensor tat-torque li jiskopri t-torque b'sensing tad-differenza tal-fażi. Dan is-senser għandu l-karatteristiċi ta 'preċiżjoni għolja u ripetibbiltà għolja. Il-prinċipju tal-kejl huwa kif ġej: installa ger fuq kull tarf tax-xaft tat-torsjoni, u installa sensor elettromanjetiku biswit il-wiċċ tas-snien, u żewġ sinjali AC mingħajr kuntatt max-xaft tal-enerġija jistgħu jiġu indotti mis-sensor. Oħroġ id-differenza tal-fażi tas-sinjal tiegħu, u daħħal sinjal ta 'arloġġ ta' preċiżjoni għolja u stabbli għoli ġġenerat minn oxxillatur tal-kristall bejn iż-żewġ differenzi tal-fażi. Ibbażat fuq dan is-sinjal tal-arloġġ, it-torque applikat jista 'jitkejjel b'mod preċiż permezz ta' użu għaqli tat-teknoloġija tal-ipproċessar tas-sinjal diġitali.
L-istruttura u d-dijagramma tal-prinċipju tal-kejl tas-sensor tat-torque li jiskopri t-torque bil-metodu ta 'sensing tad-differenza tal-fażi
6. It-tendenza ta 'żvilupp tas-sensorju tat-torque EPS
Bit-titjib u l-iżvilupp kontinwu tas-sistema EPS, jitressqu rekwiżiti ogħla għall-eżattezza, l-affidabbiltà u l-veloċità tar-rispons tas-sensor tat-torque. Is-sensuri tat-torque EPS qed juru x-xejriet ta 'żvilupp li ġejjin:
(1) Is-sistema tat-test qed tiżviluppa lejn minjaturizzazzjoni! Diġitizzazzjoni, intelliġenza, virtwalizzazzjoni u netwerking;
(2) Żvilupp minn funzjoni waħda għal multi-funzjoni, inkluż l-awto-kumpens, l-awto-korrezzjoni, l-awto-adattament, l-awto-dijanjosi, l-issettjar mill-bogħod, il-kombinazzjoni tal-istat, il-ħażna tal-informazzjoni u l-memorja;
(3) Żviluppa lejn minjaturizzazzjoni u integrazzjoni. Il-parti tas-sejbien tas-sensor tista 'tiġi minjaturizzata permezz ta' disinn razzjonali u ottimizzazzjoni tal-istruttura, u l-parti IC tista 'tintegra kemm jista' jkun komponenti semikondutturi u resistors f'komponent IC wieħed, u tnaqqas in-numru ta 'komponenti esterni.
(4) Żviluppa minn ttestjar statiku għal ittestjar online dinamiku.
