电动助力转向器试验台设计--毕业论文.doc

学院毕业设计 编号 学学 院院 毕毕 业业 设设 计计 技技 术术 报报 告告 课题课题名称：名称： 电动助力转向器试验台设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 专专 业业： ： 车辆工程 班班 级级： 指指导导教教师师： ： 学院毕业设计 I 摘要 在本设计中，先介绍了汽车转向技术、转向系统以及转向器试验台的一些 基本情况。然后紧接着说明了本次设计中试验台的结构和测试项目，并且着重 阐述了试验台台体的加工工艺和表面处理工艺。完成这两部分后，运用大量的 机械公式配合电动机和减速机构各参数，计算出了最主要零部件转轴的各项数 据，并画出 CAD 图纸。最后对本实验台其他零部件的选择作了详细的介绍。 关键词：试验台 电动助力转向系统 电动助力转向器 学院毕业设计 II ABSTRACT In this design, I firstly introduce the technology of vehicle steering, steering system, and some basic situation of steering gear test rig. And then I explain the structure and the test project in the design of the test-bed, and emphatically expounds the test bed body processing technology and surface treatment. Whats more, I use a large number of mechanical formula with motor and retarding mechanism parameters to calculate the main components of the rotating shaft of various data, and draw the CAD drawings. Finally, I will introduce the choice of the other accessories in detail. Keywords：steering test platform；Electric Power Steering system；electric power steering structure 学院毕业设计 III 目录 摘要I ABSTRACT.II 目录III 第 1 章 绪论.1 1.1 汽车转向技术及转向系统简介 1 1.2 汽车电动助力转向器和电动助力转向器试验台介绍 1 1.3 国内外电动助力转向器试验台现状介绍 1 1.4 本课题的意义 2 第 2 章 试验台组成、台体加工工艺及测试项目.3 2.1 电动助力转向器试验台组成 3 2.1.1 试验台总体设计原则.3 2.1.2 试验台构成.4 2.2 台体加工工艺及表面处理 4 2.2.1 试验台台体加工工艺.4 2.2.2 试验台台体表面处理技术.6 2.3 试验台主要测试项目分析 6 2.3.1 阻力.6 2.3.2 系统电动机主要参数.6 2.3.3 汽车的速度.7 第 3 章 试验台主要组件设计及计算.8 3.1 助力电动机的选择 8 3.2 输入端伺服电动机的选择 8 3.3 输出端伺服电动机的选择 8 3.4 转轴的计算和设计 8 3.5 轴的强度校核计算 .11 第 4 章 试验台主要零部件的挑选12 4.1 系统主要部件 12 4.2 电子控制单元（ECU） 12 4.3 磁粉制动器 .12 4.4 减速机构 .13 4.5 传感器 .13 4.5.1 转速传感器 .13 4.6 其它零配件的选配 .14 第 5 章 结束语 .15 参考文献.16 致谢.17 学院毕业设计 0 第 1 章 绪论 1.1 汽车转向技术及转向系统简介 一辆车好不好开，除了“油门”和“刹车”的配合外，转向系统占了一半 的分数。而所讲的汽车操控性，主要就是看方向盘是不是达到了“人车合一” 的水平。从方向盘到前轮，转向的过程需要一套系统的翻译和传递。随着现代 汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系 统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到现在的电动助力转向系统 （EPS）。 尽管现在汽车转向系统的结构形式各式各样，但是都包含三大部分，分别 是：内置的转向器、转向传动机构和驾驶员操纵机构。而转向系统的三大参数 主要有转向系统角传动比、转向时车轮的运动规律以及转向盘自由行程。所有 汽车对转向系的要求也大致为三个方面：一方面操纵要简单方便，工作要可靠 稳定；第二方面转向系统应该适当的减轻从地面顺上一直传到转向盘上的震荡 和冲击；第三方面则是当汽车在发生碰撞时，转向系应尽最大限度减轻或者是 避免碰撞所带给驾驶人的损伤。 1.2 汽车电动助力转向器和电动助力转向器试验台介绍 电动助力转向器主要有驱动齿轮、转向齿轮、转向齿条、涡轮蜗杆机构和 带有控制单元的电动机组成。我们常见的电动助力转向器有齿条式、小齿轮式 和管柱式。其工作原理为：ECU 根据车速传感器和转向盘转矩传感器的信号计 算所需的转向助力的大小，然后控制直流电动机的转动，助力电动机的转矩经 过减速机构减速机构后，驱动齿轮齿条，产生相应的转向助力。EPS 系统还可 以故障诊断和自我保护，当 EPS 发生故障时，系统会断开电磁离合器，转为手 动纯机械转向状态。 电动助力转向器试验台主要是通过自身安装的大量传感器测出被检测系统 的电量和非电量，同时这些物理量会和 ECU 中的某些控制量结合出现在事先准 备好的控制计算机显示器中，最后生成各种参数关系曲线。通过观察和计算参 数曲线去更直观、更方便的分析转向器的各项使用性能，以便在日后的生产和 制造过程当中去进一步的提升转向器性能。 学院毕业设计 1 1.3 国内外电动助力转向器试验台现状介绍 国外发展状况：EPS 系统最早在微型轿车上发展起来的，主要原因是狭小 的发动机舱空间很难在塞下液压动力转向系统。由于 EPS 部件少,安装方便等因 素,特别适合在微型轿车上安装。1988 年 2 月，日本铃木公司首次在其 Cervo 轿车上安装了 EPS 系统，之后还把这项技术应用在 Alto 车上。 欧美等国的汽车公司随后也对 EPS 进行开发和研究，虽然起步比较晚，但 是开发的力度较大，现在已经有很多汽车公司把这套系统装车销售。 国内发展状况：国内较早开展电动助力转向系统研究的是吉林大学，主要 进行了控制策略和助力特性方面的研究，较早的开发了电动助力转向系统试验 台。 北京理工大学自 2003 年开始对电动助力转向系统进行研究，目前研究领域 涉及电动客车电控液压动力转向系统、轿车电动助力转向系统和轿车线控转向 系统，并在国内率先开展了电动客车电动助力转向系统的开发。 可以预测，在未来的时间里，随着人们对汽车的安全、环保和节能要求的 进一步提高，国内各大院校、研究机构和企业对电动助力转向系统的研究将不 断深入，产业化进程也会得到快速提高。 1.4 本课题的意义 当今社会，汽车已然成为人们日常生活中很重要的一部分，它和我们的工 作、生活和学习紧密的联系在了一起。汽车产业正在一步步的向前发展，汽车 新技术也在不断地产生和发展，与此同时，与新技术相配合的试验台技术也在 稳步提升。 本设计中的试验台可以作为汽车电动助力转向器各项基本性能测试和出厂 测试的基本工具，它拥有模拟仿真实验和道路实验的各个优点，同时可用于检 测小齿轮式电动助力转向器和管柱式电动助力转向器。可以帮助生产厂家在设 计制造过程中发现转向器存在的不足和缺陷，节约时间及成本，避免资源的浪 费，进一步优化其产品。 学院毕业设计 2 第 2 章 试验台组成、台体加工工艺及测试项目 2.1 电动助力转向器试验台组成 2.1.1 试验台总体设计原则 所有实验项目的完成都应在试验台总体的设计原则之下，在此对其总体设 计原则阐述如下： （1）同时满足对小齿轮式电动助力转向器和管柱式电动助力转向器的各种 实验条件，能按计划保质保量完成对两种转向器的检测、实验，最后能提供合 理正确的实验数据，以便供研究设计人员进行分析计算。 图 2.1（1）管柱式电动助力转向器 图 2.1（2）小齿轮式电动助力转向器 （2）试验台上的各个部件尽量沿直线分布，这样不仅结构清晰，且方便日 常的检查和维护，在某个部件出现故障时还便于更换。 （3）尽最大的可能去模仿出汽车运行环境，尽可能还原出实车实验时的道 路情况，如路面情况、交通拥挤状况、各种急弯或者缓弯等。必要时还应设定 出不同的天气状况来进行试验。 （4）试验完成后，试验台能自行导出实验报告，报告可以是图表或者文字 格式，以方便实验人员使用。 （5）总体结构简单，便于操作，方便装夹和拆卸。 （6）试验台下方应带有扳手、螺丝刀、钳子等简易操作工具，方便实验人 员随时使用。 （7）试验完成后所获得的实验数据误差在合理范围内，不会出现数值上的 学院毕业设计 3 错误，数据可靠实用。 2.1.2 试验台构成 本设计中试验台的机械部件主要包括电机、试验台箱式台体、减速机构及 夹具等；第二大部分是电器系统，包括电子控制电路、数据采集分析系统、数 据输出设备；第三大部分为各试验台所需各传感器。试验台主要组成部分说明 如下。 （1）试验台台体：起支撑和保护台上个部件的作用，自身必须具有一定的 刚度和硬度，结构应稳定，不易产生变形。 （2）减速机构：起增加转矩降低速度的作用，是本系统中非常重要的部件， 性能应稳定，工作应可靠。 （3）电机 图 2.2 电机的功用 1）输入端伺服电机：主要是模拟来自转向盘转向力矩。 2）输出端伺服电机：主要是模拟出来自路面的转向力矩。 （4）升降机构：对小齿轮式电动助力转向器的输入端进行升降，使其与实 验台台面有一定的角度，便于进行试验。 （5）夹具：起固定转向器的作用，进行试验时保证转向器能一直固定在台 架上而不发生侧翻或者掉落。 （6）计算机：主要用于输出数据，生成各种图形和表格，并对数据进行一 定的分析与计算，便于实验人员研究工作的进行。 2.2 台体加工工艺及表面处理 由于本实验台上各种零部件比较繁多，仔细划分之后又会比较复杂。同时， 结合自身所学知识，主要介绍试验台台体的加工工艺以及表面处理工艺。 2.2.1 试验台台体加工工艺 考虑到硬度、制造成本等因素，本实验台台体采用铸铁件铸造。因为铸铁 学院毕业设计 4 具有足够的强度、非常高的耐磨特性、优良的减震性能和铸造性能等优点。 本实验台采用的是箱式的台体，可以留出足够大的空间去存放一些必要的 维修工具和零部件的备件，让本该浪费的空间发挥出足够大的作用。该箱式台 体的体积比较大，其轮廓尺寸为 2445mm1600mm1000mm（长宽高）， 壁厚为 45mm。材质采用的为 HT250，考虑到化学成分对力学性能和铸造性能等 的综合影响，其一般控制范围为 w（C）=3.10%3.40%，w（Si） =12.20%1.60%,w（Mn）=0.70%1.10%，w（P）0.20%，w（S）0.15%。 表 2.1 箱式台体化学成分和力学性能资料 化学成分（化学成分，化学成分（化学成分，% %）力学性能力学性能 序号序号 CSiMnPSCE 抗拉轻 度 Rm/Mpa 布式硬 度 HBW 3.321.491.020.0940.113.82300223 1 3.321.230.940.110.13.73320223 3.331.320.980.0880.123.77310212 2 3.341.430.840.0960.143.72325223 3.391.391.060.0710.0943.85335229 3 3.341.50.970.0950.113.84300223 3.161.30.840.190.123.6315201 4 3.381.31.090.120.0943.81305207 3.11.20.980.180.113.5320223 5 3.221.270.80.140.0993.64310223 平均 3.281.340.950.1180.113.72314220 在铸造过程中不能出现大的气孔、渣孔及裂纹等影响其结构强度的铸造缺 陷，在误差范围之内的轻微铸造缺陷与需修复，本实验台允许误差为5mm。 对本设计中实验台箱式台体的加工工艺参数选择叙述如下：底部加工量为 1016mm，顶部加工量为 2232mm，其余局部的加工量可以进行社党的调整； 工艺补贴量统一盯为 26mm；铸造线收缩率取值 0.9%。 根据本实验台台体结构特征，采用底注式浇注法，此法可使铁液在铸型当 中平稳的上升，但也会使铸件上部和下部的温度差异较大，不利于确保上平面 的质量，其浇注系统的设计原则如下： （1）铸件各部位铁液的受热应均匀，不能有的地方温度高，有的地方温度 学院毕业设计 5 低，这样可促使其同时凝固。同时还可减小铸造内应力，减小铸件成型后出现 缝隙的风险。 （2）应当让铁液平稳地充满整个铸型，尽量去减少其对铸型各部件的冲击， 避免卷入空气，防止产生气泡、砂孔等质量缺陷。 （3）浇注过程中始终保持适宜的浇注速度。如果浇注的速度太快，就会增 大对铸型的冲击力，易出现砂孔；若浇注的速度过慢，则会使整个浇注过程延 长，造成浇注不足和冷隔等质量问题。 2.2.2 试验台台体表面处理技术 表面抛光技术又被叫做是表面整平技术，而在被加工表面的整平程度很高 时，则被人们称之为是镜面加工技术。 本设计中试验台的台体表面所用抛光技术为化学抛光，即配制一定比例的 腐蚀液、氧化剂和添加剂组成的抛光溶液，然后台体在其中发生特定的的化学 反应。这样的抛光方法较电化学抛光与机械抛光具有如下的优点： （1）工艺简单，操作起来方便，生产效率更高。 （2）能对不同材质和形状的金属制品进行抛光，所以适应性强。 （3）在进行抛光时用不到外加电源和装夹工具，因而生产成本会大大降低。 2.3 试验台主要测试项目分析 本实验台可对一台完整的电动助力转向器做出全面的检测，下面对其检测 的主要项目做出简单阐述。 2.3.1 阻力 阻力，又称为系统阻力矩，包括模拟转向盘的转向阻力矩、电动机所产生的 助力力矩和回正力矩。其中转向力矩又分为原地转向阻力矩和行车转向阻力矩， 前者是指汽车静止不动转向时，所产生的阻力矩；后者是汽车行驶时进行转向 时，所产生的阻力矩。电动机的助力力矩是系统的电子控制单元经过计算，确 定出所需助力力矩，以电流的形式传到电动机，电动机根据输入的电流的大小， 输出合适的助力力矩。回正力矩也可称为是回正阻力矩，顾名思义是指转向器 完成转向动作后回正时产生的一个阻力矩，这也是本实验台主要检测的数据之 一。 2.3.2 系统电动机主要参数 电动机是 EPS 系统的动力源，其功能是根据电子控制单元的指令输出适当 的辅助转矩。本实验台中的所用到电动机也不例外，主要作用便是提供助力力 学院毕业设计 6 矩的同时，我们需要对其电流电压进行实时监测。电动机的体积要尽可能的小， 大多说车载电源为 12V，要保持工作电压低，并且具有足够的大的额定功率和 额定电流，同时电动机的转速不应太高。 2.3.3 汽车的速度 此设计中检测车速的主要目的是观察分析在不同车速下，转向器所需要的 助力力矩分别为多大，在何种车速下转向器工作最稳定。同时，检测汽车的速 度还便于试验完成后的数据处理和图标制作，使实验人员能一目了然，方便实 用。因此，这也是词试验台主要检测项目之一。 学院毕业设计 7 第 3 章 试验台主要组件设计及计算 3.1 助力电动机的选择 助力电动机它相当于电动助力转向系统的一个动力源，在整个试验台中的 地位可以说是举足轻重。 综合考虑，在本设计中选用了采用三相定子、永磁转子并且电子换向的直 流永磁无刷电动机。此电动机负荷效率 85%-97%，可靠性很高并且控制器简单。 3.2 输入端伺服电动机的选择 因为转向器试验台需要十分可靠的模拟出转向盘所提供的转向力矩，要尽 可能的模拟出驾驶人操纵转向盘时的感觉，所以输入端伺服电动机的选配显得 至关重要。在满足精确度和准确性的基础上，还应当从结构和成本来考虑此问 题。综合分析过后，本设计中输入端选择的伺服电动机选型号为： 表 3.1 输入端伺服电机参数表 电机型号电机型号额定功率额定功率满载转速满载转速传动效率传动效率额定电流额定电流重量重量 Y80M1-20.75KW2830r/min0.751.8A17Kg 3.3 输出端伺服电动机的选择 考虑到成本及结构简单化问题，在满足实验要求的前提下，输出端用来模 拟路面转向负载的伺服电机选用同输入端相同型号。 3.4 转轴的计算和设计 试验台台面之上，一字排列着各种的零部件，其中不乏旋转件，而这些旋 转件的支撑和放置全部要有轴来支撑。根据承载力矩种类的不同，轴可分为转 轴、心轴和传动轴三种。 表 3.2 轴及其承载的力矩 名称名称承载力矩种类承载力矩种类 转轴能够同时去承载转动力矩和弯曲力矩。 学院毕业设计 8 心轴只能承载弯矩，不能够承载转矩。 传动轴主要用来承受转矩，所承受的弯矩很小几乎为零。 在此，只对承载较多力矩的转轴进行设计，一般来说要先按照轴所传递的 转矩估算出受扭转轴段的最小直径，并以其作为基本参考尺寸进行轴的结构设 计。 由材料力学可知，实习圆轴的扭转强度条件为 （式 3- T T T P W T 3 6 d2 . 0 n 1055 . 9 1） 由此可以得到轴的基本直径的估算公式为 （式 3- 3 3 6 nn2 . 0 1055 . 9 d P C P T 2） 已知条件为： =轴的切应力（MPa）； T T=轴传递的转矩（Nmm）； P=轴传递的功率（KW）； n=轴的转速（r/min）； WT=轴的抗扭转矩系数（mm3），； 3 3 d2 . 0 16 d T W 需用切应力（MPa）； T C=计算常数，其值的大小取决于轴所选用的材料和承载情况，详细数值的 选用可查下附表 3.3 表 3.3 轴的常用材料的 C 值 轴的材料轴的材料Q235Q235、20203535454540Cr40Cr、35SiMn35SiMn C16014813512511811210710298 本设计中轴的材料选用 40Cr，取其 C 值等于 100。 同时参照输入端伺服电动机的各项数据、下文中减速机构的各参数，所以 计算轴的基本数据如下： 估算轴的基本直径为 d=85mm， 。 TT MPa 6 . 30 学院毕业设计 9 接下来便可以确定出轴的各段的直径，如下： 表 3.4 轴各段直径 位置位置 轴直径轴直径 （mm） 简短说明简短说明 估算轴径85由公式估算。 油封处98.4 a=0.0785=5.95 mm； a=0.1085=8.50 mm。 轴承处100角接触球轴承 7320C。 齿轮处110稍大于轴承处即可。 轴环处126 h=0.07110=7.7 mm； h=0.10110=11.0 mm。 左端轴承轴肩处112 按照 7320C 型轴承安装尺寸，并且查阅轴承手册 得 7320C 角接触球轴承的轴肩高度为 6mm。 得出各段轴径后，便要确定各轴段的长度，具体长度如下： 表 3.5 各轴段长度 位置位置 轴段长度轴段长度 （mm） 简单说明简单说明 估算轴径处90为保证刚度和硬度略大于此处的直径。 油封处90 轴承盖外断面与最小轴径处左端面间距 50mm， 轴承盖总宽度 40mm。 齿轮处106齿轮轮毂宽度为 112mm，为保证套筒压紧齿轮。 右端轴承处（含 套筒） 103 7320C 轴承内圈宽度为 46mm；考虑铸造误差， 装配有余地，轴承左端面与轴端的间距取 10mm；另一端轴端与齿轮右端面距离为 40mm； 齿轮轮毂与齿轮处轴段长度之差为 6mm，故该段 总长等于（46+10+40+6）mm=102mm。 学院毕业设计 10 轴环处20b=1.4a=1.46.20=8.68mm，取 b=20mm。 左端轴承轴肩处40 轴承右端面值齿轮左端的距离与轴环宽度之差， 等于。mm40mm101040 左端轴承处47此处的值等于 7214C 型轴承内圈宽度。 全轴长度49690+90+106+103+20+40+47=496mm 3.5 轴的强度校核计算 1.轴传递的转矩： （式 3-3）mm1073 . 5 n 1055 . 9 36 N P T 得出轴传递的转矩后，按照当量弯度去校核该轴的强度（按照表 3.6）： 表 3.6 轴的许用弯曲应力 材料材料 b w 1 w 0 w 1 80027013075 合金钢 100033015090 查表 3.6 可得，对于 40Cr，=1000MPa，=90MPa b w 1 故按照： （式 3-w 1 3 ee e d1 . 0 M W M 4） W=危险截面的抗弯界面系数, 单位：； 3 mm d=危险截面直径，单位：mm； =周所用材料处于对称循环状态下的许用弯曲应力，单位：MPa。w 1 强度校核： （式 3- w 1 - 3 e e a64.78a d1 . 0 MPMP M B B 5） =截面 B 的当量弯矩，单位：。 eB MmmN 根据以上的数据、表格和相应验算公式，验算轴的疲劳强度符合要求。最 后根据计算结果就可画出转轴的 CAD 图纸。尤其需要注意的是，如果是按照 学院毕业设计 11 （式 3.2）算出的轴径，规定需要在该轴上开出键槽的时候，要适当的去增加轴 径。单键槽：轴径增加 3%；双键槽：轴径增加 7%；然后可以将轴径取标准值。 第 4 章 试验台主要零部件的挑选 4.1 系统主要部件 试验台主要有电子控制单元(ECU)，电动机，减速机构，磁粉制动器，车速 传感器，转矩传感器等部件组成。检测的主要性能参数为：汽车的车速，转向 盘的主扭矩，转向盘的角度及车轮的阻力矩，电动机的电流、电压和电动机的 转矩。 4.2 电子控制单元（ECU） 当今世界，几乎所有的机械产品和电子产品都不会离开这个部件，那就是 电子控制单元，它等于是整个测试系统的大脑。主要工作便是根据分布在系统 上的各个传感器采集到的数据，计算出所需助力的大小，以电流的形式传给电 动机，助力电机接收到这个信号后，并严格的按照指令输出合适的助力力矩。 现在中央控制器的研究已经取得了很大的进步，大部分已经具有自诊断功能。 即当电子助力系统出现问题时，便会以电流、电压或其他脉冲信号的形式反馈 给控制器，控制器察觉到异常，就会自动取消电动助力，转化为纯手动操作。 这种方法对于保护汽车零部件，特别是电子系统非常有帮助，可以有效的将损 失降到最低。 对于中央控制器的性能要求，和大多数电子元器件的要求基本一致。在本设计 中的要求如下： （1）工作稳定可靠，受外界影响较小，如温度、湿度、光照强度等； （2）灵敏性好，能及时感知出系统所出现的故障； （3）计算结果准确，输出电流准确； （4）抗干扰的能力较强，不会因为驾驶环境的突然改变而出现故障或者直接罢 工等现象。 学院毕业设计 12 4.3 磁粉制动器 磁粉制动器，在百科中对于他的介绍，可以归纳为一句话，那就是依据电 磁原理并且通过自身所带磁粉去传递某种力矩。这种零部件也许在我们所学课 本中介绍的不是很多，大多数的同学对于它的认识也不够详细。在本设计中磁 粉制动器的主要作用是用来模拟出转向系统自身的转向力矩，以便使实验过程 更进一步趋近于真实自然的工况。本设计所采用的磁粉制动器如下图所示： 图 4.1 CZ 型磁粉制动器 这种型号的磁粉制动器额定转矩为 100Nm；激磁电流为 1A；冷却方式为 当双水冷；允许滑差功率为 8KW；自带磁粉 150g。 4.4 减速机构 因为助力电机的输出转速太大，而力矩太小，不可以直接施加到转轴上边， 因此必须要有减速机构来降低速度，增加转矩。本设计中的减速机构采用双行 星齿轮式结构，传递效率为，此数据可用来计算上文中3i8 . 0，总传动比 转轴的基本数据。因为本设计主演验证试验台性能，此种减速机构为购买来以 后，直接使用，并非本次设计任务的主要设计部件。 4.5 传感器 传感器存在于本测试系统的各个地方，是系统中一个比较大的分支。如果 没有这些小的传感器，本系统的的测试仪器都不会发挥出它该有的作用。既然 作用如此之大，因此对它们的要求也不会少： (1)有较好的环境适应性； （2）批量生产，并具有互换性； （3）高可靠性，稳定性好； （4）抗电磁干扰能力强； 学院毕业设计 13 4.5.1 转速传感器 转速传感器，顾名思义就是感知并且传递机械转速的机器，书面表达出来 便是把感知到的转速这一非电量转化成电量并且输出的仪器。本设计所用到的 转速传感器为基本的电子式传感器，即把转速转变为脉冲信号并且输出。 图 4.2 JN338 型数字转矩转速传感器 该传感器采用两组特殊环形旋转变压器来实现能源的输入及转矩信号的输 出，从而解决了旋转动力传递系统中能源及信号可靠地在旋转部分与静止部分 之间的传递问题。该传感器还可同时实现旋转轴转速的测量，从而可方便地计 算出轴输出功率，因此，利用该传感器可实现转矩、转速及轴功率的多参数输 出。 4.5.2 转矩传感器 试验台所用传感器是根据弹性元件在传递转矩时由于弹性元件的变形、应 力或应变等物理参数的变化而形成的转矩传感器。目前，这种传感器的应用最 为广泛 同转速传感器一样，它也是感知一个非电量然后输出一个电信号或者脉冲 信号。在本设计中转矩传感器主要用来测转向盘的主力矩、伺服电机助力力矩、 路面带来的转向力矩和系统自身的转向力矩，起到了串联起整个测试系统的作 用。 4.5.3 电流、电压传感器 对于这两种传感器，应该是我们最熟悉的，因为当我们刚开始接触物理学 的时候便知道有这两种传感器的存在。因为在本设计中，我们在电动助力转向 器的输入及输出端用到了两个伺服电机，为保证它们能够维持在一个稳定的工 况下工作，所以我们需要传感器去时时检测他们的电流电压变化，以防止电机 出现机械故障，影响整个试验进度。 学院毕业设计 14 4.6 其它零配件的选配 除上文中描述的主要零配件外的其它部件，按照相应国家标准或行业标准 选配。 第 5 章 结束语 汽车电动助力转向系统在乘用车上的应用和普及，是大势所趋。本文对电 动助力转向系统的工作原理进行了分析和研究。通过电子控制单元，电动机， 减速器，传感器的组合，设计了汽车动力转向器试验台，模拟了汽车而电动助 力转向系统的实际工作过程。 本次设计只是对其进行了一个浅显的探究，必然存在一定的不足。相信在 不久的将来，研究和制造电动助力转向器试验台的科研单位还有工厂肯定会越 来越多。这次的设计只是为自己以后的学习和研究做一个基本的铺垫，相信随 着技术和社会的发展，转向器试验台也会成为国产汽车业的另一个骄傲！ 学院毕业设计 15